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關(guān)鍵詞:程序模塊化;變電站建造;土建方案;電氣方案
中圖分類號: F407 文獻標識碼: A
一、引言
變電站采用模塊化裝配結(jié)構(gòu)建筑模式,通過工廠生產(chǎn)預(yù)制,現(xiàn)場裝配安裝兩大階段來建設(shè)變電站,這種建設(shè)方式大大減少了變電站的占地面積,大幅縮減建設(shè)工期。隨著程序模塊化裝配式變電站在浙江,安徽等變電站的試點成功,國內(nèi)外出現(xiàn)了許多變電站建設(shè)的模塊化產(chǎn)品,表明這種模塊化裝配式變電站將會成為今后變電站建設(shè)的主流模式。
二、傳統(tǒng)變電站的建造方案
1、 戶外型變電站
傳統(tǒng)戶外型變電站模式的高壓開關(guān)設(shè)備采用戶外布置形式,變壓器放置在戶外, 10kV設(shè)備采用戶內(nèi)開關(guān)柜形式布置在開關(guān)室中,各電氣設(shè)備采用露天連接方式,即設(shè)備之間采用導(dǎo)線或母線端子排,利用戶外構(gòu)支架支撐進行連接。由于高壓設(shè)備及其連接直接暴露在戶外,對環(huán)境及絕緣配合的要求較高,變電站通常構(gòu)架高聳,高壓線復(fù)雜,電力設(shè)施的體積和間距較大,占用土地較多,與周邊環(huán)境不相協(xié)調(diào),建設(shè)點選置比較困難。
2、戶內(nèi)型變電站
為了解決與土地和環(huán)境的矛盾,出現(xiàn)了戶內(nèi)型變電站,其電氣設(shè)備全部或部分安裝在戶內(nèi)。其高壓設(shè)備多選用氣體絕緣封閉式設(shè)備(GIS),各電氣設(shè)備之間的連接多采用電纜方式。戶內(nèi)型變電站需要現(xiàn)房建設(shè),且安裝、調(diào)試工作量較大,施工周期長,總體造價約比戶外變電站高出1倍,適用于土地緊張的城市中心區(qū)域。
3、地下或半地下型變電站
這種模式接近戶內(nèi)型變電站,只是將所有電氣設(shè)備全部或部分安裝在地面以下,更為有效地節(jié)省了土地面積,但是這種模式的變電站建設(shè)及維護運行費用高,只適用于土地資源更為緊缺的發(fā)達城市。
以上變電站模式各有優(yōu)劣,適用于不同場所,但均是設(shè)備分散運抵現(xiàn)場后,再進行安裝調(diào)試的建設(shè)方式。從變電站可研立項到竣工投運,每一個變電站都需經(jīng)過設(shè)計、招標、安裝、調(diào)試等復(fù)雜過程。如果把變電站設(shè)計為預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu),相關(guān)設(shè)備由生產(chǎn)廠家按通用規(guī)范分模塊在工廠內(nèi)安裝完畢,并且完成內(nèi)部聯(lián)機和調(diào)試,到現(xiàn)場后只需進行外部連接、整體聯(lián)機和調(diào)試,則可以降低綜合造價,縮短建設(shè)周期,減少維護投入。
三、程序模塊化變電站建造方案
模塊化裝配式變電站是變電站建設(shè)的一場革命,改變了傳統(tǒng)的變電站電氣布局、土建設(shè)計和施工模式,通過工廠生產(chǎn)預(yù)制、現(xiàn)場安裝兩大階段來建設(shè)變電站。模塊化裝配式變電站是“兩型一化”變電站的具體體現(xiàn),其標準化設(shè)計、模塊化組合、工業(yè)化生產(chǎn)、集約化施工,使變電站建設(shè)走向科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少、精細化建造的道路。模塊化裝配式變電站把“三通一標”作為標準化建設(shè)的主要抓手,深化通用設(shè)計、通用造價、通用設(shè)備、標準工藝,做到優(yōu)化、美化、簡化。針對面廣量大、建設(shè)工期緊迫、安質(zhì)風(fēng)險加大的基建實際,尋求高效、可控、標準、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟的建(構(gòu))筑物建造的新模式、新方法、新途徑。
1、土建方面
全面落實資源節(jié)約、環(huán)境友好,實現(xiàn)社會綜合效益最大化,有以下三個方面。
系統(tǒng)策劃,標準先導(dǎo),改變傳統(tǒng)電氣布置型式,廢除傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)形式。推廣土建專業(yè)通用設(shè)計,因地制宜,美化設(shè)計,使之與城市發(fā)展、周邊環(huán)境相協(xié)調(diào),并融入自然環(huán)境中。
