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【摘要】伴随着社会经济的飞速发展，用户的用电需求随之增长，遵循“工业发展，电力先行”的原则，全国各地对电力的投资都大幅增加，变电站也在不断深入到人口密集的城市、城镇中去，因而人们对现今变电站的设计要求自然也越来越高。笔者就110kV户外变电站土建设计进行分析探讨，供同行参考。
【关键词】户外变电站 建筑设计 设备
[Abstract] along with the rapid development of social economy,electricity demand grew, follow the "industrial development, power first" principle, have increased significantly throughout theinvestment in power substation, also in unceasingly thorough tothe densely populated city, town to go, so people on thesubstation design requirements of natural also more and morehigh. The author analyzed 110kV outdoor substation construction design, for reference.
[keyword] outdoor substation construction equipment design
中图分类号：TM411+.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
前言
城市化建设步伐的不断加快，城市的环境也发生了巨大的变化，使得110kV变电站建筑也随着变电技术、设备有了大幅地提高发展。这些对变电站的选址及土建设计都提出更高的要求，在满足建设要求的同时，更要减少占地面积、方便施工建设、节省投资、防止噪声污染等。本文从以某发电站为例，对110kV户外变电站土建设计进行了探讨。
2. 变电站土建工程的特点
2.1 地形地质条件受系统影响：根据电力系统的用电需求量以及110kV进出线方向等的技术要求来选择变电站站址，在用电网络的某个城市布点。而由于地区的地形、地貌、地质条件常较为特殊，如地形起伏比较大、地质条件差，导致变电站的建(构)筑物建设不理想。
2.2 占地面积大小不定，站内构筑物种类多，结构暨独立又相互关联：建设变电站是一个复杂庞大的工程，其质量好坏对基建移交生产的达标工作有着直接影响，好的变电站质量可以有效地減小变电站投入生产后的运行资本。变电站土建设计工程涵盖了生产用房（主控室、配电室、警传室等）、变压器基础、构架基础、消防水池、给排水沟、电缆沟、围墙等等。鉴于值班、检修的需要，并考虑到值班、门卫用房等站内各建构筑物的不同功能和独立结构，所以将输电设备和管线又连为一体。
2.3 技术含量高、资金投入大：变电站工程由于选用的设备比较先进，具有较高的精密度和综合自动化程度，所以资金投入自然很大。
3. 建筑设计
通过可行性研究及详细规划，对变电站进行了优化设计。广东某变电站的建筑指标数据一览表举例如下。
建筑指标一览表
3．1 基础
变电站站址标高高于当地5O年一遇洪水位和历史最高内涝水位，基础土质承载力达到l 50kPa，故使用天然地基做筏板基础，其受力条件满足建筑物的要求，并且能够降低工程造价。
3．2 总平面布置
