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[摘 要]变电站这一工业建筑设施与工矿企业及人民的日常生活息息相关，在国民经济中具有举足轻重的地位。作为从事变电站土建设计多年的一名设计人员，对这一点我深有体会。本文主要从所区布置、站内主要建筑设计、主建筑结构的抗震等方面浅述了变电站土建设计中应注意的问题，力求提高设计质量，达到最终降低工程造价的目的。
[关键词]变电站 选址 平面布置 建筑设计
中图分类号：F426.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-284-01
引言
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。
一、变电站所区布置设计注意事项
（1）平面布置前的总体规划
變电站的总体规划应与当地区域总体规划和城镇规划相协调，宜充分利用就近的生活、文教、卫生、交通、消防、给排水及防排洪等公用设施，同时，还应根据工艺要求、施工和生活需要，结合所址自然条件按最终规模统筹规划，近远结合。变电所的总体规划应根据以上原则对所区、生活区、水源地、给排水设施、防排洪设施、进所道路、进出线走廊、终端塔位、出线杆等进行合理布局，统筹安排。站内电气设备、建的）筑物布置宜紧凑合理，以利分期建设和节约用地。主要建的）筑物的长轴宜平行自然等高线布置。当地形高差较大时，可采用台阶或错层布置。山区变电所当主要的生产建的）筑物，设备架构靠近边坡布置时，应注意边坡的稳定及坡面处理；城中变电所与站外相邻建筑物之间应有消防通道。
（2）主要建筑物平面布置
主控室宜布置在便于运行人员巡视检查、易于观察屋外设备、减少电缆长度和避开噪声影响的地段，宜位于配电装置一侧，两配电装置之间或所前。同时，主控室宜有较好的朝向，尽量朝南。炎热地区宜面向夏季盛行风向，避免西晒。载波室与主控室宜紧邻布置。
（3）屋外配电装置平面布置
各级电压的屋外配电装置应结合地形和所对应的出线方向进行平面组合，避免或减少线路交叉跨越。配电装置间的相对位置应使主变、无功补偿装置至各配电装置的连接导线顺直短捷以及场内道路和电缆的长度较短。
（4）附属建筑物的平面布置
工具间，检修间等可布置于配电室与主控室之间。采暖锅炉房宜布置在采暖建筑集中处。如为燃煤锅炉房，宜位于所区冬季最小频率风向的上风侧，附近设小型煤场。考虑站内设备的防尘要求，冬季采暖尽量使用电暖气或电锅炉。消防器材间宜布置在主变、电容器等带油设备附近。所前建筑及设施应结合工艺所形成的总平面基本格局和进所道路的方位进行布置，并宜面向城镇当地的主要道路或生活区。
（5）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。
（6）边坡
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。
（7）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。
（8）基础
建构筑物基础选型时，必须结合地质情况，因地制宜，充分利用天然地基，普通条形基础在建筑物总造价中占比例为15%～20%，因此有必要对基础优化。一般情况下首先考虑利用天然地基，条形放大基础。老粘土夯实地基，位于地下水位以上考虑挖深2.5米左右，采用三七灰土或三合土人工或机械夯实，每次虚填土厚度25厘米左右，夯实至厚度为15厘米，直至基础底面。对基础埋深过大的，采用块石灌浆放大基础，减少基础埋深。承载力在150KPa的天然地基，考虑采用换填土放大基础，一般换填土采用级配卵石放大基础。对回填区填土压实系数不小于0.94，实测其承载力，直接在其上部做单层建筑物没有问题。对于多层建筑根据持力层深度大于5米采用桩基础，3～5米以内超深基础采用块石灌浆比较经济。
二、主要建筑设计
从安全角度考虑，规程]要求：1、靠近主变侧留门窗是否满足防火要求；2、主控室、配电室是否至少设置了两个外开门，以便发生火灾时迅速疏散；3）配电室穿墙套管洞至室外地面的高度是否满足带电安全距离的要求。
主控室、配电室在满足安全的前提下，设计时应注意：1、主控室是值班人员工作的主要场所，值班室与休息室应紧邻主控室布置，以方便值班人员的工作生活；2）主控室应有良好的采光，以便于观察主控屏，并且值班人员应能通过主控室靠架构区侧的窗观察主要设备位口变压器）的运行情况；3、根据工艺要求，主控室内主控屏对防尘有较高的要求，因此，主控室地面应采用不起尘的材料位口水磨石、铺地砖等）。
