变电工程设计范例

1500kV输变电所雷电侵入波保护

1.1雷击点

在西欧、日本、美国等国家，都把近区雷击看作输变电所侵入波的考查目标。我国对于500kV输变电工程设计中的雷电过电压做过大量的研究，也都是以近区雷击为研究对象。通过大量的研究表明，一般情况下的近区雷击比远区雷击的侵入波过电压高。

1.2雷电侵入波的计算方法

以前在进行测试时会受到条件的限制，一般情况下都是通过防雷分析仪来判断侵入波过电压假设在2km处的地方设置一个相当于幅值的U50%直角波绝缘子串雷电放电电压，对于测量变电所设备上的过电压，现改用计算机来计算。有人曾提出了仍然使用防雷分析仪的方式。这样方式理论的基本是绝缘子串放电电压U50%要大于侵入波过电压的幅值，而且它与2km以外的雷击相关。在考虑近区雷击的情况下，入侵导体形成的雷电流波过电压幅值就有超过过绝缘子串的临界放电电压U50%的可能。一是这个过电压的波头较为峻峭，因此放点的电压较强；二是耐张塔放电电压较高，因此该方法的基础条件不成立。

1.3最大雷电流计算值

如果使用防雷分析仪法，则不需要判断雷电流的最大值，此方式不合适。如果使用国际通用法，则需要判断雷电流的最大值。我国在规程中对此没有明确的规定，此值太高，会造成一定的浪费。若是，此值太低，就会降低安全性。在日本所统计的雷电流幅值相较来说较低。在500kV输变电系统中，其最大雷电流在计算时取150kA。但是在西欧等国家，其最大雷电流在计算时取250KA。在选取此值时要结合国情，依据具体的雷电流幅值分布概率，在选取最大雷电流计算值时建议为210~220kA。

摘要：随着总体用电量的不断上升，输变电工程建设投资的规模也在不断扩大。但是从输变电工程建设现状来看，大部分工程存在造价管理问题。文章首先从三个方面对我国输变电工程设计阶段造价管理存在的问题作了分析。然后在此基础上从五个方面论述了输变电工程设计阶段造价控制的措施。希望对我国输变电工程设计阶段造价管理的发展有所帮助。

关键词：输变电工程；设计阶段；造价控制

近年来，随着用电量的不断增加，输变电工程项目也在不断增多。但是电力公司对于输变电工程的造价并不重视，往往导致工程造价超过预算，从而减少了电力公司的经济效益。

一、输变电工程设计阶段造价管理存在的问题

（一）设计与实际脱节

在输变电工程设计过程中，设计与实际脱节导致造价昂贵或者投资浪费。一方面，在输变电工程实际设计过程中，设计人员与工程勘测人员没有很好的沟通，经常会导致设计人员设计的工程不符合实际情况，从而造成输变电工程无法正常投入使用。我国输变电工程的设计和勘测往往交给两个不同的单位，设计人员与勘测人员之间的权责不明晰，这就导致了设计人员与勘测人员对工程的设计以及勘测并不负责，设计人员在进行工程设计时并不对工程的实际勘测情况多加考虑，导致设计与实际不相符合，使工程造价上升，不利于工程的成本控制。而勘测人员也并不积极地向设计人员汇报勘测情况，对设计人员设计方面也不提意见，这就更加导致了设计与实际的不符。另一方面，某些工程设计人员的专业素质不高，经验缺乏，即使勘测人员上报了详细的工程勘测情况，设计人员也不能做到很好地应用，往往按照自己的意愿进行工程的设计，对于工程的造价也未加以控制，最后往往工程造价会超出预算，从而减少了的经济效益。

（二）奖惩制度不完善

摘要:

从培养城市电网建设的大土木观、建设城市理念、设计价值回归和优化服务形式等4个方面，阐明新形势下电力设计企业如何依据特定环境进行特色化发展。

关键词:

