变电站结构设计篇1
关键词：变电站户外柜结构设计
中图分类号：tm77文献标识码：a文章编号：1672-3791（2014）01（a）-0056-01
变电站继电保护对户外柜的机械刚度和强度都有很高要求，机柜必须要能够承载一定的电气应力以及机械应力的材料构成，并且要使这些材料能够在恶劣环境下保持完整，不受环境影响。因此，外柜机的机柜表面应该涂抹上防腐材料，做好防腐保护工作，确保机械结构设计合理，方便操作，使用安全并且便于机械维修。
1变电站继电保护户外柜的基本结构及其材料准备
1.1变电站继电保护户外柜的结构
变电站继电保护户外柜的结构不止一种形式，它可以分为双层密封柜与单层密封柜，装配方式也有两种，分别是组装式、全焊式。单层密封柜在结构设计上具有很多优势，例如它的设计比较简单，并且制作成本低等，不过它也存在不足，热特性太差就是它最大的缺陷。双层密封柜与单层密封贵特点刚好相反，它的结构比较复杂，制作成本很高，不过它的热特性很好，方便控制。
另外，组装机柜的结构很复杂，制作成本高，不过它在流水线生产中非常适用。全焊机柜制作成本低，结构设计简单，不过它加工起来比组装柜要复杂，在流水生产线中并不适用。
1.2变电站继电保护户外柜结构设计的材料准备
通常，为了使变电站继电保护户外柜能够适应室外的恶劣环境，会使用不锈钢作为机柜的主要材料，这样才能避免其因外界污染而生锈，甚至腐蚀，不过制作成本偏高。如果等铝板氧化后，在其表面做好喷涂工作，这样也能够达到防污染的目的。不过采取这种方式有一个缺陷，就是柜机的承受及其防护能力会大大降低。因此，户外机的设计一定要有针对性，把问题考虑全面。一般的钢板
柜机在机械强度上不存在任何问题，不过它无法经受外的恶劣环境，为了改变这个现状，必须要先对其进行必要的处理，例如采取非电解涂锌方法就是对它最好的处理方式，虽然它的制作流程比较复杂，但是制作成本低，隔热效果非常好。
2变电站继电保护户外柜的防水、防尘设计
2.1机械防水结构设计
如果有水侵入到户外柜的内部，变电站的各种设备会因此受损，甚至可能会被完全破坏，这就要求户外柜能够不受恶劣天气环境的影响。因此，在户外柜需要以机柜的结构特点和安装方法为依据来设计。一般来说，二次机柜的摆放都是垂直放置，柜顶的设计就比较特别，它要求设计成防雨帽的形状，以便最大限度为户外柜遮挡雨水，使户外柜不被雨水侵入。防雨帽一定要有足够的面积才能够起到保护柜机的作用，其上表面需要设计一定坡度，以免形成积水，周围设计成垂直样式，方便与户外柜主体进行装配。
2.2机械防尘结构设计
变电站继电器保护外柜机的集成度很高，不过其材料强度偏低。一旦有较大的固体颗粒物侵入到设备中，便会给设备造成很大损害。机柜设计一定要具备防尘功能，否则，无法确保它日常工作的正常运转。通常情况下，机柜的防尘级别要达到ip5X才能视为合格产品。在对外柜机进行设计时，要对做好对柜壁缝隙的处理工作，并且在防尘垫周围要具备弹力，控制好弹性压缩的距离。同时，对通风口也要进行处理，工作人员可以利用凝胶到堵住通风口，不过此时要考虑到凝胶的性能，观察期是否能够适应室外的恶劣环境条件，如果能够达到要求，便可以使用，也要定期做好更换与维护工作。
2.3变电站继电保护户外机的防火结构设计
着火事故在电气设备中很常见，变电站继电保护户外机的设计一定要把防火功能考虑在范围内，在设计时尽量减少内部易燃材料的使用数量，如果出现引火现象，一定要把火势控制在机柜内部。在材料选择上要特别注意尽可能选择不易致燃的材料。户外柜机的安装与其他设施没有太大关联，它比较独立，因此，其它设备可以与它保持适当距离，避免发生火灾时设备受到牵连，损失会更加严重。机柜内还可以设置防火隔挡板，防止火势肆意蔓延。
2.4照明设施设计
机械设备的夜间维修工作对于工作人员来说很有难度，夜间由于光线比较暗，如果没有照明设备，工作人员的工作很难开展下去。因此，机柜可以安装照明装备，为工作人员的夜间维修工作创造一个良好的环境。
3结语
变电站继电保护户外柜机械结构的设计需要从多个方面来进行考虑，本文主要介绍了户外柜的基本结构与材料准备，并对如何做好户外柜的防护设计进行了详细分析，为设计出完美的户外柜提供了理论条件。
参考文献
[1]邸凯，常鲜戎，刘寒.圈定保护启动范围的变电站继电保护仿真模型的开发[J].电力系统保护与控制，2011（18）：134-138.
[2]黄明辉，邵向潮，张弛，等.基于opnet的智能变电站继电保护建模与仿真[J].计算机教育[J].电力自动化设备，2013（5）：144-149.
变电站结构设计篇2
【关键词】35kV/10kV箱式变电站总体结构设计
abstract:box-typesubstationisanoutdoorsetofsubstationdevelopedinthe1960stothe1970s,europeandtheUnitedStatesandotherdevelopedwesterncountrieslaunchedanewsubstationequipment,advancedtechnology,safe,reliable,highdegreeofautomation,andinstallationcycleshort,lessinvestmentandquick,easy-depthloadcenters,reducingtheradiusofthepowersupplytoimprovethequalityoftheendofthevoltagecharacteristics.inthispaper,talkabouttheoverallstructureofthe35kV/10kVboxsubstationdesign.
