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關鍵詞: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構建筑模式,通過工廠生產(chǎn)預制,現(xiàn)場裝配安裝兩大階段來建設變電站,這種建設方式大大減少了變電站的占地面積,大幅縮減建設工期。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設備采用戶外布置形式,變壓器放置在戶外, 10kV設備采用戶內(nèi)開關柜形式布置在開關室中,各電氣設備采用露天連接方式,即設備之間采用導線或母線端子排,利用戶外構支架支撐進行連接。由于高壓設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,變電站通常構架高聳,高壓線復雜,電力設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,其電氣設備全部或部分安裝在戶內(nèi)。其高壓設備多選用氣體絕緣封閉式設備(GIS),各電氣設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,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,但均是設備分散運抵現(xiàn)場后,再進行安裝調(diào)試的建設方式。從變電站可研立項到竣工投運,每一個變電站都需經(jīng)過設計、招標、安裝、調(diào)試等復雜過程。如果把變電站設計為預制裝配式結構,相關設備由生產(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的一場革命,改變了傳統(tǒng)的變電站電氣布局、土建設計和施工模式,通過工廠生產(chǎn)預制、現(xiàn)場安裝兩大階段來建設變電站。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”作為標準化建設的主要抓手,深化通用設計、通用造價、通用設備、標準工藝,做到優(yōu)化、美化、簡化。針對面廣量大、建設工期緊迫、安質(zhì)風險加大的基建實際,尋求高效、可控、標準、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟的建(構)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,改變傳統(tǒng)電氣布置型式,廢除傳統(tǒng)建筑結構形式。推廣土建專業(yè)通用設計,因地制宜,美化設計,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,土建結構安全裕度精準,建筑耐久性與變電站運行壽命相協(xié)同,力求使建筑結構輕型化。在變電站設計方面,開展創(chuàng)新設計,變電站采用砂石地坪,主控樓采用工業(yè)化設計,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構,現(xiàn)場基礎、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)場連接是技術難點。此外必須系統(tǒng)制定變電站通用設計、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,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)開關柜,這種開關柜體積龐大、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。近幾年永磁機構真空斷路器的出現(xiàn),生產(chǎn)出了緊湊型開關柜,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。戶外共箱式是開關設備裝在充氣箱體內(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設備免維護的優(yōu)點,結構緊湊,體積小,維護工作量少,布局簡單,變電站的建設和運行更加簡化。以共箱式開關設備為基礎的全絕緣、全封閉型設計方案靈活、占地極小,將是今后重點推廣的技術。
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)設備安裝在箱體內(nèi)。目前也沒有新的適用技術。
四、其他補充
程序模塊化裝配式建造模式需要預制件、鋼構件現(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過程,通過工廠生產(chǎn)預制、現(xiàn)場裝配安裝兩大階段縮短土建施工周期,減少工程建設人員,簡化檢修維護工作。通過探索實踐,完善出設計、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,但隨著科學技術的進步與創(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應用一定會越來越廣泛,在工程建設資源集約化、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、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的重要選擇方案之一,并不斷適應高速發(fā)展的城市建設過程。
參考文獻:
[1] 柳國良等;變電站模塊化建設研究綜述[M];電網(wǎng)技術;2008年32(14)
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