该变电站大门朝向马路，混凝土道路将大门和综合楼相连接，路宽为4m，在综合楼顶端外墙设置南方电网公司标识。变电站采用的是实体围墙，大门为电动推拉不锈钢门。为避免噪声传到居民住宅区，影响周围居民的日常生活，在综合楼后设置两台主变，即变压器面向河畔，在布置主变压器间进行防火墙的设置，使用移动式化学灭火装置进行消防，其余配电装置都在综合楼内安装。综合楼分三层，负一层为电缆层及消防水池；一层为l0kV配电装置室、电容器事室、接地变压器室；二层为l10kVGIS室及主控室。如此设置的优势在于：灵活的平面组合，明确的功能分区界线，尽可能地避免干扰外界，不但可以达到使用要求，又可以提高城市的绿化率。
3．3 建筑结构
变电站综合楼的框架结构为钢筋混凝土结构，抗震按6度设计, 按7度构造设防。风荷载取50年一遇的设计风压0.50kN/m2，耐火等级为一级。主体结构所采用的是C25钢筋混凝土，使用灰砂砖来进行内外墙填充，砌筑采用M7．5水泥砂浆，为方便安装设备，各设备间格局设置为四方形，既减小了房屋之间的消防间距面积，又降低了造价。
3．4 建筑设计
(1)外墙：由于变电站在居民区的附近，为与城市主体建筑协调搭配、同时起到环境的美化效果，使用白色的外墙面砖贴面，局部用广电蓝色面砖。外墙面砖留缝镶贴，黑水泥勾缝。因对变电站有较高的防水要求，在外墙水泥砂浆基层上增加10厚氯丁胶乳防水砂浆，再用5厚氯丁胶乳防水砂浆镶贴面砖。
(2)门窗：采用铝合金框白色透明钢化玻璃窗比较符合此变电站外观，设备房间的房门选择的是乙级钢制防火门，将实木门作为普通办公房间门。
(3)内墙面：各设备间及选择白色内墙涂料粉刷墙面，主控室、值班室及办公室选择浅蓝色涂料墙面。厕所、厨房墙面在l5mm厚水泥砂浆基层上做一层1．5mm厚防水涂料，其距离地面的高度为1．5m，然后使用水泥胶镶贴磁砖一直到顶。
(4) 天花：设备房间全部不进行吊顶，在混凝土板底扫白色乳胶漆。而办公房、休息室、门厅则选择不上人轻钢龙骨600*600铝扣板吊顶，厕所、厨房顶棚使用不上人轻钢龙骨300*300铝扣板吊顶。
(5)地面：要求主控室及通讯室的地面无起尘现象，所以地板选择的是防静电钢质活动地板。
10kV配电室现浇普通水泥砂浆地面；资料室、工具间、警传室、休息室铺抛光地面砖；水泵房自流平砂浆；卫生间、厨房铺防滑砖。蓄电池室铺设防酸地砖。
3．5 屋面的防水工程
变电站如有屋面渗漏现象发生，会造成房屋无法正常使用，甚至会导致设备无法安全正常运行，因此屋面防水的设计必须严格按照国家标准进行。该变电站采用坡顶外檐沟式的屋面，且为不上人平屋面。屋面排水坡以中线为轴，按2％的结构找坡，砌300高屋面檐线，由地漏将屋面雨水经PVC排水立管最终排至地面并采用有组织排水方式排到站外市政管网。
屋面采用二级防水，刚性防水层加柔性防水卷材层，即选用3mm厚APP改性沥青防水卷材加40mm厚刚性防水层作为屋面防水层。60mm厚泡沫混凝土作为屋面保温隔热层，屋面由上至下的构造为：细石混凝土层、隔热层、防水卷材层、水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土层。
3．6 通风工程
在每间电容器室的外墙安装进风百叶窗和轴流风机，通过机械通风散热；在10kV配电室、GIS室进行事故轴流风机的设置，进风百叶窗，散热通过机械、自然通风来进行，GIS配电室除进行机械排风的设置外，也要进行SF6气体事故排风系统的设置；主控室空调选择单冷分体空调。蓄电池室选用防爆空调。
3．7 照明设计
动力系统：11OkV变电站内动力和照明用电电压为380V／220V，供电选择的是三相五线供电。在GIS室、10kV配电室设有动力检修电源箱。照明系统：照明电压为380V／220V，灯头电压为220V，由总配电箱进行各层的照明电源的引入，由主控室配电屏进行总电源的引入，选择的是三相五线供电。主体照明方式：户外照明，操作检修照明采用的是低位投光灯，作为巡视照明采用的是沿道路设置的草坪灯。采用投光灯与白炽灯混合配合照明于配电装置室；采用荧光灯、白炽灯混合照明作为室等生产用房的照明；其他房间的照明大多使用组合式荧光灯。事故照明是由主控室直流配电屏引来的直流电源，且配有专用照明配电箱，在走廓等主要通道，主控室、值班室、l10kV设备间进行事故照明灯的设置，在事故照明箱内设置各路控制设备。蓄电池室选用防爆灯具。
