摘要：35kV 裝配式變電站作為變電站建設的一種新模式正在迅速發(fā)展，尤其在農(nóng)村電網(wǎng)升級改造工程中應用較為廣泛，以四川省瀘州市合江縣鳳鳴35kV 裝配式變電站為例，介紹了裝配式變電站的工程特點、技術方案，并對存在的問題進行了分析，總結了設計及建設中的一些經(jīng)驗。

根據(jù)《務院辦公廳轉發(fā)家發(fā)展改革委關于“十三五”期間實施新一輪農(nóng)村電網(wǎng)改造升級工程意見的通知》（辦發(fā)（2016）9 號）的文件要求，為加強農(nóng)村基礎設施建設，加快城鄉(xiāng)基本公共服務均等化進程的重要舉措，實施新一輪農(nóng)村電網(wǎng)改造升級工程。在農(nóng)村電網(wǎng)布局中，35kV 變電站起著至關重要的作用，在新一輪農(nóng)村電網(wǎng)改造升級工程建設過程中，將有大量35kV 變電站改造或新建。為加快變電站建設速度、進一步推進變電站建設標準化工作，家電網(wǎng)公司提出了“標準裝配式變電站”的建設理念，目的是通過“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”模式的實踐與探索，實現(xiàn)變電站建設快速、高效的目標。這種模式和理念應用到農(nóng)村電網(wǎng)35kV 變電站建設中，將極大地提高變電站的建設速度，縮短建設周期，同時減少土地占用面積、降低造價，做到與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)、提高運行可靠性和減少設備維護工作量，實現(xiàn)家電網(wǎng)公司變電站“兩型一化”（環(huán)境友好型、資源節(jié)約型、工業(yè)化）的建設目標。

本文以四川省瀘州市合江縣鳳鳴35kV 裝配式變電站為例，介紹了裝配式變電站的工程特點，從裝配式開關室、電氣二次設計、總平面布置、土建設計等方面進行了詳細的技術分析，并對存在的主要問題進行了分析，總結經(jīng)驗和不足，以便形成更好的標準化裝配式變電站工程技術方案，在農(nóng)村電網(wǎng)升級改造工程中積極推廣應用。

1、裝配式變電站特點

裝配式變電站與傳統(tǒng)變電站在電氣設備布置、土建設計和施工模式等方面不同，通過標準化設計、工廠預制生產(chǎn)、現(xiàn)場裝配安裝三大階段來建設變電站。其標準化設計、模塊化組合、工業(yè)化生產(chǎn)、集約化施工，使變電站建設走向資源消耗低、環(huán)境污染少、建設周期短、精細化建設的道路。

1.1 在土建方面的特點

充分體現(xiàn)了“裝配式”特點，采用預制鋼結構的建筑模式。變電站的各電壓等級開關室箱體、結構支架、設備支架等全部采用組合式裝配鋼結構，所有鋼結構構件在工廠預制，進行工業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)，技術統(tǒng)一化，規(guī)格標準化。待所有鋼結構件生產(chǎn)完畢，直接運至施工現(xiàn)場吊裝，進行裝配組立，完成集約化施工。相比傳統(tǒng)變電站的鋼混結構土建工程，裝配式變電站具有施工周期短、現(xiàn)場作業(yè)少、環(huán)保便捷等特點，使變電站建設走向高科技精細化建設的道路。

1.2 在電氣方面的特點

借鑒傳統(tǒng)變電站的電氣布局并加以改進，劃分為35kV 裝配式開關室（含二次設備）、10kV 裝配式開關室（含無功補償設備）、主干式變壓器單元三大模塊。35kV 及10kV 開關柜均采用戶內(nèi)金屬鎧裝移開式開關設備，在工廠生產(chǎn)階段進行電氣元件的封裝組合。除了集成一次設備外，裝配式變電站的二次設備也采用模塊化設計和組裝。二次設備按功能進行模塊化分割，模塊間的控制電纜采用標準化預制電纜，接頭直接在廠家封裝，使現(xiàn)場能夠即插即用，從而降低工地組屏和接線的工作量，提高電氣安裝效率。

2、裝配式技術方案分析

鳳鳴35kV 裝配式變電站在設計、建設中嚴格遵循 “安全性、適用性、通用性、經(jīng)濟型” 協(xié)調(diào)統(tǒng)一的原則，在《家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設計——35kV 變電站分冊》（2006 年版）D-3方案基礎上，從設備裝配化、集成化角度出發(fā)考慮技術方案。

