预制装配式变电站设计和建造技术研究

张楠 姜涛

摘 要：随着社会的不断发展，人们对电力的需求也在逐渐的增加。因此，我国的相关部门必须要对变电站的土建设计进行相应的策略研究，进而促使其土建工程能够具备较高的创新性、节能性，可以有效的提升变电站的使用寿命，为我国的电力事业做出贡献。

关键词：装配式变电站;设计与建造

一、装配式变电站主体设计方案

（一）预制式二次组合设备舱整体结构型式

1.1.1结构型式

（1）尽量保持集装箱原结构，少改动集装箱本体结构。

（2）为了便于设备的安装，预制舱应设置两扇门。并且在箱侧的对角设置两个风窗并加装双向换气扇，以便形成空气对流。

（3）预制舱内部应设备光、电缆通道。

1.1.2顶部结构

（1）多雨地区，为了防止箱内积水，可将斜顶与集装箱顶保持50角。

（2）多雪地区，为了防止箱内堆积雨雪，需要增大斜顶与箱顶的角度。

（二）预制光缆设计方案

在众多的光缆使用场合中，接线处理已成为现场施工中的突出问题。传统的光缆接线方法是在现场熔接，由于繁琐、技术要求高，造成施工费用大，施工周期长，且难以保证质量等一系列问题。

预制式安装技术是工厂按照光缆用户的要求，在专用生产设备上将光缆和连接器连接在一起，可以保证质量和大大缩短现场工期。因此，预制式安装的出现改变了长期在施工现场制作光缆熔接的历史，是电力系统光缆使用的一大突破。

1.2.1常规方案

预制光缆可采用4芯ODC光缆组件和12/24芯Masterline光缆组件。ODC光缆组件均为4芯，芯数较少，可用于保护装置到户外智能控制柜的直采直跳，若两柜之间的连接光缆超过4芯，则需要采用并排多个ODC的方案，但有延长线的设计方案，长度更加灵活;Masterline光缆组件从2到144芯均可使用，智能变电站中一般采用12、24芯，适用于两柜之间的连接光缆芯数较多的情况，Masterline光缆组件最大的优点在于预制端带分支。

1.2.2光纤配线柜方案

在每个预制舱设置一面光纤配线柜，预制舱内二次设备至光纤配线柜的光缆采用尾缆，在工厂完成接线盒调试。现场智能控制柜与预制舱光纤配线柜接线采用双端预制室外光缆，现场即插即用。

预制光缆选型同方案一，预制方案建议采用双端预制。

二、新型装配式梁柱节点

预制构件节点拼接设计是装配式建筑普遍存在的问题，成为了当下急需解决的问题。单一的预制构件在拼接预制构件时，其节点的强度和抗震性能却不能够得到保证。通过对装配式建筑的合理的分析，能够发现节点处的受力和问题和施工工艺问题，进而能够根据实际情况设计出一种新型的装配式梁柱节点。此节点采用的型钢强度较高，主要运用高强度的的螺栓进行梁柱节点间的连接工作，然后由后期的建筑工作，将叠梁进行合理的浇筑，促使其与柱核心区域形成一个整体。

三、结合工程概况施工要点

某220kV变电站工程中含有一幢主控制室和一幢消防泵房，均为单层结构。主控制室轴网尺寸横向为7.75m和3.3m，纵向轴线间距为4.525m和4.525m，建筑高度约4m。消防泵房为单跨结构，仅需四根柱即可。

当采用预制混凝土结构时，由于结构轴线间距跨度比较小，采用预制混凝土梁梁高度不会太大，且配筋量较少，基本可以实现梁柱统一标准化设计，工厂化加工，机械化施工。

通过计算，基础采用预制混凝土一阶台阶的独立基础，规格采用一种即可，即底面尺寸1400*1400mm，高度800mm，台阶底部尺寸600*600，高度1700mm。混凝土柱统一采用450*450mm预制混凝土柱，高度一致。预制混凝土梁的截面尽量少，除梁长度有3到4种外，梁截面主要有300*700mm和300*500两种。对于板，统一采用钢筋桁架楼承板，板厚160厚，其中底部85厚采用预制，预制板种类仅有两种尺寸，待现场装配完成，顶部采用二次灌浆料进行现浇上部75厚混凝土。可以看出，对于小体量的预制混凝土结构可以实现构件标准统一化，方便工厂化加工和现场机械化施工。

当采用钢结构时，需要在钢柱钢梁上进行防腐防火，并且防腐防火的使用年限较全寿命期少很多，通常使用年限在15年左右，因而钢结构房屋需要定期维护。

本工程采用钢结构时，钢结构的柱截面尺寸统一为350*350*10*14，钢结构梁截面对于跨度较大的可以采用HW400*400*8*12，對于跨度较短的梁可以采用HW300*300尺寸，屋面采用钢筋桁架楼承板即可。通过计算同样可以满足承载力要求。

结语

总而言之，对变电站实行装配式的建设模式，能够有效的节约土地资源，降低工程的成本，发挥出装配式建设模式的基本作用。还能够促使变电站的建设更加趋向节约型、环境友好型，并且取得了较为理想的经济效益，其未来的发展前景较为广阔。但是目前的发展现状却存在许多问题，需要相关人员加强对其的研究，促使装配式的变电站能够得到较高程度的推广。

参考文献：

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[2]熊承伟.装配式变电站土建设计[J].低碳世界，2014（21）：53-55.

[3]赵丽平.装配式变电站的土建设计[J].建设科技，2013（23）：85-86.

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