江门市电力工程输变电有限公司 广东江门 529000
摘要：文章结合工程实例，简要介绍了该变电站电气设备地区地质条件及其对土建及安装的要求，对其GIS 电气设备的地基基础处理方案进行了比选，讨论了相应处理技术，并从安全可靠、经济合理和施工方便等多方面考虑，最终得出最佳地基基础处理方案，供参考。
关键词：变电站电气设备；地质条件；力学性质；土建安装；基础底部
引言
变电站是电网中的一个重要组成，其一旦有发生异常，不但其所在区域内无法正常供电，还会对跟其相连的变电站产生影响，导致其无法正常的运作，严重时，整个电网都会受到牵连。其中，GIS 电气设备是变电站中最主要、最关键的设备之一，设备的安全运行对整个变电站意义重大。其建设对地基基础的处理有着严格的要求，这就给变电站电气设备基础的地基处理提出了更高的要求，也是本文研究的课题。
1 地质资料
电气设备场区地质分布由上至下为：
（1）层淤泥：灰黑色，青灰色，饱和，流塑状态，有臭味，含有机质，局部富集，表层0.5m左右为耕植土，层厚1.50～5.80m。（2）层粉质粘土：青灰色，灰绿色，棕黄色，湿，可塑偏软～可塑状态，等级中，韧性中，干强度中，稍有光泽，无摇震反应。层厚0.0～3.0m。（3）层粉质粘土：灰黄色，棕黄色，黄色，湿，硬塑，等级中～重，韧性中，干强度中，稍有光泽，无摇震反应，含高岭土团块，含铁锰结核及氧化物，层厚1.1～6.3m。（4）层粉土：灰黄色，青灰色，很湿，中密，局部稍密，等级中，韧性低，干强度低，无光泽，夹粉砂、粉质粘土层，此层部分勘探孔无穿透。（5）层粉质粘土：灰绿色，青灰色，灰白色，湿，可塑偏硬～硬塑，等级中，韧性中，干强度中，稍有光泽，无摇震反应，局部夹细砂层。本次勘察只有少量钻孔钻到，无穿透。主要土层的相关物理力学性质指标见表1。
表1 主要土层的相关物理力学性质指.png)
（本场区地下水埋深0.1m，地下水对混凝土无腐蚀性）
2 GIS（SF6组合电器）电气设备对土建及安装的要求：
（1）一个间隔设备恒载标准值220kN。
（2）每两个基础水平沉降差小于±5mm。
（3）单根基础水平差小于±2mm。
（4）整套GIS（SF6组合电器）设备基础的不均匀沉降小于±5mm。
（5）间隔与间隔之间基础的不均匀沉降小于±3mm。
3 基础处理方案的选择
根据设备支撑点确定整套设备基础的尺寸为10.5m×2.85m。由上述地质料，根据现行《建筑地基基础设计规范》公式：
pk=（Fk+Gk）/A（1）式中 pk：相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值；
Fk：相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值；
Gk：基础自重和基础上的土重；
A：基础底面面积。
求得相应于荷载效应标准组合的基础底面处的平均压力值pK=50kPa，若基础设置在一般天然地基（淤泥）①层土中1.5m深，经过修正，地基承载力能基本满足要求；由现行《建筑地基基础设计规范》知，该地基基础设计等级为甲级（对地基变形有特殊要求的建筑物），对不均匀沉降非常敏感。由于①层土的高压缩性，其压缩模量E1-2仅为1.8MPa，由上规范公式.png)
（2）式中s：地基最终变形量（mm）；
φS：沉降计算经验系数；
p0：对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力（kPa）；
zI、zi-1：基础底面至第i层土、第i-1层土底 面的距离（m）；
aI、ai-1：基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数；
ESI：基础底面下第i层土的压缩模量（MPa），
应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算；
s‘：按分层总和法计算出的地基变形量。
求得沉降量近似40mm。又因88m长的12个间隔GIS（SF6组合电器）设备基础①层地基以下土层分布的不均匀性，求得相邻GIS（SF6组合电器）设备基础沉降差大于5mm，近似为10mm，超过允许的范围，本工程GIS（SF6组合电器）设备即成为基础不均匀沉降的设计控制，必须进行地基处理。从设计入手，采取多种措施，增强整套GIS（SF6组合电器）设备基础整体刚度，控制不均匀沉降。
拟选择三种方案，具体如下：
第一方案：为本工程初步设计时定的方案，即110kV场区大开挖，挖至第②层，用浆砌块石砌至基础底面。
第二方案：采用500mm直径的水泥土搅拌桩进行复合地基处理，桩端设置于压缩模量较高的③层土中。
