淺析變電站建設從“工業化建筑”向“工業化建設”的轉變

陳 飛，黃忠華，高亞棟

（浙江浙電經濟技術研究院，杭州 310008）

0 引言

國家電網公司制定了“兩型一化”（即資源節約型、環境友好型、工業化）變電站設計建設導則（簡稱導則），將全面推廣實施“兩型一化”變電站建設。導則明確了變電站工業性設施的功能定位，從變電站的功能需求出發，秉持節能環保原則，追求變電站的基本功能和核心功能，剝離無用、重復、多余功能。總體而言，全面推進“兩型一化”變電站建設后，在節能環保方面取得了豐碩成果；但另一方面，工業化技術在“兩型一化”變電站中應用較為有限，絕大多數變電站的建造方式仍以傳統粗放型生產為主，與國內建筑行業工業化技術水平有較大的差距，有待進一步解放思想，尋求突破。

本文在“兩型一化”變電站建設的基礎上，結合建筑行業的工業化發展，提出了變電站“工業化建設”的理念，以期優質、高效建設變電站。

1 “兩型一化”變電站建設成就

以往由于對變電站工業性設施的定位不準確以及固有習慣的影響，變電站建設過程中存在設計和建設的標準不統一、建設和運行成本較高等情況，其中變電站庭院化、主控樓民居化、裝修材料高檔化、建筑面積較大，變電站功能配置重復、冗余，施工工藝復雜，工程造價得不到有效控制等情況較為突出[1]。

導則在通用設計的基礎上，按照變電站工業性設施的功能定位，從站址選擇、電氣主接線、電氣設備選擇、建筑設計、裝修等方面提出了相關技術原則和設計要求。據不完全統計，在全面實施“兩型一化”變電站建設后，110～500 kV變電站平均占地面積減少約2%～3%，加上通用設計節約的土地，“十一五”期間變電站建設節約土地近數千公頃；變電站內不進行人工綠化，采用碎石場地后，國家電網公司系統每年節約灌溉、澆灑用水將超過100萬m3；“兩型一化”變電站僅土建方面直接節約費用就達總造價的2%～3%，綜合采用優化電氣接線、優化設備選擇、優化平面布置、建筑物節能等措施后，變電站綜合費用可以降低約5%。

在通用設計方面，從2005年的典型設計到2011年的通用設計，變電站建設始終堅持資源節約這一主題，經濟技術指標不斷優化。比如220 kV戶外AIS變電站，2011版 C-3（10）方案相比2005版A-3方案，在同等遠景建設規模下，C-3方案較A-3方案占地減少2.06%，總建筑面積減少24.8%，具體詳見表1。

表1 2011版C-3（10）方案與2005版A-3方案對比

2 變電站的“工業化建設”

2.1 變電站“工業化建設”的可行性

國內建筑工業化的成熟技術和先進經驗，可以為變電站“工業化建設”提供經驗借鑒。一些發達國家和地區的住宅產業化經過了以住宅建設的數量效率為主和提高質量性能二個發展階段，開始進入以可持續建筑為理念的第三個階段，形成了較為成熟的技術體系和經驗，這對于促進變電站“工業化建設”具有很好的借鑒意義。

通用設計成果的應用為工業化建設奠定了堅實的基礎。眾所周知，設計標準化是工業化的前提。通用設計成果的全面應用為提高設計質量，加快建設進度，提高電網安全穩定運行水平等發揮了重要作用。2012年，國家電網公司在2011版通用設計的基礎上，繼續細化、深化，目前已形成施工圖深度的標準配送式智能變電站設計標準。標準化成果為工業化建設提供了可行性，下一步構配件設計要在標準化的基礎上做到系列化和通用化。

部分省份按組裝式思路開展的試點工程建設，為工業化建設積累了一定的經驗。近年來，江蘇、浙江等地開展了組裝式變電站工程建設，主要側重于建、構筑物的裝配式研究，和建筑物結構型式、建筑材料的選擇等，通過工廠化生產、改進現場建造方式，進而縮短建設施工周期，改善現場作業環境，控制安全質量風險。

2.2 變電站“工業化建設”的內涵

變電站“工業化建設”以設計標準化、生產工廠化、施工機械化、建設配送化、設備智能化以及管理科學化為內涵，集成應用“兩型一化”變電站成果，在標準配送式智能變電站設計成果的基礎上，深化應用與建設。

