关键词:110kV变电站 总平面布置 优化设计 影响
110kV变电站的总平面合理布局的设计不仅关乎电力事业发展的前景，更是现在社会经济发展的可持续性的要求，科学合理的布局有利于发挥变电站的工程设计的进一步优化，落实“规范、巩固、完善、提高”总设计要求，不断的更新技术设备，在土地资源紧张的现实下，发挥变电站的科学平面布局，减少土地资源的浪费，以最小的的土地资源模式发展出良性循环的高水平、高效率的变电站布局开发，是可持续发展观以人为本，统筹兼顾的精神体现，对于促进电力事业的稳定发展、国民经济健康运行有着重要的现实意义。下面，我们从110kV变电站的总平面布置优化的设计原则以及优化方案来进行分析，以期能够为我国110kV变电站总平面的科学布置做出理论上的探讨。
1、110kV变电站总平面的优化布置原则
1.1 选择最新的110kV变电站设计标准技术，遵循“两型一化”导则
110kV变电站总平面布置要根据现在的变电站标准设计的要求，推广和使用先进变电站的设计方案，在设计过程中，要注意借鉴以往工程的设计理念和技术，不断的吸取经验教训，不能局限于一套标准方案的设计，根据现实工程实施的实际情况，结合“两型一化”变电站建设导则，使变电站总平面布置进一步优化，创新标准设计。
1.2 不断地更新技术和设备，优化整体布局
随着科学技术的不断发展和更新，变电站布置的设计方案同时也要跟随时代和科技的步伐不断优化，及时采用和引进新的技术设备来充实变电站设置布局的调整，积极的改进布置优化方案，具体的在通讯设备、专用通信室、电缆室、继电保护室等改进更新，整合房间功能，结合现代网络监控系统的发展，使得变电站智能化、网络自动化运行操作，减少人为事故的发生，最大限度的应用科技创新来使得110kV变电站总平面布置优化成为可能和一种必然趋势。
1.3 遵循“规范、巩固、提高、完善”的总设计方针
这是变电站总平面设计时的总体要求的体现，遵循工程规范规章进行建设，不断巩固总平面设置的基础设施，加强建施工的力度，提高工程建设质量，保证建设的科学可持续发展性，完善总设计方案并且不断优化改进，最大限度的提高变电站设计的合理性和环境适应性，促进变电站的良性循环发展。
1.4 将工程条件和规程规范协调统一
变电站设计以及施工时，不但要严格遵守工程实施的规范规章制度要求，避免因人为因素导致的施工上的失误，规范管理程序和总平面建设布置的流程，同时，要根据具体的110kV变电站的布置的环境条件特点，将工程施工规范规章和当地的环境条件想统一，做到因地制宜的建设开发，最大限度针对环境特点合理开局，做到人与自然环境的发展协调统一。
2、110kV变电站总平面布置的方案优化设计步骤
首先，合理划分变电站的布置区域。这是进行变电站总平面合理布局的第一步，即根据当地环境特点合理划分区域，具体地将变电站布局划分为六个区域：主变压器、10kV配电装置、35kV配电装置、110kV配电装置、主控制室、生活区域等，通过区域的科学合理划分，更多的体现在布置框图上的设计，从而为110kV变电站的总平面设计勾画出框架图，是实际施工的基础和指向。
其次，确定变电站总平面布置的轴线。在合理划分区域的基础上，进行变电站总平面轴线划分，即以主变压器为中心，具体地设定三条纵横的基准轴线：一是从主变110kV套管B相到110kV进线间隔的门型构架B相挂线点的轴线；二是从主变35kV门型构架B相至35kV进线间隔的B相挂线点的轴线；三是从主变低压侧10kV套管B相至10kV配电室主变进线套管B相的中心线。通过轴线的确定，能够更加清晰地看出变电站在那个平面布置的轮廓结构，以便于施工建设的合理便捷操作，在设计构图上能够清晰明了地对变电站整体结构的认识，减少后续施工的不必要麻烦和程序，是110kV变电站总平面设置的中心环节。
第三，专业分工布置，相互协作。在110kV变电站总平面布置的整体构造基础上，要求电气、土建设计技术人员的专业化水平不断提高，加强交流合作，根据不同专业人员技术的分工特点，有针对性的进行布置，达到高效率、高标准、高水平的布置，使得变电站的布置科学合理化，施工便捷化，运行高效化，进一步优化变电站总平面的布置优化设计。
第四，变电站建筑建设上应满足相关的标准规范规章设计要求。首先，变电站内的建筑物和变电站外部建筑物之间的防火距离上的设计规划要满足相关规范；其次，建筑物的防火距离也要达到相关规范要求，根据《建筑设计防火规范》的要求，出于对变电站内道路功能和设备运输道路的全面考虑，在主变压器前设置的道路和在设备进口侧设置的道路进行优化布置，一方面满足了变电运行检修的需要，另一方面减少了占地面积，节约了建设投资。
第五，变电站整体协调设置。变电站的整体布置要与周边环境协调，一个科学合理的变电站布局不仅是体现其本质上的变电用途，做要到科学合理布局，必须要结合融周边环境于一体的设计理念，根据区域的划分，真正从科学发展观以人为本的设计规划理念出发，做到变电站与自然环境的融合，实现可持续发展。
第六，效果评估。通过建立一套科学的变电站设计评价机制对变电站总平面布置进行效果评估，对变电站总平面布置的方案是否做到了科学合理化，全面进行专家组效果评估的断定，布置结构分区的合理性、轴线划分的科学性、资金利用上等都要进行一系列的效果评估，找出设计问题所在，分析原因，不断的总结经验，吸取教训，借鉴先进设计理念和方案，从而在最大程度上使变电站总平面布置科学合理化。
3、前期变电站总平面布置的优化设计对后期工程建设的影响
研究前期变电站布置对后期建设工程的影响也是优化设计方案的一个重要方面，变电站的总平面设计不仅仅是对变电站合理区域布局、轴线确定、合理造价设计的构建，还要考虑许多后续工作，对后期建设工程的影响是变电站建设的考虑因素，首先，进行前期变电站的选址时，要充分和规划部门沟通研究，保证建设变电站的出入口合理规划设计，消防通道与建筑物等协调畅通；其次，前期选址要充分考虑到线路走廊对工程建设的影响，节省工程建设资金，促进变电站布局合理开发，形成良性的循环机制，促进电网可持续健发展。
110kV变电站的总平面合理布局的设计不仅关乎电力事业发展的未来，更是现在社会主义经济发展的可持续发展观的的理念和要求，科学合理的布局变电站布置有利于我国变电站的工程设计的进一步优化，进一步落实“规范、巩固、完善、提高”变电站总设计要求，在不断的更新变电技术设备的前提下，加强变电站布置手段的方案的优化设计，是当前我国土地资源紧张的现实下，发挥变电站的科学平面布局，减少土地资源的浪费，以最小的的土地资源建立出良性循环的高水平、高效率、高科技的变电站开发，是社会主义可持续发展观以人为本，统筹兼顾的精神体现，随着我国经济的不断进步和发展，对各个区域电量需求的不断提高，尤其是在各种经济发达的大中城市、工业经济园区等，各种电力需求矛盾的日益凸显，要求我们变电站平面布置和设计以及优化做出进一步探索，建设科学、先进的变电站，优化变电站平面设计对于保证我国电力持续健康供应具有重要意义，有利于促进国民经济的健康稳定发展。
参考文献
[1]南方电网变电站标准设计第五卷110kV变电站标准设计.中国电力出版社.
[2]电网设计工程师手册（变电技术篇）.中国电力出版社.
