智能化变电站模块化建设是一种新型的变电站建设模式，具有标准化设计、工厂化生产、装配式建设、机械化施工的特点，契合了电网工程建设工业化的理念，是实施电网工程集成创新，促进资源节约型、环境友好型社会建设的体现[1]。2013年，国家电网公司开始开展标准配送式智能变电站建设，并通过试点工程逐步推广应用。为进一步巩固智能化变电站模块化建设成果，统一智能化变电站模块化建设标准，实现标准化建设，国网公司在现行通用设计的基础上，结合工程需求和技术发展，编制完成了智能变电站模块化建设通用设计。
近年来，为进一步推进内蒙古电网标准化水平，提高电网工程集成创新水平，全面提升电网建设能力，自2017年开始，内蒙古电力（集团）有限责任公司（以下简称内蒙古电力公司）大力推广应用国家电网公司“三通一标”成果，逐步实现变电站智能化建设。在应用国家电网公司通用设计时发现，由于内蒙古电网的建设标准、设计习惯及蒙西地区严寒、高海拔、强风沙等特殊地理环境，使得能够直接利用的通用设计方案较少。为进一步推广应用国网智能变电站模块化建设通用设计，有必要结合内蒙古电网特点及发展现状，在参考国家电网智能变电站模块化建设通用设计的基础上，编制适用于内蒙古电网的智能变电站模块化建设通用设计[2]。
1 110 kV智能变电站模块化建设方案《国家电网公司输变电工程通用设计——35~110 kV智能变电站模块化建设施工图设计》（2016年版）（以下简称《国网通用设计》）中共包含110 kV变电站通用设计方案16个（见表 1）[3]。
| 表 1 国家电网公司110 kV变电站通用设计方案 |
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在结合内蒙古电网的建设规模、设备选用、配电装置型式等实际情况，以及充分调研内蒙古电网所属各供电单位实际工程的基础上，对《国网通用设计》进行筛选、梳理、优化，最终确定内蒙古电网110 kV智能变电站模块化建设通用设计方案（以下简称《内蒙古电网通用设计》），共包含110 kV变电站通用设计方案7个，见表 2。
| 表 2 内蒙古电网110 kV智能变电站模块化通用设计方案 |
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《内蒙古电网通用设计》中设计原则的确定不仅考虑智能模块化变电站所共有的特性（预制舱及装配式结构的特点等），还应考虑内蒙古电网变电站建设实际（当地的环境气候特点、建设习惯等）。本文主要从以下7个方面进行分析。
2.1 二次舱的设置在Q/GDW 11157—2014《预制舱式二次组合设备技术规范》中预制舱式二次组合设备使用的环境要求是：环境温度-25~55 ℃；极端环境温度-40~55 ℃ [4]。在本次《内蒙古电网通用设计》方案修订中，针对二次舱的使用，结合温度范围提出应用建议：最低温度-40 ℃地区不使用二次舱；最低温度-40~-25 ℃慎重使用，必要时进行经济、技术比较后确定；最低温度高于-25 ℃可根据需要设置。
2.2 智能终端和合并单元的布置结合蒙西地区气候环境特点，在充分调研的基础上，依据Q/GDW 430—2010《智能变电站智能控制柜技术规范》[5]及蒙东基建部[2013]32号文，建议最低气温在-40 ℃以上地区，保护装置集中布置在主控制室内，智能终端、合并单元布置在汇控柜内；最低气温在-40 ℃以下地区，智能终端、合并单元集中布置在主控制室[3-4]。
2.3 装配式构筑物的选用对于装配式构筑物（如围墙、电缆沟等）是否采用装配式结构，应因地制宜、综合考虑，并根据当地的建筑市场选定材料、就近选择工厂化加工制作，尽量避免远程供货。
