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变电站装配式构筑物的研究

添加时间:2016/12/13
  摘要:目前,国网公司全面推广装配式变电站模块化试点,作为核心环节,装配式构筑物的重要性与日俱增。从围墙到主变防火墙,从电缆沟到构支架及设备基础都需要重新定义。该文对变电站装配式构筑物进行了详细论证并给出推荐方案。
  
  关键词:装配式围墙;智能站;钢结构
  
  为贯彻国网公司系统全面开展“资源节约型、环境友好型、工业化”的试点变电站建设精神,建设更高安全质量目标的输变电工程,实现国网公司建设标准化变电站目标。应用装配式建、构筑,实现了“标准化设计、工厂化加工、模块化建设”,减少现场“湿作业”,提高机械化施工应用范围,减少现场劳动力投入,缩短建设施工周期,降低现场安全风险,提高工程建设质量、工艺水平。
  
  (1)标准化设计。应用通用设计、通用设备,全面实现设备型式、回路接线、建构筑物标准化。
  
  (2)工厂化加工。建、构筑物主要构件,采用工厂预制结构型式;一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试。
  
  (3)模块化建设。建、构筑物采用装配式结构,采用通用设备基础,降低现场安全风险,提高工程质量。
  
  变电站构筑物的装配范围包括围墙、防火墙、电缆沟、构支架、设备基础、水工构筑物等。通过统一围墙、防火墙、电缆沟、构支架等构筑物类型、结构形式,形成标准化预制构件,实现工厂规模化生产;通过规范设备基础尺寸模数,达到标准化设计和施工,提高施工工艺。编制标准设计,提高工程建设效率、工艺水平、安全质量。
  
  1变电站围墙的研究
  
  变电站实体围墙,可分为大砌块实体围墙(水泥砂浆抹面)、装配式板墙等类型。
  
  1.1大砌块实体围墙(水泥砂浆抹面)
  
  大砌块实体围墙(水泥砂浆抹面)墙体材料通常选用加气混凝土砌体蒸压粉煤灰多孔砖、加气混凝土砌体蒸压矿渣砖、加气混凝土砌体蒸压煤渣砖等材料砌筑,预制混凝土压顶,水泥砂浆抹面。
  
  大砌块实体围墙(水泥砂浆抹面)特性。大砌块实体围墙(水泥砂浆抹面),采用加气混凝土砌块砌筑,配以预制清水混凝土压顶,减轻了墙体重量,减少了地基压力,减少不均匀沉降,消降龟裂,有效解决墙面开裂质量问题。
  
  大砌块围墙没有摆脱传统墙体施工做法,现场仍存在湿作业,没有完全实现模块化建设的要求。
  
  1.2装配式围墙
  
  变电站装配式板墙形式主要有以下几种:预制混凝土柱加预制墙板实体围墙、型钢柱加预制墙板实体围墙。装配式板墙由柱和墙板组成,其中柱有混凝土柱、型钢柱,墙板有预制混凝土实心板、纤维水泥压力板(AS板)等材料。墙柱作为围墙的主要受力构件,与基础的固定主要采用地脚螺栓连接和杯口连接两种做法。
  
  1.3国网公司110(66)kV智能变电站模块化建设通用设计推荐方案
  
  目前装配式围墙单位造价偏高,成为制约装配式围墙全面推广的一个因素。但国网建设部仍期待装配式围墙的发展前景,在110kV模块化变电站推荐采用大砌块实体围墙的同时,提出如果价格趋同的情况下,110kV模块化变电站通用设计方案可以采用装配式围墙。
  
