摘要：近年来，随着社会经济的不断持续发展，核心电力需求的不断增长，为了满足用电负荷，提高供电的能力，国家电网公司提出建设坚强智能电网的要求，于是各电压等级的智能化变电站应运而生。而建筑行业和电气安装湘能楚天电力的快速发展也使得装配式集成变电站的优质、高效和集约化的建设成为可能。装配式构筑物的重要性与日俱增.从围墙到主变防火墙,从电缆沟到构支架及设备基础都需要重新定义.该文对变电站装配式构筑物进行了详细介绍。
关键词：装配式变电站；构建物；基础设备
一、装配式变电站及其优势
装配式集成变电站的土建施工充分体现了“装配式”特点，采用预制钢结构的建筑模式。变电站的围墙、大门、结构支架、设备支架等全部采用组合式装配钢结构，装配式集成变电站在土建和电气安装中充分采用“装配时”工艺，改变传统变电站的施工模式，将智能变电站按工厂生产预制、现场装配安装两个阶段建设。智能集成变电站在建设中应用了预制钢结构建筑构件、集成组装式电气设备和控制电缆等一系列新技术，减少了施工现场的工作量，使工程建设周期缩短，质量可控，人工成本降低，质量和环保效益提高。装配式集成变电站的投运将为提升电网建设水平、促进坚实的智能电网建设做出积极的贡献。
二、装配式变电站效益分析
1、技术性分析
（1）工厂化加工制作抗风柱、墙板、压顶，现场安装，节能环保，贯彻落实“两型一化”和“绿色施工”的精神。
（2）围墙预制构件采用钢模板技术和蒸汽养护，实体质量好，无裂纹、龟裂等质量通病现象。混凝土采用多次振捣，其外观质量达到清水混凝土标准。
（3）围墙接缝全部采用黑色硅硐结构胶勾缝，线条顺直，工艺美观。
2、经济性分析
（1）考虑到使用寿命和维护成本等因素，预制装配式轻质围墙全寿命周期成本较传统砌体围墙低。
（2）安装工效快，施工周期可以缩短40% 左右。
（3）一次成型，实体强度高，耐久性好，后期维护费用低。其中，达标创优期间免维护可以节以节略3~5% 左右。
（4）在扩建项目中，围墙拆除费用低，且部分墙板可以重复利用。
三、智能变电站构建物研究
1、变电站围墙研究
（1）大砌块实体围墙
围墙作为主要的建筑物，对变电站起着安全的保护作用，对内部设备进行良好的保护，同时也能够对外部人员做好安全防护。传统的围墙虽然坚固，但在建造过程中较为落后。这种墙体全面减少了材料用量，使墙体重量更加轻便，地基压力不大，有效避免了不均匀沉降、龟裂等问题，使墙面更加耐用。虽然大砌块围墙坚实耐用，但还不具备规模化作业，要想实现规模化生产与作业，还不具备可行性条件，所使用的材料较复杂，现场施工工艺要求高，特别是施工条件受到环境、温度等的限制较多，另外，施工过程还存在一定的安全隐患。
（2）装配式围墙
随着技术不断创新发展，为全面提高建造效率，确保快速供电用电目标的快速实现。当前，变电站装配式板墙已经出现，并形成了一定的推广效果，通过工厂规模化、标准化生产与现场标准化作业，能够全面有效提高建造效率，减少现场施工操作，不受任何环境限制，随时就可以开工建设，装配式形式主要有预制混凝土柱加预制墙板实体围墙、型钢柱加预制墙板实体围墙两种形式。进行装配时，需要把柱和墙进行连接，确保二者统一在一起，通过构件和基础连接，一般采用地脚螺栓进行连接，确保墙柱形成一个整体，实现了围墙的标准化、规模化建设。
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2、变防火墙的研究
变电站主变防火墙可分为框架填充墙式、现浇混凝土板式和预制装配式等类型。
（1）框架式填充墙。混凝土框架清水砌体防火墙是先浇筑混凝土独立基础，然后浇筑上部的框架梁和框架柱，最后用节能环保砖填充框架内部。此种做法需混凝土框架达到设计强度后才能拆除模板以及进行填充填的砌筑，再加上对墙体的工艺要求较高，所以其施工工期较长，一般需要1～1.5个月。
