张行飞
锡林郭勒盟电力勘察设计院有限公司 内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市 026000
摘要：随着变电站建筑施工的标准化和工厂化水平的提高，积极研究和推广应用工厂预制装配式建构筑物，以缩短建设工期就势在必行。装配式建筑正是建筑工业化的代表，其在施工周期、能源消耗、产品质量、环境污染等方面的优势，是普通建筑所无可比拟的。本文简要分析了预制装配式结构在变电站土建设计、电气安装中的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词：变电站；预制装配式结构；工业化
随着国家住建部推出“绿色建筑”相关文件，建筑工业化已势在必行。装配式建筑正是建筑工业化的代表，其在施工周期、能源消耗、产品质量、环境污染等方面的优势，是普通建筑所无可比拟的。近年来，装配式变电站成功试点并投运使用，表明装配式变电站具备可行性且优势明显，未来，装配式变电站将成为变电站设计的主要形式。
1装配式变电站的特点
变电站内主要建筑为配电装置楼，层数为2～3层。楼内主要放置电气设备，跨度大、层高高、防火要求高。无论是半户外变还是全户内变，常规站均需要在现场施工作业，土建安装完毕后还需要进行电气设备运输安装调试，待最终送电后仍需要土建部分继续留待现场整改修补。而采用装配式变电站，在地基基础施工之前，即可要求工厂进行预制生产。待基础施工完毕，可马上进入梁柱安装、墙板安装，不需额外扎筋支模及砌体施工。除浇捣楼板和屋面板外，基本无土建湿作业，保证了建筑质量的稳定性。部分电气设备在土建部分施工时期，亦可在
工厂进行预制安装甚至调试完成，制作成成品舱，待土建交安后，运至现场直接吊装定位，为电气设备安装开辟了新途径。装配式建筑土建和电气工艺的改进，大大缩短了变电站施工周期，使得变电站可以提早投运使用，为企业产生效益。装配式变电站改变了传统的电气安装形式，土建设计施工模式，大大提高了变电站的科技含量，响应国网“两型一化”，高效集约、节能环保。这种典型的标准化设计、工业化生产、模块化施工，无疑是变电站建设的一场重大革命。
2装配式在土建施工中的应用
2.1现场基础部分
装配式变电站改变了传统变电站的布置形式，并对建筑结构进行了改造和优化，现场设备基础设计采用通用基础设计理念，即统一基础尺寸模数。采用标准钢模浇筑制作筏板基础并结合支墩的形式，筏板基础表面预留通用埋件，支墩高出地面，采用预埋结构件二次焊接转换，按设备定位单个浇筑支墩；对于成组安装的电气屏柜或模块，按照统一的尺寸模数要求预埋结构件，成组的电气屏柜或模块运到现场后直接螺接或焊接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于现场基础部分在现场进行制作，而装配式钢结构构件是在工厂内预制完成的，这就要求设计单位、设备供应商、现场施工单位密切配合，以实现钢结构构件和电气设备运到施工现场后，快速高效的进行组装和拼接而不会出现配合问题。
2.2装配式建筑的现场施工
由于运输尺寸（高度和宽度）要求，有些建筑因运输超过和超宽问题，必须进行现场拼装，如10kV开关柜室、主控室、电容器室等。现场施工工序主要为：钢构件入场检验、吊装设备进场吊装、钢柱组立、钢梁的安装、钢檩条支撑杆的安装、屋面设备安装、其余附件安装及收尾工作等。为保证施工质量，钢结构件和组件在安装时需要采用测量仪器进行定位，对钢梁的位移和标高等参数进行跟踪测量，并对安装的关键点进行全程控制，确保所有的钢结构件和组件安装符合要求。
2.3装配式围墙
装配式围墙主要由杯口基础、预制混凝土柱和围护板构成。根据现场基础条件不同，可以采用现浇杯口基础。现场施工工序主要为：预制构件进场检验、用吊具将带有槽口的预制混凝土柱插入杯口、采用细石混凝土灌浆（必要时需先调整垂直度）；当柱体完成固定后，用吊具将混凝土板由柱顶嵌入柱体侧面凹槽，沿垂直方向滑动并搁置在杯口基础表面；随后安装横向围护板，以同样的方法滑入柱侧面的凹槽中，如此一层一层的向上累加。