3．8 消防方面的设计
全站集中设置一套火灾自动报警系统，采用编码传输总线制火灾报警系统，系统一般包括自动报警控制器、各类火灾探测器、手动报警按钮、隔离模块、信号模块、联动控制模块等设备。(1)站内安装了设备的所有房间，都有报警监控系统设置的烟感及温感探头，探头的控制面积均为30m²，通过火灾自动报警系统将报警信号集中发送到控制室进行报警。(2)根据各房间不同的电气设备性质，分别采用不同的化学灭火器材，工程配置有干粉、l2l1类型的灭火器。(3)站区配置室外消防栓井2座，室外消防管线采用环形布置，室外消防栓保护半径为50m，消防栓井选用两个出水口，口径分别为DN65和DN100。
3．9 防雷接地
10kV设备全部选用金属氧化物避雷，为保护综合楼及主变压器，在综合楼屋顶安装避雷带及避雷针。按照DL／T62l一1997《交流电气装置的接地》的规定进行电气设备接地，主接地网由水平接地体和垂直接地体共同组成复合接地网，将建筑物的接地可靠连接主接地网，接地埋深0．8m。接地网实测电阻为0．43Ω。
3．10 环境保护与绿化
事故排油系统： 将主变压器的含油废水通过事故油池隔油处理后排入站外污水系统，事故油池按最大一台主变的100%油池设计。由于是户外变电站，在综合楼后侧设置主变压器，作为变电站最大的热源，主变压器同时也是站内噪声的主要来源。在其周围砌筑1．8m高的围墙借以隔挡噪声，起到隔声屏障的作用。
4. 结语
国家经济的飞速增长使得工业与民用用电量不断增长，建设适合城市发展需求的变电站势在必行。所以变电站土建设计必须得到人们的重视，其在设计上必须满足功能性和安全性，并尽可能的节约用地，减小工程造价，使其使用效益与经济效益最大化。
【参考文献】
[1] 南方电网变电站标准设计(2007年版) 笫四卷 110kV变电站综合卷,中国电力出版社
[2] 110（66）kV～220kV智能变电站设计规范，中国电力出版社
【关键词】户外变电站 建筑设计 设备
[Abstract] along with the rapid development of social economy,electricity demand grew, follow the "industrial development, power first" principle, have increased significantly throughout theinvestment in power substation, also in unceasingly thorough tothe densely populated city, town to go, so people on thesubstation design requirements of natural also more and morehigh. The author analyzed 110kV outdoor substation construction design, for reference.
[keyword] outdoor substation construction equipment design
中图分类号：TM411+.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
前言
城市化建设步伐的不断加快，城市的环境也发生了巨大的变化，使得110kV变电站建筑也随着变电技术、设备有了大幅地提高发展。这些对变电站的选址及土建设计都提出更高的要求，在满足建设要求的同时，更要减少占地面积、方便施工建设、节省投资、防止噪声污染等。本文从以某发电站为例，对110kV户外变电站土建设计进行了探讨。
