（国网安徽省电力有限建设分公司（安徽电力工程监理有限公司） 安徽省合肥市 230071）
摘要：在社会各个领域全面发展的影响下，我国电力事业开始步入快速发展阶段，对电力需求量逐步提升。变电站建设过程中各类设备在逐步完善，城市化进程逐步加快，促使变电站建设范围开始覆盖到城市人口较为密集的城市区域，在变电站建设中，由于诸多设计要素未能全面分析，将导致诸多问题发生，此类问题将会导致变电站建设运行后期出现较多问题，对我国电力事业全面发展造成较大限制作用。
关键词：变电站；土建设计；优化策略
引言
社会的发展离不开电力资源的支持。为应对用电需求的逐年递增，近些年来，电网优化和革新的资金投入提高，这对变电站的土建设计提出了更高、更新和更具体的要求。如今的变电站土建在设计和规划上更加重视环境保护与节能减排，也在保证变电站工程总体效益的前提下减少工程成本。
1变电站土建工程中的问题
1.1变电站选址不合理
由于变电站土建工程设计和施工的过程比较复杂，整个变电站工作系统中又存在着大量的电气设备，这些电气设备常年处在工作状态中，如果站址选择在有频繁的恶劣天气条件的地域，如经常伴有大风、山洪、暴雨、恶劣地质条件的地区，因为高电压和高脉冲电流在变电站内，很容易造成短路损坏相关变电站的设备，甚至产生严重的火灾，这将严重威胁到变电站附近居民的生命和财产安全，随之还将产生巨大的经济损失。
1.2土建收集荷载不合理
在土建设计中，往往在收集荷载过程中存在不合理现象，实际工程中往往将设计值与永久组合值混淆而误用。当地基变形不超过设计值时，认为不满足设计要求，需要增加地基的面积和深度，增加工程材料的浪费。在设计过程中，设计人员错误地认为屋顶的全跨布置产生的内力最大，忽略了半跨设计可以承受更多荷载的特点，从而影响了结构的稳定性。当设计变压器基础等有震动荷载的基础时，往往不考虑震动荷载的作用效果，造成结构的不安全。在设计变电构架上部分拉线的短路荷载时，考虑不够周全，导致构架梁受力过大等。
1.3设备基础不合理
变电站的基本设备包括变压器、电容器、GIS设备、HGIS设备等一系列大型设备，这些大型设备的设备基础通常荷载偏心问题严重，可合理选用大底盘无筋扩展基础，这样也可以很好地控制基础不均匀沉降问题。这些设备基础在使用过程中，基础顶部和预埋铁件通常裸露在外，如果在设计或施工过程中没有明确规定混凝土的收缩性，就会产生一定的混凝土收缩裂缝，影响构筑物的安全。同时，大部分预埋铁件占据整个基础的顶面面积比例很大，如果在施工中没有做好相关处理，振捣棒将无法正常使用，从而影响混凝土的密实度，容易产生空鼓。
2变电站土建设计要点及优化策略
2.1地址选取
变电站选址至关重要，当前大多数变电站都在地势相对平坦的区域进行建设，与居民区域要保持最佳距离，这样才能保障供电传输过程中降低对广大民众产生的噪声污染。变电站选址可以在城市住宅区域季风与下风向垂直方向。不能选取地势低洼区域，避免受到洪涝灾害影响。在变电站选址过程中，要对地质基本情况进行分析，避免外部自然灾害对变电站运行产生较大负面影响。相关设计部门要全面遵循土地节约基本原则，整合城市规划建设各项要求，在选址活动开展过程中组织技术人员开展全面的调查活动，保障后续各项建设活动有序开展。
2.2变电站的地基设计
变电站的地基是否牢固关系着变电站整体建设质量，如果地基不牢固，则会对变电站运行安全造成影响。在实际施工过程中，由于地形起伏较大，或是地质条件特殊等因素，都会对变电站的土建结构造成一定影响。变电站的土建工程包含设备用房，像是控制室或配电室等，还有配电室、消防水池、排水管道、支架、电缆沟等。因此为了保证结构安全，地基必须牢固。