2.4装配式电缆沟
装配式电缆沟由很多段的U型电缆沟体相接组成，这里所述的U型电缆沟体由左右对称的两半L型电缆沟体拼装而成。目前有两种模式：（1）电缆沟壁与底板在工厂内整体浇注，运至现场拼装连接，此种连接方式简单，但运输费用较大；（2）采用分拆拼装式，即沟壁及底板分开预制，到现场后再行拼装，此种模式连接工序稍微较复杂且防水稍差些，但易于运输。
3电气设备安装
由于传统变电站的电气设备分散、零部件众多，因此，电气设备安装工作比较繁杂。设备到达进场后需要大量的指挥协调工作，各主要设备安装完毕后，设备单元间（如10kV开关柜间的）的控制电缆需要排布、制作和接线，工作量比较大；待所有设备安装结束后，才能进行现场调试工作；另外，很多电气设备在进行安装时都需要进行现场开孔、焊接和二次镀锌、补漆等，不但延迟了工期，也会造成可靠性降低。装配式变电站改变了传统变电站的电气布局，能够有效的解决这些问题。这里仍以一个典型的110kV变电站为例进行说明。
3.1一次设备安装
110kV配电装置选用全封闭六氟化硫组合电器（GIS），可以室内布置，也可以室外布置，目前的110kV变电站，多布置在室外。110kV配电装置采用的是模块化单元设计，各模块已在工厂内组装完毕、调试合格，到现场后进行拼接。
10kV开关柜采用金属铠装移开式或固定式开关柜（国内主要型号为KYN28-12或XGN-12），分双列布置在配电装置室内。10kV开关柜部分，在设备制造厂的生产车间内完成成套设备内部的安装、接线和调试，采用组合柜的形式（即满足最大运输尺寸的条件下，几面柜子分成一组）整体运输到现场并就位后，再进行少量的设备内部连接线以及同外部设备的系统联调等工作；10kV电容器选用柜式电容器，以主变为单位分别集中安装在独立的房间内，生产、运输及安装方式类似10kV开关柜部分；10kV消弧线圈一般选用成套设备，布置在独立的消弧线圈室内，生产、运输及安装方式类似10kV开关柜。设备工厂化的生产模式，有利于整体结构的优化，同时能避免现场人工安装元器件的过程中出现安装工具缺失和齐备困难的问题，能够有效提高设备的安装质量和工艺。同时，也能减少现场安装、调试的工作量，从而减少施工单位的人力和物力投入，并缩短安装时间。
3.2二次设备安装
变电站的二次设备中除了部分保护测控装置就地分散安装到一次设备柜和间隔内外，其余采用组屏柜安装。目前，装配式变电站的组屏柜安装的二次设备安装方式有两种，一种是二次设备预装仓模式。第二种方式为装配式，两种方式各有优缺点。
二次设备安装若采用预装仓模式，主要优点：（1）可以满足整体运输要求，所有设备在工厂内安装和接线完毕、调试合格，到现场后只需接外部进出电缆即可；（2）不用单独设置二次装配式建筑，预制仓外壳满足户外运行要求和使用寿命要求。为了便于现场电缆连接，一般会在预制仓内专门设置电缆接口柜，舱内需要与外部连接的电缆或光缆均引到电缆接口柜内，由电缆接口柜统一与外部电缆连接；设置电缆接口柜，可以简化二次电缆沟设置、便于二次电缆接线和检修维护。二次设备安装采用预装仓模式的缺点是结构比较紧凑，操作和维护空间较小。
结语
随着绿色建筑的日益推广，我国以绿色、循环、低碳理念指导城乡建设，大力推广绿色建筑相关技术，推动建筑工业化建设。预制装配式变电站从设计到生产到安装是一个系统工程，装配式建筑结构中的材料和围护材料等，将会逐渐实现标准化、工业化。
参考文献：
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[2]许学亮，周晋中.“两型一化”在变电站中设计中的应用[J].电力技术.2010（01）
[3]张飞强.装配式变电站探索与安装技术[D].浙江大学.2011
论文作者:张行飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/1
标签：变电站论文; 现场论文; 建筑论文; 电缆沟论文; 土建论文; 设备论文; 设备安装论文; 《防护工程》2018年第34期论文;