新疆高海拔山区变电站变电土建设计研究

新疆高海拔山区变电站变电土建设计研究

曾 杨   石 旭   吴秀婷

（新疆光源电力勘察设计院有限责任公司，新疆  乌鲁木齐  830000）

摘要：新疆地大物博、地形复杂多样，丰富的矿产资源较多位于高原山地区域，为发展经济，对此处的矿产资源进行开发是十分必要的，而当地落后的电力设施制约着资源的开发。高原山地自然条件恶劣，适合于变电站建设的平地少，造成变电站的选址困难。本文以和田地区某220kV高海拔变电站为例，论述了高原山地变电站变电土建的部分设计经验，建议高原山区变电站沿河道选址，选址在稳定的河道阶地、场地平整按河道阶地坡度，同时考虑高原的气候特点，适当提高混凝土强度等级，增强防腐设计。

关键词：高海拔；变电站；山区；变电土建

1引言

新疆的总面积约为160多万平方公里，地形复杂多样，域内的高山、湖泊众多，包括高原、山地、盆地等多种地貌。根据资料，新疆的山地占37%，丘陵占19％，平川地44％。同时新疆是世界能源和金属矿产重要富集区，也是我国重要的矿产资源接替区，而大部分矿产都位于人烟稀少的高原山地。为开发资源，首先在高原山地进行电力建设是很有必要的。变电站作为输送电力的心脏显得尤为重要。与平原丘陵地区相比，在高原山地区域进行变电站的设计，往往会遇到选址困难、高原冻土、高原季节性河流以及气候影响等各种问题。因此，对高原山地区的变电站设计进行研究是很有现实意义的。本文以新疆和田地区某220kV变电站为例，对高原山地变电站变电土建设计进行深入研究。

2工程概况

拟建220kV变电站工程位于新疆维吾尔自治区和田地区和田县，地貌单元属于喀拉喀什河阶地，场地内可见生产红柳，地形较平坦。根据变电站建设规模、工艺布置、进出线方位及站址条件综合考虑。220kV变压容量规划2台63MVA，本期建设2×63MVA。变电站围墙内区域占地面积12012平方米，长度为132米，宽度为91米，整体方位按长向-西北、东南布置。全站设建筑物5栋，分别为220kV GIS室、35kV 配电装置室、辅助用房、临时电源室以及水泵房。变电站围墙、场坪、道 路、电缆沟、全站构架、全站建筑物、事故油池、化粪池均统一规划，按变电站最终规模一次建成。

3地质概况

根据地勘报告，勘探深度范围内，站址及周边主要分布的地层基本特征如下：第①层圆砾：灰褐色、青灰色，饱和，密实，母岩成分以沉积岩、变质岩为主，颗粒形状多为椭圆状，骨架颗粒不连续接触，一般粒径大小为 0.5～2.0cm，约占 55~60%，最大可见粒径约 8.0cm，磨圆度较好，分选性较差，级配不良，充填物以砂土及少量粉土为主，最大揭露深度 20.0m，未揭穿，场地内均有分布，地基承载力fak=300kPa。

4变电土建设计方案

4.1站区总体规划

本工程处于高原山区区域、群山环绕，适合于变电站建设的平缓地带较少，同时站址选址要与城镇规划相协调，以及考虑对外交通及大件运输等综合因素。这些因素导致站址选址十分困难。本工程选址多处站址，经过比较，最终参考山区公路沿河选线这一原则，将站址选址在河道阶地上。变电站站址与G219相接，交通便利。

4.2站区总平面布置

站内总体布置简洁紧凑，功能分区明确。本站采用户内GIS布置方式，主变压器、电抗器、接地变兼消弧线圈和SVG设备均采用户外布置，35kV配电装置楼按单层布置，包含35kV高压室、二次设备室、工器具室、资料间和蓄电池室。 主变布置于配电装置楼的西侧；220kVGIS室布置于站区中心；水泵房、临时电源室、辅助用房位于站区北侧；220kV架空出线规划两回，本期一回，向西北侧出线；35kV户内配电装置采用充气式开关柜单列布置，主变进线至穿墙套管之间采用铜母线连接，35kV电缆出线。

4.3站区竖向布置.

