變電站土建設計要點及優(yōu)化策略研究論文

2021-04-12 論文

　　摘要：

　　變電站工程的建設質(zhì)量與國家工業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ钣兄鴺O其重要的關系。而土建工程的設計和優(yōu)化則是變電站建設中的一項重要工作。其設計和建設的質(zhì)量，直接影響到變電站建設的整體質(zhì)量，對變電站的穩(wěn)定運行和正常供電具有重要意義。基于此，文章對變電站土建設計的要點及優(yōu)化策略進行了總結(jié)和分析。

　　關鍵詞：變電站；土建設計；優(yōu)化措施

　　1、復合地基的設計與優(yōu)化。

　　在變電站的選址處，常見有壓縮性高、承載力低的軟土分布，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(tài)的預估，只對豎向承載水泥土攪拌樁復合地基的承載力特征值進行計算，而忽視了正常使用情況下對豎向承載攪拌樁復合地基變形的計算，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復合地基的變形，應包括攪拌樁復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、大體積主設備基礎的設計與優(yōu)化。

　　在llOkV變電站一般設置有至少2臺主變，2臺站用變，站用變分別接于lOkV或35kV母線，并根據(jù)電壓等級裝設有電容器等無功補償設備。對于體積較大的變壓器、電容器、GIS等主設備基礎，在施工中可能出現(xiàn)的問題有混凝土收縮裂縫大、空鼓現(xiàn)象、角部混凝土被損等問題。究其原因，主要是工程設計環(huán)節(jié)疏忽以及主設備基礎自身的特殊性造成的現(xiàn)有l(wèi)lOkV變電站土建設計相關文件如果未對相關需求明確規(guī)定，很可能導致實際施工環(huán)節(jié)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，主設備基礎具有一定的特殊性，設備體積大，表面積大，主設備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(fā)空鼓現(xiàn)象。因此，為避免混凝土收縮裂縫大的問題，應在進行l(wèi)lOkV變電站土建設計時，對大體積主基礎設備設置后澆帶，并在設計文件中對沉降縫、后澆帶的施工工藝提出明確要求。另外，還應選用減水率高、分散性能好、對混凝土收縮影響小的外加劑。對可能產(chǎn)生空鼓現(xiàn)象的主基礎設備，應設計在設備基礎預埋件中間開孔并進行二次振搗。另外，可以考慮再設計圖紙中增加對倒角施工工藝的要求，對主設備基礎露出地面的部分采用倒圓角，避免施工或檢修時的誤損傷。

　　3、變電站的主要建構(gòu)方案設計與優(yōu)化。

　　變電站的主要建構(gòu)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(jié)構(gòu)方案設計。出于節(jié)約用地的目的，常采取聯(lián)合布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：

　�、倨矫嬉獫M足各功能房間有足夠的空間。

　�、诹⒚嬉烙^大方達到美學效果。

　　對于地基處理方案設計，強夯法適用于填土較厚的情況；天然地基處理技術適用于地質(zhì)好的情況；預壓法、水泥土攪拌樁或灌注樁管樁法適用于淤泥較厚的情況。對于暖通風及水工方案設計方面，基本要求是滿足設備運行及消防需要。對結(jié)構(gòu)方案設計方面，目前變電站主要采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)使用在支架和構(gòu)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。

　　通過對以上情況的分析，比較多個可供選擇的方案之后，對于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(yōu)方案。通過結(jié)合工程實際，利用科學的評價依據(jù)，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(qū)排水及消防系統(tǒng)方案設計與優(yōu)化。

　　變電站的給水系統(tǒng)主要包括生活給水和消防給水，這兩個系統(tǒng)最好分別設置。變電站的生活給水和消防給水量都不多，因此，可以先考慮通過市政供水來滿足供水方案設計。變電站的排水系統(tǒng)應采用分流排放。對于變電站的消防系統(tǒng)方案設計，首先應當檢查設備、建筑物相互之間的距離是否滿足消防規(guī)定，達到消防規(guī)定的間距標準時可以不做處理，但是達不到間距標準時，應采用防火墻或者防火窗來處理。

　　6、屋外構(gòu)支架的設計與優(yōu)化。

　　變電站屋外構(gòu)支架的結(jié)構(gòu)選型和布置方式根據(jù)電氣主接線方式進行選擇。為了達到減少縱向尺寸和節(jié)約占地面積的目的，采用聯(lián)合構(gòu)架時，有的間隔可以采用兩個間隔一跨，構(gòu)架縱向中部設置單端支撐。運用LCC全壽命比較分析法對屋外構(gòu)支架的材料（鋼管桿與水泥桿）進行科學的比較分析，選出與變電站使用周期相符合的桿材料，從而達到降低成本的目的。

　　7、降噪的設計與優(yōu)化。

　　基于發(fā)電工作的特殊性，變電站在運行時會產(chǎn)生較大的噪音，如果離居民區(qū)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，應注意減少噪聲污染。首先，在進行變電站選址時，應注意盡量選擇交通干道、河道、城市綠化帶等對噪音緩沖比較大的地區(qū)，而避開居民區(qū)、學校等地區(qū)。另外，變電站的主變附近盡量設計綠化隔離帶，起隔聲屏障作用。其次，應優(yōu)化變電站的通風設計。對噪音污染較大的主變室，應采用自然通風方式，并提高主變基礎框架，在主變的進風口處設置消音設備。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(tǒng)的設計與優(yōu)化。

　　對于變電站場地內(nèi)的衛(wèi)生間，為了節(jié)約水資源設置智能環(huán)保衛(wèi)生間。變電站暖通系統(tǒng)方面，設置節(jié)能型排風機和節(jié)能變頻空調(diào)，使變電站建筑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(jié)構(gòu)設計的內(nèi)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(xiàn)場的實際情況，考慮各方面的影響，才能確保設計的質(zhì)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智能變電站的設計[J]。科技創(chuàng)新與應用2015（32）。