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【摘 要】总图设计主要包括站址选择、站区总平面布置、竖向设计、交通运输设计、地下设施等内容，本文从这几个方面对郑州±800kV换流站进行具体阐述。与其他交直流工程相比，本工程总图设计特点有：站区总平面布置功能分区明确，站区围墙规整平顺，用地指标先进；换流变压器广场电缆沟采用封闭式沟道；站区围墙采用装配式围墙。
【关键词】郑州换流站 总平面布置 竖向设计 功能分区 交通运输
Zhengzhou ± 800kV Converter Station General Layout Design Features
Zhu Jiuli
（Central Southern China Electric Power Design Institute， Hubei Wuhan， 430071）
Abstract： General layout design includes site selection， general plane， vertical design， transportation design， underground facilities and etc. Compared with other AC and DC projects， design features of Zhengzhou ± 800kV converter station are： functional division clear ， neat smooth boundary walls， advanced land index， cable trenches using closed channels； boundary walls using precast fabricated walls.
Keywords： Zhengzhou converter station， general layout， vertical design ， functional division ，transportation
引言
哈密-郑州±800kV特高压直流输电工程是国家“十二五”期间实现新疆送出3000万千瓦电力的首个特高压直流建设项目。工程起于新疆哈密换流站，止于河南郑州换流站，输电线路超过2200公里，计划2014年建成。该工程的建设是国家电网公司落实中央新疆开发战略、促进新疆资源优势转化成经济优势，满足华中地区用电需要的重要举措；对于实现电力资源在全国范围内优化配置，促进新疆发展和稳定具有重要的意义。
郑州换流站是哈密～郑州±800kV特高压直流输电工程的受端换流站，该工程直流输送容量为7600MW，直流额定电压为±800kV，直流线路全长约为2210km。
郑州±800kV换流站在总结向上、锦苏等±800kV特高压直流输电工程以及其他直流输电工程设计经验的基础上，吸收国内外换流站及变电站建设的先进经验，广泛应用较成熟的先进技术、先进设备和材料，在保证安全可靠的基础上做到技术创一流，各项技术经济指标均达到国内领先水平。
站址的选择
郑州换流站的站址选择，是本着靠近负荷中心，避开不良地质条件，不占用基本农田，节约用地，便于各级电压线路引接，交通运输方便，符合城乡规划，尽可能的远离高铁，使换流站与郑徐高铁互不影响，保证换流站直流进线有足够的距离垂直跨越高铁。经过几个站址必选，最终站址定在距离郑州市区约30km的中牟县大孟乡，站址周边村庄分布较稀疏，区域基础设施较好，交通四通八达。
站址地形由沙丘岗地和连接沙丘岗地的平缓地组成，高程在77.30m～83.0m之间，个别沙丘包顶高程86.0m。站址用地属中牟县林场北林区。站址范围大部分为林地夹杂零星农田。
站址区域百年一遇最高内涝水位80.0m，站址自然地面标高大部低于内涝水位，场地采取填筑加高方案，以保证站区最终场地标高不低于百年一遇最高内涝水位80.0m，站区场地终平标高为80.1m，高于自然地面1～4m。
站区总布置
总平面布置概况
换流站分为阀厅及换流变压器区域、直流场区域、交流滤波器区、500kV GIS配电装置区和辅助生产区。
直流场为户外布置，交流滤波器为4大组19小组布置形式。根据总体规划原则和站址外部条件，结合站区定位，交直流出线方向、进站道路入口方向等，站区布置形式采用从北至南布置±800kV敞开式直流场、阀厅及换流变、500kVGIS配电装置三列式布置格局，±800kV直流向北出线，500kV交流向南出线，4大组交流滤波器组集中布置于站区的东部，站用电装置集中布置于交流滤波器组的南侧。辅助生产区集中布置在站区西侧。
