110 kV變電站典型設計土建部分研究

摘 要：在110 kV變電站標準化典型設計中，土建部分的模塊設計已經成為變電站標準應用的核心，文章結合工程實例分析變電站土建部分存在的問題，提出相應的設計優化方法，為廣大土建設計人員提供參考。

關鍵詞：110 kV變電站；典型設計；土建

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0170-02

1 110 kV變電站設計存在問題及典型設計推廣要求

隨著我國經濟建設的發展，輸變電網絡建設也持續穩定發展中。在全國范圍內，新增了許多110 kV變電站建設。隨著變電站領域的技術發展日新月異，110 kV變電站建筑也有著與眾不同的變化。隨著變電技術的更新換代、變電站設備的迅速發展，再加上城市化建設步伐的加快，110 kV變電站的站址已經逐步深入到城市人口稠密的中心區域。比如說北京天安門廣場下方，就規劃建設了6個110 kV地下變電站。隨著城市的總體環境發生了巨大的變化，越來越多的高層建筑成為城市建筑的主流，在城市中心區域以及城市內建設110 kV變電站，其土建設計過程也出現了一系列的特殊問題。這些土建設計特殊問題將影響著變電站總體安全以及變電站設備的安全運行。部分沿用舊有的安全以及設計標準和設計規范的建設行為甚至會影響居民的正常生活。因此，110 kV變電站建設必須與時俱進，嚴格按照最新的設計規范要求進行設計，在導變電站土建的設計、安裝、運行模式等方面及時進行設計規范的學習與解讀，避免在變電站設計及施工中產生錯誤及不良影響。

2 110 kV變電站典型設計土建部分的要求及落實

在《110～500 kV輸變電工程標準設計要求及可研深度規定》中，在可行性研究階段，要求110 kV變電站在總體布置上，必須要實現變電站的基本功能和核心功能，實現變電站全過程、全壽命周期內資源節約，環境友好的要求。首先是在建筑風格上，總體體現工業性產品或設施的特點，提倡工藝簡潔、施工方便、線條流暢，與環境協調，遵循中國南方電網有限責任公司典型設計總體原則。長期以來，由于變電站建設一直采用的是非標準化設計，不同的電力設計院采用的是不同的土建布置和建筑設計方案，最終導致外立面形態各異、建筑設計顏色及構造與變電站周邊建筑環境不協調，特別是在城市中心區的110 kV變電站建設，還有部分位于旅游風景區的110 kV變電站建設，常常成為破壞周圍環境的制約性因素。

而且在110 kV變電站土建設計結構安全性和耐久性問題處理這個問題上，大部分設計人員長期以來一直認為混凝土是非常耐久和安全的材料。而且在我國，土建結構的設計與施工規范一直推薦使用混凝土建筑材料，并且土建結構設計人員對于標準化混凝土建筑材料的使用更為熟悉。但是在沿海環境，特別是中國南方電網有限責任公司下屬的廣東電網公司、廣西電網公司以及海南電網公司，這三個省網公司所屬的大氣環境氣候為海洋以及熱帶氣候，大氣環境因素對于混凝土建筑材料的破壞作用更為嚴酷。而在貴州以及云南兩個省網公司管轄區域，110 kV變電站建設的土建部分材料選擇及設置對于干濕、凍融等大氣侵蝕下的耐久性要求，相對考慮較少。因此，導致了許多110 kV變電站的混凝土結構常常出現鋼筋銹蝕、混凝土腐蝕、塔基損毀等情況，嚴重的甚至導致停電以及安全事故。

2.1 110 kV變電站選址

變電站站址選擇屬于變電站土建部分設計的重要內容。進行站址選擇首先要由系統部門進行擬建變電站規劃中心位置以及區域內的電力負荷中心，并且根據相應的潮流分析以及電網的規劃確定負荷中心位置，在中心位置附近選擇較為適宜建設變電站的站址位置，并且進行相應的野外踏勘，以便進行站址確定。在進行站址確定之前，必須由系統部門進行相應的系統接入方案設計，并且考慮無功補償規模、出線、主變壓器的規模以及等級等變電站主要參數依據。依據系統部、變電一次、變電二次、地質勘察等不同的專業所提供的資料，匯總當地的土地、住房建設、建管單位、林業、農業、規劃等政府部門的意見，土建設計人員會同相關政府部門人員初步確定幾個變電站選址方案。這些選址地點應當盡量與負荷中心較近，以便能夠降低電網損耗。在進行現場踏勘之后，就要對幾個站址方案進行比選。在進行方案比選的時候，必須要考慮以下因素：①待選的變電站站址是否與當地的政府規劃相一致。特別應當注意的是，不能占用基本農田保護區域。在變電站站址選擇中，這是作為首要考慮條件。因為一旦涉及基本農田保護區域占用，必須要上報國土資源部進行土地總體規劃調整，這個調整的上報及批復周期一般是1～3 a，遠遠超出一個110 kV變電站的建設周期。但是如果是占用一般耕地，則可以通過上報國土局進行耕地補償來進行調整使用。當地國土部門對土地總體規劃作出相應的調整后，則可以通過耕地補償進行站址協調，這是一個折中的選址辦法。②在進行站址選擇的時候，必須要充分考慮站用水源、站用電源、交通運輸、地質條件、土地用途等多種因素，重點解決站址的可行性問題，避免出現顛覆性因素。比如在進行地質勘察時，必須要明確有無不良地質情況，比如地下溶洞、滑坡、坍塌等情況，特別是部分古滑坡，由于其隱蔽性較強，所以較難發現，一旦站址確認，需要花費較大精力進行變電站站址地質處理，增加了變電站造價。③原則上應提出兩個或兩個以上可行的站址方案，如確實因各種難以克服的困難只能提供一個站址應提供充分的依據并作詳細說明。在進行變電站站址比較選擇以及站址備選方案上報時，為了避免出現單一站址的情況，需要進行多重考慮。但是在實際應用中，大部分設計單位為了節省前期工作成本以及勘察費用，只選擇一個方案進行上報。最終出現站址征地等疑難問題時，則必須進行站址挪移，造成費用增加的情況。