  2主变防火墙的研究
  
  变电站主变防火墙可分为框架填充墙式、现浇混凝土板式和预制装配式等类型。(1)框架式填充墙。混凝土框架清水砌体防火墙是先浇筑混凝土独立基础,然后浇筑上部的框架梁和框架柱,最后用节能环保砖填充框架内部。此种做法需混凝土框架达到设计强度后才能拆除模板以及进行填充填的砌筑,再加上对墙体的工艺要求较高,所以其施工工期较长,一般需要1~1.5个月。(2)现浇混凝土板式防火墙。现浇混凝土板式防火墙的做法通常是先浇筑混凝土条形基础,然后对墙身钢筋混凝土面板一次性浇筑施工。由于墙体较高,混凝土要分层连续浇筑,分层高度小于等于1m,每小时浇筑高度不得超过2m.为了保证墙体厚度一致,混凝土模板上还需设置间距小于等于0.5m的对拉螺栓,待混凝土养护到设计强度的75%以上才能拆除模板。此法的混凝土施工量较大,施工要求较严,施工工期也较长。(3)装配式防火墙。可分为框架+墙板防火墙、框架+大砌块防火墙、钢结构+墙板防火墙等类型。装配式防火墙,采用层插式安装方式,具有结构简单、安装方便、抗荷载系数高、自洁力强、免维护时间长等优点。柱:可采用钢筋混凝土现浇柱,柱顶预留地脚螺栓。板:可采用清水混凝土预制条板或ALC板。(4)国网公司110(66)kV智能变电站模块化建设通用设计推荐方案。国网110(66)kV智能变电站模块化建设(2015版)通用设计技术导则中,第七章7.5.4装配式构筑物章节要求“防火墙宜采用框架+大砌块,框架+预制墙板、清水钢筋混凝土等型式。按通用设备防火墙宽10m、6.5m,墙体需要满足耐火极限≥3h要求。”
  
  3电缆沟研究
  
  3.1电缆沟类型
  
  变电站电缆沟主要有现浇混凝土或钢筋混凝土电缆沟、砌体电缆沟、预制钢筋混凝土电缆沟、复合材料预制式电缆沟、钢制电缆槽盒等。预制钢筋混凝土电缆沟,由工厂预制沟体,运到现场再进行组装。施工快捷,沟体平整,工序较少。复合材料预制式电缆沟,采用玻璃纤维及树脂类复合制成,经高压、高温模压工艺一次成型。钢制电缆槽盒,采用槽式加强型专用型材组装而成,包括电缆槽盒、盖板、槽盒固定隔板及支架,整体采用热浸镀锌处理,能够长期防腐防锈、整体美观、材料可回收。由于复合材料预制式电缆沟价格较高,预制钢筋混凝土电缆沟构件较重,因此,变电站电缆沟仍采用砌体电缆沟、现浇混凝土或钢筋混凝土电缆沟。
  
  3.2电缆沟盖板
  
  电缆沟盖板包括细石混凝土成品电缆沟盖板、无机复合电缆沟盖板、有机复合电缆沟盖板。
  
  3.3电缆支
  
  架电缆支架包括角钢电缆支架、玻璃钢电缆支架、复合支架等。角钢支架,机械性能高,成本较低,耐腐蚀性能稍弱,会生成涡流,100元/套;玻璃钢支架,强度高、重量轻、整体绝缘,防止产生涡流,防腐蚀好,成本较高,130元/套;复合支架,强度高,耐腐蚀性强,电绝缘性好,防涡流,成本较高,120元/套。
  
  综合性价比,推荐采用角钢支架。
  
  4构支架及基础研究
  
  构架上部结构采用普通钢管,柱杆段之间采用法兰连接。构架梁采用三角形格构式桁架结构。支架上部结构,在变电站中设备支架采用设备厂家配送支架柱,现场安装的方式,与基础采用地脚螺栓连接。国网110(66)kV智能变电站模块化建设(2015版)通用设计技术导则,第七章7.5.4装配式构筑物章节要求“构、支架统一采用钢结构,钢结构连接方式宜采用螺栓连接。户外GIS变电站宜采用两回一跨构架,构架柱采用钢管A型柱,构架梁采用三角形钢桁架梁;户外AIS变电站宜采用联合构架,构架柱宜采用钢管独立柱和钢管A柱联合结构,构架梁采用独立钢管梁或三角形钢桁架梁。构架柱与基础采用地脚螺栓连接。
  
  5设备基础研究
  
  GIS设备基础宜采用筏板+支墩的基础型式。主变基础宜采用采用筏板+支墩的基础型式。筏板厚度为500mm,室外主变压器油坑尺寸按通用设备为10000mm×8000mm.小型设备基础有箱(柜)体基础、投光灯基础、路灯基础等。箱(柜)体基础采用现浇混凝土基础,投光灯基础可采用预制混凝土,路灯基础可采用现浇混凝土形式,基础与设备的连接均采用地脚螺栓的连接形式。
  
  6结语
  
  目前装配式围墙在国网公司工程中大规模开始应用,而装配式构筑物是智能变电站的重要环节之一。该文对装配式构筑物进行了详细论述和研究,对于智能变电站的发展有一定的借鉴意义。
  
  参考文献
  
  [1]国家电网公司。国家电网公司输变电工程通用设计(2015版)110(66)kV能变电站模块化建设[M].中国电力出版社,2015.
  [2]变电电气工艺工程标准库(2012版)[S].中国电力出版社,2012.

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