變電站土建設計要點及優化策略探究

伍書吟，呂天舒

（營口電力勘察設計咨詢有限公司，遼寧 營口 115000）

社會的發展離不開電力資源的支持。為應對用電需求的逐年遞增，近些年來，電網優化和革新的資金投入提高，這對變電站的土建設計提出了更高、更新和更具體的要求。如今的變電站土建在設計和規劃上更加重視環境保護與節能減排，也在保證變電站工程總體效益的前提下減少工程成本。

1 變電站在進行土建設計時的階段性要點

變電站在開始土建設計工作之前需要規劃各個階段的實際要點和思路，保證每個階段工作的具體、周到，才能提高土建設計方案的可行性和可靠性。一般而言，變電站在進行土建設計時需要注意的階段性要點包括以下幾個方面，如圖1所示。

圖1 變電站土建設計階段要點

1.1 選址階段的要點

在選擇變電站的土建地址時首先要確定變電站負荷中心所在的具體位置，這是順利高效地開展后續其它各項工作的關鍵，也是對變電站建設施工各個環節的綜合性的分析探究工作。對變電站所需要具備和體現的使用功能進行全面考慮，并針對電網負荷與結構的相關影響因素作出進一步的設計，詳細對比設計方案和建設用地的實際情況，盡可能縮減耕地的占用面積，以提高變電站綜合效益為考量標準，將土建地址選擇在城市周邊的荒廢區域或是比較經濟實用的土地范圍之內。具體而言，在選擇變電站的建設地點與位置時，要清楚掌握變電站選址周圍的道路交通情況和地形情況，既要滿足變電站建設在離居民住宅較遠的地區，又要保證交通運輸情況可以達到變電站建設和使用的基本要求。在確定變電站的建設地點時也要從節省能源、減低成本、提高經濟效益的層面選擇經濟效益相對較低而實用面積較多的土地，盡可能在滿足變電站建設各種要求的前提下提高土地利用率，減少耕地的使用率。此外，變電站的地址選擇與確定也必須符合城市的整體布局規劃要求，要避免與城市的線路和布局規劃出現沖突，也要符合城市綠色發展和環境保護的相關要求，加強與環境監管部門、城市規劃部門的溝通交流，在獲得有關部門的批準之后再進行動工。需要注意的是，在選址工作進行的過程中，要針對變電站建設和后期開發升級等問題把選址設計人員和變電線路的安裝人員安排在一起進行談論和探究，提高選址設計的有效性，從而為確定變電站土建的整體設計方案做好基礎工作。

1.2 可行性分析研究階段

可行性分析研究是由專業的分析人員對變電站的土建設計可行性進行分析研究，并詳細論述變電站批復站址的相關情況。要對變電站的站址穩定性進行綜合評價分析，分析站址是否存在隱蔽的其他設施，是否存在滑坡、地質欠佳等潛在問題，并查看站址周邊有無溶洞，地基情況是否良好，對可能影響變電站建設的問題提供有效的應對方案。還要從變電站是否符合我國變電站建設標準的方面進行考量，從我國土地可用資源的實際困難和發展情況出發，優化變電站的土建設計可靠性，加強對設計方案規范性、運行管理穩定性和養護管理及時性的優化。其他影響變電站可行性的因素還包括經濟作物的賠償費用、林業建設和拆遷安置等工作的補償費用等，這些都需要統籌規劃、詳細探究，才能保證設計方案的最優化。

1.3 初步設計的基本要點

初步設計主要包括了總平面布局的設置及優化、豎向布局的設置及優化、滿足建筑設計全方面的要求以及完善站區相關設計等。在進行總平面布局的布置與優化時需要根據變電站建設的實際需求將變電站建設區域劃分為不同的功能區域，并保證各個功能區都能具備符合國家標準的設備檢修要求和消防安全要求，并確保區域內的道路在寬度、轉彎半徑等方面上能夠滿足大型運輸車輛的交通需求。要運用模塊式的設計方法保證建筑物布局范圍內各種設備的消防安全距離，提高空間使用效率和總體布局的合理性，豎向空間的布局需要全面考慮洪水和內澇的問題，綜合平衡土方，精確計算和設計限高，盡可能不使用土方以保證建設區域內地形的原始形態，加強對邊坡的細化處理，通過搭建護坡土墻的方法解決邊坡的高度差問題，合理設計與優化排水溝、截水溝的位置和走向，保證邊坡不會因為雨水和地下水的反復沖擊而出現坍塌。