（1）設計標準化。應用智能變電站通用設計原則和技術要求，按照通用設計技術方案開展標準配送式智能變電站設計；貫徹實施集約化管理要求，統一建設標準，統一設備規范。

（2）生產工廠化。采用預制裝配結構模式，通過工廠生產、現場裝配，減少現場“濕作業”；采用智能化組合式電力功能單元，通過工廠生產調試，按功能單元整裝，簡化現場二次接線，實現“即插即用”，縮減工期。

（3）施工機械化。改變傳統的“一磚一瓦”的建造模式，采用“模塊化”吊裝的機械施工方法，減少現場勞動力投入，減小現場作業面，降低現場安全風險，提高現場安全文明施工水平；簡化工藝流程，統一標準工藝，提高施工工藝水平。

（4）建設配送化。在標準配送式智能變電站設計成果基礎上，實現電氣設備、建構筑物主要構件的標準配送，有效改善施工圖設計受設備采購制約、施工安裝受施工圖制約的情況，進一步提高智能變電站建設質量和效率。

（5）設備智能化。在通用設備的基礎上，變電站設備選擇應積極采用傳感量測、信息通信、分析決策、自動控制以及能源電力等新技術，全面提高設備智能化程度，建設高效、經濟、清潔、互動的新型變電站。

（6）管理科學化。運用計算機等信息化手段，從設計、生產到施工現場安裝，全過程實行科學化組織管理，避免主觀臆斷或憑經驗管理，提高變電站建設現場的管理水平。

2.3 變電站“工業化建設”的重點

變電站的“工業化建設”與“工業化建筑”雖為一字之差，但其內涵卻大相徑庭，要實現變電站的“工業化建設”，首先應積極推進專業研究。

土建專業重點研究土建工程的配送范圍，確定變電站內建筑物、構支架、圍墻、防火墻、電纜溝、部分基礎等采用預制裝配結構建筑的模式，研究基礎與主要電氣設備的通用接口模式；研究裝配式建筑物的設計和建造技術，通過工廠預制、現場裝配兩個階段來完成變電站土建工程。

電氣專業在通用設備的基礎上重點研究智能化組合式電力功能單元，根據電氣設備的功能性質，劃分為進出線、主變壓器、無功補償、消弧線圈和綜合自動化等單元，按功能單元在工廠實現一、二次設備接線及調試，減少現場工作量；研究電力功能單元與土建工程安裝接口的標準化，電力功能單元內部接口及單元之間連接的標準化，實現“即插即用”，縮減建設工期。

要實現變電站由“工業化建筑”向“工業化建設”的轉變，必須遵循“先試點，后推廣，循序漸進”的原則。變電站的“工業化建設”是一項系統性工程，其新理念涉及設計、制造、建設、管理等基建全過程，應在統籌協調、分工合作和試點項目成功的基礎上，再全面推廣應用，確保可靠、先進。

2.4 浙江變電站“工業化建設”的探索

2008年，遵循“兩型一化”設計建設導則，浙江省啟動省內第一座裝配式變電站——楊柳110 kV變電站的設計與建設。該變電站位于浙江省麗水市，戶外AIS布置，站內建筑物為單層布置；工程于2008年10月3日開工，2008年12月25日竣工投產，歷時76天，其中土建工程從開工到交付安裝歷時40天，電氣設備安裝調試30天，驗收消缺啟動6天，全站建設工期僅為同等規模常規變電站工期的40%。

楊柳變電站是浙江變電站“工業化建設”的首次嘗試，浙江2009版通用設計方案的滾動修編在充分吸收楊柳變電站“工業化建設”的經驗基礎上，制定了浙江省電力公司企業標準《標準配送式變電站通用設計》110 kV變電站施工圖方案，并于2009年8月發布實施，浙江省內衢州、金華等地區先后應用該方案開展裝配式變電站的建設，共建成裝配式變電站10座，其中220 kV變電站1座，110 kV變電站9座，詳見表2。這些裝配式變電站的建設，是在變電站“工業化建設”方面進行的積極探索，為變電站由“工業化建筑”向“工業化建設”的轉變進一步積累了經驗。

3 結語

變電站建設應在“兩型一化”的基礎上，逐步從“工業化建筑”向“工業化建設”的轉變，進一步提高變電站建設質量和效率。目前，國家電網公司正在“兩型一化”變電站的基礎上積極推進標準配送式智能變電站建設，進一步創新建設模式，實現智能變電站標準化設計、配送式建設，這是又好又快建成世界一流電網目標的必然選擇。

表2 浙江省已建成裝配式變電站一覽表

[1]賀靈童，陳艷.建筑工業化的現在與未來[J].工程質量，2013（2）：1-8.

[2]孫劍，蘇少華.推動保障性住宅建筑工業化的探討[J].改革與戰略，2012（6）：196-198.