500kV装配式变电站建设实践

500kV装配式变电站建设实践

车伟娴1，韦文兵2

广东省电力设计研究院，广东广州，510663

摘要：装配式变电站的建设体现了“设计施工周期短、工厂化生产、配送式施工、工程效益好”等优点，本文以惠州市500kV祯州变电站为例，介绍了预制装配式变电站结构设计的特点。施工和运行的实践说明，装配式设计施工可以全面提高建设变电站的效率，可以成为变电站建设的重要方案之一。

关键词：装配式变电站特点装配式结构设计

500kV祯州装配式变电站是广东电网公司第一座装配式变电站，于2011年5月份投产，其投产标志着广东电网公司在建设标准化、简约化、装配化的绿色变电站方面迈出了重要的一步。与以往的变电站相比，500kV祯州变电站在土建设计方面进行了大胆的创新，全站建（构）筑物按装配式建筑安装工艺进行设计，站内的主要建筑物及围墙、主变防火墙等构件均在工厂预制完成，然后运输到施工现场组装而成。装配式变电站缩短了建设总工期，简化了施工工艺，同时也保障了施工质量。

1装配式变电站特点

1.1设计施工周期短

传统的变电站设计采取先进行项目的设计，待施工图设计结束后再在现场进行施工,土建的现场施工采用“湿法”，在现场浇筑、砌筑、粉刷，施工串联流程，因此工期较长。

装配式变电站设计基本出发点是借鉴了民用、工业建筑装配生产的经验，实现变电站设计、施工过程的组织集约化，克服了由于设计与施工的分离致使工期增加，以及克服了由于设计和施工的不协调而影响建设进度等弊病[3]。利用工厂预制，现场快速拼装工艺，并联施工流程，大大缩短了建设周期。

1.2工厂化生产、配送式施工

传统变电站建设工程质量的好坏在很大程度上取决于施工单位的管理水平及施工技术水平。

装配式变电站内建构筑物的构配件通过标准化设计施工，模块化组织、工业化生产、集约化施工，工程质量得到了保证，而且资源消耗低。[2]

1.3工程效益好

传统变电站内大部分的建构筑物均在现场施工生产，所以现场投入的人工、材料、施工机械成本较大。人工日、材料损耗、施工机械台班的成本控制难度较大。

装配式变电站建构筑物的构件在生产过程，建筑材料规模式采购，工厂化生产，人力需求少，材料损耗少，施工机械需求量少，从而大大节约了施工成本，对施工预算成本的实现有保证。

1.4绿色环保

传统的变电站在生产过程中产生较多的建筑垃圾，污水及废水。

装配式变电站的施工方式节约了水资源以及减少了污水、废水的排放。[1]减少了施工现场的噪声、废气的排放,环境污染少，减少了对施工作业人员健康的不良影响，更符合现南网推广的绿色变电站设计的理念。

1.5组织协调工作量少

传统变电站工程大部分的作业均在现场完成，现场工程建设人员多，施工机械多，现场的管理人员的管理、组织协调能力任务重，现场容易混乱，影响施工的质量及进度。

装配式变电站内的大部分建构筑物由工厂预制生产，现场组装，科技含量高，减少了工程建设人员，简化了检修维护工作，减轻了管理、组织协调工作量。

2500kV祯州装配式变电站的工程实例

2.1工程概况

500kV祯州变电站站址位于广东省惠州市惠东县稔山镇，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值0.05g，建筑场地类别划分:开挖区为Ⅰ类，回填区为Ⅱ类。设计基本风压（50年一遇10m高最大风速）：0.75kN/m2。地基处理：填土区采用强夯处理，处理后地基承载力180kPa。采用平坡布置。本工程最终规模4x1000MVA，本期上#3主变；500kV出线本期6回，远期10回，分别从站址东、南、北三侧架空出线；220kV出线本期6回，远期14回，分别从站址西侧架空出线。本站500kV配电装置采用HGIS设备、悬吊式硬管母线；220kV 配电装置采用GIS设备，围墙内占地面积为43076.75m2。

2.2建（构）筑物概况

站区内采用钢结构装配式方案的生产建（构）筑物为：两层主控通信楼一座、单层380V 中央配电室一间、辅助生产建（构）筑物泵房一间、围墙、主变防火墙、高压并联电抗器防火墙。

