一、輸變電工程三維設(shè)計與數(shù)字化移交技術(shù)

1.1、 技術(shù)原理與特點

數(shù)字化設(shè)計技術(shù)是一種全新的設(shè)計手段，是以現(xiàn)有設(shè)計技術(shù)為基礎(chǔ)， 應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)對現(xiàn)有設(shè)計方式進行升級。

數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵， 就是以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)， 實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)、 遙感系統(tǒng)、 全球定位系統(tǒng)、 三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)、 二維數(shù)字化技術(shù)的集成應(yīng)用。 近年來， 隨著計算機軟、硬件技術(shù)的發(fā)展， 三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)已從三維展示層面向三維設(shè)計層面發(fā)展， 各種三維設(shè)計應(yīng)用軟件逐步涌現(xiàn)。

在三維設(shè)計方面， 國內(nèi)設(shè)計行業(yè)基本與國外同步， 起步于 20 世紀 90 年代， 率先在火力發(fā)電廠設(shè)計領(lǐng)域開展三維設(shè)計技術(shù)應(yīng)用。 在電廠設(shè)計方面采用三維模型技術(shù)的出發(fā)點是解決主廠房內(nèi)的立體空間分配， 減少設(shè)計中的碰撞錯誤的發(fā)生。從發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用效果來看，三維設(shè)計能更準(zhǔn)確地表達技術(shù)人員的設(shè)計意圖， 更有利于多專業(yè)配合， 減少錯、 漏、碰、缺， 有助于設(shè)計方案的優(yōu)化， 使得設(shè)計人員和決策人員能全面"準(zhǔn)確地了 解工程實際情況。

數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在機械、 電子、 航空、 航天、 建筑、 核電、 水力等領(lǐng)域得到了 廣泛應(yīng)用， 國內(nèi)電網(wǎng)設(shè)計行業(yè)還處于起步階段。 三維設(shè)計可以解決在同一區(qū)域內(nèi)多專業(yè)同時設(shè)計的碰撞、模型統(tǒng)計、 現(xiàn)場虛擬再現(xiàn)等問題， 同時實現(xiàn)設(shè)計信息共享。 采用三維數(shù)字化設(shè)計是工程設(shè)計的必然趨勢。

對于輸變電工程， 通過建立起數(shù)字化技術(shù)體系， 在工程設(shè)計中實施輸變電工程數(shù)字化設(shè)計技術(shù)， 可以在輸變電工程全壽命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)加強數(shù)據(jù)交互， 實現(xiàn)從項目 立項開始，貫穿于工程可研、 初步設(shè)計、 項目 評審、 招標(biāo)采購、 施工圖設(shè)計、 工程建設(shè)施工、 生產(chǎn)交付、 調(diào)度、 運維等全過程的數(shù)字化應(yīng)用， 消除信息孤島， 實現(xiàn)信息共享， 促進傳統(tǒng)輸變電工程設(shè)計在各個方面的技術(shù)更新， 提高工作效率、 提升管理水平。

1.2、適用條件

(1)110kV 及以上電壓等級新建變電站;

(2) 大跨越或與眾多重要線路交叉的輸電線路;

(3) 高落差或走廊地勢險要的輸電線路。

1.3、推廣應(yīng)用計劃

2016～2018 年， 在 50%的 1000kV 交流特高壓工程中推廣應(yīng)用，1 項±800kV 及以上直流特高壓工程、10 項 750kV 及以下交流輸變電工程中試點應(yīng)用三維設(shè)計與數(shù)字化移交技術(shù)。

2019～2021 年， 在 1000kV 交流、±800kV 及以上直流特高壓工程中全面推廣應(yīng)用，50%以上的 750kV 及以下輸變電工程中推廣應(yīng)用三維設(shè)計與數(shù)字化移交技術(shù)。

二、變電站模塊化建設(shè)技術(shù)