2.1 裝配式開關室

35 kV 開關室采用裝配式結構，箱體長11.8m，寬6.6m，考慮道路運輸限高，高3.5 m。箱體內(nèi)布置有35kV 高壓開關柜和二次設備，設備雙列面對面布置，屏間操作通道距離依據(jù)家標準《3～ 110kV 高壓配電裝置設計規(guī)范》（GB50060—2008）的相關條文要求確定為2800 mm，為減小箱體尺寸，箱體屏后封板設計成可拆卸的封板，方便屏后維護檢修。35kV裝配式開關室較常規(guī)設計的開關室面積少40 m2。

10kV 開關室也采用裝配式結構， 箱體長10.8m，寬6.0m，考慮道路運輸限高，高3.5m。箱體內(nèi)布置有10kV 高壓開關柜和10kV 并聯(lián)電容器補償裝置，設備雙列面對面布置，屏間操作通道距離依據(jù)家標準《3～110kV 高壓配電裝置設計規(guī)范（》GB50060—2008）的相關條文要求確定為2400mm，為減小箱體尺寸，箱體屏后封板設計成可拆卸的封板，方便屏后維護檢修。10kV 裝配式開關室較常規(guī)設計的房屋開關室面積少38m2。

開關室采用標準化設計、工廠化生產(chǎn)，通過道路運輸?shù)焦さ?，到施工現(xiàn)場再進行裝配組合，電氣安裝工期較傳統(tǒng)變電站減少近15d。

2.2 電氣總平面布置

根據(jù)站址所處的地形、地貌、出線方向及設備選型，變電站電氣總平面布置如下：主干式變壓器采用戶外布置，布置在變電站南側。35kV 裝配式開關室布置在變電站西側，10kV 裝配式開關室布置在變電站東側。35kV 進站線路及主干式變壓器高、低壓側均采用電纜進出線。裝配式變電站較傳統(tǒng)變電站占地面積節(jié)約近300m2。

2.3 電氣二次設計

二次設備含主變保護測控柜、電度表柜、公用測控柜、遠動通信柜、光設備屏、交直流一體化電源裝置、監(jiān)控主屏、圖像監(jiān)視柜，布置在35kV 開關室內(nèi)，按設備功能分為監(jiān)控模塊、通信模塊、電源模塊和全站監(jiān)測系統(tǒng)模塊，各模塊間的聯(lián)系電纜未在工廠預制封裝，現(xiàn)場需大量接線，未做到即插即用，是本設計方案的一大缺憾。

2.4 土建設計

35kV及10kV 裝配式開關室的基礎均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱式結構，該層結構凈空2m，地上0.6m，地下1.4m，作為電纜夾層使用，方便電纜進出線。該型式基礎施工僅需15d左右，較傳統(tǒng)房屋開關室模式大幅度縮短施工周期。

3、存在的問題及解決方法

3.1 裝配式開關室的箱體尺寸偏大，存在運輸、擴建等問題

本方案裝配式開關室的箱體尺寸根據(jù)家標準《3～110kV 高壓配電裝置設計規(guī)范》（GB50060）的相關條文要求確定，箱體的操作通道和檢修通道沿

用房屋模式的變電站設計標準，造成箱體體積過大，制作成本加大，并且不便于運輸和現(xiàn)場安裝施工。農(nóng)網(wǎng)升級改造工程大多處于交通不便或站址受限的地方，在箱體設計時，若忽略了運輸條件，會造成無法正常運到工地，運輸工程中可能需要修路、伐樹等，影響施工工期和造成不必要的經(jīng)濟損失。因此，在箱體設計時要弄清運輸條件，當常規(guī)產(chǎn)品設計模式不能滿足要求時，要采用拼裝式等非標模式。

很多農(nóng)網(wǎng)升級改造項目，地方供電公司（局）根據(jù)近期負荷和遠期負荷，兼顧投資金額，往往在箱體內(nèi)先上本期設備，預留二期設備位置。有些廠家為了節(jié)省成本或其他原因，在設計時不考慮二期擴建工程的方便性，造成二期施工困難，不便于設備的安裝調(diào)試。

在實際工程設計時，不能簡單套用傳統(tǒng)變電站房屋開關室的設計標準，要結合工程實際，依據(jù)裝配式變電站家標準《高壓/ 低壓預裝式變電站》（GB17647 ）和《高壓/ 低壓預裝箱式變電站選用導則》（DL/T537 ）的相關條文要求，可采用固定間隔式箱體，即按照進出線單元將元器件鑲嵌到箱體間隔框架內(nèi)，這種結構型式簡單，便于現(xiàn)代工業(yè)化流水線生產(chǎn)，同時采取上述的一些優(yōu)化設計措施，來滿足運輸、擴建等的要求，真正體現(xiàn)裝配式變電站標準化設計、模塊化組合、工業(yè)化生產(chǎn)、集約化施工等特征。

