李建軍

摘要:隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,用電需求不斷增長,全國各城市也加大了對電力的投資,而變電站也越來越深入到人口密集的城市、城鎮(zhèn)中心,這就要求變電站的選址合理,土建設計要更加合理化,人性化,在滿足建設要求的同時,減少占地面積、方便施工運行、節(jié)省投資、防止噪聲污染等。文章分析了變電站土建施工的特點,闡述了變電站土建施工中應注意的問題。

關鍵詞:變電站;土建設計;施工分析

中圖分類號:TM561文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)26-0127-02

變電站建設是一個龐大的系統(tǒng)工程,變電站建設質量的好壞直接影響到基建移交生產的達標工作,上乘的建設質量可以顯著減低變電站投產后的運行成本。變電站土建工程包括設備用房(控制室、配電室等)、消防水池、變壓器基礎、構(支)架基礎、電纜溝、給排水管圍墻等等。考慮值班、檢修需要,還有值班、門衛(wèi)用房。站內各建(構)筑物功能不同、結構獨立,但通過輸電設備和管線又連為一體。變電站的建設過程主要包括可行性研究、初步設計、施工設計、施工、調試和試運行等階段,變電站建設過程的質量、進度主要與施工設計、施工、調試和試運行等階段有關。變電站工程建設項目的成本主要決定于可行性研究、初步設計、施工設計等階段,變電站建設項目的特殊性決定了變電站的建設必須由多方共同努力,協(xié)調作戰(zhàn)方能完成。參與變電站建設的各方主要包括業(yè)主、設備供貨商、設計單位、施工企業(yè)、調試單位及監(jiān)理方,業(yè)主方的工作主要是現(xiàn)場協(xié)調及監(jiān)督。

一、變電站土建工程特點

(一)技術含量高、資金投入大

變電站工程因其涉及的設備先進,精密程度和綜合自動化程度高,所以對資金的要求是很高的。如云南省110kV黃瓜園變電站工程總投資4000多萬元,廣西220kV水南變電站工程總投資1億元,貴州500kV六盤水變電站工程總投資達到2.6億元。

(二)地形、地質條件受系統(tǒng)的控制

變電站站址的選擇是根據(jù)系統(tǒng)的需要,在網(wǎng)絡的某個區(qū)域布點,而這個區(qū)域的地形、地質條件往往比較特殊,如地形起伏較大、地質條件差,對變電站的建(構)筑物的建設不夠理想。

(三)占地面積有大有小,站內建(構)筑物種類多,結構獨立又互相關聯(lián)

變電站根據(jù)其電壓等級、出線規(guī)模及設備布置方式不同,占地面積不同,常見的變電站占地情況大致如表1:

變電站土建工程包括設備用房(控制室、配電室等)、消防水池、變壓器基礎、構(支)架基礎、電纜溝、給排水管圍墻等等?？紤]值班、檢修需要,還有值班、門衛(wèi)用房。站內各建(構)物功能不同、結構獨立,但通過輸電設備和管線又連為一體。

二、變電站整體土建設計

變電站(包括配電所)是接受電能、改變電能電壓和分配電能的場所。出于城市中供電經(jīng)濟性和可靠性的考慮,除500千伏變電站及部分遠郊220千伏變電站,一般位于負荷集中的中心區(qū)域,與大量民用建筑毗鄰。這種站址選擇和其他類型工業(yè)建筑遠離城市住宅區(qū)、公共建筑不同。

以某變電站土建設計為例分析變電站設計過程中的考慮。該站位于南北約71米,東西約25米的不規(guī)則狹長地帶內,占地面積約為1643平方米。變電站與地鐵站地下通風道及排風口貼建,設計為無人值班、有人值守、全戶內型變電站。變電站建設規(guī)模:終期安裝110/10.5kV 50MVA有載調壓變壓器4臺,一期安裝2臺。110千伏側采用單母線分段接線,進線2回,出線2回。一期不安裝110千伏出線電纜。10千伏側采用單母線多分段環(huán)形接線,終期出線56回,本期出線28回。

廠房結合地塊呈狹長狀,長度方向為正東正西,地上三層,地下三層,總建筑面積3492 平方米。地下埋深約12.15米,地上建筑高度13.95米,室內外高差0.45米。其中,110千伏GIS、主變及其散熱器布置在地上一層;10千伏電容器、接地變、主控室布置在地上三層。10千伏開關柜布置在地下二層,地下一層和地下三層均為電纜夾層。