Keywords:35kV/10kVboxsubstationoverallstructureofthedesign
中图分类号：S611文献标识码：a文章编号：
一、箱式变电站原理
箱式变电站主要由多回路高压开关系统、铠装母线、变电站综合自动化系统、通讯、远动、计量、电容补偿及直流电源等电气单元组合而成，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内。机电一体化，全封闭运行。它具有如下特点：①技术先进安全可靠；②自动化程度高；③工厂预制化；④组合方式灵活；⑤投资省见效快；⑥占地面积小；⑦外形美观，易与环境协调。
箱体内一次设备采用真空开关柜、干式所用变柜、干式互感器、干式电容柜等无油设备，产品无带电部分，为全绝缘结构，完全能达到零触电事故，全站可实现无油化运行，安全性高，二次采用微机综合自动化系统，可实现无人值守。
全站智能化设计，保护系统采用变电所微机综合自动化装置、直流供电，分散安装，可实现“四遥”，即遥测、遥信、遥控、遥调，每个单元均具有独立运行功能，继电保护功能齐全，可对运行参数进行远方设置，对箱体内湿度、温度进行控制，满足无人值班的要求。
二、箱式变电站的特点
1、自动化程度高
全站智能化设计,保护系统采用变电站微机综合自动化装置,分散安装,可实现“四遥”,即遥测、遥信、遥控、遥调,每个单元均具有独立运行功能,继电保护功能齐全,可对运行参数进行远方设置,对箱体内湿度、温度进行控制和远方烟雾报警,满足无人值班的要求;根据需要还可实现图像远程监控。
2、工厂预制化
设计时,只要设计人员根据变电站的实际要求,作出一次主接线图和箱外设备的设计,就可以选择由厂家提供的箱变规格和型号,所有设备在工厂一次安装、调试合格,真正实现变电站建设工厂化,缩短了设计制造周期;现场安装仅需箱体定位、箱体间电缆联络、出线电缆连接、保护定值校验及其它需调试的工作,整个变电站从安装到投运大约只需5～8天的时间,大大缩短了建设工期。
3、组合方式灵活
箱式变电站由于结构比较紧凑,每个箱均构成一个独立系统,这就使得组合方式灵活多变,一方面,我们可以全部采用箱式,也就是说,35kV和10kV设备各自全部箱内安装,组成全箱式变电站；或者35kV设备室外安装、10kV设备全部箱内安装的形式,特别适用于农网改造中的旧站改造。总之,箱式变电站没有固定的组合模式,使用单位可根据实际情况自由组合一些模式,以满足安全运行的需要。
三、35kV/10kV箱式变电站的总体结构设计注意事项
1、交直流系统
现有箱变一般交流、直流系统为不同厂家产品,存在如下问题:①交直流系统无法协调联动,难以实现最佳方式运行;②网络智能化管理困难;③影响可靠患较多;④运营成本偏高。要采用交直流一体电源系统，站用电源交直流一体化是指将站用交流电源系统、直流电源系统、逆变电源系统、通信电源系统统一设计、监控、生产、调试、服务,通过网络通信、设计优化、系统联动方法,实现站用电源安全化、网络智能化设计。实现站用电源交钥匙工程,实现客户效益最大化目标。采用交直流一体电源系统后,可取消UpS、通信蓄电池,整体网络智能化对外一个通信口。为提高可靠性,重要变电站一体化监控宜采用双网模式。正常时主一体化监控器运行,备用一体化监控作为后备不对下通信。当主一体化监控器故障时,备用一体化监控器自动投入运行。
2、防雷及接地
35kV/10kV箱式变电站户外布置围墙内面积一般不超过1500m2,存在两个问题比较难解决:一是独立避雷针安装位置,由于要考虑防火及独立避雷针对设备的安全距离,往往在站内很难找到合适位置。二是地网接地电阻值,由于变电站大多数建在山上,土壤电阻率较大,加之受面积限由于箱式变多布置于面积较小地方，接地网面积受限，接地电阻难于达到小于4Ω。所以要优化平面布置,独立避雷针尽量布置在远离设备及综合楼,可考虑布置在墙角处同时考虑增加独立避雷针的高度，来达到保护范围。,地网要向户外延伸,扩大地网敷设面积,若附近地区1km范围内有水源,可将地网延伸至水源处,也可采用打深井接地,采取措施后一般接地电阻值均可达到规程要求。
3、主接线的比较与选择
单母线接线是一种原始、最简单的接线所有电源及出线均接在同一母线上，其优点是简单明显，采用设备少，操作简便，便于扩建，造价低。缺点是供电可靠性低。母线及母线隔离开关等任一元件发生故障或检修时，均需使整个配电装置停电。因此，单母线接线方式一般只在发电厂或变电所建设初期无重要用户或出线回路数不多的单电源小容量的厂中采用。
变电站结构设计篇3
【关键词】变电站；土建设计；安全耐久
变电站土建结构中结构的安全性与耐久性对于设计者与使用者来说都是至关重要的，它直接关系到基础设施的投资以及经济与安全的协调。土建结构的安全性与持久性更应该引起有关设计人员的重视。
1土建结构安全性、耐久性分析
变电站土建结构设计中，必须综合考虑的两项影响因素即是安全性和耐久性，对此进行简单分析。
安全性。变电站土建设计中结构的安全性主要体现在土建设计结构整体安全性、构成部分安全性以及结构设计安全性三个方面，此三方面的影响因素是构成变电站土建设计结构安全性的核心内容，例如整体安全性，即是当土建结构发生部分损坏时，可保障其对整体的影响力限制在最小范围内；构成部分安全性，即是组成土建结构的材料、力度参数、构建负荷等方面的达标性；结构设计安全性，即是保障土建结构理论设计上不存在威胁因素。耐久性。变电站土建设计结构的耐久性是指在工程持久使用的程度，其与土建设计结构的稳定性具有一定的联系，同时与建筑结构使用的材料也存在关联，因为土建结构的稳定性以及材料的耐用性都是决定变电站土建设计耐久性的内在因素，保障变电站土建设计结构的耐久性即是延长变电站土建建筑的使用年限。
2影响土建结构安全及耐久的因素
通过对变电站土建设计结构进行分析，得出影响变电站土建设计结构安全性和耐久性的影响因素主要有环境因素、混凝土保护层的水胶比、强度等级、氯离子含量以及碱含量，对其进行综合分析有以下几方面。
2.1外界环境因素
变电站土建设计中的结构的耐久性是围绕环境类别进行设计的，土建结构耐久性可受到结构所处的环境分类，但是在土建设计中设计者往往忽略当土建设计处于不利环境中时，需采取相关的防护措施，例如，土建结构设计处于寒冷或者极其严寒的地区时，其必须按照国家相关的规范进行结构的设计；处于海风环境比较流通的环境中时，则必须根据当地的风向划分迎风和背风处，设计者不能忽视风向因素，需对其进行实地考察，而部分设计者只是单纯考虑一方面的影响因素，不能做到对外界环境的所有因素进行综合的考量。
2.2混凝土质量和结构的影响
变电站土建结构中主要使用的材料是混凝土，因此，混凝土本身的质量以及其构成的结构都是可对安全及耐久造成影响的，首先是混凝土的质量，变电站土建结构对混凝土的质量是有多项指标要求的，但是市场上的混凝土大多以其强度作为采购的标准，大大降低了混凝土使用的质量保障，除混凝土的强度以外，混凝土中水泥的粗细度、骨料的硬度都是主要的影响因素；第二是混凝土的结构，在混凝土采购达标的情况下，当其投入使用后，要保障外加剂、水灰比的合理性，如果混凝土中外加剂、水灰比的调配过度或不足，都是会造成混凝土结构不稳定的。
2.3结构检测的影响
变电站土建设计中结构的安全性和耐久性与定期的结构检测是分不开的，但是我国的变电站土建设计中忽视了检测的重要性，在设计中缺乏对结构检测的规定，或者是结构检测的周期与结构的使用不呈相关性，导致无法及时发现变电站土建结构中的不合格构造。
3保障土建结构安全及耐久的措施
以变电站土建设计结构中影响安全性和耐久性的因素为研究对象，提出保障变电站土建设计结构安全性和耐久性的有效措施。
3.1综合考量外部影响因素
综合考量外部影响因素时，设计者除将环境影响因素按照国家相关标准执行以外，更重要的是提高混凝土使用的规范性，混凝土的规范性是提高变电站土建结构耐久性的支撑基础。以一类环境土建设计结构的耐久性为100年为例，其对混凝土在各个方面的要求是非常严格的，如，钢筋混凝土在土建结构设计中的强度等级最低不得低于C30；混凝土结构的最低预应力强度等级不得低于C40；氯离子的含量不得超过0.05%；为保障结构耐久性建议混凝土中选取非碱性的骨料，骨料中的含碱量不得高于3.0kg/m?；在建设混凝土保护层时，必须采取对表面层保护的有效措施，必要时可适当降低混凝土保护层的厚度，另外着重对混凝土的构建进行耐久性设计，以提高其适应外部环境变化的能力。
3.2重点考量施工中的混凝土
变电站土建设计结构中的混凝土的选取需要按照工程建设的实际要求和实际情况，根据土建设计结构的安全标准，采购市场上达标的混凝土，在对混凝土进行配置时，严格按照土建结构设计中的数据和参数，例如混凝土结构中的预应力，必须根据土建设计结构的实际采取一定的防护措施，同时对土建结构中涉及混凝土抗渗、腐蚀的体系结构进行相关标准的检测，主要检测混凝土的性能、参数、配置比、硬度等物理特性，抽样检测达标后才可将其投入施工建设中，混凝土在变电站土建设计结构中，是不能进行二次更改的，因此必须保障其在使用前的各项参数达标，避免投入使用后因混凝土的质量和结构的影响导致土建结构出现断裂、腐蚀的现象。
在进行混凝土选择时，要综合考察变电站土建结构所处的环境，尽量避免环境对混凝土的影响，部分混凝土对强光照射或湿润气候比较敏感，容易产生化学分解，影响混凝土的稳定性，而且混凝土对钢筋是具有一定保护作用的，如果混凝土层遭受破坏，也是会影响到钢筋的使用质量的。
3.3制定合理的结构检测方案
在进行变电站土建结构安全性和耐久性设计时，设计者应制定合理的结构检测方案，同时，根据土建结构施工的实际情况进行结构检测方案的更新，检测方案包含的内容有：
（1）以国家的规范制度为基础，对变电站土建设计中的结构安全性和耐久性进行整体定期的测试。
（2）根据土建设计结构的施工情况进行项目模块检测，以设计时制定的结构检测方案为基础依据，对阶段性完成的土建设计结构进行检测。
（3）对土建设计结构中的各项参数数据，如，高度、坡度、宽度、建筑结构等进行实际性检测。
4结语
变电站土建结构设计中的两大因素：安全性和耐久性，是工程设计项目中最为关注的问题，因此，其对设计者的能力提出极高的要求，不仅可以综合考量土建结构设计中的安全性和耐久性，更要采取有效的防护措施，保障土建结构的安全和耐久性，如此才可保持变电站土建结构设计以可持续发展的姿态满足社会的需求。
参考文献：
[1]张吉珂.土建结构工程的安全性与耐久性[J].建筑工程，2012（6）.