主控室是人员活动的主要场所，除满足安全、适用的原则外，在经济允许的前提下，还应考虑给值班人员营造一个良好的工作氛围，即美观的原则。如：主控室内要设吊顶，并且照明要设光带；内墙要刮仿瓷涂料，刷乳胶漆；门窗采用轻质、美观的塑钢门窗；采暖、通风采用空调等。室外要在建筑立面，造型上下功夫，力求设计出使人赏心悦目的建筑。经多年的设计我的一点体会是：在设计建筑立面造型时，从门窗、屋面、雨篷形式以及外墙饰面材料上入手，稍作一些处理，就会呈现一定的效果。
总之，变电站建筑设计应本着以人为本的设计理念和安全、适用、经济、美观的设计原则进行设计。
三、主建筑结构的抗震
建筑物的抗震能力与场地条件有密切的关系，场地条件包括地质构造，地基土质和地形，对建筑物震害有着明显的影响，变电站建筑物如建在地震断裂带及其附近，地震时最易倒塌，因此，选址时应避开地震带。
地基基础和上部结构是协同工作的，不能只重视加大基础和加强上部结构，更应重视地基的处理。因为再大的基础断面相对地基来说，也是较弱的，而地基处理是治本的办法。本地区为湿陷性黄土区，为了消除其湿陷性，根据规范要求，一般可采用换土、垫层、打桩等办法，且不应把未经处理的湿陷性黄土作为持力层。
结构选型应根据建筑物的基本条件来决定，合理的结构选型，可加强结构的整体刚度。同时，增强结构构造连接，是减轻地震灾害，提高抗震能力的前提条件。结构选型应有明确的计算简图和合理的传力途径，结构内力分析应符合建筑物的实际情况，结构体系应有多道防线，应具有必要的强度和良好的变形能力，避免因部分构件失效而导致整个结构的破坏。
横墙最大间距问题。横墙承担横向水平地震力，必须具有足够的承载力，楼屋盖具有传递水平地震力给横墙的作用，如果间距较大，就应该按空旷房屋计算。水平圈梁的设置，是为了加强内外墙整体连接，增强房屋的整体性和刚度。
四、结语
在变电所设计时，我们要吸取教训，认真做好设计及施工工作，让我们设计的变电站能经受起地震的考验。把我们学到的知识更好地应用到实践中去，不断总结经验、教训，深入施工第一线，设计出更多美观、耐用的建筑来。
参考文献：
[1]盛学庆.110KV户内变电所土建设计探讨 .浙江电力. 2002 第1期
[2]朱宾勤.山区变电所总平面布置设计的研究与应用 .云南电业. 2006 第1期
[关键词]变电站 选址 平面布置 建筑设计
中图分类号：F426.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-284-01
引言
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。
一、变电站所区布置设计注意事项
（1）平面布置前的总体规划
變电站的总体规划应与当地区域总体规划和城镇规划相协调，宜充分利用就近的生活、文教、卫生、交通、消防、给排水及防排洪等公用设施，同时，还应根据工艺要求、施工和生活需要，结合所址自然条件按最终规模统筹规划，近远结合。变电所的总体规划应根据以上原则对所区、生活区、水源地、给排水设施、防排洪设施、进所道路、进出线走廊、终端塔位、出线杆等进行合理布局，统筹安排。站内电气设备、建的）筑物布置宜紧凑合理，以利分期建设和节约用地。主要建的）筑物的长轴宜平行自然等高线布置。当地形高差较大时，可采用台阶或错层布置。山区变电所当主要的生产建的）筑物，设备架构靠近边坡布置时，应注意边坡的稳定及坡面处理；城中变电所与站外相邻建筑物之间应有消防通道。
（2）主要建筑物平面布置
主控室宜布置在便于运行人员巡视检查、易于观察屋外设备、减少电缆长度和避开噪声影响的地段，宜位于配电装置一侧，两配电装置之间或所前。同时，主控室宜有较好的朝向，尽量朝南。炎热地区宜面向夏季盛行风向，避免西晒。载波室与主控室宜紧邻布置。
（3）屋外配电装置平面布置
各级电压的屋外配电装置应结合地形和所对应的出线方向进行平面组合，避免或减少线路交叉跨越。配电装置间的相对位置应使主变、无功补偿装置至各配电装置的连接导线顺直短捷以及场内道路和电缆的长度较短。
（4）附属建筑物的平面布置