建筑設計的全方面要求包括：第一，建筑立面設計需要大方美觀，并能與周邊自然環境相協調。第二，建筑的基本結構需要采用鋼混凝土的框架結構，其構架也需要按照要求使用相應的鋼結構。第三，在設計變電站的綜合樓時要考慮使用獨立基礎或是樁基礎。第四，要深入分析前期獲取的地質實地勘探資料，合理選擇科學的地基處理技術。第五，要保證變電站暖通設計的正常運行，并確保不與消防設備產生沖突。站區相關設計一般包括給排水的設計與消防安全設計，要設置獨立運轉的水管網絡，并使用分流制的排水系統，要保留足夠的消防安全間距，并設置有效的防火門窗設備。

1.4 施工圖紙的設計要點

施工圖紙的設計作為綜合性、技術性較強的一項工作，需要綜合考慮建筑結構、給排水系統、暖通系統、消防系統等各部分之間的相互關系，做好接口和線路的整體布局，解決各部分之間潛在的沖突矛盾，并按照國家的相關標準保證變電站的總體規劃布局和建筑平面設計嚴謹、科學，不出現重大安全施工問題。

2 變電站進行土建設計的優化策略

2.1 選址優化

變電站的選址工作是變電站的土建設計順利開展的基礎工作，因此要對比多種選址方案，不斷探討和優化方案，聘請國內外相關專家和學者對選址方案的可行性與可靠性進行分析，最終確定最優質、綜合效益最高的選址方案，并準備幾種備用方案。

2.2 構建方案的優化策略

變電站建設的構建方案一般都需要從整體布局出發，不斷細化設計方案，并針對變電站的實際需求提出合理化的優化方案。首先要優化變電站的空間布局，既要符合大眾的審美需求，又要保證各個功能區域的最優配置。此外，要優化建筑物的地基處理方案，可以使用預壓法和灌注樁的管柱等施工方法提高地基穩固程度，在地基情況相對較好的區域則可以使用傳統建筑的地基處理方法，減少地基處理的成本。

2.3 消防與給排水系統的設計優化

變電站區域內的生活用水與消防補水相對較少，在優化供水和消防方案時，需要首先考慮市政供給的可能性。通常而言，變電站的給水系統包括生活給水與消防給水，需要分別設置不同的獨立系統保證生活與消防給水的穩定性，還要采用分流排放的排水系統，保證給排水系統的最優組合。在設計消防安全方案的過程中，設計人員要實地考察建筑物相互之間的距離以及各種設備之間的距離，比對相關數據標準，考察安全距離是否滿足消防的基本要求，如果發現不合規范或不符標準的設計，就需要設置相應的防火門窗提高變電站的消防安全性能。

2.4 戶外構、支架的優化設計

變電站在確定戶外構、支架結構以及布置形式時需要依據電氣的主要接線方式合理進行選配。為了最大程度上減少縱向的尺寸并節約用地面積，可以使用聯合的構架，通過兩個間隔設置一跨，在構架的縱向中部設置有效的單端支撐的方式，實現經濟效益的最大化，比較各種構架材料的效益，選擇與變電站運行和使用周期最為相符的鋼材料，從而在保證變電站建設質量的基礎上實現降低建設成本的目的。

2.5 降噪設計的優化

變電站在運行過程中會產生很多的噪音污染，可能會影響周邊居民的日常生活。因此，在進行土建設計時需要優化變電站的降噪設計。設置綠化隔音帶或者專門的隔音板將變電站與周邊區域分隔開，并盡量選擇噪音緩沖效果比較突出的地區進行變電站建設。此外，還要優化變電站的通風系統設計，對產生噪音較多的主變室進行自然通風的設計，提高基礎框架并在進出風口設置可以減少噪音的消音設備，提高整個室內的通風與隔音效果。

2.6 電纜溝和暖通系統的設計優化

電纜溝應該盡量在現場進行裝配，使用電纜埋管等施工方式，取消或是盡量減少埋在地下的電纜溝的數量。在優化暖通系統時，可以使用節能的變頻空調或節能排風機設備，以起到降低能耗和運營成本，提高綜合效益的目的。

3 結語

變電站的土建設計要針對變電站的實際使用需求和電力事業發展要求不斷優化設計方案，保證變電站運行的穩定性與安全性，不斷提高變電站的經濟效益與社會效益。