2.1、技術(shù)原理與特點

智能變電站模塊化建設(shè)主要是指應(yīng)用全壽命周期管理理念， 在變電站建設(shè)過程中實施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、模塊化拼裝、 預(yù)制式安裝、預(yù)制式標(biāo)準(zhǔn)接線等， 以解決目 前變電站建設(shè)過程中存在現(xiàn)場施工量大、建設(shè)周期長、建設(shè)質(zhì)量難于控制、接口復(fù)雜等問題。

變電站模塊化建設(shè)的關(guān)鍵是確立“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、 工廠化加工、 模塊化建設(shè)” 的工作原則。 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計： 應(yīng)用通用設(shè)計、 通用設(shè)備。 全面實現(xiàn)設(shè)備型式、 回路接線、 建構(gòu)筑物設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化; 一次設(shè)備與二次設(shè)備、 二次設(shè)備間采用標(biāo)準(zhǔn)化連接， 實現(xiàn)二次接線“即插即用”。 工廠化加工： 建、 構(gòu)筑物主要構(gòu)件采用工廠化預(yù)制; 監(jiān)控、 保護、 通信等二次設(shè)備按電氣功能單元采用“預(yù)制艙式二次組合設(shè)備”， 艙內(nèi)設(shè)備接線及調(diào)試均在工廠內(nèi)完成。 模塊化建設(shè)： 建、 構(gòu)筑物采用裝配式結(jié)構(gòu)， 現(xiàn)場機械化施工， 減少現(xiàn)場“濕作業(yè)”; 采用通用設(shè)備基礎(chǔ)， 統(tǒng)一基礎(chǔ)尺寸， 采用標(biāo)準(zhǔn)定型鋼模澆制混凝土。

20世紀80 年代中期在美國就已經(jīng)出現(xiàn)了整體模塊化的33kV變電站，20 世紀 90 年代在日本出現(xiàn)了 整體模塊化的 66kV變電站。2013 年以來，我國開展裝配式模塊化變電站建設(shè)的探索與試點工作， 目前已建成多座全戶 內(nèi)裝配式 220kV、110kV變電站。

通過引入模塊化設(shè)備，即插即用連接、工廠調(diào)試、鋼結(jié)構(gòu)建筑整體服務(wù)等新的建設(shè)方式，一是在變電站小型化方面效益明顯、220kV變電站圍墻內(nèi)占地面積較常規(guī)工程平均節(jié)省3.5%-7.4%，110kV變電站平均節(jié)省10%-17%;220kV變電站建筑面積平均節(jié)省17-21%，110kV變電站平均節(jié)省17%-40%;220kV變電站所需的二次屏柜數(shù)量平均節(jié)省 25%-38%;110kV變電站平均節(jié)省10%-12%。二是打破了 常規(guī)變電站土建施工、電氣安裝、現(xiàn)場調(diào)試的建設(shè)傳統(tǒng)，大幅縮短變電站施工時間，220kV變電站平均8個月建成投運;110kV變電站平均6個月建成投運。 較常規(guī)站工期減少約 40%。三是有效降低全壽命周期成本，220kV智能變電站全壽命周期成本較常規(guī)站平均降低7%， 110kV智能變電站全壽命周期成本較常規(guī)工程平均節(jié)省9%。簡單、可靠、快速的模塊化建設(shè)方式勢必成為今后變電站建設(shè)的主流模式。變電站整體設(shè)計涉及到電氣工程、 電子工程、 信息技術(shù)和自 動化技術(shù)等多學(xué)科和多技術(shù)領(lǐng)域的交叉配合， 需要設(shè)計研究變電站建設(shè)需求， 綜合各專業(yè)需求為導(dǎo)向、靈活使用通用設(shè)計模塊， 提出設(shè)備整體集成技術(shù)及供貨要求， 確定變電站設(shè)計方案， 制定變電站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)模式、 降低工程造價， 設(shè)計探索變電站設(shè)備整站招標(biāo)方式下的設(shè)計模式。

2.2、適用條件

(1) 35kV、110(66)kV 新建智能變電站;

(2) 220kV新建智能變電站。

2.3、推廣應(yīng)用計劃

2016～2018 年， 在 220kV 及以上新建變電站示范應(yīng)用，110kV 及以下新建變電站全面推廣應(yīng)用模塊化建設(shè)技術(shù)。

