浅谈模块化变电站的发展与应用

2016-03-12张莉，敖斌，夏凯

工程与建设 2016年4期

关键词：土建模块化装配式

张莉，敖斌，夏凯

(1.安徽华电工程咨询设计有限公司，安徽合肥 230022；2.安徽省电力经济技术研究院，安徽合肥 230022)

浅谈模块化变电站的发展与应用

张莉1，敖斌1，夏凯2

(1.安徽华电工程咨询设计有限公司，安徽合肥 230022；2.安徽省电力经济技术研究院，安徽合肥 230022)

随着社会经济的发展，110 kV装配式变电站在各地电力系统得到广泛推广和应用，变电站采用模块化建设，具有“标准化设计、模块化组合、工厂化加工和集约化施工”的特点。相较于传统变电站能有效降低占地面积、建筑面积、工期等指标，结合工业化生产，模块化设备的发展和国网“两型一化”的变电站建设导则，模块化变电站将成为今后变电站建设的热点，成为今后变电站建设的一种主流模式。

模块化；装配式变电站；应用

110kV模块化变电站是为了满足整个社会日益增加的用电负荷，也是为了提升电网的供电能力而建设的。它对于缓解各个城市的紧张供电局面，对于推动电网革新有着非常重要的意义。模块化变电站采用全预制装配式结构建筑模式[1-3]，通过工厂生产预制、现场装配安装两大阶段来建设变电站，这种建设方式大大减少了变电站的占地面积，大幅缩减建设工期，随着装配式变电站在110 kV变电站的试点成功，国内外出现了许多变电站建设的模块化产品，表明这种模块化变电站将成为今后变电站建设的主流模式[4]。

1 模块化变电站的发展

随着资源节约型与环境友好型设计建设的逐步推进，变电站建设模式必须走向减少土地占用、降低变电站造价、缩短建设周期、与周围环境协调、提高运行可靠性、较少设备维护的发展模式，同时相关行业的技术发展也推动了变电站建设模式的发展。封闭式高压组合电容器的出现实现了高压设备的模块化；拔插式电缆附件的出现实现了工程的预制，缩短了现场施工和试验周期；电子技术和单片技术使综合自动化装置的体积大大缩小，分布式智能装置实现了综合自动化模块的工厂预制；永磁机构真空断路器及少维护、紧凑型开关柜的出现，提高了出线模块的可实施性；预制式组合钢结构框架和维护结构的不断涌现大大缩短了现场建(构)筑物的施工周期等等。

模块化变电站是推行变电站建设项目全寿命周期设计建设理念，遵循国家电网公司“两型一化”变电站设计建设导则，依据规程、规范和技术管理要求，在典型设计方案的基础上进行改进设计，优化平面布置和竖向设计。为加快推进智能电网建设，国家电网公司已推行过若干试点工程，有些变电站已经投入运行。从试点变电站的建设情况来看，取得了不错的效果和效益、效率。占地面积、建设面积和工期等指标都得到有效的控制，工程造价也有所下降。鉴于以上优势，国家电网公司现已全面推行模块化智能装配式变电站的应用。

2 模块化变电站的特点

模块化变电站典型设计工艺是一个不断完善和优化的过程，应在工程实施过程中提前做好工程策划和设计创新，探索对以往工程常规做法的改进、优化和完善，并贯彻落实到工程全过程的每个环节。在实施过程中发现的问题、改进措施应及时反馈，以便及时修改设计、施工典型工艺。

模块化变电站模块化建设主要包括土建和电气两部分。土建部分主要包括基础、电缆沟及围墙、综合楼及辅助模块等，电气主要包括进线模块、主变压器模块、自动化模块无功补偿和消弧线圈模块等[5]。不论是土建和电气，装配式变电站其模块化建设主要有以下几个特点：

(1) 标准化设计：根据国家电网通用设计，采用通用设备，电气设备型式、回路接线和土建设计标准化就可以得到实现。标准化连接一次设备、二次设备，可以即插即用二次接线；实现信息统一采集、综合分析、智能报警、按需传送，实现顺序控制等高级应用功能模块化、标准化和定制化。