关键词：天然气；门站；防雷设计；技术评价
中图分类号：P427 文献标识码：A
1 引言
随着科学技术的不断发展进步，天燃气门站设备的自动化程度、科技含量越来越高。门站露天的燃气管道（放散管）、调压、计量、过滤、加臭等设备都可能是雷电的最好通路，一旦遭到雷击发生事故的后果会特别严重。
2 天燃气门站防雷装置设计规范要求
防雷装置是用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，由外部防雷和内部防雷装置组成。
2.1 防直击雷设计要求
依据《城镇燃气设计规范》GB50028和《城镇燃气防雷技术规范》QXT109规定。一般天然气门站建设在远离市区的空旷地带，应设计独立防雷装置；独立避雷针（线）的设计应符合GB50057～2010附录D要求。燃气门站生产或储存燃气的建筑物、阀室、控制机房等建筑物的防雷设计应符合《建筑物防雷设计规范》GB50057的“第二类防雷建筑物”规定。
2.2 天燃气门站防闪电感应、闪电电涌侵入设计标准要求
由于闪击时雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波即闪电电涌可能沿着这些管道侵入室内，致使电气系统、信息系统及设备损坏。依据《建筑物防雷设计规范》GB 50057～2010、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343—2004规定，门站内的电子信息系统雷电防护等级为B级。在门站供电系统应采用过电压保护，重要设备直流供电线路应加装直流电涌保护器，信号系统应加装信号电涌保护器。
2.2.1 供电系统过电压保护
电源线路上多级电涌保护器防护，第一级电涌保护器限制首次雷击产生的过电压，加装在总配电柜处，选用Ⅰ级试验的10/350μs波形的电涌保护器，电涌保护器的电压保护水平值应UP≤2.5KV。加装的第二级电涌保护器，其作用是限制后续雷击、首次雷击的波尾产生的过电压和工作操作过电压，加装在分配电柜处UPS前，选用ⅱ、ⅲ级试验的8/20μs波形的电涌保护器，电涌保护器的电压保护水平值应UP≤2.0KV。对控制机房的设备及其他重要设备宜加装第三级过电压保护，安装的电涌保护器尽量靠近设备端。
2.2.2 仪表和自动控制系统的过电压保护
门站的温度变送器、压力变送器、压差变送器、计量变送器及阀室太阳能电池板等直流供电线路应加装直流8/20μs波形电涌保护器。
2.2.3 信息系统的过电压保护
电子信息系统的室外金属导体线路宜全线采用有屏蔽层的电缆埋地敷设，其两端的屏蔽层、钢管等应接到入户处的等电位端子箱上。有室外进入控制机房的各类信号采集线、通信线在门站内应埋地平行敷设，各类信号线敷设的间距应≥100mm，应与电源线分开敷设。
2.2.4 等电位连接
门站内的金属燃气管道应整体电气贯通，等电位连接不少于两处，间距宜小于25米。金属燃气管道弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻≥0.03Ω时，连接处应用金属线跨接。露天设备区的防爆接线盒、可燃气体报警器、防空区所有外露地面未跨接管道、阀门应作等电位连接。控制室内防静电地板、金属门窗、暖气管道等金属物应就近与接地系统做可靠连接；电子仪器的金属外壳亦应就进接地。
2.3 接地要求
通常情况下，防雷接地与防静电接地、电气设备接地及信息系统接地采用共用接地装置，接地电阻值不大于4Ω。燃气门站爆炸危险环境中燃气设备的接地线宜在不同方向与接地体相连，连接处不得少于两处。门站焊接部位的防腐采用涂漆处理。
3 南宫天燃气门站防雷设计技术评价
该工程控制机房、阀室、燃气管道等建筑物及露天设备防直击雷设计基本符合规范要求；金属燃气管道、露天设备等电位连接的设计亦基本符合规范要求。
3.1 主要问题
3.1.1 在防直击雷方面天燃气门站没有设计独立防雷装置。
3.1.2 在闪电电涌侵入方面
仅在电源总配电柜处设计一级8/20μs波形电涌保护器、其参数电压保护水平值应UP≤2.0KV，每一保护模式下标称放电电流应In≥20KA；温度变送器、压力变送器、压差变送器及可燃气体报警器等直流供电线路未设计直流电涌保护器；信息系统未设计信号电涌保护器。
3.2具体意见
3.2.1 按照《城镇燃气设计规范》（GB 50028—2006）第6.6.22条、《城镇燃气防雷技术规范》QXT109第5.3.1条规定
3.2.2 按照《城镇燃气设计规范》（GB 50028—2009）第6.5.22条第9款、《建筑物防雷设计规范》（GB 50057—2010）第4.3.8条第6、7、8款、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343—2004第5.4.1规定）
3.2.3 门站的温度变送器、压力变送器、压差变送器及可燃气体报警器等直流供电线路应加装直流电涌保护器。
3.2.4 各类信号线采用光缆时，在室内终端前应加装信号电涌保护器，选用B2类慢上升率试验的信号电涌保护器；可燃气体报警系统、监控系统采用金属线时，其终端箱处应安装 D1类高能量试验类型的电涌保护器。
以上修改意见通过直接与设计方沟通交流，接受了该意见，并作了图纸变更。
浙江省防雷中心浙江杭州311100
摘要院近些年，杭州市余杭区私家车数量不断增加，开发区物流量也与日俱增，加油站的作用越来越重要，但是这些年全国范围内的加油站雷电灾害事故屡屡发生，对其周边安全造成巨大威胁，因此要重视存在的雷电安全隐患，规范加油站雷电综合防护工作。
关键词 院加油站；雷电安全隐患；解决方案
0 引言近些年，杭州市余杭区经济快速发展，百姓生活水平得到了很大改善，私家车等数量越来越多，且辖区内设立的余杭区经济技术开发区和钱江经济开发区内，各类企业投资办厂，随之产生的物流运输也使得该区机动车流量增多，作为城市交通配套服务设施的加油站也愈加突显其重要。
1 基本概况
余杭区内的加油站通常建造在城乡主干道及路口、进出该区的320 国道和09 省道以及沪杭等高速公路开阔地带。一般营业用房、宿舍等的规模都不大，不便于多级防雷方案的实施，且所处环境较为空旷，属相对孤立的建筑物，易遭受雷击，且加油站的性质属易燃易爆场所。因此，加油站的防雷防静电情况应当引起足够重视。
1.1 存在的问题
或大或小，或轻或重，但均是安全隐患，若不引起重视，及时采取措施，都有可能酿成大患。
1.1.1 营业用房未装设防直击雷装置。
1.1.2 专设引下线：淤材料规格不达标；于未设断接卡；盂未沿建筑物均匀设置；榆未采取防跨步电压、接触电压措施；虞未做防腐处理。
1.1.3 未装设相应的电涌保护器（SPD）。
1.1.4 加油枪、广告牌等未接地或接地不良。
1.2 问题的分析
1.2.1 没有区分防雷类别部分加油站在防雷工程设计中没有对站内建筑作防雷类别区分，有的直接按照三类防雷建筑物去设计，显然这是不合理的，应当严格依据其“年预计雷击次数”的计算结果和相应规范的要求确定工程的防雷类别。根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 和《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002(2006 年版)等规范可以判定，加油区罩棚、罐区等属于二类防雷建筑物，营业用房、宿舍等属于三类防雷建筑物。
1.2.2 没有明确防雷保护范围一些加油站的加油罩棚比营业用房高，设计施工人员（或是私营加油站老板）便省去了营业用房的接闪器，但加油罩棚的接闪器能否保护到营业用房，这个还是得按滚球法计算其保护范围来确定，而不是用肉眼观察。按滚球法计算时，如果加油罩棚能够保护到营业用房，那么营业用房顶部可不设接闪器，否则必须加设。
