淺析變電站建設(shè)從“工業(yè)化建筑”向“工業(yè)化建設(shè)”的轉(zhuǎn)變

陳 飛，黃忠華，高亞棟

（浙江浙電經(jīng)濟技術(shù)研究院，杭州 310008）

0 引言

國家電網(wǎng)公司制定了“兩型一化”（即資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、工業(yè)化）變電站設(shè)計建設(shè)導(dǎo)則（簡稱導(dǎo)則），將全面推廣實施“兩型一化”變電站建設(shè)。導(dǎo)則明確了變電站工業(yè)性設(shè)施的功能定位，從變電站的功能需求出發(fā)，秉持節(jié)能環(huán)保原則，追求變電站的基本功能和核心功能，剝離無用、重復(fù)、多余功能?？傮w而言，全面推進“兩型一化”變電站建設(shè)后，在節(jié)能環(huán)保方面取得了豐碩成果；但另一方面，工業(yè)化技術(shù)在“兩型一化”變電站中應(yīng)用較為有限，絕大多數(shù)變電站的建造方式仍以傳統(tǒng)粗放型生產(chǎn)為主，與國內(nèi)建筑行業(yè)工業(yè)化技術(shù)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(shè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑行業(yè)的工業(yè)化發(fā)展，提出了變電站“工業(yè)化建設(shè)”的理念，以期優(yōu)質(zhì)、高效建設(shè)變電站。

1 “兩型一化”變電站建設(shè)成就

以往由于對變電站工業(yè)性設(shè)施的定位不準確以及固有習(xí)慣的影響，變電站建設(shè)過程中存在設(shè)計和建設(shè)的標準不統(tǒng)一、建設(shè)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(fù)、冗余，施工工藝復(fù)雜，工程造價得不到有效控制等情況較為突出[1]。

導(dǎo)則在通用設(shè)計的基礎(chǔ)上，按照變電站工業(yè)性設(shè)施的功能定位，從站址選擇、電氣主接線、電氣設(shè)備選擇、建筑設(shè)計、裝修等方面提出了相關(guān)技術(shù)原則和設(shè)計要求。據(jù)不完全統(tǒng)計，在全面實施“兩型一化”變電站建設(shè)后，110～500 kV變電站平均占地面積減少約2%～3%，加上通用設(shè)計節(jié)約的土地，“十一五”期間變電站建設(shè)節(jié)約土地近數(shù)千公頃；變電站內(nèi)不進行人工綠化，采用碎石場地后，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)每年節(jié)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(jié)約費用就達總造價的2%～3%，綜合采用優(yōu)化電氣接線、優(yōu)化設(shè)備選擇、優(yōu)化平面布置、建筑物節(jié)能等措施后，變電站綜合費用可以降低約5%。

在通用設(shè)計方面，從2005年的典型設(shè)計到2011年的通用設(shè)計，變電站建設(shè)始終堅持資源節(jié)約這一主題，經(jīng)濟技術(shù)指標不斷優(yōu)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(shè)規(guī)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(yè)化建設(shè)”

2.1 變電站“工業(yè)化建設(shè)”的可行性

國內(nèi)建筑工業(yè)化的成熟技術(shù)和先進經(jīng)驗，可以為變電站“工業(yè)化建設(shè)”提供經(jīng)驗借鑒。一些發(fā)達國家和地區(qū)的住宅產(chǎn)業(yè)化經(jīng)過了以住宅建設(shè)的數(shù)量效率為主和提高質(zhì)量性能二個發(fā)展階段，開始進入以可持續(xù)建筑為理念的第三個階段，形成了較為成熟的技術(shù)體系和經(jīng)驗，這對于促進變電站“工業(yè)化建設(shè)”具有很好的借鑒意義。

通用設(shè)計成果的應(yīng)用為工業(yè)化建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。眾所周知，設(shè)計標準化是工業(yè)化的前提。通用設(shè)計成果的全面應(yīng)用為提高設(shè)計質(zhì)量，加快建設(shè)進度，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平等發(fā)揮了重要作用。2012年，國家電網(wǎng)公司在2011版通用設(shè)計的基礎(chǔ)上，繼續(xù)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(shè)計標準。標準化成果為工業(yè)化建設(shè)提供了可行性，下一步構(gòu)配件設(shè)計要在標準化的基礎(chǔ)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(shè)，為工業(yè)化建設(shè)積累了一定的經(jīng)驗。近年來，江蘇、浙江等地開展了組裝式變電站工程建設(shè)，主要側(cè)重于建、構(gòu)筑物的裝配式研究，和建筑物結(jié)構(gòu)型式、建筑材料的選擇等，通過工廠化生產(chǎn)、改進現(xiàn)場建造方式，進而縮短建設(shè)施工周期，改善現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，控制安全質(zhì)量風(fēng)險。

2.2 變電站“工業(yè)化建設(shè)”的內(nèi)涵

變電站“工業(yè)化建設(shè)”以設(shè)計標準化、生產(chǎn)工廠化、施工機械化、建設(shè)配送化、設(shè)備智能化以及管理科學(xué)化為內(nèi)涵，集成應(yīng)用“兩型一化”變電站成果，在標準配送式智能變電站設(shè)計成果的基礎(chǔ)上，深化應(yīng)用與建設(shè)。