[2]罗声循.探讨变电站土建设计全过程优化[J].城市建设理论研究，2011（20）.
变电站结构设计篇4
关键词：变电站；土建；安全性；耐久性
中图分类号：tm63文献标识码：a
一、土建变电站工程设计中的结构安全性
土建变电站工程设计中结构的安全性主要由结构的设计以及施工水平来决定，土建变电站工程设计中结构安全性的目标是保证土建结构在受到各种物理或者是化学等因素的影响时，能够保持结构的完整性，避免倒塌对工作人员造成伤害。土建变电站工程设计中结构安全性主要有以下几种表现：
（一）整体结构牢固性
整体结构牢固性指的是在结构受到自然或人为的物理、化学作用下，能够保持结构的完整性，并能够持续正常的发挥作用。所以在土建变电站的设计中，首先要是对地质进行大体的勘察，了解施工地点的地层岩性和岩土物理力学特性。经过测试，场地内的岩土层工程指标如表1所示：
（二）结构的承载能力
测量结构的承载能力有两个指标，一是材料强度分项系数与荷载分项系数的实际大小，它是在计算结构构件固有的承载能力时把构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数；另一个是行业规范所规定的结构的承载负荷。以上所说的用量值所表现出来的具体系数，体现了结构构件在给定的标准荷载作用下的安全度。土建变电站楼板的荷载计算参数如下：
（三）结构的耐久性
结构的耐久性在实际的工程建设施工过程中很少被人重视，人们经常会把关注点放在各种负荷作用条件下结构强度的要求上。由于混凝土的腐蚀以及内部钢筋的锈蚀作用而引起的事故的严重性要比因为结构构件没有达到承载能力安全水准带来的危害要大得多，所以，工程的建设施工人员必须高度重视结构的耐久性的问题。
二、土建变电站工程设计中的结构耐久性
经研究调查，土建变电站工程的耐久性随着建筑使用年限的增加而减弱。如果在工程建设中忽视了对结构耐久性的研究，必然会导致工程建筑在经历一定的时间之后进行重新的建设和维修，增加了土建变电站的维护成本。针对工程建筑耐久性的重要性，工程人员要在工程建设完成后，定期对工程进行检测和维护，来提高土建变电站的安全性和使用寿命。只注重工程的一次性投入，而忽视了工程建筑的后期维护与管理，必定会影响土建变电站的安全性以及正常功能的发挥，而且在经济上也是非常不划算的。
三、土建变电站建构中容易出现的问题
（一）土建变电站建构中容易出现裂缝
1施工引起的裂缝原因，如：土石颗粒级配不良；现场模板拆除不当；浇灌混凝土方法不对；混凝土在大面积浇灌时，没有做好保温工作；水灰配比比例不合适，造成保水性不良以及混凝土离析；骨科含泥量过大等。
2气候等自然原因引起的裂缝主要是温差导致的。由于钢筋混凝土与砖砌体的热膨胀性不同，混凝土的内部结构发生伸缩变形，从而导致砖砌体内部的应力超过其材料的抗拉成度，使结构出现裂缝。
（二）土建变电站的维护工作不到位
对土建变电站进行定期的检修和维护工作，有利于提高工程建筑的安全性和耐久性。所以，在一些工程竣工以后，并不是建筑过程的结束，还要对工程进行必要的定期维护与检测。在过去，很多企业和单位对土建工程的安全性和耐久性的要求很低，并且经常忽视对工程的日后检测和维护，导致了工程建筑中存在着很多隐患，危害一旦发生，必然导致其功能的不能正常发挥。
（三）建筑材料和施工质量差
由于我国对水泥质量的监测标准要求低，影响到了混凝土的耐久性。此外，有的建筑企业为了节约建设成本，提高盈利，把质量差或者是质量不合格的钢材、水泥等建筑材料运用到工程建筑中，以次充好，使土建变电站的安全性和耐久性受到了很大的影响，使工程建筑充满安全隐患，影响其使用寿命以及功能的正常发挥。不仅施工的材料存在着问题，而且在工程的招投标、施工建设等方面也存在着多多少少的问题，例如：高资质中标，低能力建设；建设工程层层转包，施工企业良莠不齐；工程施工过程中管理水平低，缺乏必要的行业行为约束等。
四、提高土建变电站工程设计中结构安全性与耐久性的对策
（一）正确处理土建变电站工程中出现的各种荷载
不论是在工程的施工建设过程中还是竣工后，工程建筑都会不可避免的受到来自自然环境、人为作用以及自身（自重等）等因素产生的荷载。种种的荷载对工程的质量、安全性和耐久性都产生了或大或小的影响。面对这种情况，我们必须采取相应的措施来降低这种影响，保证工程的质量。一般我们采取的措施主要有：一是工程建筑设计必须使用严格的设计标准和合理的安全系数，避免开发商只强调利润而采取模糊不准的计算模式的现象的发生；二是配置完善的受力钢筋骨架，设计合理的混凝土结构体系安全有效的传递，避免因结构开裂以及裂缝宽度超出限值而导致钢筋侵蚀；三是采用有利于物件结构耐久性的最小配筋率并且安置限裂钢筋，合理设置后浇带以及变形缝，形成合理的构造系统；四是通过严格的计算和实验对特殊环境中的混凝土进行合理配比，提高混凝土的抗拉强度；五是完善工程施工设计图，详细的注明工程中混凝土结构的特点、材料要求以及施工注意事项，指导施工单位和人员的行为，从而保证工程的质量。
（二）树立施工人员的质量意识
人在工程建设中处于主体地位，工程质量的好坏主要是由施工人员的技术水平、施工观念等因素决定的，所以说，提高施工人员的质量意识在保证工程质量方面具有非常深远的意义。工程建设的相关部门和施工企业要时刻谨记“质量第一”，不断加强工程质量的宣传，提高施工人员的质量意识，使他们在施工过程中严格遵守相关的要求和规定，规范施工行为，提高施工技术，保证工程的质量。
（三）加强对工程的定期检测和维护
加强对工程的定期检测和维护不仅体现在施工的过程中，还体现在工程竣工之后。在施工过程中，工程人员要不断的检测工程的结构稳定性、建筑材料的可靠性以及施工技术方法的合理性等，如果在施工的过程中发现结构、材料和施工方法上的问题，要及时的更正，把工程的安全隐患消灭在萌芽之中；同时，工程的竣工并不代表着工程建设的结束，还要对工程进行必要的维护，如果在工程维护的过程中，工程内外部结构出现了腐蚀、裂缝等情况，要及时的进行维修，维持建筑的功能，避免发生安全隐患。
结语
土建变电站设计中的安全耐久性问题一直是业界关注的重点和热点。实际建设施工过程中，工程技术人员以及施工人员要树立责任意识和安全意识，在吸收和借鉴国内外建设经验外，还要不断发展和完善传统的工程建筑理念和方法，提高土建变电站结构的耐久性和安全性。工程管理和监督人员，要严把工程材料的质量关、工程施工的技术关，为建设优质、安全、可靠的工程奠定物质基础。只有这样，才能保证变电站运行的稳定性，提高变电站的使用寿命，更好的适应我国现代化建设的需求。
参考文献
变电站结构设计篇5
关键词：变电站；土建；设计
中图分类号：S611文献标识码：a
一、变电站土建结构设计中存在的主要问题
在整个电力系统中，变电站有着非常重要的地位和作用，若要使变电站的作用得以充分发挥，就必须确保其建设质量。土建结构设计是变电站建设的基础环节，其质量优劣关系重大。由于变电站土建结构设计是一项较为复杂且系统的工作，其中涉及的内容较多，无论哪个环节出现问题都有可能对整体设计质量造成影响。比较常见的问题有以下几个方面：