(2) 工厂化加工：建(构)筑物的配件以工厂加工为主，采用工厂预制式结构型式。土建基坑开挖后即可吊至现场规定位置，然后快速地进行基坑回填，以减少基坑开挖后现场施工时间较长带来的一系列问题；保护、通信、监控等二次设备按电气功能单元采用“预制舱式组合二次设备”，舱内接线及单体设备调试均在工厂内完成；一、二次集成设备最大程度实现工程内规模生产、集成调试，安装方便，缩短工期。

(3) 装配式建设：建筑物框架梁、柱及维护结构均采用工厂模块化制作，现场拼装焊接，减少现场“湿作业”，实现环保施工。提高施工效率，减少施工周期，比湿法作业提高效率3倍多，且不受天气和气候的影响，劳动强度较小，交叉作业方便有序，精细化组装的施工噪声小，散装物料少，废水废物排放量少，符合国网“两型一化”的要求。

(4) 设备的特殊性:110 kV装配式变电站有其独特的建设特点和施工特点[6]，在施工中用到了很多新技术，相较于普通的变电站，标准配送式变电站具有很大的不同，就在于应用了预制舱式组合设备，它的舱体将集装箱结构型式给应用了过来，运输起来比较方便。在工厂内已经完成了二次组合设备的安装集成，在工厂内整体调试之后，向现场运输，在中途不需要换装，可以在配电装置现场就地放下。

3 土建设计

针对变电站建筑物的使用特点，只要在设计中很好地解决钢结构防火、耐腐蚀性及装配构件支架接缝防水防漏问题，在变电站建筑物中应用钢结构组装式具有良好的发展前景[7]。

本文结合目前已经设计过并投入运行的110 kV变电站中某35 kV配电装置室的装配式建筑物介绍下土建设计。配电装置室严格采用标准化柱距，柱距为5 m，钢柱和钢梁截面均采用H型钢，柱与基础连接采用地脚螺栓连接。建筑物采用标准模数的C30现浇钢筋混凝土独立基础，同时在基础顶面预埋安装钢柱的地脚螺栓。钢柱和钢梁选用厚涂型防火涂料，防火涂料的厚度满足耐火极限要求，钢结构节点部分的防火涂料适当加厚。钢结构防锈涂层由底漆、中间漆和面漆组成，防腐处理在工厂完成，满足钢结构防腐处理要求。建筑外墙维护的主要支撑结构为C型钢板框架，连接方面采用的是螺栓，外立面一次成型，无需二次装饰[8]。

4 结束语

通过上文的叙述分析可以得知，模块化变电站的应用和推广，实现了电网建设的工业化，使技术创新体系和工业化生产方式达到了新的水平[1]。如今很多的变电站都开始采用模块化设计方法，实践研究证明，模块化相较于传统变电站，具有一系列的优势，模块化有其自身的特点和优点，可以有效降低占地面积、建筑面积，缩短工期，而且充分体现了“两型一化”建设的特点，实现智能变电站标准化设计、配送式建设，为后续模块化变电站的建设积累了经验。

[1] 侯玺莎，沈秀兰.110 kV装配式变电站的特点和新技术运用[J].电力与能源,2013(6):286～288.

[2] 邢晓莉.110 kV装配式变电站特点和新技术应用[J].电力建设,2013(10):273～274.

[3] 王慧芳. 装配式建筑构筑物的优化设计[J].建筑设计,2013(6):41～42.

[4] 牛强，徐启，钟家勇，等.模块化智能变电站建设模式研究[J].电力电气,2014,33(21):21～23.

[5] 高美金，傅旭华.标准配送式变电站的特点与建设[J].浙江电力,2014(3):31～34.

[6] 游景. 标准配送式变电站的特点与建设[J].电力技术,2014(14):203.

[7] 徐峰.装配式变电站的发展及土建设计 [J].应用技术,2010(5):199～200.

[8] 曾琰.浅谈装配式变电站的土建设计[J].建材与装饰，2015(12):98～99.

遗失声明

安徽国冉建筑工程有限公司的建筑业企业资质证书(副本)遗失。证书编号：D334023914。特此声明作废。

2016年4月26日

2016-07-06；修改日期：2016-07-11