变电站土建工程的设计与优化

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【摘要】本文首先对变电站土建工程的设计流程进行叙述；并对设计阶段的相应优化部分进行阐述；最后针对施工过程中的原料控制和焊接工艺控制提出的要求，对于变电站的土建工程合理实施提供了理论基础。

【关键词】变电站；土建工程；设计；优化；控制

绪论

随着我国经济的发展和社会的进步，国家建设在各方面取得了巨大的成就，包括土建工程的合理设计和科学优化。对于变电站的土建工程的设计和优化来说，也越来越受到人们的重视和研究。再加之国家电网所提出的“两型一化”新要求，使得变电站的工作质量也更加占据着重要的位置。由于变电站土建设计和优化研究一直是行业中最具有探索价值的热点问题，一个成功的设计方案不仅能够产生不可估量的社会效益和经济价值，同时也能够反映出国家在此领域的成就。在另一个方面，变电站土建工程的失败却能够直接导致人力、物力、财力等不可估量的损失。在变电站土建工程的实际设计过程中，往往成败关键就在于细节的掌握和关注，因此，本文着重对变电站土建工程设计和优化做详细的阐述，对于此类问题的进一步研究和发展具有一定的参考意义。

一、设计流程

对于变电站土建工程在设计阶段的流程，主要注意一下的几个方面[1]。

1.1选址选线。根据变电站的规模，首先要确定其工程的选址选线，其内容主要包括负荷、城乡规划、网络结构等因素。在地址选择上，宜选用废地、荒地、坡地等农林价值不高的位置，并尽量避免架空线路的交叉和跨越。由于选线选址阶段主要在于对电力系统、建站条件、工程设想、工程性价比等几个阶段组成。所以，其重点主要在于解决技术问题，并且从地理环境、抗震要求、水源、进出线条件等方面论述。

1.2可行性研究。变电站的土建工程可行性研究主要在占地面积；地基处理及土石方情况；进站道路和交通运输等几个方面开展论述。其中，占地面积方面，要确定出线回路数目与主变压器数量的关系，并以此为依据，合理调整配电装置场地与其它建筑物的关系。例如可尽量将功能都合并于一栋建筑物，减少占地面积。地基处理和土石方情况的论证过程，要在确定选址位置地理环境的基础上，选择处理方式。由于变电站选址多集中在山地或者低洼位置，水文环境较差，这就需要采用碾压、水泥搅拌、强夯等方式加以强化。进站道路和交通运输也是必不可少的考虑因素。在进站道路上，要确保畅通，尽量不涉及征地或无需进行地基夯实处理，这样能够减少相应的经济成本。

1.3初步设计。同样，在变电站土建工程初步设计阶段实施也包括总平面布置；竖向布置及建筑结构等几个方面。由于初步设计阶段主要是对可行性研究阶段的细化和完善，所以要在细节上加以关注。在总平面布置上，以电气专业工程为主，需要合理布置辅助建筑及电缆沟等，以满足防洪防涝和提高工作效率的要求。而竖向布置上，充分利用相应的地理条件，进行排水布置。在实际的施工过程中，应尽量避免改动原有地理环境为宜，以确保工程的安全性。并且，在经济支出上也要有所计划。建筑结构的设计过程中，保证所有建筑均能够满足要求，减少不必要的附属面积，尤其是配电楼，一般均采用框架结构，可提高其强度。

1.4施工图设计。施工图设计阶段，除了上述的内容外，还包括变电站建筑物设计和建筑物结构设计等的具体实施。总面积和竖向布置需要在整体统筹过程中付诸设计图上。在上述原则确定后，无需做太大的改动，这一过程主要在局部的调整上优化标高、降低挡土墙、护坡量等方面。站区建筑物设计阶段，应保证土方尽量平衡，并合理确定挡土墙和边坡的断面。变电站內构支架也一般采用钢管，可提高抗震强度。建筑结构设计阶段，包括主控楼、水池、配电楼和泵房等部分，应保证与周围环境一致，可采用框架结构。

