淺談電力工程中變電站施工技術(shù)

張照

華東送變電工程有限公司 上海 201803

引言

隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展，變電站作為電力系統(tǒng)的核心組成部分，其建設(shè)和改造越來(lái)越受到重視。在變電站的建設(shè)過(guò)程中，施工技術(shù)是關(guān)鍵因素之一。本文主要圍繞電力工程中變電站施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討，旨在提高變電站施工的效率和質(zhì)量，降低施工成本，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

1 變電站建設(shè)的過(guò)程

變電站的建設(shè)過(guò)程一般包括以下幾個(gè)階段。

1.1 前期準(zhǔn)備階段

確定建設(shè)規(guī)模和位置，編制可行性研究報(bào)告、環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告等。

1.2 設(shè)計(jì)階段

編制變電站設(shè)計(jì)方案，包括選址、布置、主要設(shè)備配置

1.3 采購(gòu)階段

根據(jù)設(shè)計(jì)方案采購(gòu)主要設(shè)備和材料。

1.4 施工階段

包括土建、設(shè)備安裝、調(diào)試。

1.5 投運(yùn)階段

完成各項(xiàng)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試并投入運(yùn)行。

在這個(gè)過(guò)程中，施工階段是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)槭┕るA段的質(zhì)量和效率直接關(guān)系到整個(gè)建設(shè)過(guò)程的成功與否。

2 變電站施工中的關(guān)鍵技術(shù)

變電站的施工涉及多個(gè)工種和多種技術(shù)，其中一些技術(shù)非常重要，對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度影響很大。下面列舉了變電站施工中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 土建工程

土建工程是變電站施工的重要組成部分，包括場(chǎng)地平整、基礎(chǔ)施工、建筑物施工等。在施工過(guò)程中，土建工程的質(zhì)量對(duì)后續(xù)設(shè)備安裝和調(diào)試等工作有很大的影響。因此，土建工程的施工必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，采用合理的施工工藝和材料。

2.2 設(shè)備安裝

變電站設(shè)備安裝是整個(gè)施工過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)之一。設(shè)備安裝的質(zhì)量對(duì)變電站的運(yùn)行和維護(hù)產(chǎn)生很大的影響。因此，在設(shè)備安裝過(guò)程中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，采用合理的施工工藝和方法。

2.3 電纜敷設(shè)

電纜敷設(shè)是變電站施工中最復(fù)雜的工作之一。電纜敷設(shè)的質(zhì)量對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性有很大的影響。因此，在電纜敷設(shè)過(guò)程中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，采用合理的敷設(shè)工藝和材料。

2.4 調(diào)試和試運(yùn)行

調(diào)試和試運(yùn)行是變電站建設(shè)的最后一個(gè)階段。調(diào)試和試運(yùn)行的質(zhì)量對(duì)變電站的正常運(yùn)行和維護(hù)產(chǎn)生很大的影響。因此，在調(diào)試和試運(yùn)行過(guò)程中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，采用合理的調(diào)試和試運(yùn)行工藝和方法。

以上幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)都是變電站施工中必不可少的環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要按照設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保變電站的建設(shè)和運(yùn)行質(zhì)量。

3 常用技術(shù)手段和方法

隨著技術(shù)的發(fā)展，變電站施工中出現(xiàn)了很多新的技術(shù)手段和方法。這些技術(shù)手段和方法在提高變電站建設(shè)效率和質(zhì)量方面發(fā)揮了重要作用。下面列舉了幾種常用的技術(shù)手段和方法。

3.1 BIM技術(shù)的運(yùn)用

BIM技術(shù)[1]是一種基于三維建模的數(shù)字化技術(shù)，可以對(duì)變電站的設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行全面的協(xié)調(diào)和管理。BIM技術(shù)可以有效地避免設(shè)計(jì)和施工中的沖突和錯(cuò)誤，提高施工效率和質(zhì)量。隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在電力工程中，特別是在變電站運(yùn)行管理中，BIM技術(shù)也開始得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

3.1.1 BIM技術(shù)。在變電站運(yùn)行管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）空間信息管理：變電站運(yùn)行管理需要對(duì)變電站的設(shè)備和管線進(jìn)行維護(hù)和管理。BIM技術(shù)可以通過(guò)建立三維模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備和管線的空間信息管理。通過(guò)BIM技術(shù)，可以清晰地了解變電站內(nèi)設(shè)備和管線的位置、形態(tài)和規(guī)格等信息，為變電站運(yùn)行管理提供準(zhǔn)確的空間信息。

