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變電站集水池的典型設計研究

文檔作者：熊云千文檔來源：國核電力規劃設計研究院有限公司		更新日期： 2026年05月27日	點擊數：
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·130· | 工程設備與材料 | Engineering Equipment and Materials 2018 年 2 月
變電站集水池的典型設計研究
熊云千
（國核電力規劃設計研究院有限公司，北京 100095）
摘 要：文章通過集水池進水管管徑計算、潛水排污泵選型和集水池有效容積計算三個方面，探討了集水池在變電站中
的典型設計，明確了現有規范對于變電站集水池的不適用性，并提出建議。
關鍵詞：排水泵站；集水池；管徑計算；泵選型；最小有效容積
中圖分類號：TU991.34+3 文獻標志碼：A 文章編號：2096-2789（2018）02-0130-02
作者簡介：熊云千（1985-），男，工程師，注冊安全評價師，
研究方向：電力工程給排水工程設計。
集水池的作用是匯集、儲存和均衡廢水的水質水量，
結合泵提升，是泵站的一種。變電站集水池的作用主要
是收集站內雨水、生活污水、事故油池貯水，并經過泵
的提升將水排到站外排水溝、渠或市政管網等匯水地。
變電站多建于郊外，周邊市政管網多不健全，在場地比
較平坦的地方，集水池的運用非常廣泛。如：河北秦皇
島施各莊110kV 變電站、新疆東方紅110kV 變電站、
山東煙臺百電220kV 變電站等工程均采用了集水池作為
站內排水泵站。集水池在變電站安全生產中起到了極大
的作用。集水池設計主要遵循四本規范，分別如下：《室
外排水設計規范》GB50014-2006；《泵站設計規范》
GB 50265-2010；《建筑給水排水設計規范》GB 50015-
2003（2009 年版）；《高層民用建筑設計防火規范》
GB 50045-95（2005 年版）（作廢，最新的規范已無集
水池相關內容）。
變電站集水池設計主要包括進水管管徑計算、潛水
排污泵選型（揚程、流量）及有效容積計算等三方面的
內容，如圖1 所示。
圖1 集水池設計流程圖
我國變電站的規模較多，主要有1000kV 變電站、
750kV 變電站、500kV 變電站、220kV 變電站、110kV
變電站、35kV 變電站等；現階段低電壓等級變電站為
主體，根據國家最新政策，十三五期間規劃配網投資兩
萬億，分布式能源和用電可靠性都需要堅強的配網建設。
可見低電壓等級變電站在很長一段時間內會一直為我國
變電站建設的主體。文章分別探討集水池在110kV 和
220kV 兩個電壓等級變電站中的運用設計，其中110kV
變電站選用秦皇島施各莊110kV 變電站為例，220kV 變
電站選用臨沂冠山220kV 變電站為例。
1 集水池進水管管徑計算
1.1 站內雨水設計流量計算
（1）施各莊站站內雨水設計流量。施各莊站站址
總面積A=66×51=3366m2。根據勘測資料，站址區域的
暴雨強度公式：
（1）
雨水設計流量公式如下：
Q F S = qψ [2] （2）
式中：T 為設計重現期（年），取3 年；t 為設計降
雨歷時（min），取5min；i 為暴雨強度（mm/min）；
Ψ 為徑流系數， 取0.9；F 為匯水面積（hm2）， 取
0.3366hm2。
根據上述公式，施各莊110kV 變電站暴雨強度：
那么，站內雨水設計流量為：
，按110L/s
取值。
（2）冠山站站內雨水設計流量。冠山站站址總面
積A=116×91.5=10614m2。根據勘測資料，站址區域的
暴雨強度公式：
（3）
同理可得冠山站暴雨強度：
那么，站內雨水設計流量為：
，按422L/s
取值。
1.2 集水池進水管管徑計算
變電站內排水主要包括站內雨水、生活污水和事故
油池排水三部分。由于現階段110kV 變電站和220kV
變電站均按照無人值守站設計，站內設置衛生間，但水
量極小；為滿足環保要求，生活污水先排入化糞池，經
過沉淀、熟化處理后就地儲存不外排，化糞池定期清理。
事故油池僅在主變發生火災排油的時候才會有水溢出，
考慮到雨天主變著火的概率不大，故此流量不重復統計。
變電站通過進水管流入集水池總流量即為站內雨水
的設計流量，變電站排水管網多采用鋼筋混凝土管，文
章也按照鋼筋混凝土管考慮。
鋼筋混凝土管的流速計算公式如下：
2
1
3
2
n
ν = 1 R Ι [2] （4）
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2018.02.059
2018 年 2 月 Engineering Equipment and Materials | 工程設備與材料 | ·131·
排水管道的流量，應按下列公式計算：
Q = Aν （5）
式中：Q 為設計流量（m3/s），施各莊站取110L/s
