摘要：本文分析了变电站设计的平面布置及加固设计准则及结构加固鉴定和变电站主要的土建改造内容。
关键词：国家电网；变电站标准设计；布置；加固；扩建；抗震
引言：
变电站设计改造加固的方法很多，设计人员要根据实际情况采取不同的方法，充分认清设计加固的目的和加固机理，不断摸索并积累经验，并对加固的可行性、安全性及经济性作比较和评价，必要时可通过实验来分析，使加固技术不断完善。目前城市的发展日新月异，用电需求不断增加，电力系统中许多变电站设备已经超负荷运行，需要改造，所以加固技术将会越来越显得重要，并日益受到人们的关注。
1 变电站设计的平面布置
在变电站设计中总图设计非常讲究，既要满足工艺要求，便于设备摆放，满足出线要求，又要占地面积尽量小，土方量小，交通方便，而且各个建、构筑物、电气设备间距要满足规范规程要求。建、构筑物间最小间距根据其不同的危险性类别及其最低耐火等级对间距有不同的要求，在《火力发电厂与变电站设计防火规范》[3]与《变电站总布置设计技术规程》[4]有详细的规定。
从变电站标准设计各卷册来看，对于主要的生产性建、构筑物，最小间距容易得到重视，比较容易满足要求，容易出问题的是附属建筑与生产性建筑间的最小间距更容易被人忽视，主要的设计依据除了国家规范规程外还有《国家电网公司110kV变电站土建设计标准化图册》。
消防设备间、泵房与生产建筑间距，消防设备间、泵房这些设施在火灾发生时都发挥重要作用，所以在设计时要考虑其位置的合理性。若消防泵房设在地下室，开设的门必须直接通向安全楼梯，若设在一层，所开设的门必须面对安全出口。如若不然，则发挥不出作用来，背离设计意图。所以在平面图布置时一定要满足规范要求，使其更好地发挥作用。
道路边与建筑物距离，不管民用建筑还是工业建筑，道路边与建筑物距离都有规定，详细规定见《变电站总布置设计技术规程》，建筑物一边不设出口时，靠近建筑物路边距离建筑物要不小于1.5米，因为变电站大多数采用环形道路，设计者套用标准设计的方案时候在道路转角位置要注意满足规范要求。特别容易出问题是当建筑物一边设有出口但没引道的时候，标准设计的方案往往不满足规范要求的3.0米，设计者要多加注意，仔细调整方案。
2 变电站建筑结构的鉴定
变电站建筑结构形式不仅影响到建筑的安全性和经济性，更影响到建筑空间布置的可行性和合理性。对变电站的改造或扩建即意味着对原建筑的布局按新的电气工艺要求来重新调整和布置，势必影响到原有建筑结构的布置，影响小的仅加固楼板和小梁，影响大的尚需加固框架梁和柱，特别是对原建筑的扩建或加层，为安全起见并按规范要求，有必要对原建筑的结构和基础进行评估和鉴定，进而采取合理的加固方案。
进行加固之前要收集原有建筑的设计和竣工资料，当对结构材料的强度有疑问时，应进行结构材料力学性能的检测，以获得实际材料的强度。通常建筑结构的完损性鉴定主要以外观检查为主，可作为维修和加固的依据；安全可靠性是指构件和结构的安全程度，主要以内力分析和截面验算为主，可作为构件和结构加固的依据。有了完损评价和安全可靠性的鉴定报告后，就可着手确定具体的加固方案，进行施工图设计了。
3 结构加固的设计准则
结构加固按受力可大致分为两类：一是构件的独立加固；二是结构体系的加固。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆变电站改造常会遇到由于设备调换荷载增加，直接引起楼板和梁的安全度降低或不满足规范要求而必须进行加固，此类加固影响较小，在砖混结构的变电站改造中很多，表现为独立加固；但在框架结构的变电站改造中，其加固的意义不仅是某一梁板的加固而且还涉及到整个结构体系的加固。例如某一框架梁加固后，常常是抗弯强度增大，但按照强剪弱弯的抗震要求，抗剪加固也不能忽视。特别是梁柱节点核心区的加固也需重视，这是强节点抗震要求的体现。同时按照强柱弱梁的抗震要求，进而柱的抗弯抗剪也要验算。由此可见，个别构件的加固引起强度或刚度的分布情况的变化，应从整个结构体系的安全可靠度来计算，属于结构体系的加固，而且节点核心区的加固对结构整体加固作用很大。