貫徹建筑節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)地方針,土建結(jié)構(gòu)安全裕度精準,建筑耐久性與變電站運行壽命相協(xié)同,力求使建筑結(jié)構(gòu)輕型化。在變電站設(shè)計方面,開展創(chuàng)新設(shè)計,變電站采用砂石地坪,主控樓采用工業(yè)化設(shè)計,施工采用清水墻工藝和節(jié)能環(huán)保材料,體現(xiàn)工業(yè)設(shè)施本色。
變現(xiàn)場澆筑、砌筑、粉刷為工業(yè)標準化生產(chǎn)檢驗合格后,送現(xiàn)場按標準工藝快速拼裝;變施工串聯(lián)流程為并聯(lián)流程;相應(yīng)簡化凈化施工現(xiàn)場,減少施工期粉塵、噪音、污水污染以及水資源消耗。建筑物主體及圍墻采用裝配式結(jié)構(gòu),現(xiàn)場基礎(chǔ)、柱、梁、板、屋架一次就位,縮短了近一半施工周期。
2、電氣方面
分進線模塊、主變壓器模塊、出線模塊、綜合自動化模塊、無功補償和消弧線圈模塊,各模塊之間的現(xiàn)場連接是技術(shù)難點。此外必須系統(tǒng)制定變電站通用設(shè)計、部件加工詳圖、工廠生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場拼裝工藝、建筑取費定額、裝配式建造管控六大標準體系。
進線模塊。各種封閉式組合電器可以作為進線模塊的基礎(chǔ),目前國內(nèi)110kV以上電壓等級的封閉式組合電器需要現(xiàn)場制作電纜連接套管,施工工藝要求嚴格。而國際上出現(xiàn)了工廠預(yù)制的整體式電纜套管及可以插拔式電纜插接頭,更加便于安裝及運行維護。
主變壓器模塊。變壓器模塊需要對常規(guī)變壓器的進出線端子進行改進。一次側(cè)可以采用可拔插的電纜附件或油氣套管與進線模塊相連。二次側(cè)可以考慮電纜或架空線兩種出線考慮,但需要考慮絕緣封閉的要求。
出線模塊。出線模塊目前主要有拼裝式和戶外共箱式。拼裝式采用常規(guī)的中置柜、手車式或固定式戶內(nèi)開關(guān)柜,這種開關(guān)柜體積龐大、運輸、安裝困難,箱體內(nèi)的維修空間也比較狹窄,廠家和用戶都感到不便。近幾年永磁機構(gòu)真空斷路器的出現(xiàn),生產(chǎn)出了緊湊型開關(guān)柜,其體積小、重量輕、維護少、吊裝和運輸方便,提高了出線模塊拼裝模式的可行性。戶外共箱式是開關(guān)設(shè)備裝在充氣箱體內(nèi),大電流參數(shù)的電纜接頭作為進出線連接并兼有隔離斷口功能,再加裝防護外罩。這種型式利用了開關(guān)設(shè)備免維護的優(yōu)點,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,維護工作量少,布局簡單,變電站的建設(shè)和運行更加簡化。以共箱式開關(guān)設(shè)備為基礎(chǔ)的全絕緣、全封閉型設(shè)計方案靈活、占地極小,將是今后重點推廣的技術(shù)。
綜合自動化模塊。綜合自動化模塊包括保護屏、交直流屏、電度表屏、通信屏等后臺部分,目前采用的是常規(guī)變電站的標準設(shè)備。
無功補償和消弧線圈模塊。無功補償和消耗線圈可以采用敞開式布置加頂罩,也可以采用戶內(nèi)設(shè)備安裝在箱體內(nèi)。目前也沒有新的適用技術(shù)。
四、其他補充
程序模塊化裝配式建造模式需要預(yù)制件、鋼構(gòu)件現(xiàn)代化工廠作支撐,需要對傳統(tǒng)土建工程招標及標段劃分作調(diào)整,需要對采購方式與施工組織重新定義。
程序模塊化變電站的建設(shè)過程,通過工廠生產(chǎn)預(yù)制、現(xiàn)場裝配安裝兩大階段縮短土建施工周期,減少工程建設(shè)人員,簡化檢修維護工作。通過探索實踐,完善出設(shè)計、加工、施工、管理、定額等標準,從而有效地控制工程質(zhì)量、建筑周期和工程造價。其標準化設(shè)計、模塊化組合、工業(yè)化生產(chǎn)、集約化施工,使變電站建設(shè)走向科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少、精細化建造的道路。
結(jié)束語
程序模塊化變電站建造在推廣的過程中肯定會遇到很多的問題,但隨著科學(xué)技術(shù)的進步與創(chuàng)新,隨著人們發(fā)明創(chuàng)新意識的提高和思維的開拓,模塊化裝配式變電站建設(shè)應(yīng)用一定會越來越廣泛,在工程建設(shè)資源集約化、環(huán)保先行的社會發(fā)展大環(huán)境推動下,模塊化裝配式變電站的技術(shù)、產(chǎn)品和實施經(jīng)驗一定會很快成熟起來,并必將成為新形勢下變電站建設(shè)的重要選擇方案之一,并不斷適應(yīng)高速發(fā)展的城市建設(shè)過程。
參考文獻:
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[2] 國家電網(wǎng)公司,“兩型一化”試點變電站建設(shè)設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則;2007年