2017版国网公司重点推广新技术目录—输变电设计与施工

一、输变电工程三维设计与数字化移交技术

1.1 技术原理与特点

数字化设计技术是一种全新的设计手段，是以现有设计技术为基础， 应用数字化技术对现有设计方式进行升级。

（来源：微信公众号“送变电工程” ID：sdxlgc2017）

数字化设计技术的内涵， 就是以数据库为基础， 实现地理信息系统、 遥感系统、 全球定位系统、 三维数字化设计技术、 二维数字化技术的集成应用。 近年来， 随着计算机软、硬件技术的发展， 三维数字化设计技术已从三维展示层面向三维设计层面发展， 各种三维设计应用软件逐步涌现。

在三维设计方面， 国内设计行业基本与国外同步， 起步于 20 世纪 90 年代， 率先在火力发电厂设计领域开展三维设计技术应用。 在电厂设计方面采用三维模型技术的出发点是解决主厂房内的立体空间分配， 减少设计中的碰撞错误的发生。从发电领域的应用效果来看，三维设计能更准确地表达技术人员的设计意图， 更有利于多专业配合， 减少错、 漏、碰、缺， 有助于设计方案的优化， 使得设计人员和决策人员能全面"准确地了 解工程实际情况。

数字化设计技术在机械、 电子、 航空、 航天、 建筑、 核电、 水力等领域得到了 广泛应用， 国内电网设计行业还处于起步阶段。 三维设计可以解决在同一区域内多专业同时设计的碰撞、模型统计、 现场虚拟再现等问题， 同时实现设计信息共享。 采用三维数字化设计是工程设计的必然趋势。

对于输变电工程， 通过建立起数字化技术体系， 在工程设计中实施输变电工程数字化设计技术， 可以在输变电工程全寿命周期内各环节加强数据交互， 实现从项目 立项开始，贯穿于工程可研、 初步设计、 项目 评审、 招标采购、 施工图设计、 工程建设施工、 生产交付、 调度、 运维等全过程的数字化应用， 消除信息孤岛， 实现信息共享， 促进传统输变电工程设计在各个方面的技术更新， 提高工作效率、 提升管理水平。

1.2 适用条件

（1）110kV 及以上电压等级新建变电站；

（2） 大跨越或与众多重要线路交叉的输电线路；

（3） 高落差或走廊地势险要的输电线路。

1.3 推广应用计划

2016～2018 年， 在 50%的 1000kV 交流特高压工程中推广应用，1 项±800kV 及以上直流特高压工程、10 项 750kV 及以下交流输变电工程中试点应用三维设计与数字化移交技术。

2019～2021 年， 在 1000kV 交流、±800kV 及以上直流特高压工程中全面推广应用，50%以上的 750kV 及以下输变电工程中推广应用三维设计与数字化移交技术。

二、变电站模块化建设技术

2.1 技术原理与特点

智能变电站模块化建设主要是指应用全寿命周期管理理念， 在变电站建设过程中实施标准化设计、模块化拼装、 预制式安装、预制式标准接线等， 以解决目 前变电站建设过程中存在现场施工量大、建设周期长、建设质量难于控制、接口复杂等问题。

变电站模块化建设的关键是确立“标准化设计、 工厂化加工、 模块化建设” 的工作原则。 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、 建构筑物设计标准化； 一次设备与二次设备、 二次设备间采用标准化连接， 实现二次接线“即插即用”。 工厂化加工： 建、 构筑物主要构件采用工厂化预制； 监控、 保护、 通信等二次设备按电气功能单元采用“预制舱式二次组合设备”， 舱内设备接线及调试均在工厂内完成。 模块化建设： 建、 构筑物采用装配式结构， 现场机械化施工， 减少现场“湿作业”； 采用通用设备基础， 统一基础尺寸， 采用标准定型钢模浇制混凝土。