电力设计企业;大土木观;建设城市;设计价值回归;优化服务形式

目前，随着经济增长放缓，电力消费增速降低，电网网架已足够坚强，电网建设已适度超前，大中型电网项目数量和规模都在不断缩减［1］。此外，随着城市发展，人们环保意识不断提高，对居住区周围的变电站和架空线路有了更多的诉求。因此，城市内电力设施的建设必须考虑对周围居民的影响。电力行业的工业属性决定了其规划设计理念为“藏”与“避”，变电站已由户外走向户内，而且正逐步走向地下，最后将深埋于地下［2］。输电通道也由角钢化转向窄基塔，由窄基塔转向钢管杆，且加速向地下隧道发展［3］。发达城市甚至用电缆率来衡量城市供电水平，电缆才是城市供电设施的发展方向。山地地区的地质特点可以用坡(斜坡多)、岩(岩石多)、洞(洞穴多)、填(填土多)、变(变化多)5个字来概括，这造成了地质勘察困难、设计难度大等问题。此外，地下工程理论由于技术上的不成熟和岩土的不确定性，至今还停留在半理论半经验阶段，要求采用信息法动态设计工程，对设计人员的理论和经验要求都很高，这进一步加大了设计难度。但由于山地地区城市(地下)输变电工程具有电压等级不高(不大于220kV)、工程投资额度不大、土建结构技术难等特点，造成了“大院不做、小院做不了，网内院干不全、网外院不全干”的尴尬局面。部分工程规模等级较小的输变电工程，被分解成几个部分，由各个设计单位分开设计，造成了设计成品不协调的现象。而这并不是客户想要的结果，且这样的设计单位终将被市场所淘汰。随着我国输配电价、电力市场建设和售电侧改革的不断深化，客户对提高投资规划的前瞻性和精准性的期待日益迫切［4－5］。这对设计企业的设计思路和管理理念都提出了更高的要求。本文主要从培养城市电网建设的大土木观、培养建设城市理念、设计价值回归和优化服务形式等几个方面来创建和发展特色电力设计企业，使之屹立在电力改革的浪潮之中。

1城市电网建设的大土木观

在传统的输变电工程设计中，由于变电站建筑面积不大、高度不高，因此技术要求不高。而输电铁塔由于结构标准化程度高，通用标准图套用比率大，输电塔地处野外，勘察手段有限，所以基础设计理念粗放，不受业界、业外所重视，常被认为是“小土木”。城市输变电工程转向地下发展，在投资额度和技术难度上都较以往有很大差别，土建设计的合理性对投资额度起到决定性作用。由于地下工程易受地形、地质、环境条件和施工方法的影响，再加上目前的设计理论还不够完善，所以需要设计人员对设计理念、设计管理以及建设管理等有较大的掌控。因此，城市输变电工程可以认为是“大土木”，其主要表现在以下几个方面。一是投资额度大。对于城市电缆通道工程，单项工程投资常达几千万到几个亿，单位造价(每米)从几万到十万元，并且需要在1～2年内投资完成，不论投资规模和投资密度都能与大型桥梁和公路工程相较高低，其优化设计的意义和效益都很大。二是技术难度大。土木工程有三大技术难度方向:其一，向更高的高度(高层建筑)发展;其二，向更宽的跨度(大跨度桥)发展;其三，向更深的深度(地下工程)发展(在土木工程领域方面，19世纪是桥的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，21世纪将是人类利用地下空间、开发地下资源的世纪)。城市输变电工程向更深的地下发展是必然的趋势，但地下工程理论技术的不成熟和岩土的不确定性，导致城市输变电工程至今还停留在半理论半经验阶段。技术上要求采用信息法动态设计工程，对设计人员的理论和经验要求都很高。三是安全风险大。在城市地下工程建设中，重大事故屡见不鲜，例如杭州地铁建设、上海地铁建设中发生的深基坑支护垮塌。山地地区的道路崎岖、狭窄，并且道路一面是挡墙，一面是边坡。此外，狭窄的城市道路下的挡墙基础、桥梁基础、锚杆基础及市政管线纵横交错，电缆通道在这样的环境中建设，其安全隐患不言而喻。四是涉及的领域广。城市中各类设施权属不同行业、不同部门，要保证电缆通道在这些设施下穿梭时能够安全运行，必须在电缆通道与各种构筑物基础之间进行“避”“让”和“穿”的论证。由于产权单位隶属行业不同，所以需要土建设计人才了解各个行业。电缆通道路径的论证、路径的穿越，需要说服监管机构和产权单位，要求设计人员具有更广的知识领域(诸如铁道行业、交通行业、市政等)。大土木观，不仅仅是设计观念的变化，还是设计管理理念的变化，更是基建管理方式的变化。这不仅是设计课题的转变，更是管理课题的转变。城市电网的地下化，需要进行管理模式的升级。变电站从地面到地下，线路从天上到地下，这一上一下的转变，不是简单的位移变化，而是勘查、设计、施工和管理全方位的变化。由于地下工程受地形、地质、环境条件、施工方法等因素的影响大，不能单纯地套用传统的架空输变电工程标准化管理模式。这需要设计人员对城市输变电工程进行个性化管理、专业化管理。业主常常忽略城市地下电网工程所具有的复杂性、艰巨性、土建投资额度大、设计周期长、建设周期长等特点。此外，业主还误认为施工单位在整个地下工程中起决定性作用，设计单位只起辅助作用。这更需我们培养大土木观来进行城市输变电工程的优化设计，让业主认识到设计单位的核心领导作用。

