探析變電站土建設(shè)計的幾個問題

姜文，胡文博

（湖北省電力勘測設(shè)計院有限公司，武漢430040）

1 引言

變電站項目的建設(shè)能有效緩解我國電力能源短缺問題，提高人們的生活質(zhì)量，解決電力供應(yīng)緊張的不足，使我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展更加穩(wěn)定。但是由于工程技術(shù)質(zhì)量的限制，導(dǎo)致變電站土建項目在設(shè)計和建設(shè)過程中存在一定的不合理性，影響了變電站工程項目的建設(shè)質(zhì)量，甚至是變電站的正常運行。因此，需要加強(qiáng)對變電站土建設(shè)計工作的重視，保證變電站的工程質(zhì)量，使變電站建設(shè)達(dá)到預(yù)期效果。

2 變電站土建設(shè)計過程中存在的問題

2.1 選址方面存在的問題

根據(jù)我國變電站工程項目的相關(guān)要求和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，需要在變電站選址的過程中重視對土地資源的合理利用。但是，從當(dāng)前變電站選址情況看，很多變電站項目的選址并不能滿足相關(guān)規(guī)范的要求，例如，變電站站址未靠近負(fù)荷中心，且未能與當(dāng)?shù)毓さV企業(yè)和城鄉(xiāng)規(guī)劃相互協(xié)調(diào)；輸電路徑走向、電纜敷設(shè)等不科學(xué)，影響了投產(chǎn)運行的安全性和可靠性。其次，變電站在使用過程中未節(jié)約用地，導(dǎo)致耕地和經(jīng)濟(jì)效益高的土地被占用，影響后續(xù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和持續(xù)發(fā)展。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，變電站站址選擇需結(jié)合適宜的地形、地貌以及地質(zhì)條件，避開塌陷區(qū)滑坡、斷層山區(qū)風(fēng)口以及易發(fā)生落石滾石的場所。但是，由于前期規(guī)劃方面的問題以及當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件的限制，導(dǎo)致有些變電站站址的選擇不夠安全和可靠，容易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害或其他自然環(huán)境災(zāi)害，威脅變電站使用的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 變電站整體布局的問題

變電站總體布置應(yīng)滿足總體規(guī)劃要求，功能分區(qū)明確，交通便利，節(jié)約用地。在電氣總平面中，土建專業(yè)布置建筑物；水工專業(yè)布置事故油池、污水處理裝置等水工構(gòu)筑物。按照規(guī)范要求，建筑物與配電裝置中設(shè)備之間，建筑物之間等需要滿足最小的防火距離和最小避讓距離，各建構(gòu)筑基礎(chǔ)之間應(yīng)避免碰撞。對于主變、高抗等噪聲較大的設(shè)備，應(yīng)進(jìn)行噪聲控制，根據(jù)噪聲計算結(jié)果采取控制措施。

變電站各種電氣設(shè)備以及電氣元件對環(huán)境有較高的要求，如果沒有從整體的角度進(jìn)行變電站布局的控制與設(shè)計，很容易造成故障，影響變電站的正常工作。因此，需要加強(qiáng)對變電站整體布局工作的重視，明確變電站整體布局的重要意義。通過對我國當(dāng)前一些變電站的實際考察發(fā)現(xiàn)，很多變電站在整體布局方面存在不合理之處。所以，在變電站的設(shè)計過程中，設(shè)計人員要加強(qiáng)對變電站整體布局合理性問題的考察與探究，通過三維模擬，解決變電站建構(gòu)筑物與電氣安裝存在沖突和矛盾的部分，使變電站能夠保持穩(wěn)定性和安全性。

2.3 變電站土建及標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計問題

由于變電站建構(gòu)筑物中需要安裝的電氣設(shè)備較多，而且不同變電站的電氣設(shè)備對運行環(huán)境的要求也各不相同，如果沒有對變電站的工作環(huán)境進(jìn)行全面考察，會導(dǎo)致在變電站建筑物的設(shè)計過程中造成主體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。另外，在建筑設(shè)計過程中，要加強(qiáng)對細(xì)節(jié)的控制與管理，如在通風(fēng)口過大的位置設(shè)置防護(hù)網(wǎng)，避免飛禽和老鼠等小動物的進(jìn)入導(dǎo)致設(shè)備的破壞。

變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足現(xiàn)行國家規(guī)范中關(guān)于承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求，且滿足設(shè)備正常運行對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的要求。此外，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計與模塊化建設(shè)智能變電站的建設(shè)理念，還需要滿足以下要求：（1）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，在一定區(qū)域內(nèi)可以復(fù)制建造，例如，土質(zhì)條件均勻的地區(qū)、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)一致的城市等；（2）建筑空間大，跨度布置合理，凈空滿足設(shè)備安裝要求；（3）造型輕巧美觀，可作為城市景觀與周圍建筑物相協(xié)調(diào)等；（4）進(jìn)行優(yōu)化選擇，充分利用當(dāng)?shù)氐馁Y源，采用節(jié)能、高效的材料，不浪費資源；（5）施工便捷，尤其可適用于占地面積較小的綠化帶等區(qū)域。