2.4 构支架基础的选用构支架基础的选用应根据工程建设条件，优先就近选用原材料，就地选择移动式加工厂，尽量避免长距离运输重型材料或构件。当构支架基础采用装配式时，应综合考虑加工基地、运输条件、工期、工程造价等因素，尽可能统一基础尺寸，减少模具品种，提高模具周转利用率。
2.5 构支架材料的选取当前构支架材料基本为钢材，结合钢结构材料具有的低温冷脆及承受动力荷载重复作用下的疲劳破坏的特点，提出蒙西寒冷地区预防低温冷脆与高应力疲劳的措施：针对风荷载突出的钢结构，依据GB 50017—2017《钢结构设计规范》，当焊接构件最低工作温度低于0 ℃时采用C级钢材，低于-20 ℃采用D级钢材；螺栓连接所用钢材可以降低一个级别，如带避雷针的构架采用耐低温钢材；考虑施工等问题，柱脚、挂点等统一采用耐低温钢材[6]。
2.6 建筑围护材料的选取内蒙古电网建筑物外墙面在非高寒地区按照《国网通用设计》采用压型钢板复合板，在城市中心地区可采用铝镁猛板，在寒冷地区可采用纤维复合板[5]。在锡林郭勒盟等高寒地区可参照东北电力设计院设计方案，墙板采用内外双层彩钢夹芯复合板。该种复合板内侧板厚50 mm，外侧板厚80 mm，通过檩条固定在钢柱上，双层板形成空气隔绝夹层结构增强了隔热、隔音、保温、抵抗风沙的性能，夹层内布置工艺管线，可实现装配式建筑工艺管线一体化效果。
2.7 建筑物钢结构节点做法选用当前建筑物钢结构节点的做法主要采用焊接和螺栓连接，在实际工程应用中以焊接为主[6]。考虑到内蒙古地区气候区域环境，采用焊接连接时，要避免出现低温冷脆现象，尽量在工厂内、热镀锌之前完成。推荐使用螺栓连接，减少现场焊接工作，尽量做到现场无焊接。采用螺栓连接应加强精细化设计。
3 现有技术标准与国网公司智能变电站模块化建设的差异当前，内蒙古电网在变电站建设方面的主要技术标准为《电网技术标准》《变电站装饰、装修材料选用标准》《输电网规划设计（技术）标准》和《内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设计》，与《国网通用设计》的技术导则之间的差异如下。
3.1 10 kV电容器组中电抗器户外布置方式《国网通用设计》中，10 kV电容器组中电抗器户外布置方式为叠装式。根据《内蒙古电力（集团）有限责任公司十八项电网重大反事故措施》中“新安装干式空芯电抗器时，不应采用叠装结构，避免电抗器单相事故发展为相间事故”要求，《内蒙古电网通用设计》将10 kV电容器组中电抗器户外布置方式调整为平放式，并要求根据需要调整相应尺寸[7]。
3.2 进线单相电压互感器的设置《国网通用设计》户内和半户内方案中，有些方案未配置进线单相电压互感器（原则不统一），不满足内蒙古电力公司所属各供电局对使用110 kV备自投的需求。由于户内GIS增加进线不影响电压互感器布置，目前均配置进线单相电压互感器。
3.3 计量表计及远方终端配置方式《国网通用设计》中，除关口计量点外，均采用数字计量表，10 kV/35 kV配电装置采用保护、测量、计量多合一装置，不设独立的电能表。全站设置一套电能量系统子站设备（设置1台电能量远方终端），电能量远方终端以串口方式采集各电能表计信息，并通过电力调度数据网与电能量主站通信[8]。内蒙古电网当前无数字计量表校表规范，均采用模拟采样，需配置独立电流互感器计量绕组和电压互感器并列装置。全站设置一套电能量系统子站设备，当1台电能量远方终端不能满足信息上传要求时，设置2台电能量远方终端。
3.4 线路保护装置的户内布置方式《国网通用设计》中，线路保护装置布置于GIS室断路器智能控制柜内；《内蒙古电网通用设计》中，当GIS室和二次设备室距离较近时，考虑到二次设备室的环境条件优于GIS室，因此将线路保护装置布置于二次设备室。
