（南京南瑞继保电气有限公司 江苏南京 211102）
摘要：模块化变电站是通过预制装配式建筑物和预制舱式建筑物构建的变电站，其基本分为两个阶段，模块的预制和工程现场的装配。该建设方式利用纵向和横向的模块化设计节约土地资源，且施工效率高。国内外都在进行这一方面的研究和生产，有许多模块化产品已经问世，并且110kV装配式变电站试点已经建设完成，取得了良好的运行效果。
关键词：模块化；装配式变电站；预制舱式变电站
一、模块化变电站设计特点
模块化变电站是将变压器、高压配电设备、无功补偿装置、中低压配电设备和变电站电气二次设备等电气单元，按照系统性、安全性、可靠性、易维护、一体化的原则设计集成安装在多个隔热、防火、防盗、防潮、防小动物，五面通风、全封闭、可移动的钢结构箱体或预制装配式钢结构建筑物内。应用通用设计、通用设备。电气设备高度集成，二次接线“即插即用”。
二、模块化变电站设计方案
2.1 装配式变电站
以钢结构预制装配式建筑物为主体的半户内装配式变电站重点应用于110kV及以上变电站。设计方案改变了常规变电站电气系统布局、土建设计和施工模式，通过工厂生产预制、现场安装两大阶段来建设变电站。
2.1.1 变电站总体方案
将变电站按功能划分为多个设备模块。高压配电模块采用GIS设备（如图1），中低压配电模块采用开关柜及低压干式变压器柜。将高压配电模块、中低压配电模块和自动化配电模块设计安装在钢结构预制装配式建筑物内，SVG无功补偿设备独立设计按集装箱式提供。模块内部的连接和调试均由厂家负责。模块间连接在现场完成，采用架空桥架和电缆2种形式。
主要建筑物采用预制门式钢架结构，屋面采用预制大型屋面。所采用的建筑物预制件、钢构件均由工厂生产，现场装配。
2.1.2 关键技术：预制装配式建筑物
建筑物应用标准预制装配结构。统一建筑结构、材料、模数，采用“钢结构+装配式墙体”装配型式，机构件采用标准化工程预制件，现场快速装配。
围墙、防火墙等构筑物应用标准预制装配结构。统一规范、规格，采用“装配式组合墙板体系”，较少现场“湿作业”。
单层单跨建议采用轻型门式刚架结构。轻型门式刚架结构屋面材料推荐采用压型钢板复合板。轻型门式刚架结构外墙材料推荐选用压型钢板复合板（如图2）。
多层建筑结构型式建议采用钢框架结构，并根据电气工艺布置控制柱距，统一模数。楼面建议采用压型钢板底模现浇板。屋面材料建议采用压型钢板底模现浇板或压型钢板复合板。内、外墙材料建议采用压型钢板复合板或纤维水泥板（FC板）复合墙体。楼梯采用装配式钢结构。
钢结构实现装配化程度最高，主体结构无需二次湿作业，抗震性能好，其缺点为防火性能较差，多层建筑推荐采用钢结构。
2.1.3.装配式变电站经济技术比较
与常规变电站分析比较装配式变电站具备以下几个明显的优势：
影响变电站工程造价主要是建筑工程费和设备购置费，在合理的钢材价格前提下，采用集中程度高、占地面积小的装配式变电站较有优势。
装配式变电站建筑风格更加整洁、务实；施工工艺上，推行构件工厂化、集成化加工、机械化施工、环保施工，极大的提高了资源的利用率和施工效率。
装配式变电站与敞开式变电站相比，可节省40-60%占地面积，符合国家节约土地政策。
大幅度缩短施工工期，装配式变电站缩短了施工工期。
2.2 预制舱式变电站
以预制舱式电气一、二次设备为主体的预制舱式变电站重点应用于35kV及以下变电站。全站除35kV主变压器外，其他设备均按模块合理设计为预制舱。
2.2.1 变电站总体方案
电气一次设备设计为35kV高压配电室预制舱和10kV高压配电室预制舱。
电气二次设备设计为电气二次设备预制仓，也可根据变电站规模和35kV高压配电模块组合为一个预制舱。
辅助用房可独立设计为辅助功能舱或者和电气二次设备舱一体设计。
2.2.2 关键技术：预制舱式建筑物
建筑物与设备充分结合，建筑与电气设备之间的联系更加紧密，建筑甚至成为了设备的一部分，表现出建筑设备一体化特征。实现与设备同步工厂加工、在工厂调试并组合、一体发货装车、现场安装就位（或拼装就位）。
2.2.2.1 二次设备预制舱
实现预制舱体、二次设备屏柜（或机架）、舱体辅助设施等在工厂内完成制作、组装、配线、调试等工作，整体运输至工程现场，就位安装于基础上，无现场拼装作业。也叫做预制舱式二次组合设备。
2.2.2.2 一次设备预制舱
主要应用在10kV、35kV开关柜室。厂家在工厂完成10kV、35kV开关柜设备、预制舱体等制作、组装、调试等工作，运送至现场，在现场通过2~3个舱体拼装组合为10kV、35kV开关柜室。
2.2.2.3 预制舱整体设计总体特点
目前根据国网智能站及SVG项目的使用情况推荐使用金邦板和不锈钢两种。金邦板和不锈钢结构在整体性能和技术经济上相对优势明显。
预制舱做为设备的安置建筑，除放置设备外，还必须和普通建筑物一样满足建筑物相关的功能要求，涉及预制舱的防火、通风、照明、防雷、接地和电磁屏蔽等要求。统一由预制舱辅控系统完成。
2.3 模块化变电站推广
2.3.1 装配式变电站方案推广
装配式变电站的推广需要因地制宜，建议在以下前提下推广使用：
a）在采用装配式变电站方案时做好技术经济评价及用户意愿调研，保证预装式方案从技术上可靠、经济上可行、用户接受度高，在各方面条件具备时采用预装式方案。
b）在钢结构设计、制作、防护、安装各阶段必须解决钢结构的防火、耐腐蚀和整体屏蔽效果的问题，做好装配构件间的接缝防漏防水问题，严格计算钢结构建筑物的载荷和受力。
c）装配式变电站主要电气设备均在室内安装和调试，更适合冬季施工温度较低的地区，装配式变电站更少的电气设备基础开挖能有效的利用冬季施工时间。
2.3.2 预制舱式变电站的方案推广
电气一二次设备预制舱为主的预制舱式变电站设计以横向模块化布置为基础，其现场施工工作量、难度及周期方面优点比装配式变电站更好，但由于采用横向布置，站用征地较大征地。故预制舱式变电站的推广需要考虑征地面积和施工周期的因素，建议在征地费用较低、施工周期较短和环境条件较好的项目实施。
论文作者:金忠德
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/18
标签：变电站论文; 设备论文; 建筑物论文; 钢结构论文; 模块论文; 电气论文; 现场论文; 《电力设备》2017年第8期论文;