變電站土建設計要點及最佳化策略研究論文

變電站土建設計要點及最佳化策略研究論文

　　摘要：

　　變電站工程的建設質量與國家工業和經濟的發展以及人們日常生活有著極其重要的關係。而土建工程的設計和最佳化則是變電站建設中的一項重要工作。其設計和建設的質量，直接影響到變電站建設的整體質量，對變電站的穩定執行和正常供電具有重要意義。基於此，文章對變電站土建設計的要點及最佳化策略進行了總結和分析。

　　關鍵詞：變電站；土建設計；最佳化措施

　　1、複合地基的設計與最佳化。

　　在變電站的選址處，常見有壓縮性高、承載力低的軟土分佈，工程上的一般做法是，當進行基礎設計時，如果遇到軟土的下臥層，當軟土不深時，使用超挖換填的方法，當軟土深度較大時，使用深層水泥土攪拌樁，來進行地基處理。然而，在llOkV變電站土建設計中，很多設計人員可能更為關注地基對承載能力極限狀態的預估，只對豎向承載水泥土攪拌樁複合地基的承載力特徵值進行計算，而忽視了正常使用情況下對豎向承載攪拌樁複合地基變形的計算，可能導致地基變形問題。因此，在進行變電站地基基礎設計時，應按照變形控制的原則，在進行沉降驗算時，考慮正常使用情況，實際豎向承載攪拌樁複合地基的變形，應包括攪拌樁複合土層的平均壓縮變形和樁端下未加固土層的壓縮變形。

　　2、大體積主裝置基礎的設計與最佳化。

　　在llOkV變電站一般設定有至少2臺主變，2臺站用變，站用變分別接於lOkV或35kV母線，並根據電壓等級裝設有電容器等無功補償裝置。對於體積較大的變壓器、電容器、GIS等主裝置基礎，在施工中可能出現的問題有混凝土收縮裂縫大、空鼓現象、角部混凝土被損等問題。究其原因，主要是工程設計環節疏忽以及主裝置基礎自身的特殊性造成的現有llOkV變電站土建設計相關檔案如果未對相關需求明確規定，很可能導致實際施工環節不能滿足變電站自身要求，帶來混凝土收縮和裂縫問題。

　　另外，主裝置基礎具有一定的特殊性，裝置體積大，表面積大，主裝置基礎的預埋件如果沒有進行二次振搗孔和密實工作，就易引發空鼓現象。因此，為避免混凝土收縮裂縫大的問題，應在進行llOkV變電站土建設計時，對大體積主基礎裝置設定後澆帶，並在設計檔案中對沉降縫、後澆帶的施工工藝提出明確要求。另外，還應選用減水率高、分散效能好、對混凝土收縮影響小的外加劑。對可能產生空鼓現象的主基礎裝置，應設計在裝置基礎預埋件中間開孔並進行二次振搗。另外，可以考慮再設計圖紙中增加對倒角施工工藝的'要求，對主裝置基礎露出地面的部分採用倒圓角，避免施工或檢修時的誤損傷。

　　3、變電站的主要建構方案設計與最佳化。

　　變電站的主要建構方案設計主要包括平立面方案、地基處理和基礎方案、暖通風及水工方案、結構方案設計。出於節約用地的目的，常採取聯合佈置的方式對變電站進行設計。變電站的平立面方案設計需要達到以下兩個目的：

　　①平面要滿足各功能房間有足夠的空間。

　　②立面要美觀大方達到美學效果。

　　對於地基處理方案設計，強夯法適用於填土較厚的情況；天然地基處理技術適用於地質好的情況；預壓法、水泥土攪拌樁或灌注樁管樁法適用於淤泥較厚的情況。對於暖通風及水工方案設計方面，基本要求是滿足裝置執行及消防需要。對結構方案設計方面，目前變電站主要採用鋼筋混凝土框架結構，鋼結構使用在支架和構架上，不過在設計時還應要考慮其站址防裂抗震程度和變電站的重要程度。

　　4、變電站站址方案的比較及選擇。

　　透過對以上情況的分析，比較多個可供選擇的方案之後，對於此次方案的可行性由相關專家進行初步判斷，在此過程中，應該特別重視審查的建議和相關意見，從而選出最優方案。透過結合工程實際，利用科學的評價依據，選出首選方案，另外為了滿足施工方面的需求，也應選出備選方案。

　　5、變電站站區排水及消防系統方案設計與最佳化。

　　變電站的給水系統主要包括生活給水和消防給水，這兩個系統最好分別設定。變電站的生活給水和消防給水量都不多，因此，可以先考慮透過市政供水來滿足供水方案設計。變電站 的排水系統應採用分流排放。對於變電站的消防系統方案設計，首先應當檢查裝置、建築物相互之間的距離是否滿足消防規定，達到消防規定的間距標準時可以不做處理，但是達不到間距標準時，應採用防火牆或者防火窗來處理。

　　6、屋外構支架的設計與最佳化。

　　變電站屋外構支架的結構選型和佈置方式根據電氣主接線方式進行選擇。為了達到減少縱向尺寸和節約佔地面積的目的，採用聯合構架時，有的間隔可以採用兩個間隔一跨，構架縱向中部設定單端支撐。運用LCC全壽命比較分析法對屋外構支架的材料（鋼管杆與水泥杆）進行科學的比較分析，選出與變電站使用週期相符合的杆材料，從而達到降低成本的目的。

　　7、降噪的設計與最佳化。

　　基於發電工作的特殊性，變電站在執行時會產生較大的噪音，如果離居民區較近，可能會影響附近居民生活。所以，在進行110kV變電站土建設計時，應注意減少噪聲汙染。首先，在進行變電站選址時，應注意儘量選擇交通幹道、河道、城市綠化帶等對噪音緩衝比較大的地區，而避開居民區、學校等地區。另外，變電站的主變附近儘量設計綠化隔離帶，起隔聲屏障作用。其次，應最佳化變電站的通風設計。對噪音汙染較大的主變室，應採用自然通風方式，並提高主變基礎框架，在主變的進風口處設定消音裝置。另外，設計中注重提高自然通風效果，配電裝置室的風機應設計隔聲裝置，風機排風設計為豎向風道，沿屋頂通風。

　　8、暖通系統的設計與最佳化。

　　對於變電站場地內的衛生間，為了節約水資源設定智慧環保衛生間。變電站暖通系統方面，設定節能型排風機和節能變頻空調，使變電站建築的全年總能耗大大降低。變電站場地取檢查井、雨水口、消暗管，以自然排水為主。

　　總之，變電站土建結構設計的內容很廣泛，需要考慮的問題很多，在進行設計的時候，需要綜合現場的實際情況，考慮各方面的影響，才能確保設計的質量。

　　參考文獻：

　　[1]姚華宇：llOkV變電站土建設計中的特殊問題處理即。技術與市場。2011（12）。

　　[2]柯賽。淺談llOkV智慧變電站的設計[J]。科技創新與應用2015（32）。