分析变电站土建设计中如何实现全过程优化

摘要：近年来，随着国民经济快速发展，电网的建设也取得跨越式的发展。设计作为工程建设的龙头，更需倡导安全、经济、先进、实用的设计理念，加强各阶段设计优化。

关键词：变电站 土建 设计 建筑结构 优化

1 可行性研究阶段

可行性研究阶段重点从总体规划、站址选择、总图布置、地基处理等方面考虑，最终确定变电站站址位置和总平面布置。

1.1 总体规划

总平面设计应结合站址自然地形地貌、周围环境、地域文化、建筑环境，因地制宜地进行规划和布置。市区变电站可采用户内GIS设备，市郊、开发区变电站可采用户外GIS设备，偏远地区采用户外AIS设备。

变电站出线方向、回路数和主变规模是规划布置的决定性因素，各电压等级出线合理布置，建构物之间间距合理、交通顺畅，能有效减少占地面积。市区变电站110kV出线可沿道路架空或电缆敷设，10kV出线沿道路电缆敷设，尽可能比邻道路;偏远地区变电站可考虑有35kV出线，110kV、35kV出线采用架空，出线走廊占地较多，变电站与集镇应留一定距离并靠近主要道路，合理规划出线，出线段宜规划同塔双回路或多回路，以减少线路走廊用地。因此，要求设计人员必须科学规划，做到与电网规划和城镇总体规划相协调。

1.2 站址选择

站址选择应结合规划部门和国土部门的要求，同时应靠近负荷中心，选择地形平坦、道路连接短、拆迁量少、能直接利用水源、市政设施的区域，对高差较过大的地形、断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所应尽量避开。尽量减少边角地的征用，尽量不拆迁房屋或搬迁线路或坟墓。必要时采用总平面局部切角、平移、旋转等减少赔偿费用，降低总体造价。站址选择经多方案比较，确保站区占地面积和落点合理。

1.3 总图布置

变电站主要技术经济指标先进合理，符合\"\"两型一化\"和\"全寿命周期成本\"的设计理念。总图布置应充分考虑远近结合，在满足工艺流程，规范，规程前提下压缩建构筑物间距，做到布局紧凑合理，用地规整，站区围墙内用地和站址总用地面积最小，建筑物在满足使用功能条件下，尽量合并为一栋综合楼，减少占地面积，相应附属的挡土墙、围墙、场地平整费用也降低。

1.4 地基处理

可研阶段应了解地下情况，是否位于高回填区或滑坡地段、区域性断裂带、矿区采空区、地下有无防空洞、文物古迹、重要矿产、主要管道等，可以减少不必要地基处理和搬迁费用。

如某1lOkV户内站在可研阶段发现规划预留站址地下回填土厚度达15m，全部为开挖乱石回填，土层密实度较差，不能作为主要建筑物持力层，处理费用高达120万，设计确定重新选址，从源头上节约投资。

可研阶段主要从上述四个方面进行比选，并描述出站址概况，优缺点及推荐理由，建成后对社会环境，自然环境，公用设施的影响，提出倾向性意见，以达到确定合理的站址位置，达到节约造价目的。

2 初步设计阶段

初步阶段设计，主要对确定的站址位置从总平面及竖向布置、土石方量、建筑、结构、地基、道路、给排水等不同设计方案比较后提供经济合理的方案，确定站址最终建设形式，一般设计采用二个及以上方案进行技术经济比较。

2.1 总平面布置

主要从进出线、道路接口、给排水接口、安全距离、消防、运输方面进行优化。根据规范、规程对已确定规模的各建构筑物合理布置，尽量合并共用设施，减少道路占地面积，尽量向空中发展，使平面布置更加紧凑，节约用地。户内变电站将配电室、电容器室、主控制室合为一体，减少占地，35kV、110kV进出线构架可改为两个出线间隔共用一跨，每个间隔宽度可缩小0.5～1米。

2.2 竖向布置

无论平坡式还是阶梯式布置，必须尽量利用原有地形，使场地平整挖填方较小，减少不必要的开挖量。根据站址位置地形高差大小，确定采用阶梯式或平坡式布置，降低平整场地和基础费用，设计中土方平整应考虑建构筑物基坑开挖土开挖量。

对于地形较平坦的站址(自然地形坡度在5%以下)，采用平坡式设计，坡度尽量与原地形一致，考虑场地排水，坡度不小于0.5%。当自然地形坡度在5%～8%时且地形坡向与总图分区一致时，应进行阶梯式布置和平坡式布置论证，采用阶梯式布置两平面高差应满足站内道路坡度要求。

2.3 土石方量

在满足防涝和道路坡度前提下，变电站土方采用自平衡形式。采用技术经济比较论证采用挡墙或放坡形式。根据土质边坡的允许值，确定边坡的开挖坡度，在满足边坡稳定性的条件下，尽量使坡度大些(即更陡)，这样既减少边坡土方开挖量，减少占地，也减轻对当地的生态自然和植被的破坏。

挖填方量变化微小的条件下，挡土墙高度越小越好，高度低于6m挡土墙比较经济节约，高度超过8m，一般采用钢筋混凝土悬臂式或衡重式挡土墙。远景预留的独立区域，应考虑远景设备基础开挖土方量，适当降低场地标高。

2.4 建筑设计

变电站内建筑物在满足生产要求前提下，合理布置房间，优化功能房间，减少不必要的附属面积，采用工业建筑标准统一模数建设。同时做好建筑的节能，节水，节地，节材工作。电容器室、配电室、主控制室等房间尽量采综合建一栋楼房比较合理，降低单位建筑面积造价，宜采用框架结构，形成大空间，便于电气设备布置，节约占地面积和造价。根据\"两型一化\"的要求建筑使用率应达到78%。控制建筑物体积，尽量不设屋外水消防。

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