變電站建筑設計中存在的問題及對策

楊光

摘要：為了加快城市化的建設步伐和適應城市環境的巨大變化，構建變電站應當避免出現影響變電站設備安全和附近居民正常生活的因素。因此，變電站的建筑設計必須符合其主要的原則，把握好選址階段、初步設計階段和施工圖設計階段。本文說明了變電站建筑設計的主要原則，并詳細闡述了變電站建筑設計中存在的突出問題，并詳細闡述了解決的對策。

關鍵詞：變電站；建筑設計；地基基礎；選址；總平面布置

中圖分類號：TM411文獻標識碼： A

一、變電站建筑設計中存在的問題

（一）變電站建筑設計的選材問題

鑒于混凝土具有良好的牢固性和耐久性的特點，一直以來，我國的變電站建

設都選用它作為建筑材料。但是，在不同的環境中，應該結合當地的地理特性來選擇建筑材料，一味的使用混凝土材料，使在許多地區的變電建筑出現了混凝土開裂、鋼筋被當地水土腐蝕，發生銹蝕的現象出現。甚至，有些地區因為混凝土材料的分解，導致設備的電路損壞，出現漏電、火災等故障。這些都是當初設計選擇材料不合理造成的。

（二）變電站建筑設計中地基不均勻沉降問題

任何建筑物的地基在建筑物的荷載影響下都會發生不同程度的沉降，有的是

均勻沉降，有的可能是不均勻沉降。但是變電站一旦發生過量的地基沉降，就會

使變電建筑發生傾斜或是墻體開裂，這就給電力供應工作帶來了嚴重的隱患。在 變電站的地基設計時，要綜合的考慮結構、基礎以及地基三者間的相互影響，從結構、施工等方面入手，尋找科學的解決沉降的辦法。

二、變電站建筑設計的原則

（一）可靠性

變電站的設備正常運行需要土建工程安全可靠的支撐，設計中的模塊經過重新組合后，依然能夠保證變電站電氣設備安全使用的可靠性。

（二）先進性

變電站的設備選型應當先進合理，站址占地面積較小，并注重環境保護，土建設計中的各項經濟技術指標具有先進性。

（三）經濟性

安全可靠、技術先進、造價合理、追求性能價格比最優，滿足變電站的基本功能和核心功能，剝離無用、重復、多余功能，同時，力求設備的壽命周期內實現企業最佳的經濟效益。

（四）實效性

建立變電站土建標準化設計的滾動修訂制度，伴隨著電網的發展與技術進步，對土建設計不斷地進行更新、補充和完善。

（五）和諧性

變電站的整體形象和變電站周邊的人文環境協調統一。

三、變電站建筑的選址

（一）站址的選擇必須符合當地政府規劃的要求

設計人員在選址前應到當地規劃和國土等政府部門收集城市規劃和土地利用總體規劃資料，擬建的當地工業區變電站還需收集到工業區的相關規劃。按照國家土地使用相關要求，為了建設資源節約型、環境友好型的電網，對于耕地與經濟效益比較高的土地應該少占用或者不占用，應當盡可能地利用劣地與荒地。對于基本農田保護區，除通過國土部門對土地利用總體規劃進行調整外，不得占用基本農田。站址的選擇還要了解站址的規劃情況，避免與城建、公路和鐵路等公共服務市政設施的規劃相沖突。

（二）站址的選擇還要注意周邊環境的影響

特別要了解清楚選址周圍是否有軍事設施、通信設施、機場、導航臺、風景旅游區等，如果有以上設施存在，則需按照國家規程規范要求，避開安全干擾距離，并應獲取相關部門協議的批復意見。同時，還要了解站址區是否存在政府劃定的礦產資源、歷史文物等。

（三）其他考慮因素

除了上述提及客觀的因素影響選址外，水文氣象、站址工程的水文地質條件、站用電源、站區供水水源條件、防洪排水及大件運輸，甚至拆遷賠償等，也是我們需要了解的內容。設計人員應當盡量選擇地形較為平坦、進站道路較短且緩、拆遷量比較少、能夠直接對水源進行利用、日后運行方便的站址。特別注意的是，220 kV等級及以上的變電站要滿足高于百年一遇的洪水位的要求。我們必須對這些方面進行全面比較分析，以保證站址的選擇具有可行性，進而提出推薦站址。