20世纪80 年代中期在美国就已经出现了整体模块化的33kV变电站，20 世纪 90 年代在日本出现了 整体模块化的 66kV变电站。2013 年以来，我国开展装配式模块化变电站建设的探索与试点工作， 目前已建成多座全户 内装配式 220kV、110kV变电站。

通过引入模块化设备，即插即用连接、工厂调试、钢结构建筑整体服务等新的建设方式，一是在变电站小型化方面效益明显、220kV变电站围墙内占地面积较常规工程平均节省3.5%-7.4%，110kV变电站平均节省10%-17%；220kV变电站建筑面积平均节省17-21%，110kV变电站平均节省17%-40%；220kV变电站所需的二次屏柜数量平均节省 25%-38%；110kV变电站平均节省10%-12%。

二是打破了 常规变电站土建施工、电气安装、现场调试的建设传统，大幅缩短变电站施工时间，220kV变电站平均8个月建成投运；110kV变电站平均6个月建成投运。 较常规站工期减少约 40%。

三是有效降低全寿命周期成本，220kV智能变电站全寿命周期成本较常规站平均降低7%， 110kV智能变电站全寿命周期成本较常规工程平均节省9%。简单、可靠、快速的模块化建设方式势必成为今后变电站建设的主流模式。变电站整体设计涉及到电气工程、 电子工程、 信息技术和自 动化技术等多学科和多技术领域的交叉配合， 需要设计研究变电站建设需求， 综合各专业需求为导向、灵活使用通用设计模块， 提出设备整体集成技术及供货要求， 确定变电站设计方案， 制定变电站建设标准模式、 降低工程造价， 设计探索变电站设备整站招标方式下的设计模式。

2.2 适用条件

（1） 35kV、110（66）kV 新建智能变电站；

（2） 220kV新建智能变电站。

2.3 推广应用计划

2016～2018 年， 在 220kV 及以上新建变电站示范应用，110kV 及以下新建变电站全面推广应用模块化建设技术。

2019～2021 年， 在 750kV 及以下新建变电站全面推广应用模块化建设技术。

三、输电线路机械化施工技术

3.1 技术原理与特点

输电线路机械化施工技术是指“标准化设计、 机械化施工、 流水式作业” 技术模式， 是围绕施工现场全过程运用机械装备作业的方式， 考虑地形地质、 交通等环境条件， 通过多方案优选，采取路径优化，基础、杆塔、接地合理选型，结构构造、 尺寸优化， 装备、工艺合理配置等技术手段， 实现输电线路现场施工人力投入减少、劳动强度降低，提升工程安全质量、 效率效益。 其特点在于从工程设计、 施工装备、工艺、 建设管理、 技术标准等多维度实现一体化， 全过程、全方位协调配合， 达到施工效率的最大化； 机械化施工技术涵盖临时道路修建、 物料运输、 基础成孔、 混凝土浇筑、 铁塔组立、 接地敷设、架线施工等施工工序。

工程勘测设计加强勘测深度、 技术到位， 施工机械装备的性能参数纳入工程基本设计条件、开展路径、基础选型等多方案的比选， 进行结构尺寸、 节点构造等设计优化。工程施工根据设计方案、 施工规模、 施工场地及周围环境条件等合理制定选配施工装备、 工艺， 科学调配施工作业，有序、高效、 科学合理地开展机械化施工。

目前我国线路工程施工机械化程度相对较低， 相关技术不系统，目前铁塔组立、 张力放线等工序已向机械化方向过渡， 而基础、 接地施工等工序的机械化水平偏低， 究其原因一方面缺乏适宜的施工装备， 同时工程设计、建设管理等技术体系一直建立在以人力作业为主的技术模式之上。 随着科技进步及社会发展， 采用机械化施工是输电线路工程建设的必然趋势，可降低人工投入， 缩减人工成本， 可提高安全、质量， 有利环保， 具有较高的经济与社会效益。

