新一代智能变电站模块化建设应用与研究

程国庆 明钱良 郑亮 杨柳 牛琦 国网湖北省电力有限公司孝感供电公司经研所

1 工作描述

国网孝感供电公司开展智能变电站模块化建设模式研究的重要实践，是践行“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”建设思路的必然途径，孝感公司以星火变作为国网公司110kV标准配送式试点工程为契机，以点带面、团结协作、奋力争先，推动电网建设模式向集约、高效、智能、环保发展。

2 主要做法

2.1 深化标准化设计，实现技术创新

2.1.1 全面应用通用设计、通用设备，实现设计标准化。施工图全面落实施工要点、工艺标准、观感质量等，形成装配式建筑物专项研究报告。

2.1.2 积极应用新技术，开展设计创新。采用预制光缆、预制电缆，深化智能技术，建、构筑物采用装配式结构，实现预制构件标准化。

2.2 强化工厂化加工，实现集成创新

2.2.1 合理选择预制材料与构件

装配式变电站上部结构都由工厂制作,运到现场装配。同时注重材料节能环保，大量减少用电、用水，大幅降低施工污水、建筑垃圾及噪音量。

2.2.2 合理选择预制厂家及建设队伍

2.2.2.1 从厂家生产能力、新产品研发能力、成本控制能力“三位一体”考量厂家的综合能力

2.2.2.2 重视参建单位合同履约管理。依法合规选择参建队伍，注重监理与施工队伍合同履约评价，系统进行在建工程评价及投产后综合评价，并将评价结果与工程结算挂钩。

2.2.3 探索实现电气设备的预制模式

2.2.3.1 通过“设备厂家集成”实现设备预制。通过预制舱二次组合设备实现整套二次设备由厂家集成、工厂化加工，采用预制光、电缆，实现快捷、标准的二次控制电缆连接，减少现场电缆接线工作量。

2.2.3.2 借鉴航空插头优点，体积小、密度高、高可靠、长寿命、快速插拔，研发实现二次组合设备接口“即插即用”。

2.3 推进装配式建设，实现工艺创新

2.3.1 建筑物的装配式施工。主体构件均在工厂完成加工，运抵现场用汽车式起重机进行吊装，现场安装用工及工期大幅缩短。

2.3.2 设备安装的装配式施工。采用“一次设备本体+传感器+智能组件”方案实现一次设备就地测量、控制、保护、状态监测等智能化功能；利用二次设备集成于预制舱中，现场整体安装；工厂集成联调缩短周期，改善调试环境。

3 特色亮点

3.1 首创“首例试点”制度，规范施工工艺流程。根据装配式结构的特点，诠释 “样板先行，一次成优”的理念。

3.2 首创“技术监督融入工厂验收”制度，把关设备质量。根据设备高度集成、工厂加工实际，提高设备抽检覆盖面和针对性。

3.3 首创档案信息化管理系统，实现档案管理快捷高效。变电站全部档案实现远程控制，发现、整改问题快捷、高效。（

3.4 提炼模块化建设典型经验。以变电站为主要载体，主要形成有“装配式结构”典型工法、“轻巧型刚接管桁构架”标准工艺等。

3.5 设计施工有机结合，大力开展技术创新。

3.5.1 变电站构架采用刚接管桁构架，构架总用钢量与常规站同比下降25%左右；现场采用装配式施工，安装时间精简50%以上；构架梁截面视觉通透率提高30%，简洁美观。

3.5.2 GIS设备场地采用地面电缆槽盒系统，主沟采用专利技术设计“带标示系统的暗藏电缆沟”,有效提升盖板整体耐久性，促进智能变简洁化发展。

3.5.3 GIS设备基础创新采用筏板结合支墩的通用基础（见图10），施工便捷，能适应不同 GIS厂家对设备基础的要求，提高结构通用性。

4 具体案例

孝感公司通过110千伏星火变电站作为国网公司标准配送式智能变电站试点工程的建设管理，取得各项效益展示：围墙内占地面积减少12%，建筑面积减少15%，总建设周期缩短75%，LCC寿命周期成本减少5.8%。

5 实践效果

通过智能变电站模块化建设模式的实践，推动了“大建设”体系的高效运转，进一步落实国网公司全面推行“资源节约型、环境友好型、工业化（简称“两型一化”）”变电站的建设工作，进一步提升电网建设水平、提高电网建设效益，实现电网建设与国民经济及社会发展相适应。

首先，通过智能变电站模块化建设全过程管理，孝感公司全面掌握智能变电站模块化建设的关键技术，全面提升电网工程施工质量。

其次，通过模块化建设模式的创新，有效控制电网建设成本，达到全方位、全过程地节约资源，保护生态环境，实现绿色施工。

再次，通过科技创新，在保障安全生产的前提下，实现变电站运行周期内的终身节能降耗，确保电网建设项目功能和寿命协调匹配。