2.2 站址水文氣象報告需要作為嚴格要求進行限定

在110 kV變電站典型設計方案要求中，新增了對于站址水文氣象資料收集以及報告形成的要求。除提供百年一遇以及五十年一遇洪水位之外，還要對洪水淹沒情況以及區域內的洪澇情況進行預計分析和論述。而氣象資料則要求列出氣溫、濕度、氣壓、風速及風向、降水量、冰雪、凍結深度等氣象條件。因為這些氣候條件對于變電站的站址選擇以及混凝土材料的選擇有著較為重要的影響。而防洪澇及排水情況則應說明備選站址內的防洪澇以及排水情況等，這有助于在進行設備基礎標高定位。而當地的水文地質條件、地下水位情況等則直接影響變電站的基礎防腐等級，而水源的水質、水量情況則影響變電站用水條件，涉及到變電站將來的生活以及生產用水是否可以使用井水或者當地用水，或者必須另外接入自來水源等。

2.3 站址的工程地質勘察報告要包含全面的地質勘察內容

在進行可行性研究階段的地質勘察工作時，必須嚴格按照可行性研究內容的深度要求進行地質勘察工作。站址工程地質勘察報告要說明站址區域地質、區域構造和地震活動情況，確定地震基本烈度，對站址方案的穩定性作出評價。地質勘察報告中必須說明站址的地形、地貌特征，地層巖性。而且要說明站址的地形、地貌特征，地層巖性、巖土結構、成因類型及分布，確定地基類型。如果在可行性研究階段時未能充分滿足地質勘察的要求，則需要在初步設計階段，詳細進行鉆孔勘察，充分了解站址及附近地區的不良地質現象，并對其危害程度和發展趨勢作出判斷，提出相應的防治措施的建議。比如在變電站站址落差位置較大的時候，采用高邊坡設計的方式進行邊坡防護，防治邊坡移位對變電站的影響。

3 以110 kV變電站實例分析土建典型設計應用

以110 kV營盤變電站工程為例，投資單位為廣西電網公司，土建工程規模主要包括新建110 kV營盤變電站及擴建對側。

3.1 建筑材料優化

在選擇施工材料的時候，我們首先考慮的是變電站的內在質量，只有在保證內在質量的前提下，我們才可以從節約成本的角度來尋找相應的替代品。這是我們選擇材料的原則。變電站建筑物均采用現澆鋼筋混凝土框架結構，磚砌填充墻。混凝土強度等級采用C20～C35，鋼筋采用HPB235、HRB335和HRB400熱扎鋼筋，砌體材料采用M5水泥石灰混合砂漿砌筑MU10灰砂磚，事故油池采用鋼筋混凝土結構。場地電纜溝采用磚砌結構，過道路電纜溝采用鋼筋混凝土結構。這樣體現了經濟型和實用性。

3.2 建筑施工方案優化

考慮北海當地土壤砂石海水腐蝕情況，地基處理不宜直接作為天然地基，建筑物采用ф400徑錘擊高強混凝土預應力管樁，這既有利于加快工程施工進度，也有效降低了工程的成本。

3.3 應對臺風天氣，變電站增加邊坡保護和砌筑工程應對

2013年廣西境內受臺風影響多達13個，特別是9-10月間，臺風影響多達5個。受臺風影響，考慮日后運行維護原因，變電站增加了大型護坡、爆破石方工程，地震烈度按7？觷考慮，設計基準期為50 a，結構使用年限50 a。變電站建筑布置，已經滿足變電站安全使用功能并且盡量的降低成本。

3.4 根據規范重新設置消防措施

站內防火按典型設計原則進行設計站內同一時間按一次火災考慮，根據規范在整個變電站內設置了一套的消防設施。由于站內配電裝置樓火災危險性為戊類，耐火等級為二類，建筑體積不超過3 000 m3，因此站內不設置消防給水系統，全站集中設置一套火災自動報警系統，實現火災報警部位信號和聯動控制狀態信號的實時監視。火災探測報警范圍包括電氣二次設備室、10 kV配電裝置室等處，并根據安裝位置的特點和電氣設備的特性選用不同的智能火災探測器。火災自動報警系統應由站內交流不間斷電源系統提供專用回路供電。

4 結 語

標準化典型設計使110 kV變電站設計進入了模塊化體系設計的階段，但是由于各地的情況不同，特別是沿海的變電站設計，則需要根據當地的地質情況進行優化設計，電力設計工作者除了采取各種技術措施和管理措施外，還需要根據地區智能化發展的條件對變電站建筑設計進行優化和改善，這樣才能使變電站設計更具有前瞻性和改良性，為其后期的無人值守功能提供應對。

參考文獻：

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