全预制装配式变电站考察情况简述

0引言
电力是国民经济的基础产业，事关经济社会发展全局。加快全面建设小康社会和基本实现现代化步伐，建设“和谐社会”，必须有安全可靠的电力保障。城市电网是城市重要的基础设施，城市电网规划是城市总体发展规划的重要组成部分，城市建设要预留输变电工程建设的用地及线路通道。随着国民经济和社会的快速发展,能源需求越来越大。同时随着国家法律法规和制度程序逐步完善、公民维权意识加强，城市土地和空间资源越来越稀缺，电网规划中变电站的站址和线路通道的落实也愈加困难。电网项目建设难度加大、周期加长是1个必然趋势。因此根据城市化、工业化快速推进和经济快速发展的需要，电网规划要与城市经济和发展规划相适应，电网建设进度应与国民经济及社会发展相适应，要节约用地、保护生态环境。因此从城市电网的实际出发，要按照建设资源节约型社会的要求，进一步完善优化电网结构，不断提高装备技术水平和自动化水平，大力开发和推广节能新技术、新工艺，不断提高电力资源的利用效率，保护生态环境，使电力建设整体水平上新台阶。
而全预制装配式变电站的实施，将能进一步减少变电站建设中的资源消耗和土地占用情况，提高工作效率，降低建设和运营成本，为质量控制、资金控制、工期控制并集中规范招标，甚至为变电站全新的制造模式等工作的开展，奠定坚实、开创性的基础。
1预制式装配变电所建造方式浅析
随着资源节约与环境友好型社会建设的逐步推进，变电站建设模式必须走向减少土地占用、降低变电站造价、缩短建设周期、与周围环境协调、提高运行可靠性、较少设备维护的发展模式，同时相关行业的技术发展也推动了变电站建设模式的发展。封闭式高压组合电器的出现实现了高压设备的模块化；电子技术和使综合自动化装置的体积大大缩小，分布式智能装置实现了综合自动化模块的工厂预制；永磁机构真空断路器及少维护、紧凑型开关柜的出现，提高了出线模块的可实施性。
1.1建造目标
全预制装配式变电站的建造目标，是将从以往的土建“建造”模式提升到“制造”变电站模式。
全装配式变电站设计方案土建制造方式所讨论的土建部件，是排除了土方回填、道路路基、水工构筑物、建筑物基础这3个方面需要现场扎钢筋、立木模板或浇注混凝土的工作内容。对于“全装配式”包含以下3个方面的内容：a) 可无条件实现装配式的部件，有各建筑物、围墙、电缆沟、防火墙、构支架；b) 有条件实现装配式的部件，有挡土墙、预制管桩桩基；c) 由集承商提供通用定型钢模板、统一标准的现场浇制部件，有圆形支架基础、道路面层、整体灌浆墙。
1.2建造方式概述
装配结构体系对于建筑物而言，一般的选择范围在装配式钢筋混凝土结构或装配式钢结构这两者中来选择，装配式钢筋混凝土结构在20世纪90年代以前是工业建筑领中应用较广泛的装配式体系，其优点是相对成本低、可现场预制，最大的缺点是相对重量大、所需起吊设备要求高、抗震性能差。而对于钢结构体系，近20年来，随着中国国力的快速提高，钢铁产量的大幅度增加，用于建筑市场的各种型钢无论从产量、品种性能上都得到很大的发展，中国各地专业钢结构制造厂家遍布全国各地，极大地方便了钢结构厂房的应用。钢结构厂房因其施工速度快、承载力高、整体刚度和抗震性能好，在沿海发达地区的工业厂房设计中已经基本代替了笨重的装配式钢筋混凝土结构而得到了较普遍应用。
在目前的变电站建设中，主要是现浇混凝土结构。变电站主建筑物的特点是体量较小，但随着通用设计的全面执行，对主建筑物而言，其特点就是一种类型、全范围皆用。因此，变电站建筑物装配式制造方式是时代前进的要求，而装配式钢结构体系，明显是不二的选择。针对变电站建筑物的使用特点，只要在设计中很好地解决钢结构的防火、耐腐蚀和整体屏蔽措施，以及装配构件间接缝防水防漏问题，在变电站中应用钢结构装配式将具有极好的发展前景和积极意义，而且装配式钢结构有以下一些主要优点。
a) 承载力高、整体刚度和抗震性能好。一般钢结构厂房设计的合理使用年限为50年，满足变电站建筑设计使用年限的要求,并可拆装重新利用。钢结构的回收利用率100%，不仅符合节约资源及可持续发展的理念，而且给运行中可能发生的工艺变化引起的改造创造条件，完全符合工程全寿命周期管理要求；
b) 构件的工业化集成化程度高，施工速度快，施工工期短；
c) 钢结构体系很好地解决了围护结构做屏蔽的问题，简单而有效。
3考察情况概述
利用在宁波市电力局的学习期间，笔者参观考察了浙江省丽水市云和县的110 kV全预制装配式变电站——110 kV杨柳变电站的建设情况，并通过阅读有关资料，对杭州局即将开始建设的220 kV全预制式装配式变电站——220 kV元东变电站的可行性报告研究进行了了解。通过此次考察，对全预制装配式变电站有了1个感性的认识，并对装配式变电站突出的特点和有了1个初步的认识和了解。