（2）现浇混凝土板式防火墙。现浇混凝土板式防火墙的做法通常是先浇筑混凝土条形基础，然后对墙身钢筋混凝土面板一次性浇筑施工。由于墙体较高，混凝土要分层连续浇筑，分层高度小于等于1 m，每小时浇筑高度不得超过2 m。为了保证墙体厚度一致，混凝土模板上还需设置间距小于等于0.5 m的对拉螺栓，待混凝土养护到设计强度的75%以上才能拆除模板。此法的混凝土施工量较大，施工要求较严，施工工期也较长。
（3）装配式防火墙。可分为框架+墙板防火墙、框架+大砌块防火墙、钢结构+墙板防火墙等类型。装配式防火墙，采用层插式安装方式，具有结构简单、安装方便、抗荷载系数高、自洁力强、免维护时间长等优点。柱：可采用钢筋混凝土现浇柱，柱顶预留地脚螺栓。板：可采用清水混凝土预制条板或ALC板。
3、电缆沟研究
（1）电缆沟类型。变电站线路多，要想全面做好管理，则需要坚固耐用的电缆沟来装载线路，使各条线路清晰明确，电缆沟作为核心内容，承担着重要的功能。根据供电方式的选择，可以进行规模化建造，实现集约生产。当前，建造形式多种多样，根据施工方式主要包括现浇混凝土沟、钢筋混凝土沟、砌体沟、预制钢筋混凝土沟、复合材料预制沟等不同的类型。预制钢筋混凝土电缆沟是当前应用较广泛的一种形式，配件主要在工厂制造完成，再通过大型运输设备运到现场做全面的组合，这种电缆沟有着自身的优势，整体施工速度快、沟体光滑、工序简便、安全程度高。复合材料预制电缆沟使用玻璃纤维及树脂制成，通过高压高温压制完成。钢制电缆槽盒是热浸镀锌处理，能防腐、防锈。
（2）电缆沟盖板。电缆沟需要有安全度高的盖板，为了避免出现安全事故，一般使用混凝土成品盖板、无机复合盖板、有机复合盖板，不同的建造形式有不同的作用，需要根据现场施工而定，总体看，电缆沟盖板规模化程度较高。
（3）电缆支架。电缆支架材料较多，任意一种材料组合均能起到不同的效果，当前，主要由角钢电缆支架、玻璃钢电缆支架、复合支架等构成。其中，角钢支架是一种机械性能较高、成本较低的支架，这类支架耐腐蚀，可用时效长。玻璃钢支架是复合型材料，整体建设周期短、强度高、重量轻、绝缘好，能够有效避免出现涡流现象，但是建造成本比较高。复合支架成本投入高，但从性能上看，具备一定的耐腐性、绝缘好、防涡流。通过上面几种支架的分析，我们需要使用成本低、耐用的角钢支架，这在一般性建造中均得到了广泛的应用。
4、构支架及基础研究
构架上部结构采用普通钢管，柱杆段之间采用法兰连接。构架梁采用三角形格构式桁架结构。支架上部结构，在变电站中设备支架采用设备厂家配送支架柱，现场安装的方式，与基础采用地脚螺栓连接。“构、支架统一采用钢结构，钢结构连接方式宜采用螺栓连接。户外GIS变电站宜采用两回一跨构架，构架柱采用钢管A型柱，构架梁采用三角形钢桁架梁；户外AIS变电站宜采用联合构架，构架柱宜采用钢管独立柱和钢管A柱联合结构，构架梁采用独立钢管梁或三角形钢桁架梁，构架柱与基础采用地脚螺栓连接。
5、设备基础研究
GIS设备的基础较为关键，需要进行统一设计与建造，一般为筏板和支墩组合的方式，这种基础型式具备稳固性，保证了设备设施的安全，设备运行时，确保了基础的稳定性。变电站主变是功率较大的设备，通常基础使用筏板和支墩组合的型式，筏板厚度500mm。小型设备也是变电站重要的设备，其基础好坏也决定了供电效果，一般包括箱柜基础、投光基础、路灯基础等。这类设施设备的基础多是现浇完成，多是混凝土地基形式，通过地脚螺栓进行全面的连接。
结语：目前装配式围墙在国网公司工程中大规模开始应用，而装配式构筑物是智能变电站的重要环节之一。该文对装配式构筑物进行了详细论述和研究，对于智能变电站的发展有一定的借鉴意义。
参考文献
[1] 国家电网公司.国家电网公司输变电工程通用设计（2015版）110（66）kV能变电站模块化建设[M].中国电力出版社，2015.
[2] 变电电气工艺工程标准库（2012版）[S].中国电力出版社，2012.
论文作者:陈渊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/18
标签：变电站论文; 支架论文; 电缆沟论文; 围墙论文; 混凝土论文; 基础论文; 构架论文; 《电力设备》2018年第30期论文;