功能分区布置
直流场布置于站区北侧，主要布置有直流滤波器、平波电抗器等，换流变2座雨淋阀间及消防小室、换流变事故油池布置于直流场靠近换流变侧空地内。
阀厅及换流变区域布置在站区中部，主要布置有高低端阀厅、主辅控楼、换流变压器，阀外冷设备间、雨淋阀间及消防小室等建构筑物靠近服务对象就近布置。采用高低端阀厅面对面布置，换流变布置在阀厅内侧，便于噪声源的控制。
500kV GIS配电装置区布置在站区南侧，采用户内GIS，500kV GIS配电装置室、500kV第一继电器室、500kV第二继电器室布置在配电装置区内。另有一口站内取水深井泵坑布置于该区域的西侧空地内。
交流滤波器场地布置在站区东侧，站用电装置布置于交流滤波器组的南侧，主要设备有500kV站用变压器、35kV站用变压器、35kV低压电抗器等，变压器事故油池、雨淋阀间及消防小室等靠近服务对象布置。
辅助生产区集中布置在站区西侧，并按站区入口主干道分为南北两区，北区主要布置有综合楼、雨水泵站、污水处理设施；公用交流配电室联合建筑；南区主要布置检修备品库、车库与二次备品库联合建筑、工业消防水池与综合水泵房及材料堆场等。综合楼前广场和检修备品库广场可共用，方便直流穿墙套管运输。 北区综合楼为南北朝向的“Z”型平面，建筑主入口及主立面面对站前广场，入站视觉效果好，楼内休息室为南北朝向，采光较小，有利于休息。综合楼前布置小型停车场，铺设彩色广场地砖，以美化站区环境和方便停车。排水泵站、污水处理装置、废水池以等构筑物均布置于综合楼的背面，保证了综合楼的清洁与美化。
南区由西向东检修备品库、布置车库与二次备品库联合建筑和材料堆场、综合水泵房与交流配电室联合建筑，二次备品库入口朝向站区主干道，入口处与主干道之间设置与综合楼前相同彩色广场砖，入站视觉效果较好；材料堆场布置于二次备品库南侧。站前广场布置较为集中，辅助生产区布置紧凑。
站区围墙内用地面积为16.38hm2，总平面布置详见图1，全站效果图见图2。
图1 总平面布置
图2 全站鸟瞰图
站区竖向设计
由于站址场地较为平缓，竖向布置不适宜阶梯式，站区采用平坡式竖向布置方案。
土方设计
由于站址自然地形低于80.0m百年一遇内涝水位，站区场地按填土加高以满足百年一遇内涝水位要求。站区场地标高按两次平整抬高方案，第一次初平标高79.35m（低于百年一遇内涝水位0.65m）；第二次平整采用基础余土抬高场地标高至80.1m，满足百年一遇最高内涝水位。
综合平衡基槽余土及竖向找坡后，全站需外购土方53800m?。
场地竖向布置
站区场地竖向布置根据各区划分，具体分区布置方案如下：交流滤波器场地以道路区域划分按南北方向设置0.5%排水坡度，直流场按南北向设置0.5%排水坡度， 500kVGIS配电装置场地由500kV GIS室向南北两侧设置0.5%坡度，这样分区设置排水坡度可使各区排水自成体系，设备基础和构架基础露出地面的高度可以保持一致，避免构架出线“高低腿“的现象。构架整齐划一，有利美观。
阀厅换流变场地因设置有换流变搬运轨道，在南北向设置零坡，在2座高低端阀厅之间设置0.3%的东西向坡度，并在换流变外侧设置南北向带雨水篦子的排水暗沟，以迅速收集和排走雨水。
辅助生产区北侧场地设置向东西两侧0.5%的排水坡度，南侧由综合楼向周围设置0.5%的排水坡度，以保证排水顺畅。并在场地内每隔30m左右设置一雨水口，将雨水收集至地下雨水管网，最终排至站外水系。
交通运输
进站道路
S223省道在大孟乡境内为双向六车道，向北约2km 与连霍高速接通。进站道路在土寨村北侧从S223省道上引接向东从站址西侧进站，线路全长2170m。进站道路按四级公路等级设计，采用沥青混凝土路面，路面宽6m，道路两侧各设置0.5m宽的泥结碎石路肩。
站区道路
为方便换流变压器和平波电抗器的运输，自进站大门入口处至搬运轨道处的运输通道设置5.5m宽公路型沥青混凝土道路，换流变侧广场进行硬化处理，根据总平面布置方案，换流变压器的站内运输通道与站区大门直通，无转弯半径限制；站区环形道路按消防通道要求采用4.0m宽，转弯半径采用9m，平波电抗器运输道路转弯半径为12m；500kV站用变压器运输道路转弯半径为15m，500kV构架场地相间道路3.0m宽，转弯半径采用7m，同时设小半径弧段转接，避免出现尖角易被车辆破坏。