1、变电站地址选择方面的问题
由变电站的特点可知，站内很大一部分电气设备均为高电压、大电流的设备，并且电路之间互相交织，若是发生自然灾害，如雷暴、山洪、地震、冰冻等，都可能引起站内电气设备损坏，一旦设备出现短路，还可能引发火灾、爆炸等安全事故，其后果相当严重。为此，变电站地址的选择尤为重要。若是选择修建变电站的地址不合理，如站址选在雷暴高发区、低洼地区等，就会对变电站的安全、稳定、可靠运行造成影响。所以，在变电站土建结构设计中，必须合理选择站址。然而，某些变电站工程，由于土建结构设计人员对站址选择的重视程度不够，也没有进行认真的调查，致使变电站选址不合理，这是土建结构设计中较为突出的问题之一。
2、基础及结构稳定性方面的问题
在变电站中存在大量的建筑结构，它们与电气设备一样，都是变电站重要的组成部分，并且还是土建结构设计中必须予以重点考虑的关键性因素之一。建筑结构使用性能的优劣直接关系到建筑的整体质量，若是建筑基础不牢固、结构设计不合理，就会导致建筑结构的稳定性和耐久性降低，从而影响建筑本身的使用寿命，一旦建筑结构出现问题，势必会对变电站的正常运行造成影响。在实际工程中，建筑结构稳定性和耐久性方面较为突出的问题是地基处理问题和混凝土质量问题，如不良地基未进行处理、混凝土裂缝等等，因为混凝土是建筑结构的主体，当混凝土出现问题时，结构稳定性和耐久性自然会受到影响。
3、站内整体布局方面的问题
通过对大量变电站进行调查研究发现，有很多变电站存在内部布局不合理的问题。由于变电站除了建筑结构之外还有大量的电气设备，而绝大部分电气设备都对安装环境有着较高的要求，若是站内建筑的平面布局不合理，则会对电气设备的安全、稳定运行造成影响。然而，有些土建结构设计人员因为缺乏经验，在具体设计中未对电气设备安装方面的问题予以充分考虑，致使建筑结构与电气安装工程发生冲突，这是比较突出的问题。此外，还有部分设计人员在设计过程中对一些细节方面的问题没有注意，如通风口的直径过大，且未设置防护网，从而给设备运行埋下了安全隐患。
二、变电站土建设计要点
1、做好土建结构设计前的调研工作
前期调研规划要将变电线路路径和造价之间的关系作为研究重点，并对变电站选址、用电需求、人员流动、电网规划之间的相互作用进行综合分析，在深入调查变电站土建施工地质状况、承载能力的基础上，搜集相关历史地质资料，为变电站土建结构设计提供可靠依据，提高变电站选址的准确性。此外，还应根据变电站的选站位置、站内水电供应、建站面积等因素以及当地政府的审查批复意见，对变电站土建结构设计进行科学论证，确保该设计具备可行性。
2、变电站的选址
要想建设变电站，那么就要先决定在哪里建设才能最大程度地发挥变电站的作用。所以选择合适的位置很重要。我建议选择两个或者两个以上的备选地址作为变电站的选址方案，然后再根据实际工程的要求进行筛选，找出最终的最优方案。首先要做的是对变电站站址进行初步的考察和了解，其中包括对其周边的环境、交通状况及地理位置的考察。目的是为了避免日后产生的矛盾冲突。例如，农田的侵占，交通的受阻等问题。其次对周边的地质条件，水文气象等自然因素进行实地考察。变电站室内常常出现裂缝或不同程度的塌陷问题，门窗漏水等问题，所以这一环节是变电站建设的考察工作的重中之重。此外，工作人员在对其进行详细地考察之后要进行仔细地分析并给出合理化建议，不断筛选最为适宜的变电站地址，以避免日后在变电站建设工程中出现的变电站过早淘汰等问题。
3、变电站建设的可行性研究
变电站建设的可行性研究是指工作人员在对变电站选址所进行的考察工作结束之后，通过相关部门对该选定方案的可行性进行仔细研究探讨，然后审核批复的过程。其中包括对两个或者两个以上的变电站选址的地基处理、占地面积、经济作物、林木赔偿或者拆迁赔偿进行技术上的经济对比。
4、变电站建设的初步设计
对变电站的地址进行批复后，接下来就要进行对其进行初步设计工作。其主要包含总体平面的布置设计，建筑设计，结构设计，基础处理选型设计及对整个站区的排水设计。就总体平面的布置设计而言，主要指对道路的引接点，安全距离，坡度及转弯半径等方面的优化。合理安排已确定规模的建筑，严格遵守电力工程相关规定和国家要求标准，并注意在设计过程中尽量减少变电站的占地面积，以此节省经济投资。就建筑设计而言，要尽量减少建筑面积和经济投资。结构设计必须严格遵守国家建筑规范要求，如低于3.6米的建筑可采用砖混结构；高于3.6米的建筑则必须采用钢筋混凝土的框架结构。
5、变电站的施工图纸设计
在对土建的建筑面积，基本选型，结构选型及平面布置进行全面的考察审核，并给出合理化建议之后，接下来就是对土建工程施工进行图纸设计。在进行图纸设计时，工作人员必须将审核意见作为参考依据，并严格遵守国家现行的章程和规范标准，展开工程的局部设计并将其完成。最后还要确保所有资料准确无误，才能实施图纸设计的相应工作。
四、变电土建的优化策略
1、变电站主要建构方案的优化策略
建构方案包括基础和地基处理方案、建筑结构设计、建筑的平立面设计、采暖通风及水工方案。就基础和地基处理方案来说，地质较好就采用天然的基础处理；遇到淤泥较厚的情况，就采用水泥搅拌预压技术。就建筑结构设计来说，我国目前大多数的变电站都是采用钢筋混凝土的框架结构，构架与支架相互结合，以此增加变电站建筑的抗压能力。就建筑的平立面设计来说，设计除了满足美观的要求外，还要保证各个功能房符合电气的规范要求。
2、变电站电缆沟的优化策略
建议采用电缆沟和电缆埋管相结合的方式，适当地减少地下电缆沟的数量，全面改善变电站施工条件，提高施工质量和施工效率。另外在条件允许的情况下，可以根据数字化工程的特点对其进行现场组装。
3、变电站站址设计的优化策略
首先要设置两个或者两个以上的变电站站址，为了更好地进行对比，选出最优的站址方案。对变电站站址一定要对其地址、水质及周边环境等进行实地考察工作，以便于选择更经济，更可行的站址方案。并由专家对其可行性进行评判，指出其不合理之处并加以改进。在评定方案过程中，要采纳专家提出的意见，确立一个比较科学合理的指标，再根据实际的情况对细节加以修改，最后筛选出最好的变电站站址方案。
结束语
我国飞速发展的社会经济的推动下，国家越来越重视我国电力行业的建设。众所周知，变电站在我国电力工程建设中具有举足轻重的地位，而在变电站建设工作中最重要的就是变电土建的设计与优化。因为变电站建设的整体质量完全是由变电土建的设计与建设质量决定的，所以熟练掌握变电土建的设计要点，并不断地对其进行改进与完善，对于变电站建设工程质量的提高来说具有着极其重要的意义。
参考文献
[1]周迪江,俞芳.变电站土建设计中的结构安全性与耐久性探讨[J].建筑设计管理,2014,06:68-69+74.
[2]谭彬.变电土建设计要点及优化策略研究[J].科技视界,2014,22:106.