本工程站址处于河道阶地，此阶地自然坡度约为3%，为节约造价，减少场地平整的土方，故变电站场坪为平坡式布置，坡度取3%，土方量挖方约为47m³，填方约为5300m³。整个场地区域地形开阔，站址参考G219考虑防洪要求，站址平均高程为4189米。

4.4管沟布置

站区内电缆沟布置时均以沿道路、建构筑物平行布置的原则，从整体出发，统筹规划，在平面与竖向上相互协调，远近结合，间距合理，减少交叉，同时考虑便于检修与扩建。 根据电气工艺要求，站内电缆沟主要断面为 0.8x0.8m(宽×高)、 1.1x1.0m(宽×高)和 1.1m×1.4m(宽×高)。电缆沟采用混凝土现浇电缆沟，盖板采用互卡式复合盖板。

4.5道路及场地处理

站内道路采用C40混凝土城市型道路。配电装置室及主变区周围的道路布置成环形路，站内大型设备运输道路宽度为4.5米，消防通道为4.0米，所有接入建筑物的人行道宽度为1.5～2.0 米。220kV主变运输考虑为直进直出式，不考虑运输车辆的转弯半径要求；消防道路转弯半径为9米；人行道转弯半径为3米。站内巡视道路采用花砖硬化道路，其余配电装置区裸露的场地采用碎石封闭。

4.6建筑及结构

4.6.1建筑物概述

所区内建筑物根据使用功能的不同布置有5栋单体建筑：220kV GIS室、35kV配电装置室、辅助用房、水泵房及临时电源室。

A.220kV GIS室：地上单层钢筋混凝土结构，建筑面积505㎡。

B.35kV配电装置室：地上单层钢筋混凝土结构，建筑面积488㎡，内设35kV高压室、资料室、工器具室、蓄电池室、二次设备室。

C.辅助用房：地上一层建筑，建筑面积83㎡，内设走道、休息室、值班室、备用间。

D.消防水泵房：地上一层、地下一层建筑，建筑面积36.4㎡，紧邻消防水泵房设置500m³消防水池一座。

E.临时电源室：地上一层建筑面积55.3㎡，内设设备间、储藏间、工具间。

4.6.2建筑结构

目前变电站的结构形式主要为钢框架结构和钢筋混凝土框架结构，考虑高原山区路途较远，钢构件运输成本高，故本工程采用钢筋混凝土框架结构。同时考虑高原辐射强、温差大，对混凝土的耐久性要求更高，因此本工程混凝土强度等级均采用C40。建筑物安全等级为二级，抗震设防烈度为8度，框架抗震等级二级。本工程冻土为3米，基础埋深均超过冻土深度，同时提高防腐等级，进一步保证了混凝土的耐久性，提高建筑质量。

5结论

通过本文研究，建议高原山区的变电站选址在稳定的河道阶地上、阶地的地基承载力普遍很高，地层稳定，适合变电站建设。按河道阶地坡度进行场地平整可大量减少平整土方，满足经济性要求。高原山地运输不便，建议采用钢筋混凝土框架结构，同时考虑高原的高辐射、温差大，适当提高混凝土强度等级及防腐。

参考文献

[1]唐滔,易建山,罗晓康,等.西藏4000m以上高海拔地区变电站设计实践[J].电力勘测设计,2021,(05):1-6.

[2]庄锦.浅析高原高海拔高寒地区变电站工程建筑物钢结构的应用[J].中国新技术新产品,2014,(20):102.

[3]苏松毅.浅谈山区变电站土建设计思路[J].通讯世界,2018,(05):134.

[4]王乙斐,欧阳友.高海拔地区400kV变电站屋外配电装置的选择与布置方案[J].电工技术,2021,(19):147-148+153.

[5]何恩家,曾光昌,刘清培,等.高海拔寒冷地区变电站混凝土道路施工技术[J].中国电业(技术版),2011,(04):30-32.