臺塑工程的變電站設(shè)計(jì)理念探討

摘 要：文章通過近期臺塑河靜鋼鐵碼頭裝卸輸送及港勤設(shè)施設(shè)計(jì)工程內(nèi)的變電站設(shè)計(jì)中遇到的一些與本公司原設(shè)計(jì)時(shí)不同的理念進(jìn)行探討，以便在今后的涉外設(shè)計(jì)工作中注意并吸取經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：變電站；電纜層；高架地板

中圖分類號：TM633 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）12-0030-03

1 工程背景

臺塑河靜鋼鐵碼頭裝卸輸送及港勤設(shè)施設(shè)計(jì)工程是臺塑集團(tuán)在越南河靜地區(qū)投建的鋼鐵廠工程中的碼頭工程，根據(jù)我們與臺塑業(yè)主在基本規(guī)劃與基本設(shè)計(jì)兩個(gè)階段定下的原則，碼頭工程內(nèi)設(shè)置兩座35 kV變電站，兩座35 kV變電站在第1期分別設(shè)置兩臺油浸式35/6.3 kV變壓器，提供碼頭區(qū)域內(nèi)各類裝卸機(jī)械及7座6 kV變電站電源。35 kV變電站內(nèi)35/6.3 kV、6/0.4 kV變壓器均使用油浸式變壓器，7座6 kV變電站內(nèi)6/0.4 kV變壓器使用干式變壓器。

在變電站系統(tǒng)方面我們與臺塑業(yè)主沒有太多的分歧。但是在這些變電站的工藝布置方面，在基本規(guī)劃與基本設(shè)計(jì)兩個(gè)階段幾經(jīng)異稿，很多我們在大陸工程設(shè)計(jì)中的成功經(jīng)驗(yàn)不被臺塑業(yè)主接受，必須按照他們的理念對各變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)。下文探討下這些設(shè)計(jì)理念上的差異。

2 變電站設(shè)計(jì)理念的差異

2.1 變壓器布置

首先是35/6.3 kV、6/0.4 kV油浸式變壓器的布置，按照大陸地區(qū)的《10 kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50053-94）》中第4.1.2條：帶可燃油性的高壓配電裝置，宜裝設(shè)在單獨(dú)的高壓配電室內(nèi)。根據(jù)此條的條文說明來看，規(guī)范的本意是為防火防爆，保證設(shè)備安全及正常運(yùn)行。

大陸地區(qū)做法在油浸式變壓器下部的電纜層內(nèi)設(shè)置集油坑（如圖1所示），以使變壓器的油可通過設(shè)備層的鋼格柵板（如圖2所示）流下至電纜層集油坑內(nèi)。而臺塑的做法是將所有油浸式變壓器集中放置于35 kV變電站的一層，變壓器周圍均設(shè)圍油堤，圍油堤內(nèi)設(shè)置一小型集油坑，集油坑下接一根φ50的排油管（如圖3所示），各變壓器φ50的排油管再匯至一根φ100的排油管后，將變壓器油排至變電站外的集油井內(nèi)。

臺塑的做法可以減少變電站的面積，但對防火隔斷這一要求來說大陸地區(qū)的做法更為符合要求，每臺油浸式變壓器獨(dú)立放置于一間變壓器室更能阻隔火源。

2.2 35 kV變電站開關(guān)柜室及電纜層布置

按照大陸地區(qū)的《10 kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50053-94）》中第4.1.2條以及《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊（第三版）》都寫道：當(dāng)高壓開關(guān)柜的數(shù)量為6臺及以下時(shí)，可與低壓配電屏設(shè)置在同一個(gè)房間內(nèi)。根據(jù)此條的條文說明來看，規(guī)范的本意是為防止發(fā)生事故時(shí)發(fā)生影響，因此規(guī)定不同電壓等級的開關(guān)柜數(shù)量均較多時(shí)，應(yīng)分不同的房間放置。而臺塑是要求將35 kV、6 kV、380 V開關(guān)柜、站用屏、直流屏等均布置在一間房間內(nèi)，如圖4所示。

并且電纜層臺塑也不要求都需要走通（如圖5所示），只是要求電纜橋架下能留出600 mm高的空間供維護(hù)人員通過。

同時(shí)臺塑工程不像我們以前設(shè)計(jì)的港區(qū)，35 kV變電站大多情況下只是為分變電站提供電源，出線相對較少。由圖5可以看出，按臺塑的規(guī)劃，該35 kV變電站既提供6 kV分變電站電源，又提供碼頭裝卸機(jī)械及帶式輸送機(jī)驅(qū)動電源，出線極多，因此電纜橋架的敷設(shè)路徑極為復(fù)雜。并且臺塑不要求在開關(guān)柜設(shè)備層設(shè)檢修人孔，可能會對將來的設(shè)備維護(hù)帶來一定的不便。

2.3 35 kV變電站油浸式變壓器高低壓側(cè)接線

我們大陸工程以往設(shè)計(jì)變電站油浸式變壓器高低壓側(cè)接線時(shí)，由電纜層內(nèi)設(shè)置電纜支架，于電纜層底部及設(shè)備層梁側(cè)分別固定，提高支架固定強(qiáng)度（如圖6a、b、c所示）。而根據(jù)臺塑的要求，由于電纜層設(shè)在三層，即變壓器室（占一、二層）的正上方，因此變壓器的相關(guān)電纜均需吊裝在三層板底。至變壓器導(dǎo)口上方時(shí)電纜再落下至變壓器，如圖7所示，臺塑企業(yè)某工程變壓器電纜即由頂部進(jìn)線，但本工程的電纜橋架與變壓器導(dǎo)口的高差明顯比圖7（大約800～900 mm）中所示的大。