（2）數(shù)據(jù)信息管理：變電站運(yùn)行管理[2]需要對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備和管線的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。BIM技術(shù)可以將變電站內(nèi)設(shè)備和管線的信息進(jìn)行數(shù)字化處理，建立數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理。通過(guò)BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備和管線狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和管理，為變電站運(yùn)行管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

3.1.2 BIM技術(shù)在變電站管理中的優(yōu)勢(shì)。

（1）實(shí)現(xiàn)信息化管理：BIM技術(shù)可以通過(guò)數(shù)字化建模，將變電站內(nèi)的設(shè)備、管線、建筑物等物理信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，形成全面、準(zhǔn)確的三維模型，實(shí)現(xiàn)信息化管理。這可以幫助變電站管理人員實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高管理效率。

（2）提高運(yùn)行效率：BIM技術(shù)可以模擬變電站內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行情況，通過(guò)模擬分析，確定最優(yōu)的設(shè)備運(yùn)行方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的優(yōu)化配置，提高變電站的運(yùn)行效率。

（3）降低運(yùn)營(yíng)成本：BIM技術(shù)可以幫助變電站管理人員優(yōu)化設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，提前預(yù)測(cè)設(shè)備故障并進(jìn)行維護(hù)，從而避免因設(shè)備故障導(dǎo)致的停電事件，降低運(yùn)營(yíng)成本。

3.2 無(wú)人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用

3.2.1 無(wú)人機(jī)技術(shù)：無(wú)人機(jī)技術(shù)可以對(duì)變電站的建設(shè)過(guò)程進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)和記錄。無(wú)人機(jī)可以實(shí)時(shí)獲取變電站施工現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)和圖像，為施工管理和質(zhì)量控制提供有力的支持。

（1）設(shè)備巡檢：無(wú)人機(jī)可以通過(guò)搭載相應(yīng)設(shè)備，對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行巡檢，檢查設(shè)備是否存在異常情況，例如電纜溫度、絕緣子表面損傷等情況。

（2）管線巡檢：變電站內(nèi)的管線較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的巡檢方式需要人員進(jìn)入管道進(jìn)行檢查，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且存在一定的安全隱患。無(wú)人機(jī)可以通過(guò)搭載相應(yīng)設(shè)備，對(duì)管線進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)管線存在的問(wèn)題，例如管道滲漏、破損等問(wèn)題。

（3）建筑物巡檢：變電站內(nèi)的建筑物需要定期進(jìn)行巡檢，以確保建筑物的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的巡檢方式需要人員進(jìn)入建筑物進(jìn)行檢查，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)人機(jī)可以通過(guò)高清相機(jī)拍攝建筑物的各個(gè)角度，檢查建筑物是否存在裂縫、變形等問(wèn)題。無(wú)人機(jī)可以高效地完成建筑物巡檢，降低巡檢成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.2 無(wú)人機(jī)技術(shù)在變電站運(yùn)行中的優(yōu)勢(shì)。

（1）高效性：無(wú)人機(jī)可以快速地完成設(shè)備巡檢、管線巡檢和建筑物巡檢等工作，提高巡檢效率，節(jié)省時(shí)間成本。

（2）精準(zhǔn)性[3]：無(wú)人機(jī)可以通過(guò)高清相機(jī)拍攝圖片或視頻，對(duì)設(shè)備、管線、建筑物等進(jìn)行精準(zhǔn)的檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的準(zhǔn)確性更高。

（3）數(shù)據(jù)化：無(wú)人機(jī)可以通過(guò)搭載相應(yīng)設(shè)備，獲取更多的數(shù)據(jù)信息，例如溫度、濕度、氣壓等數(shù)據(jù)信息，可以更加準(zhǔn)確地判斷設(shè)備的狀態(tài)和運(yùn)行情況。

通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，可以提高變電站巡檢的效率和精度，降低人力成本和安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化、可視化的巡檢報(bào)告，方便巡檢人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和決策制定。

3.3 先進(jìn)的材料和設(shè)備的運(yùn)用

3.3.1 先進(jìn)的材料和設(shè)備。隨著科技的進(jìn)步，越來(lái)越多的先進(jìn)材料和設(shè)備被應(yīng)用到變電站施工中。這些材料和設(shè)備可以提高變電站的性能和可靠性，降低施工成本和風(fēng)險(xiǎn)。以下是變電站中先進(jìn)的材料和設(shè)備的運(yùn)用。

