装配式技术应用：35kV装配式变电站在农村电网升级改造工程中起到大作用

根据《国务院办公厅转发国家发展改革委关于实施“十三五”时期新一轮农村电网改造升级工程实施意见的通知》(国办发〔2016〕9号)文件要求，为加强农村基础设施建设，加快城乡基本公共服务均等化进程，实施新一轮农村电网升级改造工程。在农村电网布局中，35kV变电站起着重要作用。在新一轮农村电网升级改造工程建设中，将有大量35kV变电站改造或新建。为加快变电站建设，进一步推进变电站建设标准化，国家电网公司提出了“标准预制变电站”的建设理念。目的是通过对“标准化设计、工厂化加工、装配式施工”模式的实践与探索，实现变电站建设快速高效的目标。将这种模式和理念应用到35kV农村电网变电站的建设中，将大大提高变电站的建设速度，缩短建设周期，减少占地面积和成本，实现与周围环境的协调，提高运行可靠性，减轻变电站的工作量设备检修，实现国家电网公司变电所“两型一变”(环保、资源节约型、产业化)建设目标。

1、装配式变电站特点

装配式变电站与传统变电站在电气设备布置、土建设计和施工模式等方面不同，通过标准化设计、工厂预制生产、现场装配安装三大阶段来建设变电站。其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工，使变电站建设走向资源消耗低、环境污染少、建设周期短、精细化建设的道路。

1.1 在土建方面的特点

充分体现了“装配式”特点，采用预制钢结构的建筑模式。变电站的各电压等级开关室箱体、结构支架、设备支架等全部采用组合式装配钢结构，所有钢结构构件在工厂预制，进行工业化、规模化生产，技术统一化，规格标准化。待所有钢结构件生产完毕，直接运至施工现场吊装，进行装配组立，完成集约化施工。相比传统变电站的钢混结构土建工程，装配式变电站具有施工周期短、现场作业少、环保便捷等特点，使变电站建设走向高科技精细化建设的道路。

1.2 在电气方面的特点

借鉴传统变电站的电气布局并加以改进，划分为35kV 装配式开关室(含二次设备)、10kV 装配式开关室(含无功补偿设备)、主变压器单元三大模块。35kV 及10kV 开关柜均采用户内金属铠装移开式开关设备，在工厂生产阶段进行电气元件的封装组合。除了集成一次设备外，装配式变电站的二次设备也采用模块化设计和组装。二次设备按功能进行模块化分割，模块间的控制电缆采用标准化预制电缆，接头直接在厂家封装，使现场能够即插即用，从而降低工地组屏和接线的工作量，提高电气安装效率。

2、装配式技术方案分析

凤鸣35kV 装配式变电站在设计、建设中严格遵循 “安全性、适用性、通用性、经济型” 协调统一的原则，在《国家电网公司输变电工程典型设计——35kV 变电站分册》(2006 年版)D-3方案基础上，从设备装配化、集成化角度出发考虑技术方案。

2.1 装配式开关室

35 kV 开关室采用装配式结构，箱体长11.8m，宽6.6m，考虑道路运输限高，高3.5 m。箱体内布置有35kV 高压开关柜和二次设备，设备双列面对面布置，屏间操作通道距离依据国家标准《3～ 110kV 高压配电装置设计规范》(GB50060—2008)的相关条文要求确定为2800 mm，为减小箱体尺寸，箱体屏后封板设计成可拆卸的封板，方便屏后维护检修。35kV装配式开关室较常规设计的开关室面积少40 m2。

10kV 开关室也采用装配式结构， 箱体长10.8m，宽6.0m，考虑道路运输限高，高3.5m。箱体内布置有10kV 高压开关柜和10kV 并联电容器补偿装置，设备双列面对面布置，屏间操作通道距离依据国家标准《3～110kV 高压配电装置设计规范(》GB50060—2008)的相关条文要求确定为2400mm，为减小箱体尺寸，箱体屏后封板设计成可拆卸的封板，方便屏后维护检修。10kV 装配式开关室较常规设计的房屋开关室面积少38m2。

开关室采用标准化设计、工厂化生产，通过道路运输到工地，到施工现场再进行装配组合，电气安装工期较传统变电站减少近15d。

2.2 电气总平面布置

根据站址所处的地形、地貌、出线方向及设备选型，变电站电气总平面布置如下：主变压器采用户外布置，布置在变电站南侧。35kV 装配式开关室布置在变电站西侧，10kV 装配式开关室布置在变电站东侧。35kV 进站线路及主变压器高、低压侧均采用电缆进出线。装配式变电站较传统变电站占地面积节约近300m2。

2.3 电气二次设计

二次设备含主变保护测控柜、电度表柜、公用测控柜、远动通信柜、光设备屏、交直流一体化电源装置、监控主屏、图像监视柜，布置在35kV 开关室内，按设备功能分为监控模块、通信模块、电源模块和全站监测系统模块，各模块间的联系电缆未在工厂预制封装，现场需大量接线，未做到即插即用，是本设计方案的一大缺憾。

2.4 土建设计

35kV及10kV 装配式开关室的基础均采用现浇钢筋混凝土箱式结构，该层结构净空2m，地上0.6m，地下1.4m，作为电缆夹层使用，方便电缆进出线。该型式基础施工仅需15d左右，较传统房屋开关室模式大幅度缩短施工周期。