1.2.3 设计不应只图美观，施工不应只想成本和难度设计方面，根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 第4.3.3 条的要求：二类防雷建筑物的引下线应沿建筑物四周均匀对称布置，其间距不宜大于18m。这点许多加油站为了不影响建筑物的外观及经济性等因素，利用建筑物结构柱内主筋作为引下线，这样的做法是符合相关规范要求的，但应注意引下线的平均间距和均匀分布问题。
在施工方面，大多数加油站由于所处地理环境和施工条件受限等影响，存在明敷引下线跨度较大或过于集中的问题，须引起注意并尽可能解决它，以防万一。
1.2.4 未采取防感应雷措施在配电系统这块的防感应雷保护上，包括中石油等的大型国企加油站在内，普遍没有采取相应的防感应雷措施，比如：埋地电缆的进线方式、电源电缆没有屏蔽措施或是屏蔽措施不当、未设信号电涌保护器等。由于I 级试验的电涌保护器和信号电涌保护器一般价格都较昂贵，国外进口的就更不用说了，所以大多数加油站都未按要求装设。一旦雷击电磁脉冲干扰，税控加油机、电脑监控等电子设备都极易受到损坏，将给企业造成巨大经济损失. 1.2.5 接地体安全距离。安全距离，指接地点至被接地物体间的距离应达到一定长度, 才能避免因雷电流泄放不畅和雷电高电位反击而引起火花放电，造成灾害事故。但在近几年的防雷检测中，不少民营加油站图方便，油罐就近接地，其与接地体的距离太近，有的甚至就在边上，且存在油罐接地点未达到至少2 处的情况。
1.2.6 民营加油站的不规范问题民营加油站由于其所属私人及规模较小等特殊情况，存在较多问题。淤人员专业素质。民营加油站的员工在企业招聘后并未进行系统专业的相关培训，在实际作业过程中，无论装备还是操作方法，都存在许多安全隐患。于防爆器材。加油站内爆炸危险区域内（如罐区）的照明灯具应采用防爆型，配备对讲机的也应采用防爆型。
2 相应解决方案
2.1 防直击雷
淤加油站罩棚为二类防雷建筑物，其引下线间距不应大于18m，且应沿建筑物外墙尽可能的均匀分布。于营业用房的防直击雷保护范围必须根据滚球法计算确定，而非肉眼或直觉。
2.2 接地系统
淤储油罐必须至少有两处接地，且罐体距接地体距离应不小于3 米。于加油站内的防雷、防静电、信息系统、配电系统宜采用共用接地系统，其接地电阻不大于4赘。盂加油枪要做可靠接地，并定期检查接地状况，及时处理加油枪连接处的污垢，以免影响接地效果。榆广告牌应作可靠接地处理。
2.3 配电系统的防雷保护
淤电源入户处应装设满足I 级试验要求（I 级：Iimp逸12.5kA，Up臆2.5kv）的电源浪涌保护器（SPD），信息系统要装设相应的信号电涌保护器（SPD）。于电源线路进出处金属外皮应做接地处理。
2.4 静电防护
加油枪、金属管道的法兰盘等的接地要在连接处进行有效跨接。当法兰盘的连接螺栓不少5 根时，在非腐蚀环境下可不跨接。
2.5 规范化、专业化
以民营加油站为例，需要努力做到人员专业化、设备规范化。加强人员岗前培训、岗内考核，购置、更换老旧和不符合标准的设备。
3 结束语
随着该区城市综合灾害防御规划的部署，加油站的各项防雷保护措施也在逐渐得到重视，其在灾害防御规划中的重要性也越来越重要。因此相关的加油站企业要加强管理,做好相应防护措施，以防范于未然。
参考文献：
[1《] 建筑物防雷设计规范》GB50057,2010.
【关键词】大型客站；牵引供电；变电所；主接线；设备选型
随着我国铁路建设的快速发展，铁路枢纽大型客站不断涌现。大型客站是多条铁路干线的交汇处，是涉及车站、联络线、动车所和机务等多种技术设施构成的铁路综合设施，是组织车流交换和供应运输动力的重要据点，承担着上百对旅客列车的繁重运输任务，一旦停电将严重影响正常的铁路运输秩序，因此大型客站对牵引供变电系统的安全性和可靠性要求较高。
1.铁路枢纽大型客站的特点
此外，大型客站附近的联络线较多；通常按照城市规划选址，周边与市政设施公路等连接紧密，变电所选址、外部电源进线和27.5kV馈线的路径相对困难；大型客站和动车段的照明负荷和空调负荷一般较重，常规的10kV或35kV电力配电所难以承担，通常需要与牵引变电所共用外部电源，变电所主接线比较复杂。
2.牵引供电设计
2.1供电方案
大型客站是铁路枢纽的客运负荷中心，同时也是不同铁路干线牵引供电系统交汇的地方。不同线路供电方式之间需要考虑衔接，相邻线牵引供电设施之间需要考虑相位匹配和相互支援，动车段、机务段等需要考虑垂直检修天窗下的运行，因此大型客站对牵引供电质量和可靠性要求较高。
《铁路电力牵引供电设计规范》（TB10009―2005）中第3.2.7条规定：“机务段等应设独立供电线，有条件时折返段可设独立供电线”，“大型客站应设置独立供电线，并实行分束供电”。《高速铁路设计规范（试行）》（TB1062l_2009）第11.2.5条规定：“动车段（所）应采用双回电源供电，其中至少1回为独立电源。”根据以上规范要求并结合大型客站正线数目多、客场多、动车段或机务段需独立供电等特点，在大型客站处设置牵引变电所能同时向多条铁路干线和大型客站供电，同时还能够兼顾联络线和机务设施的供电，供电能力利用充分。因此应优先考虑在大型客站设置牵引变电所。
2.2供电分段设计
大型客站同时连接数条铁路干线，为减小接触网检修或故障时的停电影响范围，大型客站一般按照线路不同方向划分供电分区，不同客车场的上行场和下行场、动车段（所）、机务段、较长的联络线均采用牵引变电所出独立馈线供电的方式；相邻供电单元之间设置联络开关并纳入远动。
大型客站的这种“细分单元+远动联络开关”的供电方式供电可靠性较高，缩小了检修或故障条件下的停电影响范围，大大降低了对运输组织的影响。但同时也大大增加了牵引变电所的馈线数量。不少大型客站牵引变电所的馈线数量在20条以上，给牵引变电所场坪布置、馈线出线走廊布置等带来一些影响。
2.3越区及过渡方案设计
大型客站设置牵引变电所，则对于连接大型客站的多条干线而言，意味着牵引供电系统将采用“由里向外”的供电方式，客站牵引变电所成为中心变电所，则必须考虑该客站牵引变电所与连接线路上牵引变电所之间的衔接、支援的灵活性、相位的匹配等关系。
为提高运输质量、减少电分相数量，大型客站的所有客场和机务设施由客站牵引变电所的同一相供电，客场之间以及客场和机务设施之间均采用电分段。当两回外电线路检修或故障退出、变电设备故障等原因导致该客站变电所退出运行时，大型客站亦只能由连接客站的某条干线的牵引变电所通过上下行正线来越区供电。则在牵引供电设计中客场之间以及客场和机务设施之间要考虑设置联络开关以保证电的连通。
为减轻越区供电时对大型客站运输能力的影响，在供电方案设计中可以考虑指定某相邻牵引变电所作为越区供电时的首选，同时将两变电所之间的供电臂适当缩短来提高越区供电能力。
当连接大型客站的多条铁路干线分期分步实施时，客站牵引变电所在牵引变压器容量、馈线布置、供电线路径、接触网分段和联络开关设置等方面还要考虑近远结合的实施方案和过渡措施。
3.牵引变电设计
铁路枢纽大型客站的站房和动车段等设施的电力负荷用电需求非常繁重，近年来站区内牵引变电所和电力变电所均采用了合建方式，共用两路220kV外部电源，经牵引变压器和电力变压器分别降压后向牵引及电力设施供电，因此大型客站牵引变电所的电气规模较大，在主接线、场坪与房屋、设备选型、电缆敷设等方面均与常规牵引变电所有所不同。
3.1 220kV主接线设计
目前共用外部电源的电力电化合建变电所存在几种主接线模式：线路变压器组接线、线路分支接线、单母线分段接线。几种模式均具有投入运行的经验，其主要特点如下。
3.1.1线路变压器组接线
该方案接线简单，仅各变压器前设置高压断路器。正常时两路电源同时投入，牵引变～主一备运行，电力变并列运行。当工作电源失压或变压器故障时，牵引变通过自投装置切换至另一组电源及变压器供电，电力变压器通过10kV侧自投装置将10kV母联开关合闸由一台电力变压器向两段电力母线供电。运行方式的变化均需由相应的闭锁关系配合。
3.1.2线路分支接线
该方案两路220kV进线通过电动隔离开关与220kV母线相连，两路220kV进线电源之间设置带隔离开关（或断路器）的跨条，各变压器前设置高压断路器。
