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摘要：随着我国社会经济的发展，电力工程逐渐进入人们的视野，伴随着人们的工作和生活。因此，我国在建设变电站时为了缩短工程设计及施工时间，减少变电站的占地面积，节约土地资源，变电站建设结合全预制装备进行结构设计。鉴于此，本文通过对装配式变电站的设计进行分析，并根据不同的设计阶段进行优化，降低工程造价。
关键词：装配式；变电站；土建设计
目前我国大部分的变电站建设都采用传统的设计理念和施工模式，主体施工材料以钢筋混凝土为主，施工现场采用绑扎钢筋、浇筑、养护、堆砌等施工方法。这种施工方法不仅对施工团队技术有一定的要求，而且施工周期长，工程质量无法保障。因此，为了迎合国家电网的指导理念与生产经验，在建设变电站时需要考虑民用与工业的实际用途及区别，在设计过程中应该加入智能变电站理念，使工业化设施更为突出。因此，为了提高装配式变电站的工程效率，目前很多工程都采用了即插即用的电气设备，可以节约土地资源，促进电力行业的发展和进步。
一、装配式变电站的优点
（一）装配式变电站的优点是减少了占地面积，节约了土地资源。与传统变电站相比，装配式变电站的占地减少约25%，变电站的建筑体积也减小，降低了防火间距及消防要求。
（二）装配式变电站的建设主要以钢结构为主，因此在施工中现场作业流程较少，可现在工厂内预制后到现场安装。相关设备在工厂内完成加工后，工作人员需要进行调试，运输到现场后根据安装需求进行组装，大大减少了现场工作量。
（三）由于装配式变电站设计标准化，现场工作量少，因此，整个施工周期比较短。在施工阶段，由于已经在工厂提前制造完毕，且调试合格，因此降低了对施工现场的技术要求。从整体看，设备的组装与厂内调试可以同时进行，大大提高了建设效率，例如建设110kv的变电场，传统建设周期大概需要8个月，装配式变电站则仅需要3个月，整个建设周期缩短近三分之一。
二、装配式变电站的设计原则
（一）建筑、结构的设计原则
由于工程施工技术标准不一，导致工程质量无法保证，因此，为了提高工程效率和质量，需要对工程进行标准化要求，减少构件类型，对建筑跨度、层高等统一要求，归并一类。此外，建筑设计时，在满足电气设备的基本布置的基础上还应遵循建筑模数协调原则。建筑模数协调原则是指实际建筑构件可以存在不同变电站、同站不同建筑物、同建筑不同部位之间，因此该协调原则是利用了建筑构件之间的通用性和互换性实现的[1]。
装配式变电站的设计原则不同于传统设计理念，需要在原有理念基础上综合考虑预制构件的生产工艺、运输条件及安装方法，还需要结合当地资源情况及整体施工技术进行策划。此外，还需要根据生产、安装的实际需要对装配式变电站进行结构设计，详细设计出施工顺序及操作要点。
设计结束后，相关人员需要综合考虑变电站的地理条件、运输条件、存放条件等综合因素对设计方案进行审核。这里需要注意，如果在占地面积较小区域建设变电站，例如市内或郊区，由于预制构件尺寸大，需要较大面积进行安装，因此，在设计时需要根据占地面积合理的对构建进行拆分。
（二）结构体系和材料的选择
以往，传统的变电站建筑方式都采用钢筋混凝土框架结构，而目前装配式变电站在传统基础上新增了钢框架结构。当采用钢框架结构时，为了减少焊接，可用螺栓将节点处进行连接，柱可以采用带悬臂梁形式（图1）。此外，为了减少柱的运输尺寸，还可以将柱、悬臂梁分开制作柱脚、柱梁刚接，尽量减少各层平行的施工作业。当采用钢筋混凝土框架结构时，为了减少各层平行的施工作业，因采取不同临界支撑方案。例如，当楼板跨度较大时，可以将部分楼板用钢筋桁架的预制板进行代替[2]。
（三）造价比较