該站是城市型變電站的典型案例,站區(qū)位于文物保護地區(qū),廠房東側接地鐵廣場。由于本站用地非常緊張,與地鐵施工配合困難,技術難度很大。施工圖完成后由于拆遷受阻,施工遲遲未開展工作。在規(guī)劃局與專家學者的多次溝通中,專家們建議,城市中心的變電站不能僅僅考慮功能和經(jīng)濟性,應該在環(huán)境和人文上多做文章。建筑離不開其存在的環(huán)境,每個場地從某種概念上說都是獨一無二的,是自然和社會活動相互作用的結果。建筑師有責任使設計同先前存在的場地保持某種連續(xù)性,這是對環(huán)境的尊重,對人文的尊重,也是對歷史的尊重和發(fā)揚。

通過現(xiàn)場調研,考慮到變電站主要立面為西側和南側,北側、東側均為低矮的灰色四合院平房,南側為綠化帶,變電站在東四北大街以東顯得格外突出,不能再以平淡的外形隱藏于市井中。為了保持文物保護區(qū)的特色,必須通過適當?shù)脑煨驮谀撤N程度上與周圍環(huán)境相呼應。當然,時代在進步,我們不可能再用煩瑣的裝飾、青磚建造現(xiàn)代化的工業(yè)廠房,設計的指導思想應該是在尊重文化脈絡的基礎上用現(xiàn)代建筑語言、建筑材料揚棄。

在變電站竣工后,雖然由于施工質量不佳造成內外裝修都有很多不盡如人意的地方,比如外墻磚色彩略深。但總體來說,變電站最后的外裝飾設計基本達到設計意圖,同時,由于沒有改變原設計外墻面磚的材料,僅僅增加了較少的擠塑聚苯板裝飾,沒有增加工程造價,做到了經(jīng)濟和藝術的雙贏。

三、變電所戶內土建設計

(一)平面布局

合理、緊湊的平面布置是節(jié)省變電所占地面積的關鍵。為了達到既方便變電所的電氣施工、運行、檢修,又爭取壓縮占地面積的目的,在平面布置時可設法將設備的運輸、吊裝通道及建筑物的出入口集中布置在主變壓器側。所區(qū)內盡可能設2個出入口,一為主入口,另一為緊急消防出口。道路優(yōu)先采用L型或U型。如受城市規(guī)劃等條件限制,變電所只能設一個出入口時,可考慮布置環(huán)形道路。

(二)設備搬運、吊裝問題

戶內變電所占地面積較小,設備多為戶內層疊布置,搬運、就位較戶外變電所難度大,如何根據(jù)設備的特點,合理布置柱網(wǎng)、靈活設置吊裝平臺和恰當?shù)仡A埋吊鉤、拉環(huán),使設備安裝檢修更為簡單方便,是變電所建筑設計不容忽視的問題。

(三)防噪問題

戶內變電所應合理地規(guī)劃布局,優(yōu)化通風設計,減少噪聲污染;要從源頭上控制噪聲,如選用低噪聲的電氣設備和通風設備。

主變室應采用自然通風方式,主變基礎用架空框架支承,提高底部層高,以加大進風口面積,在進風口設置消音百頁窗。屋頂排風窗兩側應設置封閉擋風板,防止風直接吹進天窗,造成氣流倒灌,影響自然通風效果。在條件許可范圍內,變電所主變側宜種植高大喬木作為綠化隔離帶,使之起到隔聲屏障作用。

(四)防火問題

為了消除事故隱患,防止火災事故蔓延,要重視建筑物的防火設計。無人值班戶內變電所的設備,基本上按無油化考慮,容易起火的主要為戶內墻外沒有市政道路的,變電所建筑與圍墻在不設道路側,應留足消防通道,寬度一般不宜小于5 m。

四、結語

在規(guī)劃框架內變電站的建設布局適當考慮超前負荷的發(fā)展,適當考慮遠近結合,合理安排,同時注意局部選優(yōu)與整體選優(yōu)相協(xié)調。主要從負荷分布、網(wǎng)絡結構、分區(qū)供電及提高系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性等方面,對變電站系統(tǒng)規(guī)劃作了詳細的分析與計算,規(guī)劃滿足當?shù)亟ㄔO與發(fā)展的要求。總之,變電站土建設計對未來變電站設計具有一定的指導作用,

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