3.1基本概况
110 kV杨柳变电站是浙江省试点建设的第一座全预制装配式变电站，该变电站在原典型设计的基础上进行了改进创新设计，改变了传统的变电站电气布局、土建设计和施工模式。
3.2建设模式
110 kV杨柳变电站投资2 991×10⁴元，本期工程建设5×10⁴ kVA主变1台、110 kV出线2回。建设者在原有典型设计方案的基础上进行大胆创新设计，2 750 m³用地面积和380 m³建筑面积分别是此前方案的81.8%和37.5%。此外，杨柳变采用了工业化生产的装配式建筑，建筑物、围墙、电缆沟等均采用预制，大幅缩短了建设工期，具体建设情况如下。
a) 在电气布局中，完全颠覆传统设计模式，按照“资源节约型、环境友好型、工业化”的总要求，进行工程设计。 (a)优化110 kV电气设备布局，取消了110 kV区域一侧道路，电气设备采用“上、中、下”三层布置，110 kV区域长宽方向尺寸有较大压缩；(b)各台主变间设置防火墙，大大缩减了主变区域的宽度；(c)剥离与变电站运行无直接影响的次要功能，按照工业化要求，将中控室、10 kV开关室、蓄电池室、通信载波室、工具房和资料室等合成1个电气设备室，大大节约了占地面积，并将10 kV电容室外布置节约内部空间。
b) 在土建施工中，采用“干”法施工。(a)改变传统电缆沟及围墙做法，改为预制装配式，电缆沟盖板也采用工厂成品预制盖板，取消电缆支沟，采用直埋管结合电缆井做法；同时取消操作地坪及绿化，铺设碎石垫层；(b)严格控制装修标准，取消吊顶等不必要附属设施，大大节约投资；(c)建筑结构上采用了预制门式钢结构形式，屋面采用预制大型屋面板，上做防水卷材；(d)建筑材料上，注重采用环保、节能新型材料，如综合楼维护结构采用的木纤维复合墙板。
c) 在施工过程中，推行工厂化生产，机械化环保施工。在零标高以上施工均采用装配式施工，各个前期环节可以并行施工，降低了粉尘、噪音等对环境造成的破坏，同时大大缩短了施工工期，降低了工程造价。#p#分页标题#e#
3.3分析对比
预制式变电站的建设，体现了以人为本、节约资源的思想，建筑风格上更加朴实、整洁；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，极大提高了资源利用率与施工效率。
工期方面，全预制装配式变电站在建设中最大的优势就是很大的缩短了工程的工期，需要说明的是，全装配式变电，方案土建制造方式所讨论的土建部件，是排除了土方回填、道路路基、水工构筑物、建筑物基础，这3个方面需要现场扎钢筋、立木模板或浇注混凝土的工作内容，这在很大程度上都能减少工程的施工步骤，进而减少了工程的施工时间。
杨柳变自2008年10月3日主体工程开工后，工程建设者全力以赴，加班加点，仅用28天时间，就完成了主变的吊装就位工作。2008年11月7日，110 kV构支架吊装全部完成，工程顺利进入设备接线阶段，2008年12月17日，工程全部竣工，用时仅76天，不仅较原计划的100天工期大大提前，更是比常规变电站建设工期缩短60%。
对于即将开始建设的220 kV元东变，对建设工期情况也进行了预估，若土建按全装配制造方式的情况下，总工期应能控制在180天左右，要比目前较快的9个月的建设工期要加快3个月约30 %的施工期，这主要是由于装配式变电站大大节约了进度关键路径主建筑物的施工期。
造价方面，以220 kV元东变为例，原初步设计修正概算中建筑工程造价为1 067.5×10⁴元，采用全装配式土建制造方式后，直接费增加84×10⁴元，折合建筑工程造价要增加110×10⁴元，增加的比例为10%。但是，对比来说工期节省约3个月近30%的时间，文明施工大为改善，较好的吻合了标准配送式变电站的建设理念。
4结语
全预制装配式变电站是实施电网建设“两型一化”建设理念的1个重要举措。开展全预制装配式变电站的建设，有利于施工建设集约化水平，实现各环节无缝连接；有利于进一步统一建设标准，提高设计建设标准化水平和质量，加快建设速度，提高工作效率，方便运行维护，提高变电站安全稳定运行水平；有利于进一步降低变电站全寿命周期内总体费用，提高整体效益。
现有110 kV全预制装配式变电站试点的顺利实施，起到了很好的引领作用。有效地验证了其特点和优越性，全预制装配式变电站日后必将成为变电站建设的重要选择方案之一，对于未来统一建设标准，减少资源消耗和土地占用、提高工作效率、降低建设和运营成本起到积极地推动作用。为质量控制、资金控制、工期控制并集中规范招标，甚至为变电站全新的制造模式等工作的开展，奠定坚实、开创性的基础，实现重大的现实意义。