4 变电站的土建改造
变电站的土建改造主要是扩建、加层（增设电缆层、平改坡等）、站内空间拓宽，楼板开孔、设备荷载分布和大小改变等电气工艺布置需要大跨度大空间大悬挑的建筑布置形式，以及建于早期的某些砌体结构的变电站因年久失修及抗震构造措施不满足现行规范规程要求结合电气设备改造一并进行变电站的全方位改造。当然这些改造均要以鉴定报告为依据。
对于变电站的扩建，关键是要处理好基础的沉降缝、防震缝。一般来说，扩建部分的房屋所产生的沉降难于与已有房屋的沉降相协调。为避免产生不均匀沉降，新老建筑的连接处需设置一道沉降缝、防震缝，基础在此需断开。如设有地下室或变压器油坑并且基础为箱形基础的房屋需这样处理；对无地下室，基础为条形基础的房屋，可在接缝处不做条形基础而设计成悬挑基础，这样就不会使扩建房屋的基础在沉降缝处产生偏心。例如上海市沪西地区 35 k V 哈密变电站的扩建就是这样处理的。对设有地下室且楼梯间设在房屋端部的变电站扩建就不能这样设计了。因为电气开关柜在扩建房屋的连接处需连续布置，为此设在房屋端部的楼梯间需移位并对沉降有严格限制，防止电气设备的母排因基础不均匀沉降而出现故障，所以根据电气工艺布置，扩建部分的房屋结构类型复杂，常会出现大跨度、大悬臂、大空间的特殊结构形式，对抗震极为不利，设计时应严格按照现行规范要求，采取相应的抗震构造措施，增强房屋的抗震性能。
变电站改造中也经常需要加层。在上海35kV乌北变电站改造时，因新设备体积减小，原站内净高较高，将一层楼面抬高1米，同时向下挖至与原来整体建筑物基础埋深相同，将原有电缆沟改为可操作电缆层。在施工过程中，当接近原基础部分需采用人工挖土，同时对原基础进行观察，必要时采取相应的保护措施。
每个改造工程都需要开孔。当孔洞直径或边长小于等于0.3米且相邻孔边净距大于0.3米时，可不采取加固措施；若小于1米，可采用碳纤维加固；若大于1米，可通过新增梁来加固。总之，改造中出现的问题需要设计人员根据现场实际情况灵活处理。
5 结语
现如今变电站早已在人们的日常生活、生产之中占据了十分重要的地位。这是因为变电站作为电力系统不可或缺的重要组成部分，其不仅承担着电压的变换，电能的分配，还控制着电流流向，发挥着电压调整的重要作用。所以，如何做好变电站的设计工作就显得尤为重要。变电站的运行影响到整个电网系统的稳定性，变电站在长时间的使用中，其自身的自动装置和程序化的操作，直接影响到变电站的日常运作。因此，为了充分发挥变电站设备的能力，要重视对变电站设备的维护和改造，注重监控、运行、维护等工作之间的协调，提高变电站的运行的安全性，为人们不断提供安全有保证的稳定的电力能源。
参考文献：
[1]中华人民共和国公安部.火力发电厂与变电所设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2007.
[2]电力规划设计标准化技术委员会.DL/T5056-2007，变电站总布置设计技术规程[S].北京：中国电力出版社，2007.
[3]王亮，贾强.扩大内桥接线方式备自投应用［J］.贵州电力技术，2009，12（11） GB/T13462—2008 电力变压器经济运行［S］
[4]赖斯，张勇军，廖传民，等.文昌配电网节能降耗综合治理方案研究［J］.南方电网技术，2008（3）
[5]李勇.浅谈配电系统降损节能的技术措施和管理措施［J］.广东科技，2008（14）
论文作者:周毅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/5/30
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