2019～2021 年， 在 750kV 及以下新建變電站全面推廣應(yīng)用模塊化建設(shè)技術(shù)。

三、輸電線路機械化施工技術(shù)

3.1、技術(shù)原理與特點

輸電線路機械化施工技術(shù)是指“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、 機械化施工、 流水式作業(yè)” 技術(shù)模式， 是圍繞施工現(xiàn)場全過程運用機械裝備作業(yè)的方式， 考慮地形地質(zhì)、 交通等環(huán)境條件， 通過多方案優(yōu)選，采取路徑優(yōu)化，基礎(chǔ)、桿塔、接地合理選型，結(jié)構(gòu)構(gòu)造、 尺寸優(yōu)化， 裝備、工藝合理配置等技術(shù)手段， 實現(xiàn)輸電線路現(xiàn)場施工人力投入減少、勞動強度降低，提升工程安全質(zhì)量、 效率效益。 其特點在于從工程設(shè)計、 施工裝備、工藝、 建設(shè)管理、 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等多維度實現(xiàn)一體化， 全過程、全方位協(xié)調(diào)配合， 達到施工效率的最大化; 機械化施工技術(shù)涵蓋臨時道路修建、 物料運輸、 基礎(chǔ)成孔、 混凝土澆筑、 鐵塔組立、 接地敷設(shè)、架線施工等施工工序。

工程勘測設(shè)計加強勘測深度、 技術(shù)到位， 施工機械裝備的性能參數(shù)納入工程基本設(shè)計條件、開展路徑、基礎(chǔ)選型等多方案的比選， 進行結(jié)構(gòu)尺寸、 節(jié)點構(gòu)造等設(shè)計優(yōu)化。工程施工根據(jù)設(shè)計方案、 施工規(guī)模、 施工場地及周圍環(huán)境條件等合理制定選配施工裝備、 工藝， 科學(xué)調(diào)配施工作業(yè)，有序、高效、 科學(xué)合理地開展機械化施工。

目前我國線路工程施工機械化程度相對較低， 相關(guān)技術(shù)不系統(tǒng)，目前鐵塔組立、 張力放線等工序已向機械化方向過渡， 而基礎(chǔ)、 接地施工等工序的機械化水平偏低， 究其原因一方面缺乏適宜的施工裝備， 同時工程設(shè)計、建設(shè)管理等技術(shù)體系一直建立在以人力作業(yè)為主的技術(shù)模式之上。 隨著科技進步及社會發(fā)展， 采用機械化施工是輸電線路工程建設(shè)的必然趨勢，可降低人工投入， 縮減人工成本， 可提高安全、質(zhì)量， 有利環(huán)保， 具有較高的經(jīng)濟與社會效益。

3.2、適用條件

(1) 平原、 丘陵地區(qū)輸電線路工程大范圍推廣使用， 全面實施機械化施工技術(shù)模式;

(2) 河網(wǎng)、 高山等區(qū)域輸電線路工程， 因地制宜， 最大限度應(yīng)用機械化施工， 提升工程建設(shè)機械化率。

3.3、推廣應(yīng)用計劃

2016～2018 年， 重點推進以平原、丘陵地形為主的 750kV及以下新建輸電線路工程應(yīng)用，1條±800kV 新建特高壓直流、1條1000kV 新建特高壓交流輸電線路工程具備條件的線路段中應(yīng)用機械化施工技術(shù)。

2019～2021 年， 在 750kV 及以下新建輸電線路工程中全面推廣使用機械化施工技術(shù)， 在 50%以上的新建特高壓輸電線路工程具備條件的線路段中使用機械化施工機械化技術(shù)。

四、輪式旋挖鉆機基礎(chǔ)施工技術(shù)