3.2 适用条件

（1） 平原、 丘陵地区输电线路工程大范围推广使用， 全面实施机械化施工技术模式；

（2） 河网、 高山等区域输电线路工程， 因地制宜， 最大限度应用机械化施工， 提升工程建设机械化率。

3.3 推广应用计划

2016～2018 年， 重点推进以平原、丘陵地形为主的 750kV及以下新建输电线路工程应用，1条±800kV 新建特高压直流、1条1000kV 新建特高压交流输电线路工程具备条件的线路段中应用机械化施工技术。

2019～2021 年， 在 750kV 及以下新建输电线路工程中全面推广使用机械化施工技术， 在 50%以上的新建特高压输电线路工程具备条件的线路段中使用机械化施工机械化技术。

四、轮式旋挖钻机基础施工技术

4.1 技术原理与特点

轮式旋挖钻机施工技术是指利用轮胎式底盘旋挖钻机进行输电线路基础成孔的方式。

轮式旋挖钻机采用了 轮胎式底盘， 可实现自 行走， 解决了施工过程中的装备进、 转场困难的问题， 最大可钻进 1.4m直径，25m 深的直柱基础， 同时可实现基础扩底。 具体施工工艺包括钻机就位、 护筒埋设、 钻进成孔（在成孔过程中需根据土质的不同， 选择适宜的钻头）、 抽渣清孔、 钢筋笼安装、混凝土浇筑、起拔护筒、 继续浇筑成型、 钻机撤场。国外对于输电线路基础施工已普遍采用机械装备完成，技术可靠、 先进， 国内对于输电线路基础施工多采用人工成孔， 即便使用机械化也多为较原始的机械如洛阳铲、 冲孔钻机等， 偶有采用的旋挖钻机也均为工民建行业中常用的履带式， 其自重大， 自行走困难。轮式旋挖钻机， 技术先进、 可靠， 在多个输电线路施工现场已得到广泛运用， 不仅施工效率高、 同时节约了 大量的进、 转场所带来的修路、 青赔费用， 使经济和社会效益均得到良好改善。

4.2 适用条件

在平原、 河网（前进坡度不超过 15° ） 等地形， 黏性土、粉土、 中等密实以上的砂土及极软岩（饱和单轴抗压强度 2MPa以内） 等地质条件下， 最大可钻进 1.4m 直径，25m 深的直柱基础。

4.3 推广应用计划

2016～2018 年， 在 8 条 500kV 及以下新建输电线路工程中应用轮式旋挖钻机基础施工技术。

2019～2021 年， 在 15 条 500kV 及以下新建输电线路工程中应用轮式旋挖钻机基础施工技术。

五、输电线路工程货运索道运输技术

5.1 技术原理与特点

施工物料机械化运输技术是指输变电工程施工中将工程本体设备、 施工机具等物料通过专用设备运输到现场的施工技术。 在高山等复杂地形下采用的运输设备主要为架空输电线路工程施工货运索道（以下简称货运索道）。货运索道具有如下特点： （1）地形适应性强，尤其适用于高山、深谷、河流等复杂地形； （2） 运输距离远， 可多跨多级运输； （3） 运输效率高， 可循环往复运输； （4） 载重量大， 单件最大运输能力达 5t； （5） 组装效率高， 已形成标准化产品系列， 组装、 拆卸方便； （6） 运输费用低， 与直升机运输相比可节约运费 55%；（7） 运行可靠性高、 受气候影响小。日 本等发达国家在输电线路施工中广泛采用货运索道运输物料。 国内已在±800kV 锡盟-泰州线、1000kV 榆横-潍坊线等输电线路工程中广泛应用。

5.2 适用条件

货运索道运输技术主要适用于跨越高山、 深谷、 河流等特殊地形条件下输电线路工程的物料运输。

5.3 推广应用计划

2016～2018 年， 在 30 条 220kV 及以上输电线路工程中推广应用索道运输技术。

2019～2021 年， 在地形条件复杂地区的 220kV 及以上输电线路工程中全面推广索道运输技术。