（1）GIS[4]（氣體絕緣開關(guān)設(shè)備）：相比傳統(tǒng)的空氣絕緣開關(guān)設(shè)備，GIS設(shè)備的體積更小、重量更輕，使用壽命更長(zhǎng)，且可以實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的部分或全密封，提高了設(shè)備的安全性和可靠性。

（2）智能型絕緣子：智能型絕緣子可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)絕緣子表面的溫度、濕度、污穢度等信息，并通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣子存在的問(wèn)題，提高變電站的安全性和可靠性。

（3）智能型儀表：智能型儀表可以通過(guò)數(shù)字化技術(shù)將電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、電流、電壓、功率等參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，并通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，幫助管理人員及時(shí)了解變電站的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

3.3.2 先進(jìn)設(shè)備在變電站運(yùn)行中的優(yōu)勢(shì)。

（1）提高可靠性：先進(jìn)的材料和設(shè)備能夠提高變電站的抗震、防雷、防火等能力，從而提高其抗災(zāi)能力和可靠性。

（2）提高安全性：應(yīng)用先進(jìn)的材料和設(shè)備能夠減少變電站的故障率和事故率，從而保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）提高智能化：應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備和材料能夠提高變電站的自動(dòng)化水平和智能化程度，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷和智能控制。

3.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用

3.4.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬變電站的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程，幫助工程師和施工人員更好地理解設(shè)計(jì)和施工要求。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提高施工效率和質(zhì)量，降低施工成本和風(fēng)險(xiǎn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以還可以應(yīng)用于變電站的運(yùn)行和維護(hù)中，下面是一些具體的應(yīng)用：

（1）設(shè)備維護(hù)：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以用于變電站設(shè)備的維護(hù)。通過(guò)將設(shè)備模型與現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以提高維護(hù)人員的效率和準(zhǔn)確性。維護(hù)人員可以使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷和維護(hù)，而無(wú)須實(shí)際進(jìn)入危險(xiǎn)的電力設(shè)備內(nèi)部。

（2）遠(yuǎn)程操作和監(jiān)測(cè)：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以用于遠(yuǎn)程操作和監(jiān)測(cè)。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將變電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程地點(diǎn)，以便操作員遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以用于在變電站進(jìn)行操作和維護(hù)時(shí)，遠(yuǎn)程為操作員提供指導(dǎo)和支持

3.4.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在變電站運(yùn)行中的優(yōu)勢(shì)。

（1）提高安全性：變電站是高危的工作場(chǎng)所，操作員需要在高電壓[5]和高溫環(huán)境下進(jìn)行工作。通過(guò)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將操作員從現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)的環(huán)境中解放出來(lái)，同時(shí)提供一個(gè)安全的模擬環(huán)境進(jìn)行培訓(xùn)和演練。

（2）提高效率：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助操作員更快地完成工作任務(wù)。通過(guò)模擬環(huán)境中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和反饋，操作員可以更好地了解設(shè)備運(yùn)行情況，并在必要時(shí)快速采取行動(dòng)。此外，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以快速獲取設(shè)備的維護(hù)歷史記錄和診斷信息，以便更快地解決設(shè)備故障。

（3）提高精度和準(zhǔn)確性：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提供更精確和準(zhǔn)確的信息。例如，在設(shè)備維護(hù)方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提供高精度的數(shù)據(jù)和圖像，以便維護(hù)人員更好地識(shí)別設(shè)備故障。此外，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，操作員可以更好地了解設(shè)備的狀態(tài)和性能，以便做出更好的決策。

以上技術(shù)手段和方法都可以提高變電站施工效率和質(zhì)量，降低施工成本和風(fēng)險(xiǎn)，是變電站施工中不可或缺的技術(shù)手段和方法。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文從變電站施工技術(shù)[6]的基本概念、施工流程、關(guān)鍵技術(shù)和常用技術(shù)手段等方面進(jìn)行了探討。通過(guò)對(duì)變電站施工技術(shù)的應(yīng)用和探索，可以提高變電站的建設(shè)和運(yùn)行效率和質(zhì)量，降低施工成本和風(fēng)險(xiǎn)。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，變電站施工技術(shù)也將不斷更新和完善。未來(lái)，隨著智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，變電站的建設(shè)和運(yùn)行將更加高效、可靠和智能化。變電站施工技術(shù)將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用，在電力工程中發(fā)揮更大的貢獻(xiàn)。