变电站结构设计篇6
关键词：变电站土建工程；土建设计；安全性；耐久性
在电网系统中，变电站工程的系统性较强，涉及到土建、采暖、给排水、设备安装、通风等多个环节，而作为变电站工程前提条件的土建工程，更是在很大程度上影响着变电站工程的整体质量。因此，在对变电站土建设计中正确认识其结构的安全性和耐久性就十分重要。它是做好施工质量控制工作，为后续工程的质量提供坚实保障的前提。
1、变电站土建设计结构安全性
结构安全性是指各种作用下结构防止破坏倒塌、保护人员不受伤害的能力。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建法规和技术标准的合理设置及运用相关联。对结构工程的设计而言，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性和结构的耐久性等几个方面：
1.1结构构件承载能力的安全性
与结构构件安全水准关系最大的两个因素：一是规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值）；二是规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小。前者是计算荷载对结构构件的作用时将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算结构构件固有的承载能力时将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数，体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度。
1.2变电站土建结构的整体牢固性
除了结构构件要有足够的承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处局部破坏时不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度。这就要求设置合理的构造系统，采用必要的构造钢筋，采用有利于结构耐久性的最小配筋率，配置限裂钢筋。消除不合理的约束因素，合理设置变形缝或后浇带。对特殊环境中的混凝土，应通过计算和试验给出较为准确合理的配合比，努力提高混凝土的抗拉强度。
在《变电站建筑结构设计技术规定》中对站内生产用房、辅助及生活建筑荷载效应、房屋建筑的结构形式的选择等都作出了具体的规定。特别是对变电站特有的屋外构支架的设计条件、计算简图和内力分析等都给出了详细的要求。
1.3变电站结构的安全耐久性
这主要是我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远大于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害。因此，我们要对土建结构工程使用阶段的正常检测与维护。结构耐久性和使用寿命的概念与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，为了保证结构安全性和耐久性，变电站工程在建成后的使用过程中应该进行定期检测和维护。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。
2、变电站土建设计中的防火与防水
2.1变电站防火设计分析
就变电站建筑物而言，国家电力防火规范规定最低耐火等级为二级，火灾危险性类别主控制室和继电器室为戊类，配电室为丙或丁类；建筑物的屋面应采用非燃烧体。主控制室、继电器室、微波载波机房的墙面可采用较高等级的难然烧材料及自熄型饰面材料，隔墙、顶棚宜采用非燃烧材料。同时，建筑物安全疏散出口数量设置、防火门等级要求及其开启方向等方面的设计均应满足规范要求，且在建筑物内还需配置一定数量的消防器材。
变电站的火灾事故绝大部分是由电气设备特别是带油设备所引起的，这类火灾用水扑救的作用不大。电缆是容易燃烧引起火灾的物体，在站内其分布较广，采用固定灭火设施来应对由电缆起火引起的火灾不太经济，也不现实。所以，电缆消防应采用的主要措施是分隔及阻燃。变压器是变电站内最重要的设备，防火要求更高，应在设计中加以重视。国家规范规定，主变压器对主要生产建（构）筑物及屋外配电装置最小防火安全距离要求不得小于10m。设计人员在设计过程中要严格检查主变压器之间、主变压器与其他充油设备以及主变压器与建筑物之间的距离，当防火净距小于规范要求时，就应在设置防火隔墙，同时防火墙的耐火极限需达到《火力发电厂与变电所设计防火规范》规定的具体时限。
2.2变电站土建工程防水措施
首先，施工中加强过程控制及监督，砌筑砂浆所用水泥应合格，不同品种的水泥不得混合使用。应将堵临时性外墙孔洞作为一个独立的工序认真对待。窗、洞口、窗台按规范要求做滴水线或鹰嘴，窗台上部要向外抹流水坡度；其次，仔细检查雨篷根部，如果根部空鼓，则剔开后重新堵抹，如果有必要可以在根部做SBS防水处理。雨篷上部抹灰前找好坡度，
在根部做泛水使其不存水。最后，要严格按规范要求，每天砌筑墙体高度不超过1.8m，同时，外墙抹灰前应在填充墙体与框架梁（上、下边）、柱交接处加设一道200mm～300mm宽的通长钢丝网片，网片与各基体的搭接宽度不应小于100mm，并拉平钉牢，以免该处因为出现通长裂缝而渗水。此外，施工人员必须严格按照砌体工程施工质量及验收规范砌筑墙体，按照混凝土结构工程施工质量验收规范浇筑混凝土。
3、变电站土建设计相关的其他问题
3.1变电站土建设计中的防噪
变电站内的电气设备在运行过程中会产生较大的噪音，会影响附近居民的生活。在变电站土建设计时要考虑到这一点，合理地规划布局，优化通风设计，减少噪声污染。因此，变电站选址时，在满足供电规划的前提下，可首先考虑把变电站建在背景噪声比较大、或对噪声可以起到缓冲作用的区域；其次是优化变电站的通风设计，在进风口设置消音设备，降低噪声污染。
3.2变电站土建设计中的外观及绿化
由于户内型变电站在地处城市中，怎样使变电站的外观和绿化适应现代城市面貌是当前的时代要求，因此注重建筑形体的设计和绿化是非常必要的。在土建工程设计中，应将变电站尽量建筑得整齐有序，与周围建筑物融为整体。同时，在尊重整体格局的前提下，还可以考虑将变电站设计成为有个性、富有时代感的城市型变电站。采用集中绿化区和利用边角地带绿化的方法，尽量提高绿化率。
4、结束语
变电站土建工程结构设计的安全胜与耐久性一直值得关注的问题，它关系到安全与经济的协调、基础设施的投资。结构侧十人员要高度重视土建工程的结构安全胜和耐久性，要运用新的先进技术，结合结构耐久胜的理论研究，适当提高土建结构设计的安全性和结构耐久性。这样才能够提高变电站土建工程结构的安全性和耐久性，更好的适应我国现代化建设的需求。
参考文献
变电站结构设计篇7
关键词：标准配送；智能变电站；标准化；装配
引言
2009年国家电网启动第一批智能变电站试点工程的建设，经过5年的探索和研究，智能变电站技术在原理研究、设备研制、设计优化和标准制定等方面取得了许多成果，并基本确定了新一代智能变电站的发展方向[1-4]。标准配送式智能变电站正是新一代智能变电站的发展方向之一。标准配送式智能变电站的主要技术特征是标准化设计和模块化建设，形成电气一次、二次、土建各专业标准化技术方案，实现“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的目的，全面提高工程建设质量和效率，降低全寿命周期成本。2013年6月，国家电网公司的首批五项标准配送式变电站试点工程已经相继建成投产，文章对这五项试点工程中应用的主要技术方案进行研究，并对工程的经济技术指标进行分析，提出标准配送式变电站技术的发展方向。
1技术方案
标准配送式智能变电站的主要技术特征是标准化设计和模块化建设。标准化设计的主要技术表现形式为：应用通用设计和通用设备进行电气主接线设计、电气总平面布置以及设备选择；一次设备与二次设备、二次设备间接线标准化，采用预制光缆、预制电缆，实现“即插即用”；建、构筑物应用装配结构，结构件采用工厂预制，实现标准化，统一建筑结构、材料、模数，规范围墙、防火墙、电缆沟等构筑物类型，应用通用设备基础，应用标准化定型钢模。模块化建设的主要技术表现形式为：电气一次设备高度集成测量、控制、状态监测等智能化功能，监控、保护、通信等二次设备全部集成布置于预制舱，一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试、模块化配送，有效减少现场安装、接线、调试工作，提高建设质量和效率；建、构筑物采用工厂化预制、机械化现场装配，减少现场“湿作业”，减少劳动力投入，实现环保施工，提高施工效率；基础采用标准化定型钢模浇制混凝土，提高成品工艺水平。