正常时两路电源同时投入，牵引变一主一备运行，电力变并列运行，母联隔离开关（断路器）分闸。当工作电源失压或变压器故障时，牵引变可通过自投装置切换至交叉供电方式或另一组直列供电方式，电力变可通过10kV侧自投装置将10kV母联开关合闸由一台电力变压器向两段电力母线供电或通过手动方式实现一路电源带两台电力变运行。上述运行方式的变化均需由相应的闭锁关系配合。
3.1.3单母线分段接线方式
单母线分段接线方式与线路分支接线类似，区别在于除各变压器前设置高压断路器外，两路220kV进线及跨条上均设置高压断路器，各种运行方式的切换均采用断路器，切换时间短且可避免切换过程中开关合于故障点上而引起故障的扩大化。同时除常规的变压器保护外可增设220kV母线差动保护及与上级220kV开关站相应馈线配合设置线路保护。
3.1.4主接线方案比选
以上方案中，线路变压器组接线方案简单，运行方式较为单一，在一路电源失压后，电力变压器仅能单台运行，不能保证电力三级负荷的供电，具有一定的局限性；而线路分支接线与单母线分段接线在运行方式上较为类似，分支接线较为简单功能基本完善，单母线分段接线相对复杂功能更全面，两种方案的选择可结合外部电源要求及项目特点进一步比选确定。
3.2场坪、房屋布置及设备选型
电力电化合建的大型客站变电所设置4台220kV变压器，牵引馈线规模一般在20回以上，电力馈线规模在10回以上，若采用常规室外布置，势必会占用庞大的土地面积，不符合国家的用地政策；同时变电所通常位于市区，土地资源价值较高，故在场坪及房屋布置方案的确定上应结合主要设备选型做技术经济比较。目前，中高压开关设备一般采用室内开关柜布置方案，以节约占地面积及减小对周围环境的影响。
3.2.1总平面布置
一般除牵引变压器采用户外低式布置外，其余中高压设备均采用户内组合电器设备。所内设置4.5m宽的运输通道，且形成环形，同时满足设备运输及消防通道的要求。
3.2.2房屋布置
所内房屋采用楼房布置，设置220kV高压室（室内设置安装及检修用行车）、27.5kV高压室、主控制室、通信室、值守室及电力配电所相关房屋。应结合设备特点进行房屋布置，对重型设备考虑设置在一楼，在27.5kV高压室下应设置电缆夹层。为方便高压电缆及控制电缆的进出，还应在适当位置配置电缆沟、电缆垫层、电缆竖井等。
3.2.3主要设备选择
牵引变压器一般采用V/x、V/v、单相等接线型式，油浸自冷并预留风冷条件；电力变压器采用星/三角接线，油浸自冷并预留风冷条件；220kV设备采用户内组合电器；27.5kV（2×27.5kV）设备采用户内开关柜；二次设备采用集中组屏式综合自动化装置；与电力配电所共用交直流系统，直流电源采用铅酸免维护智能型。
3.3电缆敷设设计
结合设备选型，当27.5kV设备采用户内开关柜布置方式时，馈出线仅能采用电缆方式。所内电缆一般根据负荷需要并按照n+l的方式进行冗余设置，采用非磁性铠装的交联聚乙烯专用27.5kV高压电缆。电缆采用电缆沟或电缆隧道敷设方式，电缆沟的设置应充分考虑电缆的转弯半径、散热等问题。电缆一般采用单点接地方式，在GIs开关柜处采用直接接地，在户外电缆头处将电缆屏蔽层和铠装层引出并通过电缆护层电压限制器进行接地。所内电缆设计应严格执行《电力工程电缆设计规范》（GB50217_2007）的要求。
由于馈线数量较多，不同电压等级的多根电缆同沟敷设已不可避免。此时若一根电缆出现故障，特别是产生电弧、明火等情况时，往往会引燃其他的电缆，造成“火烧连营”后果，影响范围较大。因此在大型客站变电所电缆敷设中应采用阻燃型电缆并考虑设置阻燃防火抗电弧包带、防火板等措施以避免类似情况出现，提高大型客站变电所运行的可靠性。
4.结论
本文从铁路枢纽大型客站特点出发，对大型客站牵引供变电设计进行了分析，得出以下结论：
（1）大型客站应优先设置牵引变电所，细分供电单元并考虑越区及过渡供电方案。
（2）大型客站电力电化合建变电所主接线方案可采用线路分支接线或单母线分段接线，并结合外部电源要求及项目特点进一步比选确定。
（3）大型客站内电力牵引合建所一般采用户内开关柜布置方案，以节约占地面积及减小对周围环境的影响。
【参考文献】
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GB 50217―2007，Code for design of cable of electric power engineering[S].
关键词：配注站；电气设计；问题研究
中图分类号：S776.035
前言：
我国地大物博，拥有庞大的石油天然气储备，极大的促进了我国石油事业的发展与进步。配注站作为油田稳定运转的关键环节，其电气设计的安全性能与稳定性能好坏对油田运转的质量有着重要影响。配电站在结构设计的时候，需要充分考虑到材料的可靠性，对于配电站电气的设计，需要综合考虑技术要求与安全性，才能有效保证油田事业的安全可靠运转。
一、 配注站电气设计中的主要问题
（一） 配电室两端进线柜间距过近
在配注站的实际施工要求中，没有明确的说明配电室两端进线柜的间距范围，导致在实际施工中，往往忽略了配电室两端进线柜间距的问题，这样存在了极大的安全隐患，配电室两端进线柜间距如果过近，极易发生重大的人员伤亡事故。因此确定好配电室两端进线柜的间距，可以极大的优化配电室的空间结构，也便于母线在配电室内部的敷设与维护。目前，在我国油田事业中，配注站配电室两端进线柜的间距一般都在2.5-4.0米之间，这种情况极容易因为短路等情况造成危险。如果得不到及时的处理，一旦发生问题，会酿成重大的人员伤亡事故，严重威胁了油田事业的可靠安全发展。
（二）配注站室内电缆线路铺设问题
笔者通过分析配注站电缆线路的走向，发现大多数线路都存在着与配注站暖气供应管道相交或者是重合的情况。暖气供应管段作为配注站施工前就考虑到的铺设走向，基本是按照设计图纸进行相应的铺设。但是对于实际的电缆沟铺设却没有得到配注站结构设计人员的注意，导致在进行配注站室内电缆线路铺设时经常与暖气供应管道相交，对电缆的运行产生了重大的安全隐患。如果暖气供应管道发生了泄露或者是过热，对配注站室内电缆会造成损害，严重时甚至会发生短路或者是火灾。
（三） 设计图纸过于复杂、配注站设计不规范
笔者通过查阅配注站的设计图纸，发现了一些问题。配注站的设计图纸基本上能够满足配注站的工作需求，不过部分细节做得不够完善。例如，配注站许多设备需要用到电能，因此需要设置有专门的插座箱，但是插座箱虽然一定程度上的优化了配注站的空间结构，实际上却影响了设备的运转。主要体现在插座箱的空间是一定的，接上了几个插头之后，其他的插头就没有地方接电，无法运转。另外，相母线从变电站变压器一直到配电柜中的走向基本上都明确的体现在了设计图纸当中，但却忽略了零母线的设计要求，在实际的施工作业中没有预留好零母线的埋设线路，只能使用电缆进行代替。电缆虽然一定程度上起到了良好的替代作用，但是电缆比零母线在使用时更容易发生故障，不利于配注站的工作，影响了油田事业的稳定运转。
二、 配注站电气设计中主要问题的解决措施
（一） 配电室两端进线柜间距过近的解决措施
由于没有统一的标准确定配电室两端进线柜的间距，笔者通过查阅多方资料，采用替代法的原则，确定了配电室两端进线柜的间距。首先，依照《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-1994）中的要求，露天或者半露天的变电所相邻变压器的外部轮廓间距必须大于1.5m，才能有效保证变电所电气设备运行的安全；其次，根据《66KV及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-2010）中的标准，线路导线间隔间距不得小于2.5m，因此，进线柜中心的间距应该不能小于4.1m，否则无法充分保证设备的安全可靠运转。针对这个问题，需要配注站相关工作人员对配电室两端进线柜实际间距进行测量，如果配电室两端进线柜实际间距不足4.1m，需要尽快拉开两端进线柜的距离，才能有效保证设备的安全运转。