2. 变电站土建工程的特点
2.1 地形地质条件受系统影响：根据电力系统的用电需求量以及110kV进出线方向等的技术要求来选择变电站站址，在用电网络的某个城市布点。而由于地区的地形、地貌、地质条件常较为特殊，如地形起伏比较大、地质条件差，导致变电站的建(构)筑物建设不理想。
2.2 占地面积大小不定，站内构筑物种类多，结构暨独立又相互关联：建设变电站是一个复杂庞大的工程，其质量好坏对基建移交生产的达标工作有着直接影响，好的变电站质量可以有效地減小变电站投入生产后的运行资本。变电站土建设计工程涵盖了生产用房（主控室、配电室、警传室等）、变压器基础、构架基础、消防水池、给排水沟、电缆沟、围墙等等。鉴于值班、检修的需要，并考虑到值班、门卫用房等站内各建构筑物的不同功能和独立结构，所以将输电设备和管线又连为一体。
2.3 技术含量高、资金投入大：变电站工程由于选用的设备比较先进，具有较高的精密度和综合自动化程度，所以资金投入自然很大。
3. 建筑设计
通过可行性研究及详细规划，对变电站进行了优化设计。广东某变电站的建筑指标数据一览表举例如下。
建筑指标一览表
3．1 基础
变电站站址标高高于当地5O年一遇洪水位和历史最高内涝水位，基础土质承载力达到l 50kPa，故使用天然地基做筏板基础，其受力条件满足建筑物的要求，并且能够降低工程造价。
3．2 总平面布置
该变电站大门朝向马路，混凝土道路将大门和综合楼相连接，路宽为4m，在综合楼顶端外墙设置南方电网公司标识。变电站采用的是实体围墙，大门为电动推拉不锈钢门。为避免噪声传到居民住宅区，影响周围居民的日常生活，在综合楼后设置两台主变，即变压器面向河畔，在布置主变压器间进行防火墙的设置，使用移动式化学灭火装置进行消防，其余配电装置都在综合楼内安装。综合楼分三层，负一层为电缆层及消防水池；一层为l0kV配电装置室、电容器事室、接地变压器室；二层为l10kVGIS室及主控室。如此设置的优势在于：灵活的平面组合，明确的功能分区界线，尽可能地避免干扰外界，不但可以达到使用要求，又可以提高城市的绿化率。
3．3 建筑结构
变电站综合楼的框架结构为钢筋混凝土结构，抗震按6度设计, 按7度构造设防。风荷载取50年一遇的设计风压0.50kN/m2，耐火等级为一级。主体结构所采用的是C25钢筋混凝土，使用灰砂砖来进行内外墙填充，砌筑采用M7．5水泥砂浆，为方便安装设备，各设备间格局设置为四方形，既减小了房屋之间的消防间距面积，又降低了造价。
3．4 建筑设计
(1)外墙：由于变电站在居民区的附近，为与城市主体建筑协调搭配、同时起到环境的美化效果，使用白色的外墙面砖贴面，局部用广电蓝色面砖。外墙面砖留缝镶贴，黑水泥勾缝。因对变电站有较高的防水要求，在外墙水泥砂浆基层上增加10厚氯丁胶乳防水砂浆，再用5厚氯丁胶乳防水砂浆镶贴面砖。
(2)门窗：采用铝合金框白色透明钢化玻璃窗比较符合此变电站外观，设备房间的房门选择的是乙级钢制防火门，将实木门作为普通办公房间门。
(3)内墙面：各设备间及选择白色内墙涂料粉刷墙面，主控室、值班室及办公室选择浅蓝色涂料墙面。厕所、厨房墙面在l5mm厚水泥砂浆基层上做一层1．5mm厚防水涂料，其距离地面的高度为1．5m，然后使用水泥胶镶贴磁砖一直到顶。
(4) 天花：设备房间全部不进行吊顶，在混凝土板底扫白色乳胶漆。而办公房、休息室、门厅则选择不上人轻钢龙骨600*600铝扣板吊顶，厕所、厨房顶棚使用不上人轻钢龙骨300*300铝扣板吊顶。
(5)地面：要求主控室及通讯室的地面无起尘现象，所以地板选择的是防静电钢质活动地板。
10kV配电室现浇普通水泥砂浆地面；资料室、工具间、警传室、休息室铺抛光地面砖；水泵房自流平砂浆；卫生间、厨房铺防滑砖。蓄电池室铺设防酸地砖。
3．5 屋面的防水工程