摘要：针对输变电工程监理质量与安全控制现状，如质量监理工作不到位、工程开工前缺乏安全审查、安全控制措施落实不到位、监理行为不规范、档案资料的收集整理不及时等等，进行全面分析，并简要介绍了加强输变电工程监理质量及安全控制措施的重要意义，提出优化输变电工程监理质量及安全控制措施的运用策略，希望能够为有关人员提供良好借鉴。

关键词：输变电工程；监理单位；危险源

引言

输变电工程施工具有突发性强、监管难度大等特点，一旦出现严重的施工质量问题，后果难以预测，给工程的稳定运行带来严重影响，增加工程的总体造价。为了保证输变电工程施工质量得到更好提升，本文重点研究如何加强输变电工程监理安全控制水平。

1研究加强输变电工程监理质量及安全控制措施的现实意义

质量与安全控制是输变电工程监理的核心内容，为了更好的提升工程安全控制水平，监理人员要具备良好的预防意识，施工作业单位能够认真执行施工安全规范，监理人员通过适当加大监督与管理力度，能够有效降低工程重大安全事故的发生概率。质量控制目标的制定，与输变电工程施工设计有关，加强输变电工程监理质量，能够保证工程质量达标，规范监理人员的工作行为，进而保证工程质量验收工作得以顺利进行，减少安全事故的出现[1]。通过研究如何提升输变电工程监理质量，并制定相应的安全控制对策，能够保证输变电工程在规定的时间内完工，帮助监理人员更好的掌握工程时间施工情况。对于输变电工程中的监理人员来讲，要充分认识到自身的不足，并认真改进，在提升输变电工程安全控制水平的同时，提高项目的经济效益。

2输变电工程监理质量及安全控制措施的运用现状

【摘要】随着现代信息技术的发展，现代工业建筑中，供配电系统设计的合理性直接影响到各个工序的安全施工，其系统设计对工业建筑施工效率、质量及安全有决定性作用。合理的配电系统设计是顺利施工的保障。

【关键词】工业建筑；供配电；工程设计

1概述供配电系统设计内涵

对于电力系统而言，供配电系统主要包含两部分，即用户变电与区域变电站两种形式，其主要与电力系统中的电能发、输、配及用及配用两个环节，同时在运行要求及特点上，与电力系统必须保持一致。由于工业建筑供配电系统，配电使用者及其用电设备是其主要对象，因此安全性能的好坏是非常重要的。在工业建筑供配电系统中，一般在流动方向上，功率是单向的，即从电源端向用户端流动，其目的主要是通过合理的分配与降压手段，将电力系统中的电能转换为用户用电设备所需的电能，满足用户生产及生活需求。根据目前工业建筑供配电系统现状，通常情况下，其电压一般为110kV或以下，因此在供配电系统设计中，要根据实际用电量、负荷性质，抑或周边区域供电情况合理制定设计方案。此外，还要确保制定的设计方案不但可以满足目前供配电系统运行需求，还要从长远角度来考虑，确保其有良好的发展前景。

2工业建筑供配电工程系统设计的主要原则

2.1安全性

在对工业建筑供配电线路布线控制过程中，依照建筑性质、要求、用电设备分布及其周边环境等因素，坚持安全及节约的原则，一般在建筑工程低压供配电设计中，城区高层建筑、郊区别墅楼盘或地层建筑群等的低压配电方式等通常采用分区树干式方式，此外，城市路边照明供配电系统中，每个灯杆内部从灯芯到灯杆角的连接方式及其干线接驳方式也会采用树干式配电模式。在干线首端安装的短路保护器对分支线长度有一定的保护作用，也就是怎样确定安全长度值，在具体实践工作中，这一问题值得设计人员深入研究。[1]

摘要：在电力工程建设中，变电工程是主要内容，其具有突发性、复杂性、多变性等特点，增加了工程管理难度。文章结合以往的工程实践经验，针对变电工程施工监理相关内容做简单的论述，提出了保障监理工作质量的措施以及提高监理工作效率的方法，共享给相关人员参考。

关键词：电力工程；变电工程；施工监理；复杂性

在社会经济发展的推动下，我国输变电事业快速发展。为满足发展的电力需求，各地区积极开展变电工程建设。工程施工作业，极易发生质量问题和安全问题等，影响着变电工程的建设效益，增加安全隐患。因此，加强施工监理力度，提出有效的监理措施和方法，做好工程项目管理，有着重要的意义。

一、变电工程施工特点

从变电工程施工角度来说，其具有三个显著特点。一是突发性和严重性。施工中发生的问题，难以有效预测，突发性很强，难以精准预测。若发展质量问题，会给工程造成很大的影响，比如工期延误等。因此，需要加大施工监理力度，做好问题的预防。二是复杂性和多变性。作业环境复杂，隐藏着诸多不确定因素，极易引发质量问题，随着时间的发展，演变为工程问题，必须要及时做好处理。三是特殊性和不确定性。变电工程具有特殊性以及不确定性，比如时间地点不确定等，需要高素质监理人员的支持，保证各项监理工作得以有效落实。

