变电站土建设计要点及优化策略研究论文
时间：2021-08-31摘要：
变电站工程的建设质量与国家工业和经济的发展以及人们日常生活有着极其重要的关系。而土建工程的设计和优化则是变电站建设中的一项重要工作。其设计和建设的质量，直接影响到变电站建设的整体质量，对变电站的稳定运行和正常供电具有重要意义。基于此，文章对变电站土建设计的要点及优化策略进行了总结和分析。
关键词：变电站；土建设计；优化措施
1、复合地基的设计与优化。
在变电站的选址处，常见有压缩性高、承载力低的软土分布，工程上的一般做法是，当进行基础设计时，如果遇到软土的下卧层，当软土不深时，使用超挖换填的方法，当软土深度较大时，使用深层水泥土搅拌桩，来进行地基处理。然而，在llOkV变电站土建设计中，很多设计人员可能更为关注地基对承载能力极限状态的预估，只对竖向承载水泥土搅拌桩复合地基的承载力特征值进行计算，而忽视了正常使用情况下对竖向承载搅拌桩复合地基变形的计算，可能导致地基变形问题。因此，在进行变电站地基基础设计时，应按照变形控制的原则，在进行沉降验算时，考虑正常使用情况，实际竖向承载搅拌桩复合地基的变形，应包括搅拌桩复合土层的平均压缩变形和桩端下未加固土层的压缩变形。
2、大体积主设备基础的设计与优化。
在llOkV变电站一般设置有至少2台主变，2台站用变，站用变分别接于lOkV或35kV母线，并根据电压等级装设有电容器等无功补偿设备。对于体积较大的变压器、电容器、GIS等主设备基础，在施工中可能出现的问题有混凝土收缩裂缝大、空鼓现象、角部混凝土被损等问题。究其原因，主要是工程设计环节疏忽以及主设备基础自身的特殊性造成的现有llOkV变电站土建设计相关文件如果未对相关需求明确规定，很可能导致实际施工环节不能满足变电站自身要求，带来混凝土收缩和裂缝问题。
另外，主设备基础具有一定的特殊性，设备体积大，表面积大，主设备基础的预埋件如果没有进行二次振捣孔和密实工作，就易引发空鼓现象。因此，为避免混凝土收缩裂缝大的问题，应在进行llOkV变电站土建设计时，对大体积主基础设备设置后浇带，并在设计文件中对沉降缝、后浇带的施工工艺提出明确要求。另外，还应选用减水率高、分散性能好、对混凝土收缩影响小的外加剂。对可能产生空鼓现象的主基础设备，应设计在设备基础预埋件中间开孔并进行二次振捣。另外，可以考虑再设计图纸中增加对倒角施工工艺的要求，对主设备基础露出地面的部分采用倒圆角，避免施工或检修时的误损伤。
3、变电站的主要建构方案设计与优化。
变电站的主要建构方案设计主要包括平立面方案、地基处理和基础方案、暖通风及水工方案、结构方案设计。出于节约用地的`目的，常采取联合布置的方式对变电站进行设计。变电站的平立面方案设计需要达到以下两个目的：
①平面要满足各功能房间有足够的空间。
②立面要美观大方达到美学效果。
对于地基处理方案设计，强夯法适用于填土较厚的情况；天然地基处理技术适用于地质好的情况；预压法、水泥土搅拌桩或灌注桩管桩法适用于淤泥较厚的情况。对于暖通风及水工方案设计方面，基本要求是满足设备运行及消防需要。对结构方案设计方面，目前变电站主要采用钢筋混凝土框架结构，钢结构使用在支架和构架上，不过在设计时还应要考虑其站址防裂抗震程度和变电站的重要程度。
4、变电站站址方案的比较及选择。
通过对以上情况的分析，比较多个可供选择的方案之后，对于此次方案的可行性由相关专家进行初步判断，在此过程中，应该特别重视审查的建议和相关意见，从而选出最优方案。通过结合工程实际，利用科学的评价依据，选出首选方案，另外为了满足施工方面的需求，也应选出备选方案。
5、变电站站区排水及消防系统方案设计与优化。
变电站的给水系统主要包括生活给水和消防给水，这两个系统最好分别设置。变电站的生活给水和消防给水量都不多，因此，可以先考虑通过市政供水来满足供水方案设计。变电站 的排水系统应采用分流排放。对于变电站的消防系统方案设计，首先应当检查设备、建筑物相互之间的距离是否满足消防规定，达到消防规定的间距标准时可以不做处理，但是达不到间距标准时，应采用防火墙或者防火窗来处理。
6、屋外构支架的设计与优化。
变电站屋外构支架的结构选型和布置方式根据电气主接线方式进行选择。为了达到减少纵向尺寸和节约占地面积的目的，采用联合构架时，有的间隔可以采用两个间隔一跨，构架纵向中部设置单端支撑。运用LCC全寿命比较分析法对屋外构支架的材料（钢管杆与水泥杆）进行科学的比较分析，选出与变电站使用周期相符合的杆材料，从而达到降低成本的目的。
7、降噪的设计与优化。
基于发电工作的特殊性，变电站在运行时会产生较大的噪音，如果离居民区较近，可能会影响附近居民生活。所以，在进行110kV变电站土建设计时，应注意减少噪声污染。首先，在进行变电站选址时，应注意尽量选择交通干道、河道、城市绿化带等对噪音缓冲比较大的地区，而避开居民区、学校等地区。另外，变电站的主变附近尽量设计绿化隔离带，起隔声屏障作用。其次，应优化变电站的通风设计。对噪音污染较大的主变室，应采用自然通风方式，并提高主变基础框架，在主变的进风口处设置消音设备。另外，设计中注重提高自然通风效果，配电装置室的风机应设计隔声装置，风机排风设计为竖向风道，沿屋顶通风。
8、暖通系统的设计与优化。
对于变电站场地内的卫生间，为了节约水资源设置智能环保卫生间。变电站暖通系统方面，设置节能型排风机和节能变频空调，使变电站建筑的全年总能耗大大降低。变电站场地取检查井、雨水口、消暗管，以自然排水为主。
总之，变电站土建结构设计的内容很广泛，需要考虑的问题很多，在进行设计的时候，需要综合现场的实际情况，考虑各方面的影响，才能确保设计的质量。
参考文献：
[1]姚华宇：llOkV变电站土建设计中的特殊问题处理即。技术与市场。2011（12）。
[2]柯赛。浅谈llOkV智能变电站的设计[J]。科技创新与应用2015（32）。
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