（二） 配注站电缆线路铺设问题的解决措施
配注站电缆线路铺设问题的主要解决方式是需要配注站工作人员与实际设计人员进行沟通，做好电缆线路敷设的设计，避免与暖气供应管道发生交叉或者是重合。具体可以参照《工业与民用配电设计手册》中的相关指标，保证配电屏侧面与墙体之间有充分的距离，一般不允许低于800mm，但考虑到实际暖气供应管道的铺设，因此要保证配电屏侧面与墙体的间距不得低于1350mm。根据《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）中的相关指标，我们发现电缆线路深度不能低于1.5m，垂直高度不能低于0.5m。因此，需要设计人员综合考虑到电缆线路铺设以及相关铺设标准，避免发生电缆线路与暖气供应管道相交或者是重合，对配注站的安全稳定运行产生负面影响。
（三） 配注站图纸设计复杂的解决措施
在对配注站结构进行设计的时候，需要删减掉不必要的设计环节，在能够满足配注站实际运转需求的前提下降低施工的难度，能够有效的提升施工的效率。对于配注站设备的插座需求，可以移除插座箱的设计，在墙面安置好一定数量的暗插座，需要使用时打开插座的盖子进行接电，不需要使用的时候拔掉插头，关上插座的盖子。这种方法既美观又实用，提升了空间的有效利用也能避免有的设备无法进行接电运转。
（四） 配注站结构不规范的解决措施
实际施工人员在施工过程中，需要严格按照配注站的设计图纸进行施工作业，避免出现配注站结构不规范的情况。同时，需要综合考虑到配注站内各种线路的走向，避免发生交叉等现象，对线路的运行安全产生隐患。只有优化了配注站的空间结构，才能有效保证设备运行安全，也能更便于工作人员进行日常的维护工作，有效地推动了我国油田的发展与进步。
结束语：
配注站的电气设计对配注站的安全运转有着重要意义，配注站作为油田事业的关键环节，其运转稳定性直接影响了油田事业的可靠性。只有科学合理的规范好配注站的电气设计工作，才能有效的促进我国油田事业的发展。本文主要针对配注站电气设计中存在的三个问题进行分析，提出相应的解决措施，可供相关设计人员进行参考与借鉴，以期能够改善我国配注站电气设计中存在的安全隐患，推动我国油气事业的发展与进步。
参考文献：
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[2]王新峰，王卫峰.110KV以下高压配电装置电气设计的探讨[J].石河子科技，2010（03）.
关键词:地震观测台站;防雷;接地
随着地震观测技术的发展，各种数字化的观测设备已逐步应用到地震观测台站，实现了地震台站的实时远程监控，大大提高了我国地震观测、预报水平，而雷电尤其是感应雷已对地震观测台站电子设备系统安全运行构成严重威胁，因雷电导致的系统瘫痪以及设备损坏比比皆是。由于国内地震观测台站的建设起步较晚，在防雷接地工程设计方面尚缺少经验，相关规范、行业标准也缺乏有针对性的具体规定，因此尚需不断探索、积累经验。笔者结合所从事的工程实例，从设计的角度阐述地震观洲台站防雷接地系统设计应考虑的主要问题。
1雷电及其对地震台站观测系统干扰破坏的分析
1. 1雷击及其危害
雷电对地震观测台站的致损及由此引起的后果是严重的。其危害主要有:
(1)设备损坏;
(2)加速设备老化;
(3)数据丢失。因此，不仅造成经济上的损失，更重要的是因严重的设备损毁所导致数据上的缺失给测震工作造成难以弥补的损失。
由于地震观测台站一般位干野外空旷的坡地上，属极易落雷区。随着数字化观测技术的实现，观测仪器的电子元器件的集成化、小型化、高速化的水平不断提高，但电子设备的耐过压、耐过流和抗雷电电磁脉冲的能力却降低。通过对现有观测台站观测设备遭雷击现象的资料分析:①由于数字观测设备及附属电子设备对雷电电磁脉冲十分敏感，其遭受感应雷击的几率比遭受直击雷袭击的几率高的多，因此，在同样的雷电环境下，其受损也比建筑设施和一般的机电设备高得多;②由于观测台站内的电子信息设备种类多、数量多、工作环境复杂，雷电侵人的通道多，因此，地震观测台站的防雷相比一般民用建筑要面临更复杂的问题。
1.2雷电入侵地震观测台站内设备的途径分析
由于现代民用建筑屋面均已考虑设置相应类另别的避雷带或避雷针作为接闪器，并与接地网可靠连接，从而具备了相当可靠的防直击雷性能，建筑本体遭受直接雷击而导致的损坏已较少见，因此，针对雷电可能通过以下途径损坏台站内仪器与信息系统设备进行分析(图1)。
1.2.1配电线路引人雷电:室外的市电配电线路非常容易感应到雷电，雷击过电压将可能沿配电系统进人地震观测台站内并可以直接进人设备。
1.2.2通信线路引人雷电:进出地震观测台站的各种通信线路同样也非常容易感应到雷电。在室内，通信线路会因雷击电磁场感应到上百伏甚至更高的过电压，这些过电压足以损坏一些脆弱的通信接口。
1.2.3地反击:雷击时由于雷电流的幅值及陡度很大，在防雷引下线上产生很高的瞬态过电压，会对引下线附近未满足安全距离且未做等电位联结的仪器及金属外壳“反击”放电。
1.2.4雷击电磁场:雷击落在地震观测台站建筑物上或附近地区时，雷击附近的电磁场非常强，地震观测台站建筑物虽然有一定的电磁屏蔽效果，但房内还会有一定的雷击电磁场，当磁场强度大于2.4GS时，仪器设备会损坏，当磁场强度大于0.03GS时，数据传输可能受到影响(IEEE标准中数据)。经过计算，离地震台100 m，发生一个100KA的直接雷击时，地震观测台站内靠外墙1.5m空间内的雷击磁场强度可达2.4GS。因此，地震台的雷击电磁场干扰不可忽视。
2地震观测台站防雷系统设计
在认真分析雷电人侵途径后，防雷系统设计必须把握安全、可靠、经济、适用、标准化、可维护性等原则，采取泄流、屏蔽、隔离、等电位、接地、安装SPD等综合防护措施，构造一个完整的防护体系，才能取得满意的效果。现以笔者所从事的某台站设计为例，探讨防雷的对策。
2. 1建筑物防雷分类
经计算，拟建设台站所在地的预计雷击次数N约为0.024次/a，根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定，可将地霎观测台站确定为第三类防雷建筑。
2. 2建筑物电子信息系统雷电防护等级的确定
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004中针对雷电防护等级分级的规定如下: 根据GB50343-2004第4.1.2条建筑物电子信息系统的雷电防护等级应按下列方法之一划分:
(1)按建筑物电子信息系统所处环境进行雷击风险评估，确定雷电防护等级。
(2)按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定雷电防护等级。
根据GB50343-2004第4.1.3条对于特殊重要的建筑物，宜采用第4.1.2条规定的2种方法进行雷电防护分级，并按其中较高防护等级确定。
首先进行雷击风险评估计算(见表1)。根据计算结果，防雷装置拦截效率E=0.947，根据G B50343-2004第4.2.4条，本地震观测台站电子信息系统的雷电防护等级为B级。其次，考虑建筑物电子信息系统的重要性和使用性质，根据GB50343-2004第4.3.1条及表4.3.1，地震观测台站的重要性和使用性质比较接近于C级而明显低于B级，结合业主在先期相关台站建设中的经验、地震系统内的相关资料以及造价等因素综合考虑，最终确定按C级标准建设。
2. 3接地电阻值的确定
《地震台站建设规范一测震台站》DB/T16-2006中明确规定，地震台站建设需遵守的相关电气设计规范为:《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004,《电子计算机房设计规范》GB50174-93。在相关规范中有关接地电阻值的规定只在GB50174-93中明确:“交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等4种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定”，具体而言前三者要求
