淺談模塊化變電站的發展與應用

張 莉， 敖 斌， 夏 凱

(1.安徽華電工程咨詢設計有限公司，安徽 合肥 230022；2.安徽省電力經濟技術研究院，安徽 合肥 230022)

淺談模塊化變電站的發展與應用

張 莉1， 敖 斌1， 夏 凱2

(1.安徽華電工程咨詢設計有限公司，安徽 合肥 230022；2.安徽省電力經濟技術研究院，安徽 合肥 230022)

隨著社會經濟的發展，110 kV裝配式變電站在各地電力系統得到廣泛推廣和應用，變電站采用模塊化建設，具有“標準化設計、模塊化組合、工廠化加工和集約化施工”的特點。相較于傳統變電站能有效降低占地面積、建筑面積、工期等指標，結合工業化生產，模塊化設備的發展和國網“兩型一化”的變電站建設導則，模塊化變電站將成為今后變電站建設的熱點，成為今后變電站建設的一種主流模式。

模塊化；裝配式變電站；應用

110kV模塊化變電站是為了滿足整個社會日益增加的用電負荷，也是為了提升電網的供電能力而建設的。它對于緩解各個城市的緊張供電局面，對于推動電網革新有著非常重要的意義。模塊化變電站采用全預制裝配式結構建筑模式[1-3]，通過工廠生產預制、現場裝配安裝兩大階段來建設變電站，這種建設方式大大減少了變電站的占地面積，大幅縮減建設工期，隨著裝配式變電站在110 kV變電站的試點成功，國內外出現了許多變電站建設的模塊化產品，表明這種模塊化變電站將成為今后變電站建設的主流模式[4]。

1 模塊化變電站的發展

隨著資源節約型與環境友好型設計建設的逐步推進， 變電站建設模式必須走向減少土地占用、降低變電站造價、縮短建設周期、與周圍環境協調、提高運行可靠性、較少設備維護的發展模式，同時相關行業的技術發展也推動了變電站建設模式的發展。封閉式高壓組合電容器的出現實現了高壓設備的模塊化；拔插式電纜附件的出現實現了工程的預制，縮短了現場施工和試驗周期；電子技術和單片技術使綜合自動化裝置的體積大大縮小，分布式智能裝置實現了綜合自動化模塊的工廠預制；永磁機構真空斷路器及少維護、緊湊型開關柜的出現，提高了出線模塊的可實施性；預制式組合鋼結構框架和維護結構的不斷涌現大大縮短了現場建(構)筑物的施工周期等等。

模塊化變電站是推行變電站建設項目全壽命周期設計建設理念，遵循國家電網公司“兩型一化”變電站設計建設導則，依據規程、規范和技術管理要求，在典型設計方案的基礎上進行改進設計，優化平面布置和豎向設計。為加快推進智能電網建設，國家電網公司已推行過若干試點工程，有些變電站已經投入運行。從試點變電站的建設情況來看，取得了不錯的效果和效益、效率。占地面積、建設面積和工期等指標都得到有效的控制，工程造價也有所下降。鑒于以上優勢，國家電網公司現已全面推行模塊化智能裝配式變電站的應用。

2 模塊化變電站的特點

模塊化變電站典型設計工藝是一個不斷完善和優化的過程，應在工程實施過程中提前做好工程策劃和設計創新，探索對以往工程常規做法的改進、優化和完善，并貫徹落實到工程全過程的每個環節。在實施過程中發現的問題、改進措施應及時反饋，以便及時修改設計、施工典型工藝。

模塊化變電站模塊化建設主要包括土建和電氣兩部分。土建部分主要包括基礎、電纜溝及圍墻、綜合樓及輔助模塊等，電氣主要包括進線模塊、主變壓器模塊、自動化模塊無功補償和消弧線圈模塊等[5]。不論是土建和電氣，裝配式變電站其模塊化建設主要有以下幾個特點：

(1) 標準化設計：根據國家電網通用設計，采用通用設備，電氣設備型式、回路接線和土建設計標準化就可以得到實現。標準化連接一次設備、二次設備，可以即插即用二次接線；實現信息統一采集、綜合分析、智能報警、按需傳送，實現順序控制等高級應用功能模塊化、標準化和定制化。