二、变电工程施工监理的措施

（一）监理质量管理计划和措施

摘要：在电力行业这个工程中，因为输变电工程是最为重要的基础部分，所以，如果输变电工程有质量问题发生，就会很大程度的影响到电力行业的平稳进行，基于此，我们要不断的重视电力企业的输变电工程施工，促进电力行业的运行更加的稳定通畅。本文就从以下方面开始，进一步介绍研究了输变电工程的现场施工质量要点，希望供相关单位借鉴参考。

关键词：输变电工程；施工现场；施工管理；质量控制；要点

1输变电工程施工管理的具体内容

①预先将输变电工程的准备工作做到位。为了进一步探讨输变电工程设计施工方案能否实用与可行，施工企业在对输变电工程施工图纸进行会审时要会同项目专家，从而对输变电施工图纸的设计内容以及计划最大程度的了解掌握，继而加强施工前的岗位培训活动，保证任何一个施工设计人员对施工工艺的掌握都最为熟悉清楚，并且还要充分的掌握施工流程及其方法。②输变电工作的组织计划方案要审核到位。在输变电工程的施工过程中，组织方案计划这个技术性文件的指导意义非常重要，并且这个方案的有效组织能够将输变电工程中的损耗情况大大降低，不但使输变电工程的施工时间缩短，而且还降低了输变电的施工运营资金成本，输变电工程施工图纸的实际施工方案的实行，有效的促进了输变电工程施工经济效益的提升。③为了最大程度的控制好输变电工程所造成的损害，只有将输变电工程的施工质量控制做到位，进而使工程施工所面临的安全隐患问题得到大力解决，极大程度的保证了施工的安全性。④在输变电工程施工的现场管理过程中，一定要详细的管理输变电工程施工中的每一个重要部位及相关结构，促使输变电工程的施工质量稳步提升。

2输变电工程的质量控制作用

①将输变电工程的质量控制做到位一方面能够大大提高输变电工程的安全性能，另一方面还能保证输变电工程的施工质量不断提升。由于国家规定电力行业的基本规范就是对质量控制工作不断加强，而且这也是电力行业自身要求的体现。所以，电力企业一定要遵守输变电工程的相关要求与行业标准，从而将输变电工程质量管理工作进一步做到位，使输变电工程施工质量不断提高的基础上，促使输变电工程朝着更加安全的方面快速发展。②将质量控制工作做好还能大大缩短输变电工程施工时间。因为控制好输变电工程施工质量，既能保证施工每个部门配合协调进行，而且还能不断完善施工的每一个环节，使施工过程中很多不必要的时间浪费减少，促使施工工期不断缩短。③将质量控制工作做到位还能有效增强输变电工程的施工投资所产生的价值。为了不断增强输变电工程的施工价值利益，有效的控制好施工预算实施，我们只有不断的优化健全施工质量控制，进而促进监督施工企业的施工方式不断完善，保证企业施工的自身履行义务更加到位，促使输变电工程施工投资所带来的价值有效显现出来。

3输变电工程施工现场的质量控制要点

随着电网建设难度的增加、建设管理要求的提高，变电站的设计、施工及运行中遇到诸多问题，比如材料量统计前后差异大、施工进度难以准确把控以及施工方交付运维管理方的资料缺失等，很难以传统施工管理模式解决。广泛、深入地应用三维技术，开展变电工程施工管理，提高建设管理水平，既是电力基础设施建设发展的趋势，也是技术进步的必然。

一、三维技术在变电站工程中的应用现状

目前三维技术在变电站工程中的应用分为三个阶段：第一阶段为可视化阶段，主要利用CAD等基本图形平台进行三维建模，重点实现三维的可视化效果展示，但三维成品并没有在工程中实际应用；第二阶段为数字化设计阶段，是引进国内外先进的三维设计系统，并通过二次开发和用户化定制，建立三维模型，生成二维施工图，使其满足设计方面的需求；第三阶段为全寿周期管理阶段，属于三维高级应用技术，三维技术不仅着眼于工程设计这个阶段，更从工程全寿命周期数据的管理应用角度出发，充分贯彻顶层设计的理念，实现三维模型在设计、施工、监理和运维等各个阶段的管理应用，如进行BIM的信息共享应用，进行三维可视化施工管理系统的建设等。目前国内的研究还主要集中在第二个阶段，而对第三阶段研究内容涉入不深。

二、基于三维技术的施工管理内容

1．施工管理的目标

三维技术在施工管理中的应用，并非只是简单的软件应用，而更应侧重施工管理的过程。基于三维技术的施工管理目标主要是充分利用三维信息化手段建立的模型，结合各种分析软件，为项目整体提高效率、降低成本及提高质量，从而达到项目精细化施工管理的目的。

2．施工管理的主要内容