第三方案：采用300mm直径的预应力管桩（PC管桩）进行地基处理，桩端设置于压缩模量较高的③层土中。
三种方案的经济指标分析见表2（计算过程较长，从略）。
表2 三种方案的经济指标分析（单位：万元）.png)
由表2比较，单从造价上看，采用水泥土搅拌桩较为经济。
下面再从设计和施工角度比较分析：
方案一：浆砌块石，需要对石材进行开采、运输和最后的施工，显然是对人力、物力和才力的一种巨大耗费，很不科学。
方案二：水泥土搅拌桩，由本工程地质①层淤泥可知，厚度分布不均，而且含有机质，局部富集，根据现行《建筑地基处理技术规范》的11.1.2条国家强制性条文：“水泥土搅拌法用于泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的粘土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其适用性。”由于施工单位无此类工程的施工经验，故此法应慎用。另外，施工周期较长，施工泥浆易污染周围环境，施工工艺要求较高，难以控制。经过计算，此复合地基的承载力富余度较大，但水泥土搅拌法沉降计算公式：
s1=（pz+pzl）l/（2Esp）
Esp=mEp+（1-m）Es （3）
式中s1：搅拌桩复合土层的平均压缩变形；
pz：搅拌桩复合土层顶面的附加压力值（kPa）；
pzl：搅拌桩复合土层底面的附加压力值（kPa）；
l：搅拌桩的长度（m）；
Esp：搅拌桩复合土层的压缩模量（kPa）；
m：面积置换率；
局限性，系统在实际运行中存在的问题也给安全运行留下不可忽略的隐患。
在运行管理调度自动化系统中，小故障会偶尔发生，大故障比较少发生，但建立一套故障管理体系来应对突发的故障，保障调度自动化系统的稳定运行，进而保证系统的稳定，是非常必要的。
3.2 重要功能故障管理流程
3.2.1 SCADA 报警功能故障管理流程
①通知调度集控报警功能故障，加强对事件表的监视；②终止SCADA 服务器双机报警进程；③检查SCADA 服务器双机平台正常，CPU 负荷正常；④重启SCADA 服务器A 机报警进程；⑤通过接收报警信号确认能够正常报警；⑥重启SCADA服务器B 机报警进程；⑦检查SCADA 服务器双机平台正常，CPU 负荷正常；⑧切换报警进程；⑨检查SCADA 服务器双机平台正常，CPU 负荷正常；⑩通过接收报警信号确认能够正常报警；輥輯訛通知调度集控报警功能恢复正常；輥輰訛报警故障处理记录。
3.2.2 数据转发功能故障管理流程
①通知调度集控数据转发功能故障，影响非直辖变电站相关数据接收；②报中调、县调自动化人员转发功能故障；③转发程序故障处理；④重启转发程序；⑤检查人机界面转发数据恢复刷新、并与对侧平衡；⑥与中调、县调确认对侧接收数据正常；⑦数据转发故障处理记录。
3.2.3 调度端数据采集前置系统功能故障管理流程
①通知调度集控系统数据采集功能故障，所有直辖变电站转为有人值班方式运行；②终止前置双机采集扫描进程；③检查前置双机平台正常，CPU 负荷正常；④重启前置A 机采集扫描进程；⑤检查所有变电站双通道通信正常；⑥检查所有变电站数据恢复刷新，数据合理；⑦重启前置B 机采集扫描进程；⑧检查前置双机CPU 负荷正常；⑨切换前置扫描采集进程；⑩检查所有变电站双通道通信正常；輥輯訛检查所有变电站数据刷新正常，数据合理；輥輰訛通知调度集控所有直辖变电站恢复无人值班方式运行；輥輱訛前置系统故障记录。
4结语
我国的电网整体规模庞大，且各地的建设状况均存在差异，对于电力调度自动化系统的发展往往不能采用一种方案，因此，在借鉴先进技术方案的同时，必须与自身实际情况结合起来，综合考虑技术、经济、安全等因素，从而构建出最为合适的电力调度自动化系统。而对于电力调度自动化系统的运行过程中遇到的各种问题，必须采取科学有效的措施，降低或避免事故发生，从而保证电力系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]金涛，曾凌.电力调度自动化系统发展探讨[J].科技致富向导，2012（26）：230.
[2]王保义，邱素改，张少敏.电力调度自动化系统中基于可信度的访问控制模型[J].电力系统自动化，2012，36（12）：76~81.
[3]邢晓鹏，路俊杰.探究电力调度自动化系统应用现状与发展趋势[J].中国信息化，2013（16）：246
论文作者:易志坚
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/19
标签：变电站论文; 基础论文; 双机论文; 底面论文; 组合论文; 地基论文; 方案论文; 《基层建设》2016年13期论文;