站区采用公路型沥青混凝土道路并设置水泥混凝土过渡层，满足安全文明施工的需要，工程后期再铺设沥青路面。
换流变压器广场
由于换流变压器运至站内后，需要进行现场组装及现场试验，配套设备需要进行吊装，后期运行检修等也需要在换流变压器广场进行，因此，本工程换流变压器广场通常采用混凝土硬化地坪处理，便于设备安装及运行检修，同时也便于换流变压器运输轨道的施工。在混凝土面层中按比例掺入纤维素，可显著改善水泥混凝土面层裂缝的产生。
换流变广场面层混凝土添加金刚砂耐磨材料，增强混凝土地面的耐磨性，形成了一个高密度，易清洁，抗渗透的地面，而且对防静电有一定效果。与混凝土地面一起施工，施工工期短，耐久性好，减少了因周期性涂装或将表面增厚所带来的费用。该材料首次应用于±800kV换流站。
地下设施
站区地下直埋上、下水管、电缆沟等，通过优化设计达到路径顺直短捷，克服过分集中和过多的交叉，从而节省投资和土地，达到施工、检修方便、运行安全可靠的目的，更为经济合理。
辅助生产区、换流变压器广场及穿道路电缆沟均采用埋管或封闭式沟道型式，同时设置检修孔，在保证运行检修的同时考虑广场整体美观。
围墙
站区围墙采用预制钢筋混凝土装配式围墙。工厂预制现场组装，减少了现场湿作业工作量，提升了现场安全文明施工形象。墙体整体外观美观大方，墙面整洁，色泽统一，有利于工程形象和创优评价。装配式围墙见图3。
图3 装配式围墙
总结
郑州±800kV换流站总图设计特点有：
站区总平面布置功能分区明确，站区围墙规整平顺，用地指标先进；
站区竖向设计分区域考虑，保证场地排水顺畅；
换流变压器广场硬化地坪首次采用金刚砂耐磨材料；
换流变压器广场电缆沟采用封闭式沟道，方便施工及运行检修；
站区围墙采用装配式围墙，减少现场湿作业，施工便捷。
参考文献：
[1] 许 斌， 曾 静，±800 kV复龙换流站设计特点介绍 [J]. 电力建设，2008，29（4）：14-15.
收稿日期：2014-00-00 修回日期：2014-00-00
作者简介：
朱九利（1982-），女，汉族，河南省焦作市武陟县人，本科，工程师，主要从事变电土建总图设计及研究工作。
联系方式：
通信地址：湖北省武汉市武昌区民主路668号中南电力设计院
邮编：430071
单位名称：中南电力设计院
收件人：朱九利
E-mail：zhujiuli@csepdi.com，piao821024@163.com。
【关键词】郑州换流站 总平面布置 竖向设计 功能分区 交通运输
Zhengzhou ± 800kV Converter Station General Layout Design Features
Zhu Jiuli
（Central Southern China Electric Power Design Institute， Hubei Wuhan， 430071）
Abstract： General layout design includes site selection， general plane， vertical design， transportation design， underground facilities and etc. Compared with other AC and DC projects， design features of Zhengzhou ± 800kV converter station are： functional division clear ， neat smooth boundary walls， advanced land index， cable trenches using closed channels； boundary walls using precast fabricated walls.
Keywords： Zhengzhou converter station， general layout， vertical design ， functional division ，transportation
引言
哈密-郑州±800kV特高压直流输电工程是国家“十二五”期间实现新疆送出3000万千瓦电力的首个特高压直流建设项目。工程起于新疆哈密换流站，止于河南郑州换流站，输电线路超过2200公里，计划2014年建成。该工程的建设是国家电网公司落实中央新疆开发战略、促进新疆资源优势转化成经济优势，满足华中地区用电需要的重要举措；对于实现电力资源在全国范围内优化配置，促进新疆发展和稳定具有重要的意义。
