深圳属于南方电网服务范围，以南方电网110 kV变电站标准设计方案^{[ 1]}作为简约化对象最为合适。而南网标准设计方案存在着以下几点是不适应增量配电网发展要求的。

1)建设规模过大：南方电网110 kV变电站标准设计方案的主变规模最少为2台，哪怕新建站时电力负荷不大，需要的主变台数不多，但仍需按2台或以上的最终主变规模进行征地与建设。新建工程费用大、占地多、有大量用地及房间空置造成浪费。

2)场地平整耗时费力：南方电网所有110 kV变电站标准设计方案均要求场地是平整的，而土地平整工期常常是整个工程耗时最长的，土石方工程的费用也是巨大的。

3)配套设施过于复杂：由于建设规模大，造成需要的配套多。例如需要设置水消防系统、气体灭火系统等。这些配套设施均增加了建设、维护成本。

深圳作为一线城市，土地资源紧张，电力负荷大，因此在该地区，110 kV变电站主要采用110B-G2a方案。因此，本研究课题的简约化对象为南方电网110 kV变电站标准设计110B-G2a方案。

从土建专业看，该方案在总平面、建筑、结构、消防、给排水等方面的主要特征及指标如 表1， 表2， 表3， 表4， 表5所示：

通过对深圳地区典型工业园的占地、负荷密度、供电半径等分析，电力系统专业提出简约化变电站的两个不同建设规模设定：

1)方案一：对于起步阶段的工业园区，建设规模为1台40 MVA主变压器，1回110 kV出线(线变组接线方式)，1回10 kV出线；站内不设低压电容器。

2)方案二：对于饱和阶段的工业园区，建设规模为2台40 MVA主变压器，2回110 kV出线(内桥接线方式)，2回10 kV出线；站内不设低压电容器。

经过简约化处理后，适应增量配电网业务的简约化变电站应该具有以下特点：

1)占地面积要比南网标准设计方案小。

2)具有灵活性，对各工业园区不同的负荷大小，具有不同规模的建设方案以供选择。

3)建设工期要短，应在6个月以内。

4)可复制、易搬迁、可循环利用，以适应负荷转移的需要，这就要求标准化、模块化设计。

5)建设成本与运维成本足够低，前提是确保安全。

以上述特点作为简约化目标，结合两个简约化原则以及拟采用的预制舱技术、装配式结构技术，土建专业产生以下技术成果：

1)主变基础箱体代替主变基础

主变基础采用装配式箱体结构代替。主变压器由于重量大，要求基础刚度高，因此其基础仍需采用钢筋混凝土结构。本研究提出的装配式箱体结构示意如 图1所示。

图  1  主变基础箱体示意图

Figure 1.  Schematic diagram of main transformer base box

主变基础箱体除了约0.5 m厚底板采用现浇钢筋混凝土外，其余侧壁、顶板、支墩均采用预制钢筋混凝土构件，按装配式结构方式拼装。此举可避免一般主变基础属于大体积混凝土结构的施工困难问题，且主变压器被抬高，有利于防洪抗涝。另外，箱体内空间可用于放置成品油罐，用于事故排油时储油，以替代普通变电站所需的事故油池。

考虑到不同设备厂家生产的主变压器尺寸差异，成果应用时应根据标准化、模块化后的主变基础箱体对设备尺寸提出相应要求，以实现设备与基础的匹配。

2)成品油罐代替事故油池

南网标准设计方案均采用具有油水分离功能的埋地式事故油池作为事故油储存空间。按规范^{[ 5]}要求，事故油池须与各建筑物及主变压器保持5 m以上防火间距。事故油池施工时基坑开挖较深(常达到深基坑标准)而施工难度较大，又因为防火间距问题增大了变电站占地面积。

简约化变电站采用成品不锈钢油罐代替事故油池主要是因为本站中的主变压器容量仅为40 MVA，按规范^{[ 6]}无需设置水喷雾灭火系统，且主变布置在预制舱内，主变处无雨水，故而没有水进入主变事故排油系统，也就无需采用具有油水分离功能的复杂结构，体积也比较小，仅需20 m³即可。该体积大小的油罐可直接放置在上述的主变基础箱体中，由于箱体起到防火隔墙作用，使油罐与主变压器无需保持防火间距。进而起到降低施工难度、减少占地的作用。

3)预制舱加钢平台代替配电装置楼

配电装置楼一般结构为现浇钢筋混凝土结构，其性质是永久性建筑，其前期工作存在建筑报建、验收等行政审批手续。施工中存在众多工序、湿作业、工期长、消防配套复杂等问题，易引发施工质量问题。一旦建成不易搬迁。

简约化变电站采用预制舱加钢结构平台代替配电装置楼。所有设备均采用预制舱式，除主变压器外，其余设备及其舱体均布置在钢平台上。而钢平台在考虑预留足够空间以适应不同厂家设备尺寸及重量的前提条件下，采用标准模数设计生产，柱、主梁、次梁等构件均采用统一截面，构件之间采用高强螺栓连接。因此可以形成安装快捷、工序简单、质量可靠、最大限度降低湿作业、可复制、易搬迁、可循环利用等优势。

4)抬高设备底座降低场地平整难度

按规范[ 7]，只需“使主要设备底座和生产建筑物室内地坪标高不低于”50年一遇洪水位及历史最高内涝水位即可满足防洪防涝的要求。在上述主变基础箱体和钢平台的共同作用下，站内所有设备底座均得以抬高，也就使变电站的场地标高标准得以降低，相应的场地平整难度就得到了降低。只要设备安装和运行在平整的钢平台平面上，地面的平整度已经不再那么重要了，所以，本研究提出简约化变电站方案选址应在相对高差不大于3 m的场地上，站内仅需对地表杂草或垃圾等表土进行清理即可建设，根据柱位标高调整钢平台柱长以达到钢平台的平整性。

5)取消全站水消防系统及气体灭火系统

由于简约化变电站无建筑、主变压器容量小于125 MVA，经对标分析，站内配置水消防系统是没有必要的，因此简约化变电站取消全站水消防系统，相应地，取消消防泵房及消防水池。另外，简约化变电站站内不设低压电容器，故也取消气体灭火系统。仅在各舱体处保留设置干粉灭火器。

6)环形道路改为一字形道路

由于简约化变电站无建筑，火灾危险性及占地面积并未达到规范所规定指标，经对标分析，站内配置环形道路是没有必要的。110B-G2a方案占地面积之所以比较大的很重要的原因就是设置环形道路导致的。因此，在满足设备运输、安装、运维及消防需求的前提下，将环形道路改为一字形道路有利于大幅度降低简约化变电站占地面积。

7)地面铺装采用透水混凝土^{[ 8]}

变电站地面铺装一般采用普通混凝土硬化、铺石子或植草。其中普通混凝土硬化容易造成场地积水不去，铺石子或植草虽有利于雨水下渗，但维护成本高，且不利于人员及车辆在草皮或石子上巡维走动。而透水混凝土由于近年来大量用于市政建设，已属于常规建材，用其铺装地面，有利于雨水下渗，无需设置集中排水系统，且地面整洁坚硬，杜绝杂草生长，方便巡维。