智能变电站：从“量体裁衣”到“成衣定制”

  北极星智能电网在线讯:为进一步提升智能变电站建设质量与效率，近年来，国家电网公司积极创新工程建设模式，开展标准化设计、工厂化加工、模块化建设，实现建设方式从传统的“量体裁衣”向“成衣定制”转变。2016年，在模块化建设试点成果基础上，公司在35千伏～110千伏电压等级全面推广应用智能变电站模块化建设技术，有效支撑农配网建设，工程建设效率和安全质量、工艺水平显著提升。

  2016年，公司35千伏～110千伏电压等级电网工程建设任务日益繁重。近两年国家加大对农配网建设的投资力度，投资规模持续不断的增加，35千伏～110千伏电网工程占公司新建35千伏及以上工程数量的70%以上。今年以来，国网基建部积极研究对策，抢先抓早，创新突破，有序组织推进35千伏～110千伏变电站模块化建设。

  在电网建设中推行标准化设计、工厂化加工、模块化建设，是满足特高压及各等级电网大规模建设需要、全方面提高电网建设能力的必然要求。7月22日，在公司年中基建工作会议上，公司副总经理刘泽洪强调，要强化技术创新与管理，深化变电站模块化建设，切实抓好工程设计优化、二次设备预制舱、装配式建筑物等关键技术应用。

  一直以来，在安全可靠的前提下，高效、优质建设变电站始终是工程建设者努力实现的目标。公司开展模块化建设的总体定位是采用标准化设计、装配式建设、智能化技术、工业化生产，实现变电站坚固耐用、通用互换、造价合理。

  为此，国网基建部结合电网技术发展和工程建设需要，深化通用设计、通用设备，统一建设标准，统一技术原则，统一设计深度，统一设备规范，从设计源头上提高标准化水平；创新工程建设模式，采用装配式建、构筑物，采用模块化组合设备，工厂预制，现场快速组装，实现环保施工，提高施工效率；深化应用成熟适用智能先进的技术，应用全寿命周期理念，优化、细化设计的具体方案，技术集成、设备整合，有效支撑“大运行、大检修”；强化工程工业化设施定位，突出核心功能，兼顾生产、运维与检修，注重实用高效，推行系列化、系统性的工业化生产。通过管理和技术创新，有效对接公司农配网工程大规模建设，大幅度的提高工程质量和效益、效率。

  高度决定视野。公司对智能变电站技术的精准把握和准确定位，保证了模块化建设的管理、技术、经济、环境效益显著。应用这项技术，变电站实现小型化，占地面积减少5%～15%、建筑面积减少19%～30%、二次屏柜数量减少11%～32%；大幅度提高了工程建设效率，220千伏变电站最快4个月建成，110千伏变电站最快3个月建成，工程建设周期较常规工程减少约20%～70%；设备正常运行环境得到一定效果改善，二次设备正常运行、接线质量安全可靠。

  面对高难度的技术挑战和复杂繁多的细节问题，国网基建部统筹系统内资源，组织科研院所和省市公司开展关键技术研制和试点工程建设工作，取得了一项又一项突破，形成了系统完整的模块化建设体系：

  调研、分析“十三五”期间电网工程技术方案需求，结合“十三五”期间电网发展的新趋势和技术特点，在现行通用设计基础上全面深化、优化、细化，完成35千伏～110千伏智能变电站模块化建设施工图通用设计。同时开展预制舱式组合设备、装配式建筑物、装配式构筑物、预制光缆、预制电缆等模块化建设关键技术探讨研究，形成统一的模块化建设技术标准体系。

  制定35千伏、66千伏、110千伏共3个电压等级变电站模块化建设施工图通用设计技术导则，指导规范通用设计编制和工程设计。并按照统一标准规范、深度要求、成果形式等，编制完成29个通用设计的具体方案施工图设计。同时兼顾地区差异，首次形成高海拔、大风沙、寒冷地区通用设计专项模块。

  为强化示范引领，选取了100项示范工程，实施设计建设全过程管控，将模块化建设要求纳入设计招标文件，统一评审初步设计技术方案，优化模块化建设关键技术实施方案。

  在四川南充，仪陇永光及南部东坝35千伏变电站采用了智能变电站模块化建设方案后，现场应用预制舱结构，没有了建筑物，支构架也减少了很多，大幅度减少了现场土建工程量及土建“湿作业”，节约了水泥、砖块、钢筋等建筑材料的运输及使用，大幅度缩短变电站施工时间，提高了土建施工的效率和效益。“大量一次、二次设备都在工厂里装配，调试工作也提前到工厂内完成，减少了现场电气安装、现场调试工作量，缩短了现场安装调试时间，加快了工程建设进度，保证了农配网建设工程的顺利完成。”国网四川省电力公司建设部技术处唐俊宇说。

