裝配式鋼結構變電站與傳統變電站技術經濟比較

韋 霞

（廣東南海電力設計院工程有限公司，廣東 佛山 528200）

?

裝配式鋼結構變電站與傳統變電站技術經濟比較

韋 霞

（廣東南海電力設計院工程有限公司，廣東 佛山 528200）

摘 要：從變電站建設規模、電氣主接線、配電裝置布置形式及綜合樓的結構形式、造價等方面，對裝配式鋼結構變電站與傳統變電站進行深入的技術經濟比較。

關鍵詞：變電站；技術方案；綠色；造價對比

隨著城市建設及電網的飛速發展，傳統的變電站建設模式逐步轉變，并有了發展的契機。根據變電站建設中的節能、環保、抗震、標準化的要求，通過研究及應用，鋼結構作為一種新型建筑材料，憑借其優越的特性，逐漸成為變電站發展的一個新的方向。

一、鋼結構變電站與傳統變電站技術方案差異分析

以優化110kV變電站建筑物建設作為研究內容，以裝配式建筑作為研究方向，選用鋼結構作為研究載體，充分體現了鋼結構強度高、自重輕、韌性好、安裝機械化程度高、低碳環保可重復利用。按鋼結構多層布置形式（戶內GIS）做方案，并與普通混凝土結構從建設規模、電氣主接線、配電裝置布置形式及綜合樓結構形式及造價、項目建設過程、綠色、運行等方面進行對比，從而總結出最適合變電站的鋼結構建設模式。列舉南網標準設計G2a方案與鋼結構多層布置方案進行對比，分別從等方面進行比較，詳見表1。

（1）電氣部分差異

①主要差異體現在10kV并聯電容器容量的選擇、主變壓器的布置，主變與GIS間隔之間采用電纜連接，壓縮GIS間隔布置，充分利用GIS配電裝置室空間。②接地全暗敷、預制式電纜豎井、力纜采用電纜線夾懸吊安裝。③由于墻體采用厚捷彩板裝飾板配100型隔墻龍骨+6層12厚耐火紙面石膏板+巖棉，后期無法進行動力線路、照明線路、插座、燈具等安裝，因此在綜合樓主結構系統及圍護系統生產前提前考慮電氣管線敷設。變電站內所有配電箱及插座采用暗敷于建筑墻體內，動力、照明電纜線路水平方向采用槽盒沿墻明敷，垂直方向穿PVC管沿主結構系統敷設。④鋼結構多層布置方案在標準設計的基礎上調整了平面布置，主變旋轉90°布置，將GIS設備移到了首層，方便GIS設備吊裝及110kV電纜進線；電容器室設置在二層。

（2）土建部分差異

傳統變電站采用的現澆鋼筋混凝土結構、砌體填充墻的建筑形式，由于受力構件需現場攪拌混凝土澆筑成型，存在著施工現場噪聲大、粉塵多且施工周期較長、生產效率低，施工速度慢，對周圍環境影響大、建筑材料不可回收利用，工人勞動強度大，質量控制難等弊端，愈來愈不適應社會發展的要求。隨著科技的進步與發展，標準化、簡約化、預制模塊化已成為變電站建設的新目標，采用預制裝配式建筑是實現這一目標的有效手段。①綜合樓地上部分采用鋼結構，柱子選用工字型鋼柱，梁為工字型鋼梁。梁柱間用腹板高強螺栓連接，翼緣現場焊接。鋼梁、柱表面均噴涂紅色醇酸底漆、白色防火防腐面漆，鋼柱外包防火板，滿足鋼結構防腐防火要求。地下部分采用混凝土結構，底板、側壁采用現澆鋼筋混凝土，柱子采用混凝土內藏工字型鋼柱。樓面采用樓承鋼板組合樓蓋，屋面采用輕鋼結構坡屋面，室內樓梯采用鋼結構樓梯，內外墻采用組合式墻板，防火墻兩側各設雙層防火石膏板，滿足變電站防火要求。②站區設綜合樓一座，半地下一層、地上兩層。其中，半地下一層布置消防水池、電纜層，地上一層布置主變室、10kV配電裝置室、110kVGIS室、蓄電池室等，地上二層布置主控室、電容器室等。與標準設計建筑面積一致，將GIS設備等大體量設備從原6.5m層下放至1.5m層，可降低建筑物重心，減輕地震反應，并且降低綜合樓總高度，緊湊布置。③標準設計方案中屋面被劃分為3塊，每塊的標高都不一致，建筑外立面被分割得較為零碎。鋼結構方案通過調整功能房間布置，統一了整棟建筑物的屋頂標高，并采用坡屋面的形式，結合鋼結構的特點，全面展示現代化工業建筑大氣、厚重的風采。④變電站圍墻按通透式圍墻設計，主體采用裝配式方管鋼柱配鐵藝圍墻，與周邊環境相呼應。⑤所有鋼構件、墻體、屋面均采用廠家成品、現場安裝。可減少現場濕作業工程量60%，減少建筑垃圾量80%，縮短施工工期50%。⑥綠色環保和可再循環材料使用量占所用建筑材料總重量的70%，充分體現了電網綠色環保、可持續發展的建設理念。⑦施工實現標準化作業，易于質量控制，并有效減少現場作業工期。

（2）主要差異經濟比較

由上述可以看出，鋼結構多層布置與傳統變電站的差異主要體現在綜合樓結構部分，因此僅對該部分進行經濟比較，見表2。

由表1可看出，采用鋼結構方案，綜合樓建筑工程造價比常規鋼筋混凝土方案增加256萬元，約增加22.8%。增加部分相對于整個變電站的投資而言，僅占總投資的約4%。綜上所述，鋼結構與鋼筋混凝土結構相比，在使用功能、材料性能、受力特點、設計、施工工藝和工期、環保節能以及綜合經濟方面都有優勢。

表1

表2

二、鋼結構應用于變電站中的特殊性

與其他鋼結構建筑物不同，變電站是電力系統中轉換電壓、接受和分配電能的電力設施，決定了變電站要設置大量埋件來安裝設備，要有大量線纜、埋管穿梭于各個設備間，要有很多設備開洞等來滿足今后設備的安裝、運行要求。因此，設計圖紙要全面，預埋件、穿管、配電箱等位置要準確。需要設計院與廠家密切配合，有效溝通來達成一致。

結語

預制裝配式建造模式需要現代預制件、鋼構件工廠作支撐，需要對傳統土建工程招標及標段劃分作調整，需要對采購方式與施工組織重新定義。全預制裝配式變電站的建設，通過工廠生產預制、現場裝配安裝兩大階段縮短土建施工周期，減少工程建設人員，簡化檢修維護工作。通過探索實踐，完善出設計、加工、施工、管理、定額等標準，從而有效地控制工程質量、建筑周期和工程造價。其標準化設計、工業化生產、集約化施工，使變電站建設走向科技含量高、資源消耗低、環境污染少、精細化建造的道路。在科學技術發展的推動下，全預制裝配式變電站的技術、產品和實施經驗一定會很快地成熟起來，必將成為變電站建設的重要選擇方案之一。

參考文獻

［1］葉建峰.110kV全預制裝配式變電站建設實踐［J］.供用電，2010（2）：42-45.

中圖分類號：TM633

文獻標識碼：A