据统计，采用钢框架结构的造价要比普通变电站造价高出25%左右；采用钢筋混凝土框架结构造价要比普通变电站造价高出10%左右。由于我国工业采用钢筋混凝土框架较少，工程造价都是通过询价确定，因此，在实际施工过程中会增加人工、自制模板等成本，实际造价可能会超出钢框架结构[3]。
钢框架结构的缺点是防腐性能差，使用一段时间后需要进行全面维护和更换，因此，普通配电站无法承担定期更换费用及更换时间，选用钢筋混凝土框架结构较多。钢筋混凝土的优势在于防腐性、耐久性较好，可长期使用，不需要定期更换，降低了变电站的成本。
三、装配式构筑物设计
（一）构、支架设计
构、支架的设计与传统变电站相同，当用于220kv的变电站时，则选用圆形或多边型钢管进行构架。构架横梁则多数采用以钢管为主的材料。当用于110kv的变电站时，应该选用以混凝体为主的等径环形杆进行构架。构架横梁多数采用以等边角钢为主的材料[4]。
此外，为了促进文明建设，出现颜色误差，可以将构建接头采用螺栓进行连接，不仅可以避免对外部防腐层的损害，还能够降低火灾的发生。因此，为了避免变电站钢结构防锈防腐，应该在构架表面喷漆。
（二）装配式围墙、防火墙设计
装配式围墙通常由墙板、钢筋混凝土预制式立柱、压顶、柱帽几部分构成。其中墙板、立柱、柱帽都是有统一尺寸要求，工厂标准化生产。按规定，墙板是需要蒸压加气形成的混凝土墙板，压顶也是混凝土压顶。此外，在安装过程中，需要将预制件插入到立柱的凹槽中，并需要对缝隙进行密封，在外层涂刷防水腻子和防水材料。由此可知，装配式防火墙与普通的围墙设计原理相同。
（三）装配式电缆沟设计
装配式电缆沟一般由钢筋混凝土预制式电缆沟单体、沟盖板组合而成。
因为二者都是有统一的生厂标准，因此，对电缆沟的长度也要有所要求。为了便于运输、安装，规定每段电缆沟的重量不超过1500kg，且要保证电缆沟具有防水功能，具备U形凸缘跟凹槽，安装时需要将凸凹槽完全吻合，并在连接处采用密封胶进行密封。此外，在焊接电缆支架时，需要在每个电缆沟的底部设置水沟槽，这样可以增强排水能力，减少积水[5]。图1位电缆沟示意图
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图1 电缆沟示意图
四、装配式变电站的集成化设计
在定制变电站预制式墙板时，工厂可在传统基层墙板的基础上，增加保温、装饰层进行制作，形成一个集聚保温与装饰一体化的墙板。同时，该墙板的外表面可以添加仿石材、面砖的图案，提高美观性。但该墙板需要在干燥的环境下施工，墙体不能含有水分，安装简单，有利于环保节能。
在进行预制式构件的设计时，需要对其与电气、暖通等专业进行结合，在进行土建排板施工时，也需要确保其符合电气需求，并将相关板材的位置与实际需求数量进行核对，核对无误后订货，完成安装工作。
结束语：
综上所述，随着我国社会经济的发展，科学技术的进步也带动了建筑行业的发展，装配式变电站的土建工作也得到了发展。虽然装配式变电站的建设较为普遍，但在实际施工中仍然存在有一些问题，例如施工技术的不规范、专业设计人才缺失等问题。这些问题都影响了装配式变电站的发展，因此需要不断探索相对应的解决措施。
参考文献：
[1]罗焓杰，刘正.装配式变电站土建设计分析[J].资源信息与工程，2018（3）.
[2]刘兴超，钟情，张俊杰.装配式建设在变电站土建设计中的运用及思考[J].工程技术研究，2018（6）.
[3]罗业雄.变电站装配式主变防火墙的设计与实践[J].科技与创新，2018（14）.
[4]苏杭.浅谈装配式围墙在变电站中的应用[J].科技视界，2018（13）：83-84.
[5]孙国梁.装配式建筑设计重点及难点问题研究[J].绿色环保建材，2019（8）.