二、优化流程

在针对变电站土建工程的设计结束后，还需要进行适当的优化，以综合提高变电站的强度、抗震度和经济效益等[2]。

2.1布置优化。在场地布置阶段，其优化需要注意到以下阶段，总体规划上，应注意排水设施和生活用水设施的合理分布；其次，防洪排洪道、进出线通道、出现杆等合理布局。另外，主建筑物的平面布局和屋外配电装置平面上，在优化阶段，保证预留检查、维护和维修的空间和位置，同时，避免线路交叉。最后是附属建筑平面布置上，包括工具库、检修库等，应置于主控室与配电室之间；锅炉房应置于采暖集中位置；消防器材应置于电容器和主变等易燃设备之间。

2.2场地优化。场地优化主要包括硬化和绿化的设计。一般来说，场地平面宜采用混凝土硬化措施或者粘土砖铺设等。由于社会的发展，为了满足可持续发展和经济节省原则，一般都采用水泥砖硬化。由于变电站属于高强度的建筑设施，其工作环境也具有一定的危险性和污染性，需要对场地附近进行绿化设计，以求改善站区的绿化效果。实际实施过程中，除了在变电站前部进行硬化处理外，站边的道路边缘可采用经济型的绿篱，净化空气又美观大方。

2.3主建设计优化。变电站的主要建筑是土建工程的核心，也是其工作的主要位置。为了安全需要，应保证主变电室的侧留门窗满足防火要求，不应堆放杂物。另外，主控室和配电室等至少设置两个对外开放门。配电室穿墙套管洞也应与室外地面保持合理的高度，这样才能保证用电安全。

2.4主建抗震优化。主建筑物的抗震优化属于一个重点优化部分。有时候变电站的土建工程需要实施在地震多发地带，合理的抗震设计和抗震优化能够确保其正常工作。其中抗震优化的重要因素是地基土质和地形环境。所以说，在选址上就要尽量避开地震带。在结构上，需增强结构构造连接，尽量避免其内部结构应力，并合理应用。同时，在此基础上，施工质量的优质能够对建筑的抗震起到重要作用。这是要提高响应的人员抗震意识、施工技术和严格对原料质量和焊接质量等把关和控制。

三、土建过程质量控制

根据上述内容，在变电站土建工程实施阶段，就要对原料的质量和焊接等施工工艺进行质量控制和严格把关，以保证变电站土建工程的合理实施[3]。

3.1原料质量控制。混凝土是建筑的重点原料，因此需要对缓凝土原料进行严格的控制。首先确定混凝土强度的主要影响因素，主要在水泥和水灰比两方面进行控制，除此之外还包括骨料等方面。根据这些影响因素，划分混凝土的等级，一般要保证混凝土的质量过关率达到95%以上。在控制阶段，主要是在保证质量的基础上，尽量降低经济成本。可采取样本检测、及时检查等措施。

3.2焊接质量控制。焊接质量控制主要针对钢筋结构的质量控制。首先要保证钢筋材料的质量达到焊接标准，另外在施工过程中，消除焊接接头的应力集中现象，在这一过程中，应该选择有经验的工作人员，并及时检验。合理采用钢筋闪光对接焊头、电弧焊接头和电渣压力焊头等工艺。

结束语

鉴于变电站土建工程的重要性，无论在设计阶段，还是在优化阶段及质量控制阶段，都需要合理和严格的把关，这样才能够延长变电站的使用寿命，提高工作效率，并节省经济成本。

参考文献

[1]徐军.110—500kV变电站土建设计的几个阶段[J].沿海企业与科技.2010（3）

[2]郭阳.浅析变电站土建工程设计方案的优化[J].北京电力高等专科学校学报.2011（10）

[3]李基雄.浅谈变电站土建工程质量控制[J].建材与装饰.2008（6）