（惠州电力勘察设计院有限公司 广东惠州 516023）
摘要：基于南方电网现有标准设计中110kV户内变电站设计要求，分析了目前广东惠州地区110kV全户内或半户内变电站内GIS室设置吊车的必要性，分析取消吊车的可行性，并结合已建成投产运行的变电站工程实例，在满足规范要求和设备正常运行的前提下，给出相应的解决建议及设计方案。
关键词：变电站；GIS配电室；吊车；吊环；安装；检修
0 引言
随着我国国民经济的快速发展，城市开发和改造的进程不断扩大，城市内外大型工业区、产业园的开发和建设，引起其周边地区的用电负荷每年呈现倍数式增长，变电站站点的布置渐趋密集，变电站的设计技术渐趋成熟、稳定，南方电网的标准设计每年都根据各参编和使用单位的反馈进行修编，以此满足各地区不同发展的需要。但对于标准设计中的一些设计方案，比如110kV全户内和半户内GIS变电站里，110kVGIS配电室里设置的双梁桥式吊车的设计要求，在正式的投产运行使用过程中，运行单位提出一些问题，对吊车的使用频率、吊车的定期检修和维护，以及由此产生的人员配置和运行维护成本，和设计方进行分析和讨论，并提出取消吊车设置的可行性和无吊车情况下GIS设备安装和检修的起吊方案。
在此背景下，对取消110kV GIS室内吊车和之后的无吊车情况的运行方案的调查分析和解决方式被日渐重视，并对此进行了一些试点变电站，以期在之后的设计中提供参考。从降低工程造价、节约投资成本和降低变电站建筑设计施工难度，以及减轻后期运行维护工作和成本上，取消110kVGIS室内双梁桥式吊车将成为以后的设计方向。
1变电站现状条件
110kV全户内GIS变电站，站内设置一栋配电装置楼，全部设备集中与楼内。配电装置楼内含3个主变室、10kV配电室、电容器室、接地变室、110Kv GIS配电室、主控室、通信机房、蓄电池室、电缆间，工具间等。
其中110kVGIS配电室位于二层，楼层标高7.00m，层高11.50m，屋面标高18.50m。GIS配电室上方设置有10T双梁桥式吊车，吊车梁面标高为15.50m，极限起吊高度为7.00m，采用地面操纵方式，吊车梁两侧设有走道板，用于吊车的日常维护和检修。
吊车梁及走道板采用钢筋混凝土整体浇筑而成；吊车轨道采用43kg/mm的标准钢轨，通过在吊车梁预埋Φ25铁管，用螺栓安装固定钢轨。钢轨与吊车为整套设备，由设备厂家供货运输安装。
2 吊车设置必要性分析
由于GIS配电室内大件设备的高度较高、设备荷载重量较大，设备安装和检修时需要通过辅助设施方能完成，辅助设施的选择受GIS配电室的房间宽度、长度及高度所限，双梁桥式吊车能满足设备的安装和检修使用要求。若取消吊车，选择用设置梁底固定吊环，则还需要在楼面配置相应辅助起吊设备及操作人员，且由于梁底固定吊环的位置局限，较难满足设备前后左右多方位移动放置的起吊作用。
从设备安装和检修的方便易操作方面考虑，选择双梁桥式吊车较为合适。但随着设备安装技术设施的发展，吊车已不是变电站室内安装运输的唯一途径。
据调查，目前南方电网下惠州供电局大亚湾地区有两个110kV户内GIS站没有设置吊车，分别为110kV南海站、110kV海金站，均为用户站，不设置吊车均为用户特别要求。
根据南方电网工程标准设计（不论是09版、2011版、V1.0版还是V2.0版），110kV全户内或半户内GIS站，110kVGIS配电装置室内均需设置10t双梁桥式吊车。
根据国家电网工程设计标准和相关资料，110kV户内GIS站，GIS配电室并没有必需设置吊车，而是根据站内具体情况可选择采用吊环，可见，并不是只有设置吊车才能安装和检修，只要设备和吊环位置布置合理，通过吊环和辅助起吊设备，还是可以实现设备的安装和检修。
3 吊车使用频率分析
根据运行维护部门的信息反馈，110kV户内GIS变电站GIS配电室内的吊车，基本为主体建筑完成后，GIS配电室内大件设备的安装时，需要使用吊车吊装设备。在变电站生命周期内，一方面因为GIS设备运行以来的故障情况相对较少，重点在日常的常规检修和局部消缺，较少对GIS配电室内的大件设备进行吊装检修、更换。其余情况或在有扩建的情况下，才有可能需要使用吊车，吊车有效利用率较低。对惠州地区一些110kV户内GIS变电站的吊车使用频率的进行了调查，如下表1，列举了几个站点使用数据作为参考：
4 取消吊车对工程的影响
取消吊车对工程的影响可从对设备运行维护、对配电装置楼建筑结构、对配电装置楼工程造价三个方面进行分析，汇总情况见表2。
4.1对设备运行维护的影响
若取消GIS配电室上方的双梁桥式吊车，为解决GIS设备的安装和检修，需要采取其它措施，以保证变电站的正常运行。根据现有条件，可选择采用梁底设置吊环方式，采用GIS设备上方纵横向框架梁底设置吊环。在各种最大不解体GIS设备重心上方设置框架梁，梁底设置吊环，只要吊环位置设置合理，吊环数量足够，就能满足设备起吊安装或检修维护或更换的要求。只要吊环设计合理，取消吊车并不影响设备运行维护。
4.2 对配电装置楼建筑结构的影响
