預制裝配式變電站設計和建造技術研究

張楠 姜濤

摘 要：隨著社會的不斷發(fā)展，人們對電力的需求也在逐漸的增加。因此，我國的相關部門必須要對變電站的土建設計進行相應的策略研究，進而促使其土建工程能夠具備較高的創(chuàng)新性、節(jié)能性，可以有效的提升變電站的使用壽命，為我國的電力事業(yè)做出貢獻。

關鍵詞：裝配式變電站;設計與建造

一、裝配式變電站主體設計方案

（一）預制式二次組合設備艙整體結(jié)構(gòu)型式

1.1.1結(jié)構(gòu)型式

（1）盡量保持集裝箱原結(jié)構(gòu)，少改動集裝箱本體結(jié)構(gòu)。

（2）為了便于設備的安裝，預制艙應設置兩扇門。并且在箱側(cè)的對角設置兩個風窗并加裝雙向換氣扇，以便形成空氣對流。

（3）預制艙內(nèi)部應設備光、電纜通道。

1.1.2頂部結(jié)構(gòu)

（1）多雨地區(qū)，為了防止箱內(nèi)積水，可將斜頂與集裝箱頂保持50角。

（2）多雪地區(qū)，為了防止箱內(nèi)堆積雨雪，需要增大斜頂與箱頂?shù)慕嵌取?/p>

（二）預制光纜設計方案

在眾多的光纜使用場合中，接線處理已成為現(xiàn)場施工中的突出問題。傳統(tǒng)的光纜接線方法是在現(xiàn)場熔接，由于繁瑣、技術要求高，造成施工費用大，施工周期長，且難以保證質(zhì)量等一系列問題。

預制式安裝技術是工廠按照光纜用戶的要求，在專用生產(chǎn)設備上將光纜和連接器連接在一起，可以保證質(zhì)量和大大縮短現(xiàn)場工期。因此，預制式安裝的出現(xiàn)改變了長期在施工現(xiàn)場制作光纜熔接的歷史，是電力系統(tǒng)光纜使用的一大突破。

1.2.1常規(guī)方案

預制光纜可采用4芯ODC光纜組件和12/24芯Masterline光纜組件。ODC光纜組件均為4芯，芯數(shù)較少，可用于保護裝置到戶外智能控制柜的直采直跳，若兩柜之間的連接光纜超過4芯，則需要采用并排多個ODC的方案，但有延長線的設計方案，長度更加靈活;Masterline光纜組件從2到144芯均可使用，智能變電站中一般采用12、24芯，適用于兩柜之間的連接光纜芯數(shù)較多的情況，Masterline光纜組件最大的優(yōu)點在于預制端帶分支。

1.2.2光纖配線柜方案

在每個預制艙設置一面光纖配線柜，預制艙內(nèi)二次設備至光纖配線柜的光纜采用尾纜，在工廠完成接線盒調(diào)試。現(xiàn)場智能控制柜與預制艙光纖配線柜接線采用雙端預制室外光纜，現(xiàn)場即插即用。

預制光纜選型同方案一，預制方案建議采用雙端預制。

二、新型裝配式梁柱節(jié)點

預制構(gòu)件節(jié)點拼接設計是裝配式建筑普遍存在的問題，成為了當下急需解決的問題。單一的預制構(gòu)件在拼接預制構(gòu)件時，其節(jié)點的強度和抗震性能卻不能夠得到保證。通過對裝配式建筑的合理的分析，能夠發(fā)現(xiàn)節(jié)點處的受力和問題和施工工藝問題，進而能夠根據(jù)實際情況設計出一種新型的裝配式梁柱節(jié)點。此節(jié)點采用的型鋼強度較高，主要運用高強度的的螺栓進行梁柱節(jié)點間的連接工作，然后由后期的建筑工作，將疊梁進行合理的澆筑，促使其與柱核心區(qū)域形成一個整體。

三、結(jié)合工程概況施工要點

某220kV變電站工程中含有一幢主控制室和一幢消防泵房，均為單層結(jié)構(gòu)。主控制室軸網(wǎng)尺寸橫向為7.75m和3.3m，縱向軸線間距為4.525m和4.525m，建筑高度約4m。消防泵房為單跨結(jié)構(gòu)，僅需四根柱即可。

當采用預制混凝土結(jié)構(gòu)時，由于結(jié)構(gòu)軸線間距跨度比較小，采用預制混凝土梁梁高度不會太大，且配筋量較少，基本可以實現(xiàn)梁柱統(tǒng)一標準化設計，工廠化加工，機械化施工。

通過計算，基礎采用預制混凝土一階臺階的獨立基礎，規(guī)格采用一種即可，即底面尺寸1400*1400mm，高度800mm，臺階底部尺寸600*600，高度1700mm。混凝土柱統(tǒng)一采用450*450mm預制混凝土柱，高度一致。預制混凝土梁的截面盡量少，除梁長度有3到4種外，梁截面主要有300*700mm和300*500兩種。對于板，統(tǒng)一采用鋼筋桁架樓承板，板厚160厚，其中底部85厚采用預制，預制板種類僅有兩種尺寸，待現(xiàn)場裝配完成，頂部采用二次灌漿料進行現(xiàn)澆上部75厚混凝土。可以看出，對于小體量的預制混凝土結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)構(gòu)件標準統(tǒng)一化，方便工廠化加工和現(xiàn)場機械化施工。

當采用鋼結(jié)構(gòu)時，需要在鋼柱鋼梁上進行防腐防火，并且防腐防火的使用年限較全壽命期少很多，通常使用年限在15年左右，因而鋼結(jié)構(gòu)房屋需要定期維護。

本工程采用鋼結(jié)構(gòu)時，鋼結(jié)構(gòu)的柱截面尺寸統(tǒng)一為350*350*10*14，鋼結(jié)構(gòu)梁截面對于跨度較大的可以采用HW400*400*8*12，對于跨度較短的梁可以采用HW300*300尺寸，屋面采用鋼筋桁架樓承板即可。通過計算同樣可以滿足承載力要求。

結(jié)語

總而言之，對變電站實行裝配式的建設模式，能夠有效的節(jié)約土地資源，降低工程的成本，發(fā)揮出裝配式建設模式的基本作用。還能夠促使變電站的建設更加趨向節(jié)約型、環(huán)境友好型，并且取得了較為理想的經(jīng)濟效益，其未來的發(fā)展前景較為廣闊。但是目前的發(fā)展現(xiàn)狀卻存在許多問題，需要相關人員加強對其的研究，促使裝配式的變電站能夠得到較高程度的推廣。

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