2.3建（构）筑物装配式结构设计

2.3.1主控通信楼结构

主控通信楼共两层，钢结构装配方案为主体框架采用钢梁、钢柱，楼板采用钢筋桁架支撑式现浇混凝土，建筑墙体均采用150mm厚蒸压轻质加气混凝土板(ALC)。

主控通信楼设计使用年限50年，建筑结构的安全等级一级。主控通信楼的钢柱采用箱型截面，钢号Q345B。钢梁采用H型钢，钢号Q345B。楼板及屋面板采用钢筋桁架现浇楼板，混凝土强度为C30。楼板的底模及主要钢筋工程均在工厂预制，现场只需要作简单的钢盘工程便可浇注混凝土。外墙采用压型钢板加ALC板，内墙采用ALC板。大门雨篷采用钢筋桁架现浇楼板，其它小雨棚采用角钢支架加ALC板。室内外楼梯均采用钢楼梯，做法为钢板踏步加钢板梁，上浇混凝土并砂浆找平。

计算模型为：柱脚刚接，梁柱刚接，梁梁铰接。考虑到楼板大量开洞，不采用刚性楼板假定，楼板及屋面板均按弹性膜计算。所有楼板按铺设方向设置为单向板。

2.3.2水泵房及380V中央配电室

水泵房及380V中央配电室均为单层建筑物。钢结构装配方案为单跨双坡门式刚架结构体系。屋面采用双层压型钢板复合保温隔热屋面（檩条暗藏型），墙体采用双层压型钢板复合保温隔热墙体（竖向排版）。基础采用柱下独立钢筋混凝土基础形式。

钢结构合理使用年限50年,建筑安全等级二级,屋面板使用年限20年。

计算模型：采用门式刚架模块进行整体分析计算。柱脚刚接，屋面设置刚性系杆和斜支撑，由于立面门窗限制，在中间跨设置一道刚接梁代替柱间支撑，形成不变体系。

2.3.3围墙

混凝土柱装配式围墙方案为：混凝土柱内嵌ALC板材，柱距为5.2米，独立扩展基础。

围墙板材采用ALC板材，现场装配施工。每个柱距布置4块ALC板材，顶部一块为装饰板，其宽度为600mm，最下面一块ALC板底部高于站内场地设计标高100mm，各块ALC板材宽度均为600mm。ALC板围墙两面现场处理：用ALC嵌缝剂作板缝处理，涂丙乳密封液一道，护防水腻子一道，刷外墙防水弹性涂料两道，颜色现场确定。

围墙柱采用钢筋混凝土柱，柱留有槽口，用于围墙板卡入安装，围墙板与槽口的缝隙采用细石混凝土填缝处理。基础采用现浇混凝土基础，基础间设连梁。

2.3.4主变防火墙、并联电抗器防火墙

主变防火墙、高压并联电抗器防火墙装配式方案为：混凝土柱内嵌ALC板材，基础采用现浇混凝土条形基础。

防火墙板材采用ALC板材，现场装配施工。每个柱距布置ALC板材的块数根据防火墙的

高度而定，顶部一块ALC板用预制混凝土梁压顶。ALC板围墙两面现场处理：用ALC嵌缝剂作板缝处理，涂丙乳密封液一道，护防水腻子一道，刷外墙防水弹性涂料两道，颜色现场确定。

防火墙柱采用钢筋混凝土柱，柱留有槽口，用于围墙板卡入安装，围墙板与槽口的缝隙采用细石混凝土填缝处理。

500kV祯州变电站装配式围墙效果图

2.4钢结构防腐

钢结构防锈防腐做法为：所有构件最低除锈等级Sa21/2级。螺栓连接摩擦面不进行除锈处理。采用“冷喷锌＋面漆”防腐：喷涂ZD96－1冷喷锌一道60μm，ZS43－40可复涂聚氨酯面漆一道40μm。要求冷喷锌层锌含量在96％以上，喷锌层耐盐雾考核1800小时以上。采用有气喷涂或无气喷涂施工方式。防腐要求满足30年免维护使用寿命。埋在地下的钢构件外包至少50厚混凝土。

3结束语

500kV祯州变电站作为广东电网公司的第一个装配式变电站的试点工程，设计理论创新，技术先进可靠，投运以来，运行情况良好，其建设及运行实践证明了：装配式设计施工，能有效地缩短工期，节约资源，降低工程成本。500kV祯州变电站的实践经验对以后变电站建设推动新材料和新技术的应用积累了宝贵的经验。随着科学技术的发展，预制装配式变电站的技术、产品及实施经验定会很快成熟起来，将会成为变电站建设的重要方案之一。

参考文献

1.叶建峰.110kV全预制装配式变电站建设实践.供用电,2010,(2):42-45

2.徐峰.装配式变电站的发展及土建设计.科技传播，2010.5（上）：86-87：

3.建设工程项目管理.中国建筑工业出版社.