由圖6、圖7比較可以看出，大陸地區(qū)工程設(shè)計(jì)的電纜支架機(jī)械強(qiáng)度更為可靠，變壓器電纜由變壓器上方導(dǎo)口進(jìn)線時(shí)，當(dāng)導(dǎo)口與上方電纜橋架相距超過1 m時(shí)，仍需設(shè)電纜支架供電纜支撐并進(jìn)入導(dǎo)口，而像本工程35/6.3 kV變壓器導(dǎo)口高度為約4 m，與三層板底電纜橋架尚相差1.7 m，因此仍需要從三層頂部吊裝電纜支架供電纜支撐用。6/0.4 kV變壓器導(dǎo)口相較35/6.3 kV變壓器導(dǎo)口更低，因此三層頂部吊裝電纜支架高度更高。

2.4 6 kV分變電站的電纜敷設(shè)

通常大陸地區(qū)做法是在6 kV分變電站設(shè)備層下設(shè)半地下室的電纜層，為防止設(shè)備層進(jìn)水，設(shè)備層比室外地坪高出600～1 000 mm。設(shè)備層下的電纜層高度大約2.3 m，可保證人員進(jìn)入電纜層檢修。電纜進(jìn)出變電所則采用排管由室外埋入電纜層，為防止室外的水通過排管灌入變電所電纜層，我們也采取做提升井的方式，使進(jìn)入變電所的電纜排管埋設(shè)標(biāo)高高于室外地坪。而本工程臺塑要求設(shè)備層下不設(shè)電纜層，改為變電站地坪高出室外地坪600 mm，即干式變壓器室地坪高出室外600 mm，高低壓開關(guān)柜室設(shè)置600 mm高的高架地板（如圖8所示），高出室外1 200 mm。

從圖8可以看出，600 mm的空間相當(dāng)狹小，本次設(shè)計(jì)有2個(gè)變電站由于低壓電纜出線太多，不得不采用兩層電纜橋架敷設(shè)于高架地板內(nèi)。若是采用我們大陸慣用的電纜層設(shè)計(jì)，兩層低壓電纜橋架再加上頂部敷設(shè)控制電纜橋架，空間應(yīng)該是毫無問題。但采用臺塑所要求的高架地板，兩層低壓電纜橋架即占滿了600 mm的高度，對6 kV電纜橋架及控制電纜橋架敷設(shè)來說都是非常困難的。

3 結(jié) 語

從上述的大陸地區(qū)與臺塑之間的變電站設(shè)計(jì)理念上的差異來看。我們大陸的設(shè)計(jì)與他們的要求存在著較大的不同。因此我們在設(shè)計(jì)臺塑變電站工程時(shí)，為滿足臺塑業(yè)主對變電站的要求，在努力轉(zhuǎn)變設(shè)計(jì)思路。

臺塑的35 kV變電站將電纜層設(shè)置在變壓器室上方，主要是臺塑以做油庫區(qū)為主，利用管架上安裝電纜橋架敷設(shè)電纜在他們的設(shè)計(jì)理念里已經(jīng)根深蒂固，而將電纜層設(shè)置于變電站二層顯然有利于這一設(shè)計(jì)理念的實(shí)施，同時(shí)保證大量的電纜能從35 kV變電站進(jìn)出。此時(shí)的35 kV變電站已不只是我們傳統(tǒng)意義上的港區(qū)中心變配電站，只需提供其下級6 kV分變電站電源，而需要同時(shí)提供各類6 kV設(shè)備電源，諸如卸船機(jī)、裝船機(jī)、帶式輸送機(jī)的驅(qū)動裝置等。其下級6 kV分變電站則只需要提供周邊設(shè)施低壓電源。

但這樣帶來的問題是35 kV變電站內(nèi)設(shè)備過于集中，電纜層內(nèi)可以說電纜橋架縱橫交錯(cuò)，很多電纜橋架敷設(shè)的地方檢修人員只能從電纜橋架下600 mm的空間通過，對將來的維護(hù)檢修帶來較大的困難。

當(dāng)然臺塑要求的將除變壓器、電池外的高、低壓設(shè)備設(shè)置于同一房間內(nèi)，相較我們大陸的變電站設(shè)計(jì)節(jié)約了大約20～30%的建筑面積，大陸地區(qū)規(guī)范要求高壓設(shè)備過多需與低壓設(shè)備分房間布置主要是考慮安全因素，避免過多的相互影響，而臺塑既然能將高、低壓設(shè)備設(shè)置于同一房間內(nèi)，說明他們有這樣的安全運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，這點(diǎn)是值得我們學(xué)習(xí)研究的。

至于高架地板內(nèi)走電纜橋架，筆者認(rèn)為一是將來的維修空間相當(dāng)狹小，二是由于高架地板自身有支撐腳，開關(guān)柜也有支撐腳，這些支撐腳由于空間的影響立于電纜橋架內(nèi)的概率相當(dāng)大，高架地板內(nèi)一個(gè)電纜橋架最大規(guī)格為600x150，各個(gè)6 kV變電站出線原本就較多，再被支撐腳占去一部分空間，電纜敷設(shè)的難度可想而知。當(dāng)然從建設(shè)成本角度上考慮，相較設(shè)備層下設(shè)置2.3 m高的電纜層，一定是600 m高度的高架地板內(nèi)敷設(shè)電纜橋架更為低廉。

因此臺塑一些好的設(shè)計(jì)理念可以在以后的變電站設(shè)計(jì)中加以考慮利用，但另一些影響維修空間的及增加施工難度的設(shè)計(jì)理念在以后的設(shè)計(jì)工作中還需要探討。

參考文獻(xiàn)：

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