(2) 工廠化加工：建(構)筑物的配件以工廠加工為主，采用工廠預制式結構型式。土建基坑開挖后即可吊至現場規定位置，然后快速地進行基坑回填，以減少基坑開挖后現場施工時間較長帶來的一系列問題；保護、通信、監控等二次設備按電氣功能單元采用“預制艙式組合二次設備”，艙內接線及單體設備調試均在工廠內完成；一、二次集成設備最大程度實現工程內規模生產、集成調試，安裝方便，縮短工期。

(3) 裝配式建設：建筑物框架梁、柱及維護結構均采用工廠模塊化制作，現場拼裝焊接，減少現場“濕作業”，實現環保施工。提高施工效率，減少施工周期，比濕法作業提高效率3倍多，且不受天氣和氣候的影響，勞動強度較小，交叉作業方便有序，精細化組裝的施工噪聲小，散裝物料少，廢水廢物排放量少，符合國網“兩型一化”的要求。

(4) 設備的特殊性:110 kV裝配式變電站有其獨特的建設特點和施工特點[6]，在施工中用到了很多新技術，相較于普通的變電站，標準配送式變電站具有很大的不同，就在于應用了預制艙式組合設備，它的艙體將集裝箱結構型式給應用了過來，運輸起來比較方便。在工廠內已經完成了二次組合設備的安裝集成，在工廠內整體調試之后，向現場運輸，在中途不需要換裝，可以在配電裝置現場就地放下。

3 土建設計

針對變電站建筑物的使用特點，只要在設計中很好地解決鋼結構防火、耐腐蝕性及裝配構件支架接縫防水防漏問題，在變電站建筑物中應用鋼結構組裝式具有良好的發展前景[7]。

本文結合目前已經設計過并投入運行的110 kV變電站中某35 kV配電裝置室的裝配式建筑物介紹下土建設計。配電裝置室嚴格采用標準化柱距，柱距為5 m，鋼柱和鋼梁截面均采用H型鋼，柱與基礎連接采用地腳螺栓連接。建筑物采用標準模數的C30現澆鋼筋混凝土獨立基礎，同時在基礎頂面預埋安裝鋼柱的地腳螺栓。鋼柱和鋼梁選用厚涂型防火涂料，防火涂料的厚度滿足耐火極限要求，鋼結構節點部分的防火涂料適當加厚。鋼結構防銹涂層由底漆、中間漆和面漆組成，防腐處理在工廠完成，滿足鋼結構防腐處理要求。建筑外墻維護的主要支撐結構為C型鋼板框架，連接方面采用的是螺栓，外立面一次成型，無需二次裝飾[8]。

4 結束語

通過上文的敘述分析可以得知，模塊化變電站的應用和推廣，實現了電網建設的工業化，使技術創新體系和工業化生產方式達到了新的水平[1]。如今很多的變電站都開始采用模塊化設計方法，實踐研究證明，模塊化相較于傳統變電站，具有一系列的優勢，模塊化有其自身的特點和優點，可以有效降低占地面積、建筑面積，縮短工期，而且充分體現了“兩型一化”建設的特點，實現智能變電站標準化設計、配送式建設，為后續模塊化變電站的建設積累了經驗。

[1] 侯璽莎，沈秀蘭.110 kV裝配式變電站的特點和新技術運用[J].電力與能源,2013(6):286～288.

[2] 邢曉莉.110 kV裝配式變電站特點和新技術應用[J].電力建設,2013(10):273～274.

[3] 王慧芳. 裝配式建筑構筑物的優化設計[J].建筑設計,2013(6):41～42.

[4] 牛 強，徐 啟，鐘家勇，等.模塊化智能變電站建設模式研究[J].電力電氣,2014,33(21):21～23.

[5] 高美金，傅旭華.標準配送式變電站的特點與建設[J].浙江電力,2014(3):31～34.

[6] 游 景. 標準配送式變電站的特點與建設[J].電力技術,2014(14):203.

[7] 徐 峰.裝配式變電站的發展及土建設計 [J].應用技術,2010(5):199～200.

[8] 曾 琰.淺談裝配式變電站的土建設計[J].建材與裝飾，2015(12):98～99.

遺失聲明

安徽國冉建筑工程有限公司的建筑業企業資質證書(副本)遺失。證書編號：D334023914。特此聲明作廢。

2016年4月26日

2016-07-06；修改日期：2016-07-11

張 莉(1985-)，女，安徽六安人，碩士，安徽華電工程咨詢設計有限公司工程師．

TM63；TM922.4

A

1673-5781(2016)04-0445-02