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首先，对于桩基问题来说，在设计变电站土建结构前，要对建设区域的地质进行勘查，若是整个地基承载力较小，或是处于填土区并且较深时，可以使用桩基础进行设计，一般变电站使用独立柱或是条形作为基础。其次，使用碎石换填技术。若承载力较弱的土层深度不大，可以采用级配碎石换填，清除软弱层直至持力层下方30cm 处，以此达到设计要求，与此同时采用级配碎石进行换填，达到设计标高，保证夯实度。对于电缆沟或是排水管道等条状地基，因其上部自重小、长度长，所以部分位置可以使用砂石垫层，以此增加基底面积；若工程较大，可以使用灰土垫层。灰土垫层是指挖掉一定范围内的土层，同时利用合理配比的土灰进行分层回填达到夯实或是压实目的[2]。最后，对于填土较深的区域可以使用强夯法；对于不能判断厚度且处于软土层的可以使采用复合地基，以此提升地基承载力。第一确定承载力，经人工压实的灰土垫层比为3：7，压实系数要保持在0.97以上，干土重度要控制在14.5-15.0KN/m 3，承载力要高于300KPa，对于2：8的灰土垫比与上述注意点相同。第二在配比水灰时，1：9只能够改善压实性；2：8与3：7是最佳水灰配比组，同时也与石灰等级相一致，一般而言 CaO 与 MgO 的总含量为8% 最标准。另外要对土质质量进行检验，确定其压实系数，并确保土垫层的厚度，进而保证地基能够承受住上部结构的压力。
2.3降噪设计的优化
变电站在运行过程中会产生很多的噪音污染，可能会影响周边居民的日常生活。因此，在进行土建设计时需要优化变电站的降噪设计。设置绿化隔音带或者专门的隔音板将变电站与周边区域分隔开，并尽量选择噪音缓冲效果比较突出的地区进行变电站建设。
2.4 变电站的框架设计
首先框架梁不仅要承受变电站建筑的荷载并将其传给框架柱，还要与框架柱形成一个整体的抗侧力体系，对于风荷载及地震等水平力进行抵抗。所以说为了确保变电站建筑具有较高的稳定性，要设计好框架梁。当梁高偏低或是偏梁时，要计算承载力与受剪截面，同时要确保其刚度、裂缝与标准一致。其次，框架柱是指框架结构中用来承受梁与板的荷载，并将荷载力传给基础设计，属于重要竖向的支撑构建。在整个框架柱设计过程中，为了能够提升其稳定性，像是在地震发生时能够有较高的延性，其设计应与轴压比标准相符，实现此设计可以用过提升混凝土的标号或是添置界面面筋的方式进行。根据有关试验发现，剪跨比在2以下的短柱是以剪切的方式被破坏的，属于脆性破坏方式。所以在变电站土建设计时要减少短柱的设计，若是一定要使用短柱，就要对柱箍筋实行全高加密布置。
2.5站内设计方面
在变电站内部建筑设计过程中，建设环境与基本工作范围能有效结合，促使结构类型选取更加合理，对防护线要进行优化设计，极力控制各项安全事故。在变电站主体结构设计过程中，要确保结构预留门窗设计能与防火指标等有效契合，当发生火灾事故之后能及时控制事故。低于主控室与配电室的通道，需要加设外开门，要求配电室以及穿墙套管都能适应安全施工要求，避免施工中产生违规问题。在设计过程中在门窗中要加设对应的防护网，提升运行设备安全性。
2.6电缆沟和暖通系统的设计优化
电缆沟应该尽量在现场进行装配，使用电缆埋管等施工方式，取消或是尽量减少埋在地下的电缆沟的数量。在优化暖通系统时，可以使用节能的变频空调或节能排风机设备，以起到降低能耗和运营成本，提高综合效益的目的。
结束语
综上所述，随着我国电网建设规模的扩大，变电站建设项目也逐渐增多。目前，我国变电站在土建结构设计上还存在着一些问题，像是选址问题、地基问题、噪音问题等，这些问题的存在，都会对变电站的运行造成不同程度的影响，只有将这些问题解决好，才能够为人们提供更好的电力服务。
参考文献：
[1] 林荣卓 . 变电站土建设计中的结构安全性与耐久性解析 [J]. 商品与质量，2017，（33）.
[2] 刘毅 . 探究变电站土建设计中有关防火的问题 [J]. 智能城市，2018，（5）.
[3] 刘德诚 . 变电站土建基础的处理技术应用研究 [J]. 建材与装饰，2018，（27）.
论文作者:宣善钦
论文发表刊物:《河南电力》2019年3期
论文发表时间:2019/10/10
标签：变电站论文; 土建论文; 荷载论文; 过程中论文; 地基论文; 设备论文; 基础论文; 《河南电力》2019年3期论文;