變電站土建結構設計存在問題及對策

肇慶市恒電電力工程有限公司 伍倩瑩

電力資源為社會各界的生產生活提供了發展保障，但人們物質生活水平的提升也對電力資源提出了更高的需求。受變壓器容量及電氣設備落后等因素的影響，我國現有變電站工作能力與居民用電需求匹配程度不高，甚至已出現供電不足等現象，為解決這一問題，電力企業還需從設計層面出發，進一步完善變電站施工設計，提高設計合理性，提高其電力供應能力。作為變電站建筑基礎，土建結構設計是各企業進行變電站設計的首要工作，相關管理者應提高對這一環節的重視程度，確保其建筑結構合理性，增強變電站運營效果。

1 我國變電站土建結構設計中存在的問題

變電站地址選擇考慮因素過于片面。變電站施工涉及方面較為廣泛，后續運營也與多方生產與發展存在緊密聯系，也正因如此，變電站內部系統存在大量電氣設備，運營過程中容易給周邊環境及居民生活造成嚴重影響。如設備運行中的噪音污染影響居民生活質量，而電磁輻射等因素對周圍居民的身體健康也有較大損害。此外暴雨、洪澇等自然災害還易引起設備電路短路，進而導致火災或爆炸事件的發生，若變電站建筑選址位于人員聚集區內，相關事故就會導致大量的人員傷亡。實際調查發現，部分企業施工設計人員專業性不足，缺乏選址分析能力，以至于出現變電站選址不合理問題，甚至存在不經實地考察盲目選址現象，不僅影響變電站后續運營，也為周圍居民埋下安全隱患，是現階段變電站土建結構設計中面臨的重大問題。

變電站內部結構設計安全性能缺失。盡管變電站運營過程進行多方防護，仍無法徹底避免事故發生，因此設計人員需對變電站內部土建結構進行合理化設計，保障內部工作人員的生命安全[1]。但結合變電站實際施工情況來看，設計人員在進行內部設計時考慮不夠全面，未對火災、洪澇等事故進行安全防護設計，具體表現為逃生通道設置不合理、建筑防火效果不達標等，這使得變電站對安全事故的應對能力大大降低，不僅影響到變電站的正常運營，還會給企業及周邊環境造成嚴重影響。另一方面，設計人員忽略了變電站門窗處的防護設計，使得小型動物進入變電站內部，對電氣設備造成破壞，甚至引發短路情況。

變電站地基結構設計考慮不夠全面。地基質量過關是變電站施工的前提，但受到自然及人為等多方因素影響，變電場地基易產生裂縫或破損等問題，如設計過程中忽略這一問題，在問題未解決的條件下進行施工易破壞變電站施工的整體質量。

2 針對土建結構設計問題提出的有效解決方式

調查研究顯示，我國變電站土建結構設計所遵循的原則大致相同。變電站土建結構設計普遍從實際施工角度出發，將其建造規模及安全性與企業發展相結合，同時考慮變電站施工對企業資金的消耗，協調變電站功能與企業資金投入間的關系。另一方面即變電站建設的實際效用，不僅要緊跟時代發展的潮流進行設計更新，還要保證設計施工符合國家環保政策的要求，兼顧經濟發展與環保工作。

2.1 提高建筑選址科學性

為降低變電站選址不當現象發生的概率，我國政府對變電站選址做出詳細規劃與要求，電力企業工作人員在進行建筑選址工作時，應對政府出臺的政策與規定進行明確，嚴格按照其標準與要求進行變電站建筑選址。相關政策提出，變電站建造選址應優先考慮荒地、不適宜耕種或經濟效益較差的區域，盡可能避免占用耕地及高收益地區，降低變電站修建對社會經濟效益的損耗。我國土地使用相關政策明確規定，除國土部門重新規劃土地利用方式外，任何企業與部門不得占用基本農田，電力企業與設計人員需牢記這一點，在符合國家政策要求的前提下進行建筑選址[2]。

考慮到變電站施工與運營會對周圍電場等因素產生一定影響，企業進行建筑選址時應避開有軍事設施的場所，同時還要遠離機場、導航臺、通信設施等地，以免對其運營造成影響。如無法避開上述區域，還要按照國家標準進行距離測量，將變電站與上述建筑物距離處于安全水平。值得一提的是，變電站選址還需考慮區域內的礦產資源與歷史文物，防止變電站施工與運營對城市資源與文化發展造成負面影響。另一方面，企業設計人員還應將環境對變電站施工與運營的影響納入建筑選址考慮范圍，對天氣、地質、資源等直接影響變電站運營效果的因素進行全面思考，盡可能選擇地勢平穩，周邊施工頻率較低，水源等資源豐富、交通便捷的區域進行變電站建筑施工。