3、存在的问题及解决方法

3.1 装配式开关室的箱体尺寸偏大，存在运输、扩建等问题

本方案装配式开关室的箱体尺寸根据国家标准《3～110kV 高压配电装置设计规范》(GB50060)的相关条文要求确定，箱体的操作通道和检修通道沿

用房屋模式的变电站设计标准，造成箱体体积过大，制作成本加大，并且不便于运输和现场安装施工。农网升级改造工程大多处于交通不便或站址受限的地方，在箱体设计时，若忽略了运输条件，会造成无法正常运到工地，运输工程中可能需要修路、伐树等，影响施工工期和造成不必要的经济损失。因此，在箱体设计时要弄清运输条件，当常规产品设计模式不能满足要求时，要采用拼装式等非标模式。

很多农网升级改造项目，地方供电公司(局)根据近期负荷和远期负荷，兼顾投资金额，往往在箱体内先上本期设备，预留二期设备位置。有些厂家为了节省成本或其他原因，在设计时不考虑二期扩建工程的方便性，造成二期施工困难，不便于设备的安装调试。

在实际工程设计时，不能简单套用传统变电站房屋开关室的设计标准，要结合工程实际，依据装配式变电站国家标准《高压/ 低压预装式变电站》(GB17647 )和《高压/ 低压预装箱式变电站选用导则》(DL/T537 )的相关条文要求，可采用固定间隔式箱体，即按照进出线单元将元器件镶嵌到箱体间隔框架内，这种结构型式简单，便于现代工业化流水线生产，同时采取上述的一些优化设计措施，来满足运输、扩建等的要求，真正体现装配式变电站标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工等特征。

3.2 二次设备未在生产阶段完成元器件集成、接口封装等，增加施工现场安装调试工作量

本方案二次设计仍沿袭传统变电站的设计思路，二次设备布置在35kV 开关室内，设备分散，零部件众多，设备进场后需要大量的协调指挥工作，设备间的控制电缆需现场制作电缆头，一根根排布，所有安装结束后方可调试，大大增加了施工现场的安装调试工作量。装配式变电站可考虑单设二次设备室，设备采用模块化设计和组装，模块间的控制电缆采用标准化预制电缆，生产阶段完成元器件集成、接口封装及一些简单的调试工作，设备进场后只需组合安装，做到即插即用，从而降低工地组屏和接线的工作量，提高电气安装效率，真正体现装配式变电站在电气安装应用方面的“装配”模式。建议在设备招标中，对二次设备采用打包集合招标模式，由一个供应商提供所有二次设备，做到整体规划集成。

3.3 装配式开关室的箱体防水、保温、防腐等问题

装配式变电站的箱体防雨一直是困扰箱变生产厂家的一个主要问题，尤其在南方多雨地区更为突出。目前，大多数箱变生产厂家采用顶部对接和侧立柱对接、涂防水密封胶来防止箱体漏雨或渗水。这种做法很难保证防水密封胶的质量，且防水密封胶使用寿命一般在3 年左右，变电站运行一段时间后难免出现漏雨或渗水现象。要想从根本上解决该问题，需要从箱体顶部及对接立柱结构上下功夫，如将“回水沿”和对接盖板相互重叠，并对结构件的所接处进行防锈处理，另外，在箱体顶部对接盖板处、箱体对接立柱处等采用专用密封条(使用寿命30年以上)进行镶边、压接后再锁接。通过箱体结构设计和密封材料的改进，箱体可以做到更好地防雨。

目前市场上箱体外壳主流材料是钢板，对于寒冷地区采用双层钢板内加保温材料的做法。钢板对喷漆处理工艺要求较高，箱体在道路运输及现场安装过程中难免出现磕碰，导致掉漆锈蚀等问题。即使现场进行补漆，由于箱体体积较大，不可能进行整体喷漆，导致箱体的整体外观效果变差。目前国内一些箱变生产厂家开始使用敷铝锌板箱体、外观CCA 防腐木板条。另外，通过国外技术引进，一些厂家在箱体外壳材料中开始应用玻璃纤维增强水泥材料外壳，其抗太阳辐射能力强，又不易产生凝露且散热效果好。通过这些材料和工艺的应用，可以较好的解决保温、防腐等问题。

总之，要从根本上解决35kV 装配式变电站的箱体防水、保温、防腐等问题，设计过程中，应积极稳妥地采用新材料、新技术、新工艺，在箱体的招标技术规范文件中，对箱体材料的选择、技术的应用、工艺的确定等方面做详细的技术要求。

4、结束语

通过四川省泸州市合江县凤鸣35kV 装配式变电站的设计、施工实践，说明装配式变电站在建设过程中，全方位、全过程地节约资源，大幅降低占地面积，减少对资源及能源的消耗，35kV及10kV开关室采用标准化设计、工厂化生产，采用现场装配式施工，极大缩短施工工期，产生明显的社会经济效益，从而降低工程投资。在“十三五”期间的农村电网升级改造工程中，35kV 变电站的建设将呈现任务重、要求高、工期紧、征地难等特点，装配式变电站尤其适合资金不足、站址受限等问题的地方。

目前35kV 装配式变电站尚存在一些不足之处，需要对其进一步优化设计，整体统筹考虑设计方案，进一步优化开关室箱体尺寸，做好箱体的防雨、保温、防腐等，对二次设备进行集合招标，整体规划集成，做好工程管理的优化组织，从而使35kV 装配式变电站在农网升级改造工程中发挥更大作用。以上内容就是“装配式技术应用：35kV装配式变电站在农村电网升级改造工程中起到大作用”，更多装配式新发展新资讯，欢迎继续关注环球网校装配式建筑行业频道!点击下方免费下载，获取装配式精华考点/课程讲义。