4.1、技術(shù)原理與特點

輪式旋挖鉆機施工技術(shù)是指利用輪胎式底盤旋挖鉆機進行輸電線路基礎(chǔ)成孔的方式。

輪式旋挖鉆機采用了 輪胎式底盤， 可實現(xiàn)自 行走， 解決了施工過程中的裝備進、 轉(zhuǎn)場困難的問題， 最大可鉆進 1.4m直徑，25m 深的直柱基礎(chǔ)， 同時可實現(xiàn)基礎(chǔ)擴底。 具體施工工藝包括鉆機就位、 護筒埋設(shè)、 鉆進成孔(在成孔過程中需根據(jù)土質(zhì)的不同， 選擇適宜的鉆頭)、 抽渣清孔、 鋼筋籠安裝、混凝土澆筑、起拔護筒、 繼續(xù)澆筑成型、 鉆機撤場。國外對于輸電線路基礎(chǔ)施工已普遍采用機械裝備完成，技術(shù)可靠、 先進， 國內(nèi)對于輸電線路基礎(chǔ)施工多采用人工成孔， 即便使用機械化也多為較原始的機械如洛陽鏟、 沖孔鉆機等， 偶有采用的旋挖鉆機也均為工民建行業(yè)中常用的履帶式， 其自重大， 自行走困難。輪式旋挖鉆機， 技術(shù)先進、 可靠， 在多個輸電線路施工現(xiàn)場已得到廣泛運用， 不僅施工效率高、 同時節(jié)約了 大量的進、 轉(zhuǎn)場所帶來的修路、 青賠費用， 使經(jīng)濟和社會效益均得到良好改善。

4.2、適用條件

在平原、 河網(wǎng)(前進坡度不超過 15° ) 等地形， 黏性土、粉土、 中等密實以上的砂土及極軟巖(飽和單軸抗壓強度 2MPa以內(nèi)) 等地質(zhì)條件下， 最大可鉆進 1.4m 直徑，25m 深的直柱基礎(chǔ)。

4.3、推廣應(yīng)用計劃

2016～2018 年， 在 8 條 500kV 及以下新建輸電線路工程中應(yīng)用輪式旋挖鉆機基礎(chǔ)施工技術(shù)。

2019～2021 年， 在 15 條 500kV 及以下新建輸電線路工程中應(yīng)用輪式旋挖鉆機基礎(chǔ)施工技術(shù)。

五、輸電線路工程貨運索道運輸技術(shù)

5.1、技術(shù)原理與特點

施工物料機械化運輸技術(shù)是指輸變電工程施工中將工程本體設(shè)備、 施工機具等物料通過專用設(shè)備運輸?shù)浆F(xiàn)場的施工技術(shù)。 在高山等復(fù)雜地形下采用的運輸設(shè)備主要為架空輸電線路工程施工貨運索道(以下簡稱貨運索道)。貨運索道具有如下特點： (1)地形適應(yīng)性強，尤其適用于高山、深谷、河流等復(fù)雜地形; (2) 運輸距離遠， 可多跨多級運輸; (3) 運輸效率高， 可循環(huán)往復(fù)運輸; (4) 載重量大， 單件最大運輸能力達 5t; (5) 組裝效率高， 已形成標(biāo)準(zhǔn) 化產(chǎn)品系列， 組裝、 拆卸方便; (6) 運輸費用低， 與直升機運輸相比可節(jié)約運費 55%;(7) 運行可靠性高、 受氣候影響小。日 本等發(fā)達國家在輸電線路施工中廣泛采用貨運索道運輸物料。 國內(nèi)已在±800kV 錫盟-泰州線、1000kV 榆橫-濰坊線等輸電線路工程中廣泛應(yīng)用。

5.2、適用條件

貨運索道運輸技術(shù)主要適用于跨越高山、 深谷、 河流等特殊地形條件下輸電線路工程的物料運輸。

5.3、推廣應(yīng)用計劃

2016～2018 年， 在 30 條 220kV 及以上輸電線路工程中推廣應(yīng)用索道運輸技術(shù)。

2019～2021 年， 在地形條件復(fù)雜地區(qū)的 220kV 及以上輸電線路工程中全面推廣索道運輸技術(shù)。

原標(biāo)題:輸變電設(shè)計與施工國網(wǎng)公司重點推廣新技術(shù)目錄(2017版)