（1）一二次设备高度集成。一次设备本体配置传感器、智能组件，集成就地测量、控制、保护、状态监测等智能化功能。智能终端、合并单元、状态监测单元就地布置间隔内，与汇控柜整合形成智能组件柜。厂内完成接线、调试，现场整体安装。10kV、35kV采用“预制舱式配电装置”，10kV、35kV开关柜分别布置于各自预制舱内，舱内设置安防、消防、暖通、照明、接地等设施，整舱运输、现场拼接。
（2）预制舱式二次组合设备。采用预制舱式二次组合设备，实现二次设备整体采购，根据统一功能要求和技术规范，集成商承担全站二次设备配置、调试、运输、安装等工作。预制舱内布置二次设备屏柜、交直流配电系统、通信设备，设置安防、消防、视频监控，配置暖通、照明、接地设施，二次设备在工厂内完成安装、接线、集成调试等工作。预制舱整舱运输配送，现场整体吊装、就位。预制舱式二次组合设备大大减少不同二次厂家之间现场技术协调，提高了二次系统整体性能，缩短了建设周期。
（3）二次接线即插即用。采用预制光缆、预制电缆，实现一次设备与二次设备、二次设备间光缆、电缆标准化连接，二次连接“即插即用”，提高了二次线缆施工的工艺质量和建设效率。
预制光缆、电缆由统一标准的连接器插座和插头、线缆、热缩管等构成。插座侧固定于屏柜与设备连接；插头侧连接线缆，按照定制长度工厂预制，现场插接。变电站二次回路采用标准化设计，跨房间、跨场地不同屏柜间二次装置连接采用预制光缆，一次设备本体机构箱至汇控柜间的控制电缆采用预制电缆，接线快捷、准确。
（4）装配式建构筑物。a.装配式建筑物。建筑物采用标准配送式结构，统一建筑结构、模数、柱距、层高、跨度等，形成标准化预制件，工厂加工、现场整体安装，0米层以上建构筑物全面实现装配化。建筑物主体一般采用轻型门式钢架结构或钢框架结构，外墙、内墙、屋面板等维护结构采用装配式墙体，建筑墙板开展模块化、精益化设计，在工厂内预留孔洞，完成各类埋管、接地件、配电箱、插座等安装定位。现场无需开孔埋管，实现建筑物各类管线全部暗敷。b.装配式防火墙、围墙。围墙、防火墙采用装配式组合墙板体系，预制混凝土柱插接预制墙板型式，墙板工厂预制，运抵现场后采用插接安装。c.装配式构架。设备支架由设备厂家配送支架柱，现场安装的方式，与基础采用地脚螺栓连接，其方便施工及安装，减少混凝土基础杯底找平和二次灌浆施工环节，缩短工程周期。构架梁采用三角形格构式桁架结构，三角形格构式桁架梁分为钢管格构式和角钢格构式，钢管格构式钢梁弦杆拼接接头采用法兰连接；角钢格构式钢梁弦杆拼接接头采用螺栓连接。梁腹杆可以采用焊接和螺栓连接。
2试点工程的经济技术分析
2.1大幅减小变电站占地面积。试点工程围墙内占地面积减少10～25%、建筑面积减少15～30%。
2.2大幅提高工程建设效率。标准配送式智能变电站的工程设计、工厂加工、土建施工、安装调试等环节有效衔接，实现全过程精益化管理。试点工程建设周期较常规变电站减少约60%，土建施工、电气安装、现场调试时间较常规变电站缩短约50～60%。
2.3有效降低全寿命周期成本。与常规变电站工程相比，标准配送式智能变电站减少了占地面积、建筑面积、二次设备数量、施工安装工作量，现阶段由于建构筑物预制件尚未大规模工厂化生产，建筑工程费用有所增加，初期建设成本较常规变电站高约1.5～5%。标准配送式智能变电站建设大幅缩短建设周期，220kV变电站可提前9～10个月、110千伏变电站提前6～7个月取得经济效益，经LCC成本测算，全寿命周期较常规变电站降低5～10%。
3发展方向
经过首批五项标准配送式智能变电站的技术经验积累之后，标准配送式智能变电站技术的发展方向是：第一、电压等级向330kV和500kV发展；第二、装配式建筑物向多层结构发展；第三、智能化变电站集成更多的高级应用功能，包括：故障综合分析、智能告警、远方不停电修改及核查定值，实现自动化系统信息一体化、模型标准化。
4结束语
目前，标准配送式智能变电站还处于起步阶段，随着首批试点工程的实施，其在工程建设中的优势已经突显：占地少、效率高、功能集约、信息集成。随着其在关键技术、设备制造和功能应用等方面的不断提高，标准配送式智能变电站在投资、占地、环保、建设效率和智能应用等方面还有很大的提升空间，其必将是新一代智能变电站的典型发展方向。
参考文献
[1]国家电网公司.智能变电站试点工程评价报告[R].北京：国家电网公司，2011.
[2]国家电网公司.Q/GDw383-2009.智能变电站技术导则[S].北京：中国电力出版社，2011.
[3]国家电网公司.国家电网公司输变电工程通用设计：110（66）～750kV智能变电站部分（2011年版）[m].北京：中国电力出版社，2010.
变电站结构设计篇8
关键词：变电站综合自动化模结构式
在20世纪80年代后期，随着计算机技术和网络技术的发展，变电站综合自动化技术也得到高速的发展。变电站综合自动化技术实际上是利用计算机技术、现代通信技术，对变电站二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。目前变电站综合自动化系统有以下几种典型的结构和技术特点，主要是集中式、集中分散式和分散分布式三种。
（一）集中式结构
集中式一般采用功能较强的计算机扩展其i/o接口，集中采集变电站的模拟量和数字量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护、和自动控制等功能。集中式结构也并非指只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。多数集中式结构的微机保护、微机监控和调度等通信的功能也是由不同的微型计算机完成的，只是每台微型计算机承担的任务多些。例如监控机要担负数据采集、数据处理、断路器操作、人机联系等多项任务；担负微机保护的计算，可能一台微机要负责多回低压线路的保护等。
1、集中式系统的主要特点：
⑴能实时采集变电站各种模拟量、开关关量，完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。
⑵完成对变电站主要设备和进、出线的保护任务。
⑶结构紧凑、体积小、可大大减少占地面积
⑷造价低，尤其是对35KV或规模较小的变电站更为有利。
⑸实用性好。
2、集中式的主要缺点有：
⑴每台计算机的功能较集中，若一台计算机出鼓掌，影响面大，因此，必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性。
⑵软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。
⑶组态不灵活，对不同主线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大。
⑷集中式保护与长期以来采用一对一的常规保护相比，不直观，不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，程序设计麻烦，只适合于保护算法比较简单的情况。
（二）分布式结构
该系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台机计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用从CpU系统工作方式，多CpU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决CpU运算处理的瓶颈问题。各功能摸块（通常是多个CUp）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好的解决了数据传输的瓶颈问题，提高系统的实时性。分布式结构方便了系统的扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模块在安装上可以形成集中组屏和分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。