3.5 辅控系统信息回传和管理模式《国网通用设计》中辅控系统接入Ⅱ区交换机，并由Ⅲ/Ⅳ数据网关机实现信息回传主站，信息包括视频、火灾报警、电子围栏报警、环境等。当前内蒙古电力公司按照Q/ND 10203 01—2019《变电站辅助监控系统建设指导意见》，暂不设置辅控网关机[9]。
3.6 变电站大门标识墙形式《国网通用设计》中取消了变电站大门标识墙的要求和做法，代之以变电站大门铭牌。内蒙古电网则按照《内蒙古电力（集团）有限责任公司变电站标准化管理条例》规定的尺寸、样式建设，并将变电站大门标识墙设立在大门右手侧。
3.7 变电站辅助房间设置原则国网公司110 kV及以下变电站配电装置楼（室）内辅助房间配置安全工器具间、资料室，另增加独立辅助房间建筑，建筑面积有48 m2、50 m2两种（内设公共卫生间、备餐间、保电值班室、警卫室），与内蒙古电网技术标准及内蒙古电力公司通用设计辅助房间配置原则不同。内蒙古电力公司通用设计辅助房间配置卫生间、安全工器具间、资料室、备餐间、保电值班室。
3.8 建筑物消防配置针对GB 50229—2019《火力发电厂与变电站设计防火标准》中“将主控制楼、继电器室的火灾危险性由戊类提升为丁类”这一变动[10]，国网公司下发了《国网基建部关于发布35~750 kV变电站通用设计通信、消防部分修订成果的通知》，明确当110 kV变电站为无人值班站、运维站时，变电站建筑物不设置主控制楼和继电器室，只设置二次设备室、配电装置室（楼）、消防泵房（如有需求）、雨淋阀室（如有需求）等生产建筑物和警卫室。变电站建筑无丁类建筑，无需设置建筑消防给水系统。同时在变电站门口设置警卫室（辅助用房）、保电值班室、备餐间和卫生间，以满足变电站日常值守和保电的生活需求。
内蒙古电力公司新建110 kV变电站辅助用房一般与生产用房统一布置在一个建筑内，未设置警卫室。当新建110 kV变电站为无人值班站、运维站时，参照国网公司模式，变电站内设有配电装置室（楼）、消防泵房（如有需求）、警卫室等建筑物。当其耐火等级不低于二级、建筑体积不超过3000 m3且火灾危险性为戊类时，可不设消防给水系统；当新建110 kV变电站为集控站时，变电站内需设主控室（楼）、配电装置室（楼）、消防泵房、警卫室等建筑物。还应设建筑物消防给水系统[11-16]。
3.9 配电室采暖要求《国网通用设计》中要求建筑物内电气设备间根据工艺设备采用分体空调或电采暖设备；而《内蒙古电网通用设计》则要求，继电保护装置就地布置的10 kV、35 kV配电装置室、GIS设备室可适当配置分体电采暖设备，使室内温度不低于-5 ℃，保证继电保护等二次装置和网络通信设备正常运行。
4 《内蒙古电网通用设计》技术方案基于《国网通用设计》，结合蒙西地区气候区域特点及内蒙古电网建设习惯，在明确主要设计原则及梳理与《国网通用设计》差异的基础上，形成了《内蒙古电网通用设计》技术方案，具体见表 3。
| 表 3 内蒙古电网110 kV智能变电站模块化建设施工图通用设计技术方案 |
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智能变电站模块化建设以其标准化设计、工厂化生产、装配式建设、机械化施工的特点，成为变电站工程建设发展的趋势，本文从内蒙古电网实际出发，明确了内蒙古电网智能化变电站模块化建设的设计原则，同时依据内蒙古电网当前现行技术标准，梳理了与国网智能化变电站模块化建设通用设计的差异，统一了内蒙古电网智能化变电站模块化建设设计原则和设计深度，从而推进了内蒙古电网智能化变电站模块化建设标准进程。
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