变电站如有屋面渗漏现象发生，会造成房屋无法正常使用，甚至会导致设备无法安全正常运行，因此屋面防水的设计必须严格按照国家标准进行。该变电站采用坡顶外檐沟式的屋面，且为不上人平屋面。屋面排水坡以中线为轴，按2％的结构找坡，砌300高屋面檐线，由地漏将屋面雨水经PVC排水立管最终排至地面并采用有组织排水方式排到站外市政管网。
屋面采用二级防水，刚性防水层加柔性防水卷材层，即选用3mm厚APP改性沥青防水卷材加40mm厚刚性防水层作为屋面防水层。60mm厚泡沫混凝土作为屋面保温隔热层，屋面由上至下的构造为：细石混凝土层、隔热层、防水卷材层、水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土层。
3．6 通风工程
在每间电容器室的外墙安装进风百叶窗和轴流风机，通过机械通风散热；在10kV配电室、GIS室进行事故轴流风机的设置，进风百叶窗，散热通过机械、自然通风来进行，GIS配电室除进行机械排风的设置外，也要进行SF6气体事故排风系统的设置；主控室空调选择单冷分体空调。蓄电池室选用防爆空调。
3．7 照明设计
动力系统：11OkV变电站内动力和照明用电电压为380V／220V，供电选择的是三相五线供电。在GIS室、10kV配电室设有动力检修电源箱。照明系统：照明电压为380V／220V，灯头电压为220V，由总配电箱进行各层的照明电源的引入，由主控室配电屏进行总电源的引入，选择的是三相五线供电。主体照明方式：户外照明，操作检修照明采用的是低位投光灯，作为巡视照明采用的是沿道路设置的草坪灯。采用投光灯与白炽灯混合配合照明于配电装置室；采用荧光灯、白炽灯混合照明作为室等生产用房的照明；其他房间的照明大多使用组合式荧光灯。事故照明是由主控室直流配电屏引来的直流电源，且配有专用照明配电箱，在走廓等主要通道，主控室、值班室、l10kV设备间进行事故照明灯的设置，在事故照明箱内设置各路控制设备。蓄电池室选用防爆灯具。
3．8 消防方面的设计
全站集中设置一套火灾自动报警系统，采用编码传输总线制火灾报警系统，系统一般包括自动报警控制器、各类火灾探测器、手动报警按钮、隔离模块、信号模块、联动控制模块等设备。(1)站内安装了设备的所有房间，都有报警监控系统设置的烟感及温感探头，探头的控制面积均为30m²，通过火灾自动报警系统将报警信号集中发送到控制室进行报警。(2)根据各房间不同的电气设备性质，分别采用不同的化学灭火器材，工程配置有干粉、l2l1类型的灭火器。(3)站区配置室外消防栓井2座，室外消防管线采用环形布置，室外消防栓保护半径为50m，消防栓井选用两个出水口，口径分别为DN65和DN100。
3．9 防雷接地
10kV设备全部选用金属氧化物避雷，为保护综合楼及主变压器，在综合楼屋顶安装避雷带及避雷针。按照DL／T62l一1997《交流电气装置的接地》的规定进行电气设备接地，主接地网由水平接地体和垂直接地体共同组成复合接地网，将建筑物的接地可靠连接主接地网，接地埋深0．8m。接地网实测电阻为0．43Ω。
3．10 环境保护与绿化
事故排油系统： 将主变压器的含油废水通过事故油池隔油处理后排入站外污水系统，事故油池按最大一台主变的100%油池设计。由于是户外变电站，在综合楼后侧设置主变压器，作为变电站最大的热源，主变压器同时也是站内噪声的主要来源。在其周围砌筑1．8m高的围墙借以隔挡噪声，起到隔声屏障的作用。
4. 结语
国家经济的飞速增长使得工业与民用用电量不断增长，建设适合城市发展需求的变电站势在必行。所以变电站土建设计必须得到人们的重视，其在设计上必须满足功能性和安全性，并尽可能的节约用地，减小工程造价，使其使用效益与经济效益最大化。
【参考文献】
[1] 南方电网变电站标准设计(2007年版) 笫四卷 110kV变电站综合卷,中国电力出版社
[2] 110（66）kV～220kV智能变电站设计规范，中国电力出版社