分散集中式结构如图：
（分散集中式系统框图）
（三）分层分布式结构
分层分布式结构系统从逻辑上将变电站自动化划分为两层，即变电站层（站级测控单位）和隔离层（隔离单元）。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。分层分布式结构框图如图：
（分层分布式系统框图）
该系统的主要特点是按照变电站的元件，断路器隔离进行设计。将变电站一个断路器间隔所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单位完成。测控单位可直接放在断路器柜上或安装在断路器隔离附近，相互之间用光缆或特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，大幅度地减少了连接电缆，减少了电缆传送信息的电磁干扰，且具有很高的可靠性，比较好的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展，大量现场的工作可一次性地在设备制造厂家完成。
变电站结构设计篇9
关键词：10kV箱式变电站 内部元部件选型 整体设计
中图分类号：tm63 文献标识码；a 文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0130-02
为了减小供配电线路路端损失，提高供电电能综合质量水平，要求将中高压输电线路尽量设置在电力负荷中心，甚至采取高压进户线路(通常以35kV、10kV为主)直接引入到负荷中心，集中向高层建筑和用电量非常大的工矿、企业进行供电。工程应用中，通常将100kVa～1250kVa，10kV／0.4kV的配电变压器，置于电力负荷用电中心进行集中供电，尤其是占地面积较小的地方，就需有构筑集高压受电设备、配电变压器、以及低压配电设备等为一体的供配电设施。按照集中式一体化供配电设施安装地点，又可以分为户内和户外两种，在制造厂组装成为成品就通称为组合变电站，同时为了日常检修维护方便和提高配电设施综合使用寿命，又将组合变电站装设在“目”或“品”字形的箱体内，既而称为箱式变电站。预装箱式变电站是一种把高压受电开关设备、配电变压器、以及低压配电设备按照一定的接线方式组成一体化的工厂预制型户内外紧凑式变配电装置，它将高压引入、变压、以及低压配电等功能有机结合起来，具有成套性强、集成自动化程度高、体积小、占地少、供电可靠性高、线损小、送电周期短、对环境适应性强、安装维护方便、以及外形美观等优点，在厂矿企业、住宅小区、以及农村变电站工程中发挥非常重要的作用。
1 箱式变电站的优点
目前，箱式变电站已广泛应用于城市供电、农村10kV～110kV中高压小型变(配)电所、工矿企业、以及流动作业变电所的建设及升级改造工程中，其易于深入到电力负荷中心进行集中供电，减少了供电半径，提高了配电线路末端供电电能质量，尤其适用于城市建设、农村电网技术升级改造、野外施工供配电等工程领域。
1.1 技术先进安全可靠
箱式变电站其箱体主要采用国内较为领先的技术和生产工艺，其外壳一般采用镀铝锌钢板；其内部框架采用标准的集装箱材料及制作生产工艺，具有非常良好的防腐蚀性能，能够保证设备20a不锈蚀；箱变内封板采用铝合金扣板，其夹层中封填防火保温性能较为优越的材料；变电站箱体内部安装自动调节空调及除湿装置，电气设备在正常运行过程中不受自然气候环境和外界污染等因素的影响，可以保证变电站在-40℃～+40℃温度范围内始终保持安全稳定、节能经济的运行性能。变电站箱体内的电气一次设备采用单元真空开关柜、干式配电变压器、干式电压(电流)互感器、以及真空断路器(配备电动弹簧操作机构)等国内先进的技术设备，产品按照全绝缘结构设备，无带电部分，完全能到零触电事故运行需要，且全站可实现无油化自动运行，二次设备集成自动化水平较高，大大减少了变电站运行维护工作量，能够实现无人值守等功能。
1.2 集成自动化水平较高
箱式变电站采用全站集成化、智能化一体化设计方案，其继电保护系统采用微机综合自动化保护装置，分散安装，可以实现变电站无人值守“四遥”功能，即遥测、遥信、遥控、遥调。变电站内部各控制系统单元均具有独立运行功能，可以通过微机保护系统实现的运行参数的远方设置，对箱体内部湿度、温度等参变量的远程调节控制，满足无人值班的功能需求。
1.3 工厂预制化
箱式变电站按照组合式结构进行设计，设计人员只需要根据工程实际需要情况，设计出电气一次主接线图和箱外设备，就可以按照箱式变电站厂家所提供的箱式变电站规格、型号、组合方式等设计出完整的方案。设计人员所选用的电气设备在工厂进行一次组合安装、调试合格后，就能投入到工程实际应用中。箱式变电站真正实现了变电站制造工厂预制化，不仅简化了设计思路、方案，同时缩短了工程施工周期，现场安装调试施工仅需将已组装完好的箱体进行定位，将箱体间隔间的电缆联接，并进行保护定值校验、传动试验、以及其它相关调试工作后，就能投入都实际工程应用中。
1.4 组合方式灵活
箱式变电站由于其内部结构比较紧凑，且每个间隔均按照独立集成系统设计方案，这使得箱式变电站在实际选用中根据需要其组合方式较为灵活，可以全部采用箱式结构，即将高压侧和低压侧电气设备全部设置在箱体内，组成全箱密封式变电站；也可以按照设计要求将高压侧电气设备置于箱体外部，低压侧电气设备及控制保护系统装备置于箱体内部安装。
1.5 综合投资经济效益高
从大量工程实际应用经验可知，箱式变电站与同规模容量的综合自动化变电站相比，其在经济性能方面大约可以减少40％～50％的综合投资；在技术性能方面，其运行安全可靠性非常高。选用箱式变电站基本不存在房建工程量，其占地面积较小，对于我国可用耕地面积不断减少的条件下，占地面积较小的箱式变电站已成为变电站建设发展的必然方向，将高压、变压器、低压电气设备进行集中一体化布置，符合我国节约土地的基本政策要求。
2 箱式变电站内部元部件选型技术要点
2.1 高压侧受电设备选择
对于10kV的中小型规模容量的电力用户而言，其高压负荷开关经常用于开断正常负荷电流，用户开断短路电流的情况非常少，因此，10kV箱式变电站在设计时，通常采用高压负荷开关加熔断器组合电器来代替高压断路器，这样可以大大提高设备综合投资经济效益。10kV箱式变电站中，由高压负荷开关实现开断变电站系统正常负荷电流，由熔断器实现开断变电站系统的故障短路电流，确保变电站安全稳定的运行。高压断路器与高压负荷开关加熔断器组合电器相比，其不仅造价较高，同时其外形尺寸较大，不适合于内部空间较为狭窄紧凑的箱变结构，因此，95％以上的箱式变电站其高压受电设备均采用高压负荷开关加熔断器组合电器。
2.2 变压器选择
箱式变电站变压器通常选用节能型干式配电变压器。配电变压器的容量应根据电力负荷特点和运行方式进行选择，单台配电变压器设计容量不宜超过1250kVa，如果统计负荷容量较大时，建议选用两台变压器自动切换运行方案。干式变压器不需要检查油位、油温、油质、以及油压等特性参数，也称为免维护式配电变压器，加上其具有阻燃、防爆等优点，在箱式变电站设计中成为优选的变压器类型。
2.3 低压配电部分选择
普通配电房中所用的低压配电柜(如：GGD、GCS、mnS等)均是按照低压配电功能单元进行单独组合布置，具体分为进线柜、联络柜、馈线柜、补偿柜等，而箱式变电站
其内部集成程度较高，一次电路较为简单，通常只包括进线、出线、补偿功能，因为，为了减少低压柜在箱变内部的占地面积，应优化低压电器的布置结构。主回路中应选用多功能万能式断路器，即可以手动又可电动操作的自动低压馈电开关，并配有过载长延时、短路短延时、以及短路瞬间保护，以及失压和分励等多种自动脱扣器和辅助结构，构成比较完善系统的综合保护系统。对于分支馈电线路而言，应选用塑料外壳式断路器，利用其自身所带的短路保护热脱扣装置，有效提高馈线回路运行安全可靠性。
2.4 附加功能设计
根据箱式变电站使用环境条件等条件要求，应可考虑加装防凝露、路灯照明时光控制等自动控制系统装置。箱式变电站壳体结构应具有非常良好的耐久性、抗腐性、以及抵抗内部故障电弧等特性。对于10kV末端箱式变电站而言，如果其容量在500kVa以下，则从经济性考虑，建议选用非金属壳体。
3 箱式变电站设计技术要点分析
3.1 变电站容量设计