2. 4具体防雷接地方案设计
2.4.1建筑物防雷:按第三类防雷建筑设计，在台站屋面采用明敷避雷带及设置避雷针作为接闪器，避雷带用12镀锌圆钢沿屋面四周边沿敷设，避雷带网格按不大于20m X 20m或24m x 16m设置。突出屋面的气象仪传感器、GPS天线等设施通过设置避雷针与避雷带连通进行保护，突出屋面的气象仪线路金属套管、GPS天线金属套管等也与避雷带可靠连接。
利用结构柱内2根对角主筋通长焊通作为引下线，并在其顶部焊出一根 12镀锌圆钢与屋面避雷带焊接，下部与接地装置焊接，并在四个角落的柱位距地0.5m处预埋人工暗检测点供测试接地电阻使用。
2.4.2.1地震观测台站低压电源总进线穿钢管或用铠装电缆埋地进入地震观测台站低压总配电箱，要求埋设长度>30m，埋深0.6m，钢管或铠装层人户前确保良好接地;在低压总配电输出端安装B级电源防雷器(≥350KA,8/20us )，防雷器就近接地，其作用是泻放可能沿市电外线进来的强大的雷电流。
2.4.2.2从总配电箱输出的线路至仪器设备用电前端安装C级电源防雷器(≥20KA, 8/20us)，防雷器蔚扳接地，其作用是进一步降低雷击过电压，确保设备安全。为确保两级防雷器间能分级启动、不出现盲点，需满足两级防雷器之间的线路长度大于5m，当不满足时需在线路上加装退藕元件。
2.4.2.3对地震观测台站内重要设备(观测系统、通信系统)采用平衡式供电系统供电，次重要设备(数据备份与监控系统)采用延时UPS供电。平衡式供电系统由自动直流充供电器和2组独立电池组构成，一组电池组供电时，另一组电池组充电，充电电路与供电电池是物理隔绝的，该电源的检测、识别和切换都是自动完成的。从图2中可以看出，在任何时候，仪器的供电都是由直流蓄电池供给，和市电线路没有任何连接，既保障了电池组的长寿命，又使供电系统具有极高的防雷性能，安全系数大大提高。
2.4.3信号系统防雷:地震观测台站的信号线路种类多，仪器的端口耐过电压水平低，因此，针对信号线路必须设计可靠的防雷与接地保护。进、出建筑物的信号线缆，宜选用有金属屏蔽层的电缆，并宜埋地敷设，在直击雷非防护区(LPZOA)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区(L P Z 1)交界处，电缆金属屏蔽层应做等电位连接并接地。机房内的信号线缆应安装适配的信号线路浪涌保护器，信号线路浪涌保护器的选择，应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、传输带宽、工作电压、接口型式、特性阻抗等参数，选用电压驻波比和插人损耗小的适配的浪涌保护器。具体如下:
2.4.3.1观测设备防雷。安装于屋面的GPS天线(气象仪传感器线路)与室内的GPS接收机(气象仪接收机)间安装馈线浪涌保护器进行防雷;进出室内外的金属套管及电缆金属屏蔽层上端与避雷带连接，下端与室内等电位端子箱连接，馈线浪涌保护器应妥善接地。
2.4.3.2传输线路防雷。通信系统、观测系统、数据备份与监控系统的设备以网络的方式与路由器连接，各系统连接至路由器的线路均安装网络信号浪涌保护器，金属套管及电缆金属屏蔽层应做等电位连接并接地;由室外进人的SDH专线在接人路由器之前设置网络信号浪涌保护器进行保护，SDH专线人户前穿金属套管敷设，要求埋设长度>30m，埋深0.6m，钢管人户前确保良好接地。
2.4.4接地系统设计:如前所述，接地系统采用联合接地形式，接地电阻
2.4.4.1出于地震观测需要，台站机房一般建在坚硬、完整、未风化的基岩岩体上，建筑物基础埋深浅、周围覆土薄、土壤电阻率高，因此仅利用基础内的钢筋做为接地网难以达到接地电阻值的要求，必须设置人工地网才能有效降低接地电阻。人工接地网的做法应根据场地处的地形、地貌、地质特征，因地制宜、力求用最低的造价达到最好的效果。具体而言有扩大地网面积法、外引地网法、换土法、长效物理降阻剂法等，实际施工时应根据现场的具体情况采用一种或多种组合的方法以确保接地电阻达到设计要求。
2.4.4.2地震观测台站的建筑物基础地网、新增的人工地网组成一个统一的联合接地网，建筑物总等电位端子箱(MEB )的接地使用40x4镀锌扁钢两处对称与联合接地网连接。
2.4.4.3地震观测台站的电源进线在总配电箱处重复接地，急配电箱至总等电位端子箱(MEB)之间的接地线采用BV-1X25穿PVC管连接。
2.4.4.4地震观测台站的集成机柜处设置局部等电位端子箱(LEB)供仪器系统设置S型等电位连接时使用。机柜外壳、仪器工作接地、馈线及网络信号浪涌保护器接地端、进出室内外的仪表金属套管及仪表电缆金属屏蔽层室内端等均就近与LEB连接。
地震观测台站具体防雷接地系统设计方案见图3
2.4.5地震观测台站防雷接地系统的维护与管理:地震观测台站防雷接地系统良好的运行维护及管理是地震观测系统正常运行的重要保证。
2.4.5.1周期性维护:每年雷雨季节到来之前应进行一次全面检测;
2.4.5.2日常性维护:经常检测电气连续性、检查机械损伤或腐蚀情况、测试接地电阻值以及检查各类浪涌保护器的运行情况。
2.4.5.3管理:防雷装置应有专职或兼职人员管理并建立管理制度，当发生雷击事故后应及时调查分析并提出改进防护措施。
3结束语
虽然雷击对地震观测台站的危害大且雷电出现的随机性强，但我们通过上述严谨的设计及严格的施工、管理，可将雷击对地震观测台站的危害程度降到最低。关于接地电阻取值的问题值得进一步研讨，也期待相关规范、标准能进一步予以明确。另外，在预算经费许可的情况下，地震观测台站电子信息系统雷电防护等级尽量按B级标准建设。
参考文献:
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关键词：变电站新型布置建议
中图分类号： TM411+.4 文献标识码： A 文章编号：
Abstract:According to design and operation experience of the traditional substation and engineering practice.For a full indoor GIS substation,this paper proposes a new structural arrangement scheme,Substation with the conventional arrangement in contrast,Summarize the advantages of the new layout of the structure.And from the ventilation, lighting, noise and other aspects of the analysis discussed,put forward proposals in the actual project.Key words:Substation new layoutArrangeProposal
随着城市建设和电网发展的需要，全户内变电站在城市中应用越来越广泛，尤其在经济发达地区，用地非常紧张，为了减少占地面积，满足城市规划的要求，并与周边环境相协调，有利于城市景观的美化，110kV电压等级的变电站均已全部采用全户内布置方式。传统的户内布置[1]方式采用主变室与其它设备房间紧邻布置，其它设备房间不能两侧开窗，不利于房间的通风散热和采光。同时这种布置方式还增加了变电站的占地面积。本文提出一种新型的变电站结构布置方式，主变室与其它设备房间采用层叠布置，从项目的占地面积、建筑面积、通风散热、采光、噪声污染、设备运输等方面进行分析探讨，总结新型布置结构的优点以及在实际工程中的注意事项。
与传统布置的对比
主变室上方设置房间
