谈对变电所建筑设计的分析

摘要　文章对变电所建筑设计进行了分析。

关键词　变电所　设计等

随着我国经济持续稳定的发展，电力建设也取得前所未有的发展。通过大量的工程设计实践，设计经验和设计水平得到了前所未有的发展，但设计出经济、先进、安全、实用的工程仍是每个设计者需要思考的问题。本文作者分四个阶段概述合理化设计个人的观点，对各阶段观点详细论述，有待进一步收集具体数据及相关资料后论述。

1　可行性研究

可行性研究阶段重点从占地面积、所址位置、拆迁、地基及地下隐蔽设施等方面考虑，确定最终站址位置。

1.1占地面积

一般情况出线回数和主变数量为合理布置规模的决定性因素，合理调整室外配电装置场地与建构物之间的关系，同时采用先进设备及工艺布置方式，向空间发展，能有效减少占地面积。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。通过对多个户外220KV站布置技术经济分析，仅从土建造价比较，采用两台主变压器，220KV出线间隔在7-8个，110KV出线间隔在13-15个，110KV与220KV对称布置，占地面积小。若采用3台主变压器，220KV出线间隔8～15个，110KV出线间隔在18-20个，110KV与220KV对称布置，占地面积小。因此，要求前期科研设计人员，必须做出科学的规划，主变数量应和出线间隔成比例，以上仅为个人观点，仅供参考。重庆市郊某变电所，220KV和110KV开关场地对称布置，中部为主变和功能建筑，建筑侧立面采用防火墙，主变位于两建筑物之间。占地面积仅为20多亩。

1.2所址位置的选择

所址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应尽量避开。在平原地区，站址位置不同，场地平整费用影响较小；对于丘陵山沟地区，场地平整费用对整体造价影响特别大。利用市政设施可以节约给排水及消防设施费用和职工配套设施费，节约进站公路费用等(该笔费用不容忽视)。作者曾做某220KV站施工设计，由于该站在选址阶段考虑不周，站址选在两座小山堡之间，中间为一条冲积沟，最大高差接近30米，该站址经过本人多次优化，采用三个阶梯设计，最终土石方挖方量也8万立方米，条石挡土墙量约约6000立方米。而最近设计的某220KV站可行性报告，该站址在选址阶段经过充分考虑，站址位置比较平坦，最大高差约4米，经过优化后场地平整挖填方与挡土墙与平原地区相同，仅基础及管沟开挖土石方量满足场平填方区，其余土就场，条石挡土墙量仅600立方米。以上两例仅从土石方开挖场平和挡土墙费用比较，可以看出选站址对造价的重要性。

1.3拆迁和经济作物或林木赔偿

所址位置确定后，必须收集当地土地征用费、拆迁赔偿费、建筑材料供应情况。选择所址位置尽量少占经济农田或经济林木，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。

1.4地基处理及地下隐蔽设施

可研阶段应了解地下情况，是否位于高回填区或滑坡地段、地下有无防空洞、主要管道等，可以减少不必要地基处理和搬迁费用。

某110KV户内站在可研阶段发现地下回填土厚度达15米，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，处理费用高大150万，同时地下埋藏有直径1.2米主污水管道，搬迁费用高大60万，设计确定重新选址。

可研阶段主要从上述四方面考虑，可以确定合理的站址位置，达到节约造价目的。

2　初步设计

初步阶段设计，主要对确定站址位置从总平面及竖向布置及挖填方量、挡土墙、边坡、建筑、基础、道路、上下水等不同设计方案比较后提供经济合理的方案，确定站址最终征地面积，一般要求设计三个方案比较合理。

2.1总平面布置

主要从进出线、道路接口、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。例如：电容器室和配电室合建为一字型，可以取消消防间距。配电室、电容器室、控制室合为一体，减少占地，也无须考虑建筑物之间消防间距。例如：重庆市郊区某220KV变电所，扩建时充分进行平面优化，控制楼两侧为两台主变，背后为一字型10KV配电室和电容器室，布置紧凑合理，110KV户外配电装置采用半高型布置，向空间发展，节约土地约5亩。

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，场地平整挖填方小，减少不必要的开挖量。根据所址位置地形高差大小，确定采用阶梯形或平坡式布置，降低平整场地和基础费用，设计中应考虑基坑开挖土石方及边坡和挡土墙开挖量。

2.3挡土墙

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6.0米挡土墙是比较经济节约，高度超过8.0米，一般采用钢筋混凝土扶壁式挡土墙。经过平面和竖向优化后，挡土墙高度一般也较为优化，根据不同地质条件和用途选择不同断面形式。挖方区高度不超过5米，尽量采用挖方区挡土墙，减少边坡开挖和占地。此处不在举例。

2.4边坡

开挖高度6米以内做边坡不经济，因为假若按1：1放边坡，多增加征地面积为6平方米／米，同时增加挖方量约18立方米／米，还需做护坡，经比较采用挖方区条石挡土墙经济合理。高度大于7米以上，适宜采用放边坡，挡土墙断面较大，不经济。

2.5建筑结构

根据变电站设计规模确定建筑面积，尽量在满足使用功能要求时，减少不必要的附属面积。根据现有规范，多层建筑层高超过3，6米，砖混结构已不满足抗震要求。建议电容器室、配电室、控制室等房间尽量采综合建一栋楼房比较合理，降低建筑单位面积造价，适宜采用框架结构，形成大空间，便于电气设备布置。节约占地面积。也节约房屋间消防间距面积，节约造价。

初步设计方案一般主要从上述六方面考虑，比较后推出方案基本达到优化设计目的。

3　施工设计

对初步设计审查确定的方案，按现行的规范及规程或国家标准，设备的订货尺寸，先局部后整体调整，调整原则不得超过初步设计确定原则。所有尺寸确定无误后，对初步设计估算的各建构筑物结构尺寸进行详细计算和经济比较，应按照因地制宜，就地取材原则。采用先进的技术工艺和合理的断面，选用地方的材料，减少不必要运输费用。根据地质详堪资料合理处理基础，尽量条形基础，一般基础埋深要求达到2.0米左右，超深不足3米不采用桩基础。

4　施工

施工阶段加强基坑验槽工作，确保施工开挖达到设计要求地基土层，地质条件好的部位，满足规范和设备运行要求时，尽量少挖，对个别设计地基与实际不符时，应现场临时挖探坑或现场测试，能达到设计承载力时，尽量利用天然地基，不满足承载力时，采用放大基础处理或临时局部换填处理。施工回填区应要求回填土人工或机械夯实，密实度系数达到0.91-0.95之间，施工单位必须提供最终测试数据，确保地面不沉降。