郑州换流站是哈密～郑州±800kV特高压直流输电工程的受端换流站，该工程直流输送容量为7600MW，直流额定电压为±800kV，直流线路全长约为2210km。
郑州±800kV换流站在总结向上、锦苏等±800kV特高压直流输电工程以及其他直流输电工程设计经验的基础上，吸收国内外换流站及变电站建设的先进经验，广泛应用较成熟的先进技术、先进设备和材料，在保证安全可靠的基础上做到技术创一流，各项技术经济指标均达到国内领先水平。
站址的选择
郑州换流站的站址选择，是本着靠近负荷中心，避开不良地质条件，不占用基本农田，节约用地，便于各级电压线路引接，交通运输方便，符合城乡规划，尽可能的远离高铁，使换流站与郑徐高铁互不影响，保证换流站直流进线有足够的距离垂直跨越高铁。经过几个站址必选，最终站址定在距离郑州市区约30km的中牟县大孟乡，站址周边村庄分布较稀疏，区域基础设施较好，交通四通八达。
站址地形由沙丘岗地和连接沙丘岗地的平缓地组成，高程在77.30m～83.0m之间，个别沙丘包顶高程86.0m。站址用地属中牟县林场北林区。站址范围大部分为林地夹杂零星农田。
站址区域百年一遇最高内涝水位80.0m，站址自然地面标高大部低于内涝水位，场地采取填筑加高方案，以保证站区最终场地标高不低于百年一遇最高内涝水位80.0m，站区场地终平标高为80.1m，高于自然地面1～4m。
站区总布置
总平面布置概况
换流站分为阀厅及换流变压器区域、直流场区域、交流滤波器区、500kV GIS配电装置区和辅助生产区。
直流场为户外布置，交流滤波器为4大组19小组布置形式。根据总体规划原则和站址外部条件，结合站区定位，交直流出线方向、进站道路入口方向等，站区布置形式采用从北至南布置±800kV敞开式直流场、阀厅及换流变、500kVGIS配电装置三列式布置格局，±800kV直流向北出线，500kV交流向南出线，4大组交流滤波器组集中布置于站区的东部，站用电装置集中布置于交流滤波器组的南侧。辅助生产区集中布置在站区西侧。
功能分区布置
直流场布置于站区北侧，主要布置有直流滤波器、平波电抗器等，换流变2座雨淋阀间及消防小室、换流变事故油池布置于直流场靠近换流变侧空地内。
阀厅及换流变区域布置在站区中部，主要布置有高低端阀厅、主辅控楼、换流变压器，阀外冷设备间、雨淋阀间及消防小室等建构筑物靠近服务对象就近布置。采用高低端阀厅面对面布置，换流变布置在阀厅内侧，便于噪声源的控制。
500kV GIS配电装置区布置在站区南侧，采用户内GIS，500kV GIS配电装置室、500kV第一继电器室、500kV第二继电器室布置在配电装置区内。另有一口站内取水深井泵坑布置于该区域的西侧空地内。
交流滤波器场地布置在站区东侧，站用电装置布置于交流滤波器组的南侧，主要设备有500kV站用变压器、35kV站用变压器、35kV低压电抗器等，变压器事故油池、雨淋阀间及消防小室等靠近服务对象布置。
辅助生产区集中布置在站区西侧，并按站区入口主干道分为南北两区，北区主要布置有综合楼、雨水泵站、污水处理设施；公用交流配电室联合建筑；南区主要布置检修备品库、车库与二次备品库联合建筑、工业消防水池与综合水泵房及材料堆场等。综合楼前广场和检修备品库广场可共用，方便直流穿墙套管运输。 北区综合楼为南北朝向的“Z”型平面，建筑主入口及主立面面对站前广场，入站视觉效果好，楼内休息室为南北朝向，采光较小，有利于休息。综合楼前布置小型停车场，铺设彩色广场地砖，以美化站区环境和方便停车。排水泵站、污水处理装置、废水池以等构筑物均布置于综合楼的背面，保证了综合楼的清洁与美化。
南区由西向东检修备品库、布置车库与二次备品库联合建筑和材料堆场、综合水泵房与交流配电室联合建筑，二次备品库入口朝向站区主干道，入口处与主干道之间设置与综合楼前相同彩色广场砖，入站视觉效果较好；材料堆场布置于二次备品库南侧。站前广场布置较为集中，辅助生产区布置紧凑。
站区围墙内用地面积为16.38hm2，总平面布置详见图1，全站效果图见图2。
图1 总平面布置
图2 全站鸟瞰图
站区竖向设计
由于站址场地较为平缓，竖向布置不适宜阶梯式，站区采用平坡式竖向布置方案。
土方设计