传统全户内变电站主变压器室上方均不布置任何电气设备，主变上部空间属于空置状态。该种布置方式不仅浪费了主变上方的空间，而且其它设备房间与主变室紧邻布置，房间不能两侧开窗，不利于房间的自然通风散热和自然采光，同时这种布置方式还增加了变电站的占地面积。
本文引入新的设计理念，将主变与其它设备上下层叠布置，打破以往主变压器室上方空置的传统布置。将主变压器布置在户内一层，其余设备均位于上部楼层。该布置方案有效利用主变上方空间，能够有效的减少变电站的占地面积。结构布置为单跨加外走廊形式，形成双跨框架结构，满足抗震设计规范要求，同时为自然通风和采光创造条件。
两种布置方式详见下图对比：
图1传统与新型变电站结构对比
有效降低层高
传统变电站中，主变压器高压侧采用架空进线，GIS室位于二层并设置吊车吊装。新型变电站中主变压器高压侧采用电缆进线，无高压套管，同时GIS室位于一层，采用滚轮安装方式，不设置吊车，能够有效降低主变室和GIS室的层高，压缩建筑体积。
新型布置优势
总体规划紧凑
如图2所示，变电站设一幢配电装置楼，在考虑到消防、运输等安全距离的前提下，尽量节约变电站占地面积，利用市政道路形成消防环形道路，在变电站南侧围墙东西角各设一座大门，站内道路通过进站道路与市政道路连通。
配电装置楼为四层框架结构，将主变压器、110kV GIS布置在户内一层；二层为电缆夹层；三层布置10kV开关柜和其它电气一次设备等；四层布置二次设备、通信设备等，布置紧凑合理。总占地面积1972平方米，比南网标准设计节约31.6%。建筑高度19.7米，建筑面积2431平方米，比南网标准设计节约11.1%；建筑体积12272立方米,比南网标准设计节约10.5%。该布置型式有效减少变电站的占地面积，达到节约土地资源、提高土地利用效率目的，有利于解决城市中心区变电站选址问题。
图2电气总平面布置图
有效控制风险
布置方案对项目各个环节和全过程进行风险分析，从认识风险特征入手识别风险因素，估计风险发生概率，评价风险程度，提出针对性的风险对策。
如上图所示，站区内110kV和10kV电压等级的出线电缆分沟敷设，改变以往同沟设计，不同回路互不影响，降低电缆事故造成全站停电的风险，提供供电可靠性。
另外，变电站内的一、二次电缆均为风险源，从设计角度出发，针对风险因素进行有效控制。如图3所示，二次电缆通过两个竖井分别进入二次设备室，有效减小电缆失火或其它事故时的损失，缩小事故范围。另外，变电站内部一、二次电缆完全分开，不存在共沟或共竖井的敷设现象，同时电缆夹层内只有一次电缆，10kV开关柜二次电缆采用柜顶出线，直接进入二次设备室。夹层内电缆清晰明了，形成一、二次电缆的完全分离，便于检修和安装，运行安全，方便操作巡视，更加有效的控制电缆风险。
图3配电装置楼15.200米层电气平面图
在传统设计中，两个蓄电池室为相邻布置或者为同一房间布置，本文对蓄电池的事故风险进行评价，如图3所示，将蓄电池分为两个不相邻的房间，当其中一组蓄电池室发生爆炸等故障时，不影响另外一组蓄电池，有效控制设备风险。
节能降耗
主变压器室采用本体和散热片水平分体布置方式，本体布置在全封闭主变室内，利于抑制主变噪声，减小消防体积；主变散热片布置于通透房间内，用自然通风取代机械通风，可以节省风机投资，减少风机噪声污染和损耗。
所有设备房间通透布置，充分利用自然采光和自然通风，从优化建筑本体设计方面主动降低能耗，同时利用CFD模拟技术，优化室内风口位置设计，被动降低能耗。
设备运输
大型设备布置于建筑底层，小型设备分层布置在楼上，有效解决大型设备的垂直运输问题，有利于设备检修维护。
绿色评价
本布置方案为了能够有效以节能减排、绿色环保为切入点，优化工艺选型配置和建筑平面布局、合理利用空间及自然能源，通过软件对站内通风、采光、噪声进行深度分析，实现变电站成为全寿命周期内“资源节约、环境友好”的绿色变电站。
通风分析
分析目的
建筑物内的通风不仅仅决定人们健康和舒适的重要因素，也是降低建筑空调风机能耗的先决条件，是最自然的建筑的节能手法，也是生态、绿色建筑最重要的气候调节对策。对夏热冬暖地区，有效的控制室内通风，充分利用夏季夜间通风和过渡季自然通风，已经成为改善室内热环境、减少空调风机使用时间的重要手段。因此，有效分析建筑通风，有利于减少变电站风机及空调使用时间，减少能耗和噪声。
评价标准
一般认为风速
模拟分析
本次分析选取配电装置楼第二层室内通风情况做了分析。
分析结果如图4所示：
图4配电装置楼10.700米层风速流线图
结论
经过优化室内布局,合理开窗,保证室内具有良好的通风环境,根据通风模拟的结果，经过理论计算得出大部分主要功能房间风速在0.7m/s ～1.8m/s，能够满足GB/T50378-2006《绿色建筑评价标准》对室内自然通风的要求。本方案正常时不开启风机，能够满足设备运行要求，室内自然通风效果均较好，有效降低能耗。
采光评价
建筑采光要保证室内的日光照射，减少照明，节约能源，为使用者提供舒适的室内光环境。
实施策略
通过优化建筑和露天空间的规划,保证充足的日光进入建筑内。评价采用室外全阴天8000照度计算，进行合理开窗、按照最不利条件计算采光系数，不考虑直射阳光的影响。本次选取配电装置楼第四层进行分析。经过分析，其他房间采光都大于1%，只有左下的蓄电池室内采光低于0.5%，不符合GB/T50033-2001《建筑采光设计标准》规定。经过采取放置导光管后，分析得出室内采光系数为2.8%，采光效果良好。符合国家规程规定。如图5所示
图5配电装置楼15.200米层采光分析图
噪声模拟
变电站噪声源主要为主变压器本体，本布置方案将主变本体布置在全封闭的主变室内，散热片相邻布置在通透房间内，即利于主变散热又有利于控制主变噪声。本次主要分析变压器对周边环境带来的影响，为主变室设计提供设计依据，减少变电站的噪声污染。
实施策略
本次分析主变压器噪声按65dB选取，采用德国Cadna/A噪声模拟软件进行模拟。经分析，对同样的门和门框，采用不同的门密封方式时隔声量相差可以达到10dB以上。本布置方案主变室门和门框采用硅胶条等密封方式，经软件模拟，变压器周边的声压级不超过40dB。如图6所示。
图6变压器声压级分布图
根据噪声分析结果，本结构布置方案满足GB3096-2008《声环境质量标准》0类声环境功能区中环境噪声限值的要求，已经达到了最严格的噪声限值要求。所以本方案能更有效的控制主变噪声，减少噪声排放，更适于在城市中心区建设。
实际工程应用建议
设计规模
变电站新型结构布置是在特定规模的前提下设计，变电站设计规模为：本期（终期）规模：主变2×50MVA（3×50MVA）;110kV出线2回（4回）；10kV出线24回（36回）；2台（3台）主变低压侧各装设2组低压电容器。
因此，如果要在实际工程中应用，需结合实际工程的建设规模进行局部调整。需注意主变容量、10kV开关柜的出线回路等，这些均是影响变电站配电装置尺寸和布置的关键因素。
消防
为设计本方案，我们咨询了消防部门和国家现行防火规范管理单位，明确主变上方可设置房间，但需采取必要的防范措施：①在主变室外墙设置1m宽防火挑檐，满足竖向防火要求；②主变上方楼板加厚至200mm，满足一级防火墙要求。
在实际工程当中，如果采用此种布置方式，设计应先咨询当地消防部门，是否满足当地消防要求，避免按此方案设计消防报建环节出现问题。
结束语
随着城市电网的发展，全户内变电站的应用会越加广泛，随之而来的就是变电站选址困难、居民投诉等问题。因此，从设计环节就应该注重优化设计，减少占地，绿色环保。本文只是在传统户内变电站基础上一次大胆的创新和尝试，希望本文抛砖引玉，能为广大设计人员开拓思路，希望所有电力设计人员都能发挥创新精神，积极开拓，为电力建设事业发展添砖加瓦。
参考文献
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［8］GB 50016-2006 建筑设计防火规范. 中华人民共和国建设部/中华人民共和国国家质量监督局检验检疫总局.