  11月10日，江西35千伏田埠变电站正在安装高压开关柜。该工程9月15日正式开工建设，计划12月15日投运。“长期以来，农网35千伏等低电压变电站工程，存在设计标准低、设计施工等参建单位力量薄弱。如果没采用模块化建设技术，我们不可能在极短的时间内高质量完成四批农网升级改造项目。”国网江西省电力公司建设部技术处长汤程说，“今年江西农网新建35千伏及110千伏变电站共有32座，根据计算，占地面积较常规方案节省了56％，施工时间缩短60％，建设投资基本持平，大幅度的提高建设管理效率和效益。”

  同样的情况还出现农配网工程繁重的河南省。今年，河南省开工建设的35、110千伏变电站有176个。面对巨大的建设任务压力，国网河南省电力公司引入模块化建设理念，试点先行、扎实推广，在建29个35、110千伏变电站全面采用模块化建设思路，工程进度大大加快，建设效率与效益明显提升，装备水平持续改进升级。安阳供电公司作为最先开展模块化试点工程的单位，受益良多。“装配式建筑施工周期可缩短3～4个月，现场安装调试压缩至5～10天，工程进度有了可靠保证，安全质量有了本质提升。同时建设过程中的粉尘、噪声、建筑垃圾、废污水处理等环保压力非常大程度上减轻。我们已尝到了甜头，也摸索出一套模块化建设的经验，有信心大力普及推广。”该公司建设部主任付京之说。

  随着35千伏～110千伏变电站模块化建设研究实践不断深入，其成果特点逐渐显现。如采用模块化思路，深化应用通用设备，实现了最小单元的通用互换，提高了标准化程度；实施模块化建设，大幅度提升工程建设效率，工程进度加快；标准化成果达到施工图深度，通用化程度高，为工程设计质量和效率的提升奠定坚实基础。“我们要深入开展工程建设管理创新和技术创新，推进变电站模块化建设，突出工业化定位，推行标准化设计，装配式建设，做好关键节点管控，全方面提升电网建设能力和技术水平。”国网基建部主任葛兆军说。

  11月16日，上海110千伏鹤墙变电站内，电气安装正紧张有序地施工，全站已进入建设冲刺阶段。

  有别于常规变电站黑灰色的主调，鹤墙变建筑外墙面以深红色为主基调，在蓝天白云的映衬下，与周边城市环境融为一体。变电站内部，大型设备和保护屏柜已整齐划一地就位。

  常规而言，在上海建设110千伏变电站，起码需要6个月才完成地面主体建筑的建设。那么，鹤墙变用了多久？

  “3个月！”说出鹤墙变土建施工的周期时，土建项目经理陆焕杰底气十足。能节约一半时间，重点是鹤墙变土建采用了装配式模块化建设方式。这种新方式与传统方式有啥不一样的区别，其优势又显现在哪里？

  兴建一座变电站，大致上可以分为土建和电气安装两部分。土建相当于盖房子，传统方法一般普遍采用钢筋混凝土工艺。“变电站主体部分的混凝土浇筑必需分层实施，也就是说必须等待前一层混凝土完全凝固后，才能继续浇筑后一层混凝土，如若不然，就会出现实施工程质量问题，后患无穷。”陆焕杰表示，对于传统工艺而言，“浇筑养护再浇筑再养护”这些工序无法跳越，土建施工时间由此被卡死，基本上没有压缩空间。

  近年来，上海的经济发展对电网建设速度要求越来越高。鹤墙变服务范围内建设有大型居住社区和配套商业、教育、医疗、文化设施，负荷增长很快。鹤墙变早一天投运，就能早一天分担既有变电站的负荷压力，也能保证区域后续发展所需电能。

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  昨天国网公司下发了《关于进一步严控电网投资的通知》（国家电网办【2019】826号文）。文中提出了“三严禁、二不得、二不再”的投资建设思路。个人觉得，这不单单是一个文件，而是国网公司整体发展的策略转型的一个标志。作为世界上最大的电网企业，国网公司每年因投资建设所需的采购数额巨大，对电

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