选择箱式变电站变压器容量时，要以现有电力用户负荷特性和运行方式作为主要的依据，适当考虑电力负荷未来发展，即：如果该区域电力负荷在未来一定时间段内(以5年为例)进行电力规划时，其负荷容量如果存在不大变动，则在箱式变电站变压器容量选型时，就可以将5年内的电力负荷波动情况考虑在内。为了提高变电站运行经济效益，要求变电站当年运行负荷不能低于变压器容量的30％。
3.2 温升设计
箱式变电站运行过程中的温升效应主要取决于箱式变电站自身壳体结构、材料、配电变压器形式、以及电气开关设备结构形式，三者在选型设计时均应充分考虑温升设计富裕度。高压电器设备和控制设备允许温升按照《GB-t11022-1999高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》；变压器允许温升按照GB／t6451-1999《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》；低压电器设备和控制设备按照GB14048-2008《低压开关设备和控制设备新标准》中允许的技术要求进行温升设计。
3.3 组合电器的选用
选用组合电器时必须考虑产品的转移电流或交接电流的数值。转移电流一般大干负荷开关额定电流，它是负荷开关应能分断的最大电流。交接电流为熔断器不承担分断，全部由负荷开关开断的三相对称电流值。小于这一电流时，熔断器把分断电流的任务交给带脱扣器触发的负荷开关来承担。
3.4 控制系统抗干扰措施选用
箱式变电站按照技术特要求，应采取硬件抗干扰和软件抗干扰的综合抗干扰措施，其中硬件抗干扰是变电站自动控制系统最主要、最基本的抗干扰措施手段，具体包括：隔离、接地、屏蔽、滤波、鉴幅、提高信噪比等技术方法；软件抗干扰主要是通过在自动控制系统软件编程序时，加入相应的抗干扰措施方法，来及时发现、拦截和纠正软件干扰对控制系统带来的危害，具体包括：自诊断，程序容错、信息冗余和数字滤波等。
3.5 凝露和腐蚀措施选用
为了防止箱式变电站出现凝露等不利现象，可以在箱式变站内部加装加热器和通风装置，确保变电站内部的温度、湿度始终保持在最优环境条件下，确保箱体内的高低压电气设备不会产生对运行有影响的凝露等不利现象发生。但要真正解决凝露和腐蚀问题，最主要的技术方法就是找到一些能够克服凝露现象和具有较强防腐能力的材料作为变电站箱体材料。目前，我国一些高科技企业已研发出一些抗凝露防腐蚀的高性能材料，并在实际应用中取得非常良好的应用效果。
4 结语
随着我国科学技术的进一步发展，以及制造研发水平的进一步提高，箱式变电站综合集成自动化、运行可靠性、经济性等水平将得到显著提高。箱式变电站具有结构紧凑、机构简单、动作可靠、电能转换效率高等优越性能，必将得到电力用户的进一步认识和认可，进而推进智能供配电网安全稳定、节能经济的高效建设发展。
参考文献
变电站结构设计篇10
关键词：变电站、基础设计、地基处理
中图分类号：tm6文献标识码：a
电力是社会的基础性行业，电力设施的正常运转是经济发展、社会稳定的重要保证，变电站作为电力输送的重要环节，重要性不言而喻。
土建设计作为电力设计的辅助专业，主要是为电气设备安装设计服务，其设计及施工的好坏将会影响变电站的安全运行，一旦发生事故，将会造成不可估量的后果。因此，除了施工质量要求严格外，设计工作作为龙头尤为重要，在南方电网推行标准化、精细化设计以后，变电站内土建方面，地面以上的建（构）筑物、钢结构都得到细化，安全可控，费用成本一目了然，唯一不能细化又较易造成结构安全问题、影响设备运行的因素，就是由于地基处理不当引起的基础不均匀沉降。下面结合本人在变电站土建设计方面的经验，谈谈在土建设计中，如何针对不同的的地基条件，进行基础设计及地基处理。
一些变电站项目地处山城，地形、地貌、地质条件复杂；而变电站的选址必须综合的考虑负荷、线路走廊、政府规划、国土土地供应、拆迁赔偿、交通运输、防洪排涝、环境保护、建设成本等因素，选址弹性较小，加上需要考虑站址的挖填平衡，很多情况下，站址场地都存在局部或全部区域处于回填区或软土地基的情况。通常，站址经过场地平整后，不良地基主要有两种情况，一种是回填土地基，一种是实土地基，但存在软弱下卧层。
不良地质条件会导致不良地基，承载力难以满足设计要求，容易使上部结构产生不均匀沉降，变电站构架、支架以及建筑物虽为独立结构，但它们通过导线、管母或者母排等相连，一旦不均匀沉降超出允许范围，不仅会造成本身结构破坏，还会引起导线、管母等变形应力，损坏连接件和电气设备，严重的甚至会导致安全事故。
下面针对变电站内建（构）筑物的特点，结合工程实例，介绍一下变电站不良地基处理的一些常规做法。
首先应充分熟悉和理解地勘资料，进行基础及地基处理的方案论证；浅层地基土能满足承载力和沉降要求时，尽量采用天然地基，基础尽量浅埋，降低地基基础工程费用。
因变电站所处的地域条件要求填方较深时，可结合站区特点，施工条件，设计经验，选用强夯地基、桩基础或者对土层分层压实、局部区域换填等地基处理方式。
某110kV变电站工程，站址刚好落在山体斜坡上，站区平整前，场地揭露约2.0米时，为强风化岩层；场地平整后，站址区域填土最深处达到13.0米，最浅处均为坚实原状土。针对该站的地质条件的特点，设计中，考虑到荷载较大的配电装置楼位于深填土区，配电装置楼基础采用桩基础型式，通过对建筑物各柱底受力的试算，决定采用直径为φ300mm的高强度混凝土预应力管桩，桩基以强风化岩为持力层，减少建筑物的沉降。对处于较深填土区域的构筑物，采取同样的基础型式，达到理想的效果。
对持力层深度小于5.0米的回填土区域，对建筑物，采用碎石混合中粗砂进行地基换填处理、压（振）实，处理后，地基承载力特征值达到200Kpa以上，满足建筑物的承载力要求和沉降要求，得到很好的效果。对浅回填土区的构筑物，采用片石垫层进行处理，即把基槽开挖至坚实土以下约500mm处，对基槽超挖部分采用片石砌筑至基础底面，块式混凝土基础直接支承于片石垫层上，确保构筑物基础的稳定和安全。通过对各区域的建（构）筑物采取不同的地基处理方式，既方便施工，又满足承载力的要求，同时，兼顾了经济性。该站自投产运行以来，运行良好，未监测到建（构）筑物有倾斜或沉降较大的迹象，表明该站的地基处理可行、有效，达到设计的预期。
某35kV变电站，站址区域刚好位于两座山的山凹处，站址场地平整后，站址有较大面积的区域的回填土达到7～8米深，进行地基设计处理时，综合考虑站内建(构)筑物的特点，地基土的特性和回填深度，决定采用强夯法对地基进行处理。
站址场地的地基土分层及厚度如下：表层为3～8米厚的回填土，由上至下分别为：砂土，含水率约13%，层厚约1.5～2.6米；粉土，含水率约21%，层厚约1.2～3.3米；粉细沙，层厚约2.4～3.7米。
考虑到站内建构筑物的特点，确定地基处理后的目标为承载力特征值达到150Kpa以上。
设计时，选取锤重为15吨，自由落距为10米，夯点布置为3.5m×3.5m，按矩形布置，通过现场试夯，确定最佳的夯击能状态在7～8击左右，最后两击平均夯沉量控制在5cm左右。整个场地满夯后，对场地进行表面平整，然后在进行低能夯击，要求每个夯点两击以上。经过强夯法处理后，通过静载荷试验检测结果表明，各夯点的承载力特征值都能达到设计要求，各点的变形模量值相差不大，地基处理满足设计要求。
除了本文上面论述的地基处理方法以外，在变电站地基处理方面，树根桩法及水泥土搅拌法也经常用作深回填土及软土地基的处理，振冲碎石桩常用于液化土的地基处理，在此不一一论述。
结语
随着国家城市化进程的加快，变电站站址的选择面临着严峻的考验，选择的余地越来越小，站址落在不良地质条件的区域越来越多。在以往的工程建设中，因地基处理不当，时常出现建（构）筑物因为沉降不均匀或过大，造成建筑物梁板开裂，构筑物倾斜，导致设备倾斜或者损坏，造成变电站运行的安全隐患，因此正确的地基处理方案尤为重要。既能保障电力设施的安全，同时还能节约资源，降低工程造价，促进国民经济的良性循环。
参考文献：
1国家标准.建筑地基基础设计规范(GB50007-2011).北京：中国建筑工业出版社，2012
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3行业标准.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012).北京：中国建筑工业出版社，2013
4行业标准.建筑桩基技术规范(JGJ94-2008).北京：中国建筑工业出版社，2008
5行业标准.变电站建筑结构设计技术规程(DL/t5457-2012).北京：中国计划出版社，2012