工具间，检修间等可布置于配电室与主控室之间。采暖锅炉房宜布置在采暖建筑集中处。如为燃煤锅炉房，宜位于所区冬季最小频率风向的上风侧，附近设小型煤场。考虑站内设备的防尘要求，冬季采暖尽量使用电暖气或电锅炉。消防器材间宜布置在主变、电容器等带油设备附近。所前建筑及设施应结合工艺所形成的总平面基本格局和进所道路的方位进行布置，并宜面向城镇当地的主要道路或生活区。
（5）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。
（6）边坡
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。
（7）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。
（8）基础
建构筑物基础选型时，必须结合地质情况，因地制宜，充分利用天然地基，普通条形基础在建筑物总造价中占比例为15%～20%，因此有必要对基础优化。一般情况下首先考虑利用天然地基，条形放大基础。老粘土夯实地基，位于地下水位以上考虑挖深2.5米左右，采用三七灰土或三合土人工或机械夯实，每次虚填土厚度25厘米左右，夯实至厚度为15厘米，直至基础底面。对基础埋深过大的，采用块石灌浆放大基础，减少基础埋深。承载力在150KPa的天然地基，考虑采用换填土放大基础，一般换填土采用级配卵石放大基础。对回填区填土压实系数不小于0.94，实测其承载力，直接在其上部做单层建筑物没有问题。对于多层建筑根据持力层深度大于5米采用桩基础，3～5米以内超深基础采用块石灌浆比较经济。
二、主要建筑设计
从安全角度考虑，规程]要求：1、靠近主变侧留门窗是否满足防火要求；2、主控室、配电室是否至少设置了两个外开门，以便发生火灾时迅速疏散；3）配电室穿墙套管洞至室外地面的高度是否满足带电安全距离的要求。
主控室、配电室在满足安全的前提下，设计时应注意：1、主控室是值班人员工作的主要场所，值班室与休息室应紧邻主控室布置，以方便值班人员的工作生活；2）主控室应有良好的采光，以便于观察主控屏，并且值班人员应能通过主控室靠架构区侧的窗观察主要设备位口变压器）的运行情况；3、根据工艺要求，主控室内主控屏对防尘有较高的要求，因此，主控室地面应采用不起尘的材料位口水磨石、铺地砖等）。
主控室是人员活动的主要场所，除满足安全、适用的原则外，在经济允许的前提下，还应考虑给值班人员营造一个良好的工作氛围，即美观的原则。如：主控室内要设吊顶，并且照明要设光带；内墙要刮仿瓷涂料，刷乳胶漆；门窗采用轻质、美观的塑钢门窗；采暖、通风采用空调等。室外要在建筑立面，造型上下功夫，力求设计出使人赏心悦目的建筑。经多年的设计我的一点体会是：在设计建筑立面造型时，从门窗、屋面、雨篷形式以及外墙饰面材料上入手，稍作一些处理，就会呈现一定的效果。
总之，变电站建筑设计应本着以人为本的设计理念和安全、适用、经济、美观的设计原则进行设计。
三、主建筑结构的抗震
建筑物的抗震能力与场地条件有密切的关系，场地条件包括地质构造，地基土质和地形，对建筑物震害有着明显的影响，变电站建筑物如建在地震断裂带及其附近，地震时最易倒塌，因此，选址时应避开地震带。
地基基础和上部结构是协同工作的，不能只重视加大基础和加强上部结构，更应重视地基的处理。因为再大的基础断面相对地基来说，也是较弱的，而地基处理是治本的办法。本地区为湿陷性黄土区，为了消除其湿陷性，根据规范要求，一般可采用换土、垫层、打桩等办法，且不应把未经处理的湿陷性黄土作为持力层。
结构选型应根据建筑物的基本条件来决定，合理的结构选型，可加强结构的整体刚度。同时，增强结构构造连接，是减轻地震灾害，提高抗震能力的前提条件。结构选型应有明确的计算简图和合理的传力途径，结构内力分析应符合建筑物的实际情况，结构体系应有多道防线，应具有必要的强度和良好的变形能力，避免因部分构件失效而导致整个结构的破坏。
横墙最大间距问题。横墙承担横向水平地震力，必须具有足够的承载力，楼屋盖具有传递水平地震力给横墙的作用，如果间距较大，就应该按空旷房屋计算。水平圈梁的设置，是为了加强内外墙整体连接，增强房屋的整体性和刚度。
四、结语
在变电所设计时，我们要吸取教训，认真做好设计及施工工作，让我们设计的变电站能经受起地震的考验。把我们学到的知识更好地应用到实践中去，不断总结经验、教训，深入施工第一线，设计出更多美观、耐用的建筑来。
参考文献：
[1]盛学庆.110KV户内变电所土建设计探讨 .浙江电力. 2002 第1期
[2]朱宾勤.山区变电所总平面布置设计的研究与应用 .云南电业. 2006 第1期