（1）設(shè)計標準化。應(yīng)用智能變電站通用設(shè)計原則和技術(shù)要求，按照通用設(shè)計技術(shù)方案開展標準配送式智能變電站設(shè)計；貫徹實施集約化管理要求，統(tǒng)一建設(shè)標準，統(tǒng)一設(shè)備規(guī)范。

（2）生產(chǎn)工廠化。采用預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)模式，通過工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場裝配，減少現(xiàn)場“濕作業(yè)”；采用智能化組合式電力功能單元，通過工廠生產(chǎn)調(diào)試，按功能單元整裝，簡化現(xiàn)場二次接線，實現(xiàn)“即插即用”，縮減工期。

（3）施工機械化。改變傳統(tǒng)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(xiàn)場勞動力投入，減小現(xiàn)場作業(yè)面，降低現(xiàn)場安全風(fēng)險，提高現(xiàn)場安全文明施工水平；簡化工藝流程，統(tǒng)一標準工藝，提高施工工藝水平。

（4）建設(shè)配送化。在標準配送式智能變電站設(shè)計成果基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電氣設(shè)備、建構(gòu)筑物主要構(gòu)件的標準配送，有效改善施工圖設(shè)計受設(shè)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(shè)質(zhì)量和效率。

（5）設(shè)備智能化。在通用設(shè)備的基礎(chǔ)上，變電站設(shè)備選擇應(yīng)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(shù)，全面提高設(shè)備智能化程度，建設(shè)高效、經(jīng)濟、清潔、互動的新型變電站。

（6）管理科學(xué)化。運用計算機等信息化手段，從設(shè)計、生產(chǎn)到施工現(xiàn)場安裝，全過程實行科學(xué)化組織管理，避免主觀臆斷或憑經(jīng)驗管理，提高變電站建設(shè)現(xiàn)場的管理水平。

2.3 變電站“工業(yè)化建設(shè)”的重點

變電站的“工業(yè)化建設(shè)”與“工業(yè)化建筑”雖為一字之差，但其內(nèi)涵卻大相徑庭，要實現(xiàn)變電站的“工業(yè)化建設(shè)”，首先應(yīng)積極推進專業(yè)研究。

土建專業(yè)重點研究土建工程的配送范圍，確定變電站內(nèi)建筑物、構(gòu)支架、圍墻、防火墻、電纜溝、部分基礎(chǔ)等采用預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)建筑的模式，研究基礎(chǔ)與主要電氣設(shè)備的通用接口模式；研究裝配式建筑物的設(shè)計和建造技術(shù)，通過工廠預(yù)制、現(xiàn)場裝配兩個階段來完成變電站土建工程。

電氣專業(yè)在通用設(shè)備的基礎(chǔ)上重點研究智能化組合式電力功能單元，根據(jù)電氣設(shè)備的功能性質(zhì)，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(xiàn)一、二次設(shè)備接線及調(diào)試，減少現(xiàn)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(nèi)部接口及單元之間連接的標準化，實現(xiàn)“即插即用”，縮減建設(shè)工期。

要實現(xiàn)變電站由“工業(yè)化建筑”向“工業(yè)化建設(shè)”的轉(zhuǎn)變，必須遵循“先試點，后推廣，循序漸進”的原則。變電站的“工業(yè)化建設(shè)”是一項系統(tǒng)性工程，其新理念涉及設(shè)計、制造、建設(shè)、管理等基建全過程，應(yīng)在統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、分工合作和試點項目成功的基礎(chǔ)上，再全面推廣應(yīng)用，確?？煽?、先進。

2.4 浙江變電站“工業(yè)化建設(shè)”的探索

2008年，遵循“兩型一化”設(shè)計建設(shè)導(dǎo)則，浙江省啟動省內(nèi)第一座裝配式變電站——楊柳110 kV變電站的設(shè)計與建設(shè)。該變電站位于浙江省麗水市，戶外AIS布置，站內(nèi)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(chǎn)，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(shè)備安裝調(diào)試30天，驗收消缺啟動6天，全站建設(shè)工期僅為同等規(guī)模常規(guī)變電站工期的40%。

楊柳變電站是浙江變電站“工業(yè)化建設(shè)”的首次嘗試，浙江2009版通用設(shè)計方案的滾動修編在充分吸收楊柳變電站“工業(yè)化建設(shè)”的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，制定了浙江省電力公司企業(yè)標準《標準配送式變電站通用設(shè)計》110 kV變電站施工圖方案，并于2009年8月發(fā)布實施，浙江省內(nèi)衢州、金華等地區(qū)先后應(yīng)用該方案開展裝配式變電站的建設(shè)，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(shè)，是在變電站“工業(yè)化建設(shè)”方面進行的積極探索，為變電站由“工業(yè)化建筑”向“工業(yè)化建設(shè)”的轉(zhuǎn)變進一步積累了經(jīng)驗。

3 結(jié)語

變電站建設(shè)應(yīng)在“兩型一化”的基礎(chǔ)上，逐步從“工業(yè)化建筑”向“工業(yè)化建設(shè)”的轉(zhuǎn)變，進一步提高變電站建設(shè)質(zhì)量和效率。目前，國家電網(wǎng)公司正在“兩型一化”變電站的基礎(chǔ)上積極推進標準配送式智能變電站建設(shè)，進一步創(chuàng)新建設(shè)模式，實現(xiàn)智能變電站標準化設(shè)計、配送式建設(shè)，這是又好又快建成世界一流電網(wǎng)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(yè)化的現(xiàn)在與未來[J].工程質(zhì)量，2013（2）：1-8.

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