=0.11m3/s，冠山站取422L/s=0.422m3/s；A 為水流有效
斷面面積（m2）；v 為流速（m/s）；R 為水力半徑（m）；
I 為水力坡降，取0.003；n 為粗糙系數，取0.013。
（1）施各莊站集水池進水管實際半徑：
選DN350 鋼筋混凝土管，滿足設計要求。
（2）冠山站集水池進水管實際半徑：
選DN600 鋼筋混凝土管，滿足設計要求。
2 潛水排污泵選型
2.1 施各莊站排污泵選型
由上述計算得知，水泵總流量Q≥110L/s=396m3/h，
揚程H 取不小于10m 為宜。為了經濟性，選用2 臺排
污泵并聯聯動自動排污。按照通用QW 潛水排污泵選型，
選用2 臺150QW200-10-11 排污泵即可滿足集水池排水
需求，主要參數如表1 所示。
表1 150QW200-10-11 排污泵的主要參數
能力和水泵工作情況等因素確定。主要有如下三點：①
污水泵站集水池的容積，不應小于最大一臺水泵5min
的出水量（注：如水泵機組為自動控制時，每小時開動
水泵不得超過6 次）；②雨水泵站集水池的容積，不應
小于最大一臺水泵30s 的出水量；③合流污水泵站集水
池的容積，不應小于最大一臺水泵30s 的出水量[1-3]。
3.1 施各莊站集水池有效容積
（1）按照不小于最大一臺水泵5min 出水量考慮，
集水池有效容積。
（2）按照不小于最大一臺水泵30s 出水量考慮，集
水池有效容積。
3.2 冠山站集水池有效容積
（1）按照不小于最大一臺水泵5min 出水量考慮，
集水池有效容積。
（2）按照不小于最大一臺水泵30s 出水量考慮；集
水池有效容積。
本工程集水池為雨水泵站集水池，那么施各莊站集
水池的有效容積為1.67m3，冠山站集水池的有效容積為
6.67m3。150QW200-10-11 潛水排污泵的最小安裝尺寸
為0.6×0.61m，300QW800-12-45 潛水排污泵的最小安
裝尺寸為0.83×0.73m，均不滿足安裝要求。
故現有規范對于變電站集水池有效容積的規定并不
適用。
4 結束語
經過對施各莊站和冠山站集水池設計的探討，總結
常規110kV 和220kV 變電站的設計結論如下：① 110kV
變電站進水管選用DN350 鋼筋混凝土管，220kV 變電站
進水管選用DN600 鋼筋混凝土管（管道材質可根據各工
程要求替換）；② 110kV 變電站選用2 臺150QW200-
10-11 潛水排污泵，220kV 變電站選用2 臺300QW800-
12-45 潛水排污泵；③根據現有規范，變電站集水池屬
于雨水泵站和合流污水泵站。110kV 變電站集水池有效
容積為1.67m3，220kV 變電站集水池有效容積為6.67m3，
不滿足排污泵的安裝要求。現有規范對于變電站集水池
有效容積的計算不適用。建議集水池的有效容積參考污
水泵站集水池容積值：110kV 變電站集水池有效容積為
16.67m3，220kV 變電站集水池有效容積為66.67m3。
經過上述探討，可見現有規范對于集水池的設計指
導性不強。在工程審查中，專家對于集水池容積的審查
要求也不盡相同，這給設計人員帶來的很大的麻煩。文
章僅用河北和山東的兩個工程為例子，由于數據的局限
性，文章對于河北地區110kV 變電站和山東地區220kV
變電站有較強的參考意義。
參考文獻：
[1] 泵站設計規范[S].GB/T 50265-2010.
[2] 室外排水設計規范[S].GB 50014-2006.
[3] 建筑給水排水設計規范[S].GB 50015-2003(2009 年版).
表2 300QW800-12-45 排污泵的主要參數
當流量Q ＝ 200m3/h，揚程H ＝ 10m 時，為水泵的
設計點運行參數，為水泵的最佳運行點。
2.2 冠山站排污泵選型
由上述計算得知，水泵總流量Q≥422L/s=1519.2m3/h，
揚程H 取不小于10m 為宜。為了經濟性，選用2 臺排
污泵并聯聯動自動排污。按照通用QW 潛水排污泵選型，
選用2 臺300QW800-12-45 排污泵即可滿足集水池排水
需求，主要參數如表2 所示。
當流量Q ＝ 800m3/h，揚程H ＝ 12m 時，為水泵的
設計點運行參數，為水泵的最佳運行點。
3 集水池有效容積
四本規范對于集水池容積大小均有規定，規定大同
小異。總結下來，集水池的容積應根據設計流量、水泵
序號產品型號
額定功率
（kW）
轉速
（r/min）
流量
（m3/h）
揚程（m） 重量（kg）
1 150QW200-10 11 1485 140 ～ 240 11.5 ～ 7 255
序號產品型號
額定功率
（kW）
轉速
（r/min）
流量
（m3/h）
揚程（m） 重量（kg）
1 300QW800-12 45 1485 590~960 17.5~12 1450

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