（二）初步设计阶段
初步阶段设计，主要对确定站址位置从总平面及竖向布置及挖填方量、挡土墙、边坡、建筑、基础、道路、上下水等不同设计方案比较后提供经济合理的方案，确定站址最终征地面积，一般要求设计三个方案比较合理。
（1）总平面布置
主要从进出线、道路接口、排水接口、安全距离、消防、运输方面进行优化。根据规范、规程对已确定规模的各建构筑物合理布置，尽量合并共用设施，减少道路占地面积，尽量向空中发展，使平面布置更加紧凑，节约用地。例如：电容器室和配电室合建为一字型，可以取消消防间距。配电室、电容器室、控制室合为一体，减少占地，也无须考虑建筑物之间消防间距。例如：重庆市郊区某220KV变电所，扩建时充分进行平面优化，控制楼两侧为两台主变，背后为一字型10KV配电室和电容器室，布置紧凑合理，110KV户外配电装置采用半高型布置，向空间发展，节约土地约5亩。
（2）竖向布置
无论平坡式还是阶梯式布置，必须尽量利用原有地形，场地平整挖填方小，减少不必要的开挖量。根据所址位置地形高差大小，确定采用阶梯形或平坡式布置，降低平整场地和基础费用，设计中应考虑基坑开挖土石方及边坡和挡土墙开挖量。阶梯式布置两平面高差最好不大于3.5米，便于满足站内道路连接坡度。重庆市江北某220KV变电站，原地形高差近30米，采用阶梯式布置，两平面最大高差3.0米，共分三个平面，两个平面取2%坡度，一个平面采用双向坡度，大大节约挡土墙和挖填方量，降低工程造价。
对于地形较平坦的站址，采用平坡式设计，坡度尽量与原地形一致，但坡度不小于0.5%，考虑场地排水。某郊县220KV变电站，场地平坦，采用平坡式设计，经多次软件调式计算，优化坡度，挖方量不足50立方米，大部分用基坑土回填。
（3）挡土墙
挖填方量变化微小的条件下，挡土墙高度越小越好，高度低于6.0米挡土墙是比较经济节约，高度超过8.0米，一般采用钢筋混凝土扶壁式挡土墙。经过平面和竖向优化后，挡土墙高度一般也较为优化，根据不同地质条件和用途选择不同断面形式。挖方区高度不超过5米，尽量采用挖方区挡土墙，减少边坡开挖和占地。此处不在举例。
（4）边坡
开挖高度6米以内做边坡不经济，因为假若按1：1放边坡，多增加征地面积为6平方米/米，同时增加挖方量约18立方米/米，还需做护坡，经比较采用挖方区条石挡土墙经济合理。高度大于7米以上，适宜采用放边坡，挡土墙断面较大，不经济。
（5）建筑结构
根据变电站设计规模确定建筑面积，尽量在满足使用功能要求时，减少不必要的附属面积。根据现有规范，多层建筑层高超过3.6米，砖混结构已不满足抗震要求。建议电容器室、配电室、控制室等房间尽量采综合建一栋楼房比较合理，降低建筑单位面积造价，适宜采用框架结构，形成大空间，便于电气设备布置。节约占地面积。也节约房屋间消防间距面积，节约造价。
（6）基础
建构筑物基础选型时，必须结合地质情况，因地制宜，充分利用天然地基，普通条形基础在建筑物总造价中占比例为15%~20%，因此有必要对基础优化。一般情况下首先考虑利用天然地基，条形放大基础。老粘土夯实地基，位于地下水位以上考虑挖深2.5米左右，采用三七灰土或三合土人工或机械夯实，每次虚填土厚度25厘米左右，夯实至厚度为15厘米，直至基础底面。对基础埋深过大的，采用块石灌浆放大基础，减少基础埋深。承载力在150KPa的天然地基，考虑采用换填土放大基础，一般换填土采用级配卵石放大基础。对回填区填土压实系数不小于0.94，实测其承载力，直接在其上部做单层建筑物没有问题。对于多层建筑根据持力层深度大于5米采用桩基础，3~5米以内超深基础采用块石灌浆比较经济。
初步设计方案一般主要从上述六方面考虑，比较后推出方案基本达到优化设计目的。
（三）施工设计阶段
对初步设计审查确定的方案，按现行的规范及规程或国家标准，设备的订货尺寸，先局部后整体调整，调整原则不得超过初步设计确定原则。所有尺寸确定无误后，对初步设计估算的各建构筑物结构尺寸进行详细计算和经济比较，应按照因地制宜，就地取材原则。采用先进的技术工艺和合理的断面，选用地方的材料，减少不必要运输费用。根据地质详堪资料合理处理基础，尽量条形基础，一般基础埋深要求达到2.0米左右，超深不足3米不采用桩基础。
（1）总平面及竖向布置
总平面布置一般按初步确定原则，无须大的调整，局部可以压缩小的调整，主要针对竖向布置调整，使确定标高最优，达到场平工程量最小，挡土墙和护坡量最小。
（2）挡土墙及边坡
根据施工设计场地平整计算高程，确定合理的挡土墙断面和边坡断面，挡土墙和边坡设计应充分利用地质资料。对逆坡地质情况可以简单处理。对于顺坡地质情况可考虑护坡与挡土墙结合的形式。填方区挡土墙根据地基承载力情况，确定挡土墙材料和断面形式，地基承载力较差的地区，宜把基础放大，减少基础埋置深度。高度大于8米以上采用扶壁式挡土墙，基础尽量利用天然地基。
（3）建筑结构
建筑设计尽量与周围环境协调，满足立面和使用功能要求同时减少不必要附属建筑面积，根据设备的运行要求减小跨度压缩层高。满足规范要求同时，尽量采用砖混结构，减少钢筋混凝土框架结构。室外配电装置计算满足规范原则时尽量采用成型预制钢筋混凝土环形杆。
（4）基础
基础设计是施工设计优化的重点，熟读地质资料，尽量利用天然地基，局部超深采用块石灌浆基础，对地基较差部分采用放大基础，基础满足设备安装运行要求同时，尽量浅埋。尽量采用放大基础也不用钢筋混凝土桩基础。对于必须要用桩基础部位，应尽量采用直径300~400桩径钻孔桩，减少或不用人工挖孔桩，人工挖孔桩最小直径也要800，费用相对要高的多。
（四）施工
施工阶段加强基坑验槽工作，确保施工开挖达到设计要求地基土层，地质条件好的部位，满足规范和设备运行要求时，尽量少挖，对个别设计地基与实际不符时，应现场临时挖探坑或现场测试，能达到设计承载力时，尽量利用天然地基，不满足承载力时，采用放大基础处理或临时局部换填处理。施工回填区应要求回填土人工或机械夯实，密实度系数达到0.91~0.95之间，施工单位必须提供最终测试数据，确保地面不沉降。
本文作者概述变电所合理化设计主要阶段，初步论述各阶段合理化设计的要点，但每个阶段如何详细实施、具体量化指标、及相关规程基本要求等需要进一步收资后再论述。虽然设计项目实际情况千变万化，但抓住重点，仍能够达到设计预期效果。各地情况不同，要因地制宜，不能生搬硬套有关指标，必须熟悉所设计项目的工艺情况和所址地质情况，才能设计出合理化的工程。本文提供的数据及观点仅为个人经验总结，仅供参考。
责任编辑：xiaohan
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