四、變電站建筑設計各個階段的設計要點

（一）可行性研究階段

1、了解土地屬性

站址位置確定后，應該還要了解用地范圍的土地屬性，并收集當地土地征用費、拆遷賠償費、建筑材料供應情況。站址的位置盡量少占水渠、池塘、經濟農田、經濟林木和退耕還林用地，盡量不拆遷房屋、搬遷線路或墳墓，特別是古墳墓。必要時采用總平面局部切角、平移、旋轉等，減少賠償費用，降低總體造價。

2、地質條件

在可行性研究階段，土建設計的另一個重要的關注點是選擇的站址是否存在不利于建站的地質條件。因此，巖土勘察時，應該說明站址區域地質構造、地震活動情況及其地震基本烈度，對站址及邊坡的穩定性做出合理性評價。同時還需簡要說明巖土的物理性質，并了解站址及其附近地區是否存在滑坡、土洞、溶洞、地下暗河等不良地質作用的影響，分析其危害程度和發展趨勢，提出有效的防治措施。土建設計人員應根據站址挖填區和各土層的物理條件等提出合理的地基處理方案。

（二）初步設計階段

1、總平面的布置

土建設計的總平面布置圖應當以電氣專業為主，在滿足電氣功能需求的同時，盡量從進出線、電氣安全距離、消防、運輸等方面進行優化，并根據規程規范對各建構筑物進行合理布置。

2、豎向的布置

根據電壓等級，結合設計規范，在滿足百年一遇或者五十年一遇洪水位或內澇水位的前提下，對現有的地形條件進行充分利用，以及考慮變電站場地的排水情況后，場地平整可以采用平坡式、斜坡式或者階梯式的布置型式。在滿足防洪和防澇的前提下，站區的標高應當盡量以站區內土石方量自平衡的方式確定；如果土石方量不能自平衡，則可對技術經濟方面進行比較，探討采用外購土方或者利用防洪墻等設計方案。

邊坡設計是豎向布置設計中很重要的一項任務。邊坡的高度是場地平整后確定的，其坡率是根據巖土工程地質經過實驗并經邊坡穩定性計算后確定的。根據邊坡高度可采用擋土墻、護坡或者兩者結合，屬于高邊坡設計，需編制專題報告。

為了使邊坡穩固且不受雨水沖刷，防止水土流失，在坡頂和坡腳應設置截（排）水溝。

3、建筑結構設計

建筑外立面力求融合周圍環境特點，在條件允許時，站內建筑物盡量采用混凝土框架結構設計，提高抗震能力和擴大空間，以便于電氣設備安裝。建構筑物地基處理方案應根據地質情況進行選擇，從投資和施工角度考慮，優先采用天然地基，回填土較厚時可依次選擇換填、墩基、樁基等處理。

（三）施工設計階段

1、總圖設計

場地處理一般采用綠化方式，缺水地區可采用碎石場地處理，操作小道鋪設路面磚，采用實體大門，電纜溝采用內嵌式角鋼包邊或復合材料的蓋板等。

2、建筑設計

戶外變電站總建筑面積不大于1200m2，變電站的通信機房面積60m2考慮，建筑物外墻顏色采用國標《常用建筑色》規定的藍色、灰色和白色，建筑物外墻門采用防盜的不銹鋼甲級防火門等。

3、結構設計

站內建筑物采用框架結構，220 kV構支架采用鋼結構等。

4、給排水專業

主變壓器消防采用水噴霧或泡沫噴淋滅火系統，戶內站電容器室氣體消防噴頭不得在電容器正上方布置，室內消火栓不能設在設備房間內等。

5、節能降耗設計

為實現電氣節能降耗的目的，應選擇低損耗、低噪聲的變壓器、電抗器，站內照明燈具應采用節能型燈具。建筑部分節能降耗包括建筑物及房間的朝向設置、門窗節能、外墻節能和屋面節能等部分。

參考文獻

[1]張龍驤，邱新剛.談220kV全戶內變電站土建設計相關問題[J].山西建筑，2012.18.

[2]吳國軍.變電站土建設計方案優化的合理化思考[J].宿州學院學報， 2009.5.

[3]聶建春，劉杰.淺談變電站總平面布置及豎向布置設計[J].內蒙古石油化工， 2008.17.