3 提高變電站土建設(shè)計水平的措施

3.1 加強(qiáng)對選址的控制

變電站站址的選擇需滿足線路和電氣進(jìn)出線的要求，與當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)規(guī)劃相互協(xié)調(diào)，靠近電力負(fù)載中心。同時，進(jìn)出線走廊應(yīng)開闊，使后續(xù)架空進(jìn)出線以及埋設(shè)電纜工作能順利開展。其次，變電站的選址要遵循節(jié)約用地，不占或少占耕地的原則，節(jié)約經(jīng)濟(jì)效益高的土地。變電站還需臨近公路，以便交通運輸，保證站點區(qū)域環(huán)境的清潔性，使站址周圍環(huán)境沒有明顯的障礙物。站址還需具有適宜的地形、地理以及地質(zhì)環(huán)境，避開滑坡斷層、塌陷區(qū)以及容易發(fā)生危險的地質(zhì)環(huán)境和場所，盡可能避免選擇有牧區(qū)或者重要文物的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行建設(shè)，避免后續(xù)變電站的工作受到影響。

3.2 規(guī)范變電站土建設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合變電站土建工程項目的建設(shè)要求進(jìn)行質(zhì)量評價，重視變電站建構(gòu)筑物耐久性和安全性。若建構(gòu)筑物本身的耐久性和安全性未達(dá)到工程項目的使用要求，會導(dǎo)致質(zhì)量和故障問題，嚴(yán)重影響變電站的正常運行，也會給國家和人們的生命財產(chǎn)帶來一定的損失。因此，要加強(qiáng)對變電站土建工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的重視，按照國家相關(guān)法律法規(guī)以及變電站建設(shè)項目的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，全面規(guī)定土建設(shè)計要求，為后續(xù)土建工程項目的順利設(shè)計和建設(shè)創(chuàng)造良好的環(huán)境，提供有效的規(guī)范性指導(dǎo)。

3.3 做好變電站建筑規(guī)劃及設(shè)計

變電站建筑應(yīng)緊跟國家電網(wǎng)公司“兩型三新一化”的設(shè)計思路，優(yōu)化站區(qū)建筑物布置選型，制定統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇適宜標(biāo)準(zhǔn)化的通用建筑構(gòu)物配件制品，采用先進(jìn)、適用的技術(shù)、工藝和裝備，提高機(jī)械化水平，減少繁重復(fù)雜的手工勞動和濕作業(yè)，加快建設(shè)速度，改善勞動條件，提高變電站工程的工藝質(zhì)量，降低變電站全壽命周期運行維護(hù)成本，使變電站建筑物設(shè)計方案盡可能的標(biāo)準(zhǔn)化，最終達(dá)到建造快速、安全、高品質(zhì)、環(huán)境影響小、運維工作量小、綜合成本較優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)化變電站，突出工業(yè)化設(shè)施定位，取得良好的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益。

3.4 做好變電站的結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)設(shè)計

變電站基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量直接影響整個電力項目的安全穩(wěn)定運行。因此，進(jìn)行變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮相關(guān)因素的影響，如結(jié)構(gòu)的合理選型與計算、地基基礎(chǔ)、抗震要求等。設(shè)計人員應(yīng)從結(jié)構(gòu)承載力、抗震、抗風(fēng)、耐久性等方面出發(fā)，加強(qiáng)專業(yè)內(nèi)部計算和校審，以確保建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和耐久性，并做到因地制宜，經(jīng)濟(jì)合理。

進(jìn)行變電站地基基礎(chǔ)方案選擇時，需使地基盡可能地處于承載力較大且穩(wěn)固的天然地基中，以使其有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。但是由于各種因素的影響，實際地基的選擇往往地質(zhì)情況不佳，設(shè)計人員需要結(jié)合變電站各建構(gòu)筑物的工作特性以及受力特點，緊密結(jié)合地基的類型，采取針對性的技術(shù)措施進(jìn)行處理，如樁基、復(fù)合地基處理等，提高地基承載能力和穩(wěn)定性，以更好地強(qiáng)化變電站整體質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，電力行業(yè)的不斷發(fā)展對變電站土建設(shè)計的要求越來越高，傳統(tǒng)的變電站土建設(shè)計方法已難以滿足新時代變電站的工作要求。因此，需要優(yōu)化系統(tǒng)規(guī)劃、站址選擇、總平面布置、建構(gòu)筑物等變電站子系統(tǒng)在全壽命周期成本方面的設(shè)計途徑，逐步達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、模塊化建設(shè)、工廠化加工、機(jī)械化施工。針對對變電站土建設(shè)計問題予以控制與規(guī)避，明確變電站土建設(shè)計過程中存在的不足，并采取有效措施進(jìn)行處理，提高變電站土建設(shè)計與土建建設(shè)的效率和質(zhì)量。