现有南方电网的标准设计方案中，110kV全户内或半户内变电站的配电装置楼为钢筋混凝土框架结构，GIS配电室位于二层，楼面标高为7.0m，为了满足设备的最低起吊高度（一般为7.0m）和吊车梁轨道等的安装高度，层高一般为10.0m。牛腿面标高一般为13.5m，为了方便吊车梁和小车的检修维护，在标高13.5m处设置有检修平台，并设有8.0m高的钢爬梯。若取消GIS配电室上方的双梁桥式吊车，①可取消牛腿、吊车梁、走道板及检修平台及8.0m高的钢爬梯；②可相应降低建筑物的层高；③吊车梁和牛腿的取消，降低了结构整体荷载，降低了结构的复杂性，楼层降低亦对结构整体有利。
4.3 对配电装置楼工程造价的影响
若取消GIS配电室上方的双梁桥式吊车，
（1）节省了投资约18万（直接费）。
①相应减少吊车设备费用约13万（含运输安装）；
②减少牛腿、吊车梁、走道板及检修平台、8.0m高的钢爬梯、降低建筑物层高涉及的外墙墙体及装修材料，共计费用约7 万
③由于增加吊环及辅助起吊设备所增加的费用，以5t电动葫芦计，约2万。
（2）节省了后期维护成本（间接费）
吊车的日常维护涉及日检、周检、月检、半年检查和年度检查。日检、周检由吊车的操作人员进行，月检、半年和年度检查由吊车的操作人员及维修人员共同进行。根据特种作业上岗要求，起重设备的操作需要由持有特种作业操作证的人员进行。在设置有双梁桥式吊车时，每个变电站的运行部门需要配备相应的持有特种作业操作证的吊车运行和维护人员，在吊车使用频率低下的情况下，这个一项固定的长期支出，无形中增加的运行成本。
当取消双梁桥式吊车采用吊环后，变电站不需要长期配备特种操作人员对吊车进行定期维护和检修，只需要在需要起吊设备进行安装和检修或更换时，聘请相关的特种操作人员进行操作即可。
4.4 吊车、吊环优缺点比较
5 取消吊车后的替代设计方案
根据前文分析，参考现行国家电网的变电站运行情况，取消双梁桥式吊车后，可采用GIS设备上方纵横方向梁底按需要间距分别设置吊环。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中9.7.6条：吊环应采用HPB300级钢筋制作，锚入混凝土的深度不应小于30d并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，d为吊环钢筋的直径。
因此在GIS设备上方的纵横向框架梁内预埋HPB300级钢筋制作的吊环，可采用 Φ20及以上直径的钢筋。设备起吊安装时，用钢索或钢丝绳穿过一个或多个吊环，钢索或钢丝绳另一端与电动葫芦连接，通过电动葫芦起吊设备，再配以钢丝绳牵引设备左右移动，以固定设备位置，设备起吊检修时，可在起吊后，设备下方用带滑轮的手推平板车将设备移动到一边空置位置，便于设备检修和维护或更换。吊环需要与电动葫芦配合使用，且需在楼面设置辅助拉升设施和相关操作人员。
虽然相较于吊车，吊环的使用较为受限，没有吊车使用起来方便，但亦能完成设备的安装检修维护工作。
同时吊环的设计需要在配电装置楼设计方案时就考虑以后运行的情况下需要起吊检修的最大可解体设备的重量，需要与设备厂家充分沟通，并提供相关数据。在施工图设计时设计好吊环的位置、吊环的承载能力和吊环所在框架梁的承载能力。
6 结论
根据前面的吊车使用频率、吊车设置必要性，取消吊车后对工程的影响、吊环设置的可行性等各方面的分析，并参考国家电网的成功运行条件，可以明确，110kV GIS室内的双梁桥式吊车取消后用吊环替代还是可行的，并不影响设备的运行维护、检修和更换，还能在一定程度上降低设计难度，节约投资和运行维护成本。
根据以上分析，吊车的取消与否，若能经南方电网标准设计的修编组同意，统一修改南方电网标准设计，从运行维护方面及投资成本方面考虑，均可以取消GIS配电室上方的吊车或增加无吊车的设计模块以供选择。
7 结语
随着社会经济的的不断发展，变电站作为城市建设的基础供电设施，扮演着十分重要的角色，同时人们对城市变电站的功能和美观要求也在不断地提高。对于变电站的设计，在满足变电站功能的前提下，建筑结构设计专业可在变电站内建构筑物的设计上进行优化创新，不局限与标准设计方案，因地制宜，因站制宜，充分开拓设计者的思路，往节能高效的变电站设计方向前行。
参考文献：
[1]《混凝土结构设计规范》（GB50010 2010）
[2]《建筑结构荷载设计规范》（GB50009 2012）李福权.2012（10）
[3]《起重机设计规范》（GB/T 3811 2008）
[4]《南方电网公司110kV-500kV变电站标准设计（（V2.0》
[5]《南方电网公司110kV-500kV变电站标准设计（（V1.0》
[6]《南方电网变电站标准设计（2011版》
论文作者:郑薇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
标签：吊车论文; 吊环论文; 变电站论文; 户内论文; 设备论文; 标准论文; 标高论文; 《电力设备》2017年第10期论文;