由于站址自然地形低于80.0m百年一遇内涝水位，站区场地按填土加高以满足百年一遇内涝水位要求。站区场地标高按两次平整抬高方案，第一次初平标高79.35m（低于百年一遇内涝水位0.65m）；第二次平整采用基础余土抬高场地标高至80.1m，满足百年一遇最高内涝水位。
综合平衡基槽余土及竖向找坡后，全站需外购土方53800m?。
场地竖向布置
站区场地竖向布置根据各区划分，具体分区布置方案如下：交流滤波器场地以道路区域划分按南北方向设置0.5%排水坡度，直流场按南北向设置0.5%排水坡度， 500kVGIS配电装置场地由500kV GIS室向南北两侧设置0.5%坡度，这样分区设置排水坡度可使各区排水自成体系，设备基础和构架基础露出地面的高度可以保持一致，避免构架出线“高低腿“的现象。构架整齐划一，有利美观。
阀厅换流变场地因设置有换流变搬运轨道，在南北向设置零坡，在2座高低端阀厅之间设置0.3%的东西向坡度，并在换流变外侧设置南北向带雨水篦子的排水暗沟，以迅速收集和排走雨水。
辅助生产区北侧场地设置向东西两侧0.5%的排水坡度，南侧由综合楼向周围设置0.5%的排水坡度，以保证排水顺畅。并在场地内每隔30m左右设置一雨水口，将雨水收集至地下雨水管网，最终排至站外水系。
交通运输
进站道路
S223省道在大孟乡境内为双向六车道，向北约2km 与连霍高速接通。进站道路在土寨村北侧从S223省道上引接向东从站址西侧进站，线路全长2170m。进站道路按四级公路等级设计，采用沥青混凝土路面，路面宽6m，道路两侧各设置0.5m宽的泥结碎石路肩。
站区道路
为方便换流变压器和平波电抗器的运输，自进站大门入口处至搬运轨道处的运输通道设置5.5m宽公路型沥青混凝土道路，换流变侧广场进行硬化处理，根据总平面布置方案，换流变压器的站内运输通道与站区大门直通，无转弯半径限制；站区环形道路按消防通道要求采用4.0m宽，转弯半径采用9m，平波电抗器运输道路转弯半径为12m；500kV站用变压器运输道路转弯半径为15m，500kV构架场地相间道路3.0m宽，转弯半径采用7m，同时设小半径弧段转接，避免出现尖角易被车辆破坏。
站区采用公路型沥青混凝土道路并设置水泥混凝土过渡层，满足安全文明施工的需要，工程后期再铺设沥青路面。
换流变压器广场
由于换流变压器运至站内后，需要进行现场组装及现场试验，配套设备需要进行吊装，后期运行检修等也需要在换流变压器广场进行，因此，本工程换流变压器广场通常采用混凝土硬化地坪处理，便于设备安装及运行检修，同时也便于换流变压器运输轨道的施工。在混凝土面层中按比例掺入纤维素，可显著改善水泥混凝土面层裂缝的产生。
换流变广场面层混凝土添加金刚砂耐磨材料，增强混凝土地面的耐磨性，形成了一个高密度，易清洁，抗渗透的地面，而且对防静电有一定效果。与混凝土地面一起施工，施工工期短，耐久性好，减少了因周期性涂装或将表面增厚所带来的费用。该材料首次应用于±800kV换流站。
地下设施
站区地下直埋上、下水管、电缆沟等，通过优化设计达到路径顺直短捷，克服过分集中和过多的交叉，从而节省投资和土地，达到施工、检修方便、运行安全可靠的目的，更为经济合理。
辅助生产区、换流变压器广场及穿道路电缆沟均采用埋管或封闭式沟道型式，同时设置检修孔，在保证运行检修的同时考虑广场整体美观。
围墙
站区围墙采用预制钢筋混凝土装配式围墙。工厂预制现场组装，减少了现场湿作业工作量，提升了现场安全文明施工形象。墙体整体外观美观大方，墙面整洁，色泽统一，有利于工程形象和创优评价。装配式围墙见图3。
图3 装配式围墙
总结
郑州±800kV换流站总图设计特点有：
站区总平面布置功能分区明确，站区围墙规整平顺，用地指标先进；
站区竖向设计分区域考虑，保证场地排水顺畅；
换流变压器广场硬化地坪首次采用金刚砂耐磨材料；
换流变压器广场电缆沟采用封闭式沟道，方便施工及运行检修；
站区围墙采用装配式围墙，减少现场湿作业，施工便捷。
参考文献：
[1] 许 斌， 曾 静，±800 kV复龙换流站设计特点介绍 [J]. 电力建设，2008，29（4）：14-15.
收稿日期：2014-00-00 修回日期：2014-00-00
作者简介：
朱九利（1982-），女，汉族，河南省焦作市武陟县人，本科，工程师，主要从事变电土建总图设计及研究工作。
联系方式：
通信地址：湖北省武汉市武昌区民主路668号中南电力设计院
邮编：430071
单位名称：中南电力设计院
收件人：朱九利
E-mail：zhujiuli@csepdi.com，piao821024@163.com。