3.2 二次設備未在生產(chǎn)階段完成元器件集成、接口封裝等，增加施工現(xiàn)場安裝調(diào)試工作量

本方案二次設計仍沿襲傳統(tǒng)變電站的設計思路，二次設備布置在35kV 開關室內(nèi)，設備分散，零部件眾多，設備進場后需要大量的協(xié)調(diào)指揮工作，設備間的控制電纜需現(xiàn)場制作電纜頭，一根根排布，所有安裝結束后方可調(diào)試，大大增加了施工現(xiàn)場的安裝調(diào)試工作量。裝配式變電站可考慮單設二次設備室，設備采用模塊化設計和組裝，模塊間的控制電纜采用標準化預制電纜，生產(chǎn)階段完成元器件集成、接口封裝及一些簡單的調(diào)試工作，設備進場后只需組合安裝，做到即插即用，從而降低工地組屏和接線的工作量，提高電氣安裝效率，真正體現(xiàn)裝配式變電站在電氣安裝應用方面的“裝配”模式。建議在設備招標中，對二次設備采用打包集合招標模式，由一個供應商提供所有二次設備，做到整體規(guī)劃集成。

3.3 裝配式開關室的箱體防水、保溫、防腐等問題

裝配式變電站的箱體防雨一直是困擾箱變生產(chǎn)廠家的一個主要問題，尤其在南方多雨地區(qū)更為突出。目前，大多數(shù)箱變生產(chǎn)廠家采用頂部對接和側立柱對接、涂防水密封膠來防止箱體漏雨或滲水。這種做法很難保證防水密封膠的質(zhì)量，且防水密封膠使用壽命一般在3 年左右，變電站運行一段時間后難免出現(xiàn)漏雨或滲水現(xiàn)象。要想從根本上解決該問題，需要從箱體頂部及對接立柱結構上下功夫，如將“回水沿”和對接蓋板相互重疊，并對結構件的所接處進行防銹處理，另外，在箱體頂部對接蓋板處、箱體對接立柱處等采用專用密封條（使用壽命30年以上）進行鑲邊、壓接后再鎖接。通過箱體結構設計和密封材料的改進，箱體可以做到更好地防雨。

目前市場上箱體外殼主流材料是鋼板，對于寒冷地區(qū)采用雙層鋼板內(nèi)加保溫材料的做法。鋼板對噴漆處理工藝要求較高，箱體在道路運輸及現(xiàn)場安裝過程中難免出現(xiàn)磕碰，導致掉漆銹蝕等問題。即使現(xiàn)場進行補漆，由于箱體體積較大，不可能進行整體噴漆，導致箱體的整體外觀效果變差。目前內(nèi)一些箱變生產(chǎn)廠家開始使用敷鋁鋅板箱體、外觀CCA 防腐木板條。另外，通過外技術引進，一些廠家在箱體外殼材料中開始應用玻璃纖維增強水泥材料外殼，其抗太陽輻射能力強，又不易產(chǎn)生凝露且散熱效果好。通過這些材料和工藝的應用，可以較好的解決保溫、防腐等問題。

總之，要從根本上解決35kV 裝配式變電站的箱體防水、保溫、防腐等問題，設計過程中，應積極穩(wěn)妥地采用新材料、新技術、新工藝，在箱體的招標技術規(guī)范文件中，對箱體材料的選擇、技術的應用、工藝的確定等方面做詳細的技術要求。

4、結束語

通過四川省瀘州市合江縣鳳鳴35kV 裝配式變電站的設計、施工實踐，說明裝配式變電站在建設過程中，全方位、全過程地節(jié)約資源，大幅降低占地面積，減少對資源及能源的消耗，35kV及10kV開關室采用標準化設計、工廠化生產(chǎn)，采用現(xiàn)場裝配式施工，極大縮短施工工期，產(chǎn)生明顯的社會經(jīng)濟效益，從而降低工程投資。在“十三五”期間的農(nóng)村電網(wǎng)升級改造工程中，35kV 變電站的建設將呈現(xiàn)任務重、要求高、工期緊、征地難等特點，裝配式變電站尤其適合資金不足、站址受限等問題的地方。

目前35kV 裝配式變電站尚存在一些不足之處，需要對其進一步優(yōu)化設計，整體統(tǒng)籌考慮設計方案，進一步優(yōu)化開關室箱體尺寸，做好箱體的防雨、保溫、防腐等，對二次設備進行集合招標，整體規(guī)劃集成，做好工程管理的優(yōu)化組織，從而使35kV 裝配式變電站在農(nóng)網(wǎng)升級改造工程中發(fā)揮更大作用。

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