2.2 提高建筑設計科學性

變電站土建結構設計中，首先要考慮建筑的整體安全性，降低變電站使用過程中供電事故的發生概率，為變電站工作人員及周邊居民提供安全保障。變電站土建結構安全性主要體現在四個層面，設計人員需針對各層面存在的安全隱患做出有效防護設計，以確保變電站使用安全。首先，設計人員需提高配電室設計安全性，即結合以往設計經驗與相關參考資料，計算出配電室穿墻套管與地面的最佳距離，并將其應用于設計方案中，這不僅能為相關管理人員的工作提供方便，也在一定程度上為其生命安全提供保證；其次，設計人員還應提高配電室及主控室疏散通道設計的合理性，一旦災害發生，應確保工作人員能通過疏散通道順利逃生。

火災是變電站安全事故中對企業經濟與人員損害最大的災害，為降低火災影響，設計人員還應對主變壓器附近的門窗進行合理設計，提高其防火性能。結合變電站火災發生原因相關分析來看，部分火災發生是由于動物進入變電站內部引起的，因此企業設計人員要在門窗處增設防護設施，從根本上消除這一隱患。考慮到觀測主控屏等設備的反光性，變電站主控室應避免陽光直接照射，但黑暗環境也會影響數據觀測，因此還要確保變電站主控室設計符合采光要求。

2.3 提高施工建設科學性

高度科學化的地基施工是變電站整體施工質量的可靠保證，也是確保變電站運營效果的關鍵因素，因此在進行變電站地基施工設計時，還應采取多方措施提高地基建設質量，增強變電站土建結構的合理性。地基表面的平整程度對變電站的整體穩定性有直接影響，因此地基施工基本完成后應及時處理其表面產生的不平整因素。設計人員需考慮到這一施工過程、提前設計好應對措施，指導施工人員使用混合稀漿原料對地基表面進行抹平。該施工過程需到乳化劑與特定級配骨料等材料[3]，應將其劃分進施工材料購置范圍內，接著根據實際地基情況計算出物料最佳混合配比，確保抹平工作的有效性。經此處理的路基能受到稀漿封層的保護，延緩衰老速度，降低裂縫等問題的發生概率，一定程度上為電力企業節約施工成本。

荷載取值是變電站施工整體質量的決定性因素之一，因此要規范化荷載取值計算流程，不僅要考慮全跨式結構的承力范圍，半跨式結構的應力承受能力也不能忽視。荷載承受能力是一個較為模糊的范圍，具體荷載值由建筑實際施工情況決定，因此設計人員在進行土建結構設計時，應取該范圍的極點進行設計，避免計算誤差給變電站施工造成無法挽回的影響。同理，變電站屋面設計過程中也應從全跨式結構與半跨式結構雙方進行考慮，計算荷載范圍，并取極值作為設計參考。受地下水影響，變電站土建結構可能會出現質量問題，需對地下水腐蝕性進行調查，了解其對變電站土建結構的影響效果，適當對混凝土保護層進行厚度調整，或改變混凝土拌合中的材料配比，降低地下水對土建結構的影響，從而提高施工設計科學性。

2.4 提高人員管理科學性

提高變電站土建結構設計的科學性還需人員方面考慮，電力企業管理者應意識到自身在變電站土建結構設計中的管理職能，加強對變電站施工設計流程的管控力度，建立較為完善的人員管理機制，及時發現設計及施工過程中存在的問題，并積極探索有效解決方式。另一方面，電力企業還應加強對設計人員的培訓力度，提高其專業知識水平、豐富其設計經驗，建設起高效設計團隊，為變電站施工進行科學化設計。

為提高設計人員工作能力，電力企業可與同行間建立合作關系，定期舉辦設計人員技術交流會議等相關培訓活動，設計人員通過技術交流學習他人先進經驗，在培訓學生中達到提升自身設計水平的目的。另一方面，電力企業還應強對人員綜合素質的培養，使設計人員明確自身工作在變電站整體施工中的重要性，培養其責任意識，降低預算工作的失誤概率，提高變電站土建結構設計科學性。

設計人員應對以往設計過程中的工作經驗進行總結，積極主動參與專業知識培養與交流活動，切實提高自身設計能力，為設計施工質量提供技術保障。此外在進行土建結構設計過程中，還應加強與施工人員的聯系，聽取其對施工設計的意見及建議，進一步提高設計方案在變電站施工中的使用程度，保障變電站土建結構施工的順利進行。

綜上，我國現階段變電站建造設計中還面臨較多問題，電力企業應對建筑選址及施工設計等方面做出詳細分析，及時發現相關設計過程中存在的問題，規范化施工設計流程，提高施工設計專業水平。同時還要從人才隊伍創建角度著手，提高設計團隊綜合素質，提高變電站設計合理性，為企業發展奠定堅實基礎，也為社會發展起推動作用。