［9］GB 50229-2006 火力发电厂与变电站设计防火规范. 中华人民共和国建设部/中华人民共和国国家质量监督局检验检疫总局.
【关键词】变电站；建筑结构；优化
0.概述
变电站的建筑、结构设计首先应满足电气工艺的要求,这是保证变电站长期安全运行的重要条件,在此基础上,综合考虑与生产有关的各项技术要求(如采光、通风、消防等),然后结合总平面布置以及其它有关因素进行建筑、结构设计。熟悉和了解电气工艺要求,是创造合理的建筑、结构设计的重要依据,也是选择好建筑平面、空问布局和决定建筑立面,做好变电站空间组合的先决条件。
本站进站大门位于站区的西北角，环形道路将生产综合楼围绕，方便主变压器及其他设备的运输和吊装。
设生产综合楼一座，地上两层，地下一层，总高度13.0m，散热器室高度15.5m，整个建筑组合紧凑合理、分区明确、流线清晰，整体布局简洁明了，符合工业建筑设计原则。
生产综合楼总建筑面积：1776.525
生产综合楼总建筑体积：11842m3
1.优化原则
(1)变电站总平面布置应按最终规模进行规划设计，根据系统负荷发展要求，使站区总平面布置尽量规整，长宽度均衡，无边角地出现。
(2)变电站总体布置应工艺布置合理，功能分区明确，并能在运行中满足对人身和设备的安全要求和运行维护时的方便条件。
(3)变电站的主要生产及辅助建筑宜集中布置，对于全户内GIS变电站应按最终规模一次建成。
(4)变电站结构设计时梁、板、柱截面尺寸的选择，不仅要满足荷载要求，还要经济合理，节约成本。
2.-2.500m层建筑结构优化
本站电缆夹层层高2.50m，地上部分0.90m，地下部分1.60m，轴线尺寸为41.10m×9.80m。仅在二次设备室、10kV高压室和两个楼梯间下设置电缆夹层，电容器室、蓄电池室均不设电缆夹层，建筑面积大大减少，仅为426.38。
《建筑工程建筑面积计算规范》（GB／T 50353-2005）第3.0.5条规定：半地下室层高在2.20m及以上者应计算全面积，层高不足2.20m者应计算1/2面积。本站电缆夹层位于10kV高压室下，《变电所建筑结构设计技术规定》（NDGJ96-92）中规定，10kV高压室的荷载取值4.0～7.0KN/。为了满足10kV开关柜荷载和工艺布置要求，需要在开关柜下加次梁、开洞。经详细结构计算，本站电缆夹层主梁截面为0.30m×0.60m，次梁截面为0.25m×0.50m，柱子截面为0.60m×0.60m。结合电缆敷设时的实际需要，电缆夹层检修维护高度按1.80m考虑，加上0.60m的梁高，本站电缆夹层高度需按2.5m设计，其中地上部分0.90m，地下部分1.60m。
本站电缆夹层的正立面和背立面均布置有电气设备，无法设置百叶窗和轴流风机进行通风。电缆夹层主要的热源来自电缆散发的热量，热空气主要积聚在电缆夹层上部，本站将电缆夹层0.90m高的半地上部分设计成室外楼梯，利用楼梯踏步侧面设置进风百叶，巧妙的利用空间，满足通风要求。
本站电容器室、蓄电池室、主变压器室下部未设置电缆夹层，电缆数量较少，电缆利用埋管敷设方式进入电缆夹层，可满足敷设要求。
3.±0.00m层建筑结构优化
±0.00m层主要为10kV高压室、二次设备室、蓄电池室、电容器室，轴线尺寸为41.10m×9.80m，房间跨度为9.0m即可满足电气设备布置要求。10kV高压室正立面和背立面均布置有电气设备，东、西两侧面均为楼梯间，无法根据暖通专业需要布置通风设施。本站设置宽度为0.8m的夹壁墙，进行通风设计，虽然建筑面积略有增加，但克服了常规排风风道影响美观、排风效果易受天气因素制约的缺点，从根本上解决了生产综合楼相关电气设备间的通风问题，夹壁墙内风道可根据需要灵活分隔，设计、施工方便。
10kV高压室、二次设备室、蓄电池室、电容器室的层高均设为4.50m。110kVGIS室布置在10kV高压室、二次设备间、蓄电池室上部，《变电所建筑结构设计技术规定》（NDGJ96-92）规定：110kV GIS室的荷载取值为10.0KN/。经详细结构计算，主梁截面为0.40m×0.90m，次梁截面为0.30m×0.60m，柱子截面为0.60m×0.60m。根据电气设备安全距离要求，10kV高压室的最小层高为3.60m，考虑0.90m的梁高后，将10kV高压室层高确定为4.50m。电容器室屋顶兼做110kVGIS出线套管和避雷器布置平台，电容器室层高与10kV高压器室层高保持一致，统一为4.50m。
4. 4.500m层建筑结构优化
4.50m层主要为110kVGIS室，轴线尺寸为41.10m×9.80m，层高7.60m。《变电所建筑结构设计技术规定》（NDGJ96-92）规定：上人屋面的荷载取值为2.0KN/，考虑GIS吊装时梁上挂点集中力30KN,经详细结构计算，主梁截面为0.40m×0.90m，次梁截面为0.30m×0.60m，柱子截面为0.60m×0.60m。根据《国家电网公司输变电工程通用设备》（2009年版），110kVGIS吊装点净高为6.50m，本站110kVGIS室高度确定为7.60m。
本站110kVGIS室利用东、西两个楼梯间设置两个吊装平台，楼梯间的柱距为3.00m，层高4.50m。《建筑楼梯模数协调标准》GBJ101－87 中第2.0.8条规定：中间平台的深度，不应小于楼梯梯段的宽度。本站楼梯中间平台的深度为1.50m，梯段长度为4.20m，踏步高度0.15m，宽度0.30m。根据110kVGIS吊装要求，需在110kVGIS室侧立面上按3.0m×4.0m尺寸开洞，本站吊装平台宽度确定为4.15m，可以满足110kVGIS吊装要求。
5.主变压器室优化
±0.00m层布置有变压器室、电容器室，主变压器室的柱距为7.50m，散热器室的柱距为5.2m，跨度均为9.0m。110kVGIS室内楼地面标高为4.50m，主变进线套管接线板标高为8.95m，主变110kV进线软母线挂点标高为10.5m，《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060-2008）规定：110kV屋内配电装置的安全净距应≥0.85m，本站考虑1.0m的安全净距，主变压器间次梁梁底标高最低为11.5m，经结构计算主梁截面为0.40m×0.90m，最终主变压器室的屋顶标高确定为12.10m，正好与110kVGIS室屋顶标高保持一致。
《变电所建筑结构设计技术规定》（NDGJ96-92）规定：当跨度大于9.0m的平屋面，其排水坡度宜通过结构找坡的形式实现，坡度不应小于3%。本站生产综合楼跨度为18.8m，屋面采用3%的结构找坡。
《变电所建筑结构设计技术规定》（NDGJ96-92）规定：凡上人屋面，应设女儿墙，其净高不应小于1.05m。本站主变压器室屋顶设有屋顶风机，屋顶风机高度为1.10m，本站女儿墙高度设为1.20m，起到遮挡屋顶风机的作用，有利于美化立面效果。
6.楼梯间优化
《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）规定：建筑物耐火等级为二级，层数为三层时，可设一个出入口。《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-2006）第9.4.4条规定：面积超过250的主控室、配电装置室、电容器室、电缆夹层的安全出口不能少于2个。本站在生产综合楼东、西两侧各设一个楼梯间，以满足规范要求。
