中外變電站設(shè)計異同點分析研究

【摘要】本文通過對中外變電站在采用的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計的理念和原則、電壓等級和設(shè)計方案細節(jié)等方面進行異同點的比較分析和研究，為廣大從事涉外變電站設(shè)計、施工和總承包建設(shè)的同行們以借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】中外變電站；設(shè)計異同點；比較分析和研究

Abstract：In this article， I analyze and research the differences and similarities between the chinese substation and foreign substation in the standard， design ideas and principles， voltage grade and design details，in order to provide reference for the designers and builders of foreign substation.

Keywords： The chinese substation and foreign substation，The differences and similarities in terms of design，The comparative analysis and research

隨著“一帶一路”國家戰(zhàn)略的不斷推進，國內(nèi)越來越多的電力設(shè)計、施工和總承包企業(yè)走出國門、走向世界，涉外電力項目也越來越多。作為一名有機會參與國外電力項目的工程技術(shù)人員來說，我們是“一帶一路”國家戰(zhàn)略的實施者和執(zhí)行者，同時也是國家對外的窗口和名片，在倍感榮幸之際，也深感壓力。由于涉外輸變電項目的所在國大多比較落后，沒有完善的標(biāo)準(zhǔn)體系、沒有相關(guān)的規(guī)程規(guī)范，無從參照，給設(shè)計者和建設(shè)者帶來了許多困惑。本人根據(jù)多年來從事國內(nèi)外變電站設(shè)計工作的實際經(jīng)驗，對比分析和研究了中外變電站在設(shè)計上的異同點，希望能拋磚引玉，給從事涉外輸變電項目設(shè)計和建設(shè)的同行們以借鑒和參考。

1、采用標(biāo)準(zhǔn)的異同

由于我們國家已經(jīng)建立起比較完備和適合我國國情的標(biāo)準(zhǔn)體系，因此，電力工程中涉及的電氣、通信、建筑、鋼結(jié)構(gòu)、暖通、水工和消防等專業(yè)均有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而國外項目則不同，其普遍采用以下標(biāo)準(zhǔn)：

（1）電氣采用IEC標(biāo)準(zhǔn)，國際電工委員會（International Electrotechnical Commission）。（2）通信采用ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟遠程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織（ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector和IEC標(biāo)準(zhǔn)。（3）混凝土結(jié)構(gòu)采用ACI標(biāo)準(zhǔn)，美國混凝土協(xié)會（American Concrete Institute），常用的有ACI 318-05和ACI 318-11。（4）鋼結(jié)構(gòu)采用ASTM標(biāo)準(zhǔn)，美國材料與試驗協(xié)會（American Society for Testing and Materials）。（5）防雷采用《IEEE Guide for Direct Lightning Stroke Shielding of Substation》IEEE-998-1996（R2002）。（6）接地采用《IEEE Guide for safety in AC Substation Grounding》（IEEE Std 80-2000）。

2、設(shè)計的理念和原則的異同

國內(nèi)的電力項目，尤其是變電站項目應(yīng)在遵照國家標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照國家電網(wǎng)公司、中國南方電網(wǎng)公司的典型設(shè)計或者通用設(shè)計進行設(shè)計，而國外項目遵循的設(shè)計理念和原則為：（1）嚴(yán)格執(zhí)行招標(biāo)文件和標(biāo)書；國外項目監(jiān)理的作用和權(quán)限很大，監(jiān)理的作用就是監(jiān)督項目總承包（EPC）單位是否嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)書和合同要求。（2）尊重當(dāng)?shù)貒脑O(shè)計和運維習(xí)慣。（3）在滿足標(biāo)書和合同要求、滿足安全性和可靠性的前提下，應(yīng)該優(yōu)化布置、減少占地面積，優(yōu)化道路、建（構(gòu)）筑物、電纜溝等，以減少投資，實現(xiàn)EPC效益的最大化。

3、電壓等級的異同

我國變電站的電壓等級是依據(jù)中國國標(biāo)《標(biāo)準(zhǔn)電壓》（GB/T 156-2007）[1]，而國外變電站的電壓等級是依據(jù)《 IEC standard voltages》（IEC 60038：2009-06）[2]。國外常用的電壓等級（Nominal system voltage）為11kV、33kV、110kV、115kV、132kV、220kV、230kV、330kV、400kV和500kV等。例如巴基斯坦采用的電壓等級為11kV、132kV、220kV和500kV，而尼日利亞采用的電壓等級為33kV、132kV和330kV。

我國國標(biāo)與IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓異同點對比詳見表1。

表1 國標(biāo)與IEC標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)電壓異同點對比一覽表

（單位：kV）

4、設(shè)計方案的異同

4.1關(guān)于保護方式的異同

國內(nèi)變電站采用微機保護；而國外很多國家至今仍采用的是繼電器保護，如阿曼、埃塞和巴基斯坦等。

4.2關(guān)于通信方式的異同

國內(nèi)新建變電站基本上采用的是光纖通信，而國內(nèi)很多國家至今仍采用載波通信，也有一些國家要求光纖和載波雙通道。

4.335kV及以下配電裝置的異同

國內(nèi)35kV及以下配電裝置一般采用戶內(nèi)開關(guān)柜；而國外很多國家由于習(xí)慣和理念上的不同，一般還是采用戶外敞開式設(shè)備。

例如：多哥電力公司由于之前出現(xiàn)過開關(guān)柜爆炸事故，因此，不同意采用戶內(nèi)開關(guān)柜。

4.4照明方式的異同

國內(nèi)配電裝置區(qū)域照明一般采用草坪燈、1.5米高的投光燈，而國外一般放置在構(gòu)架上。道路照明國內(nèi)外均采用路燈。

4.5關(guān)于備用電源的異同

國內(nèi)220kV及以下的變電站一般采用站內(nèi)雙電源或者自站外引接一外電源的方式，不采用柴油發(fā)電機作為備用電源，而國外由于其供電可靠性不高，一般要求采用柴油發(fā)電機作為備用電源。

4.6接地方式的異同

國內(nèi)變電站低壓側(cè)（35kV及以下）一般采用消弧線圈接地變或小電阻接地；而國外一般采用接地變接地，且接地變與站用變分開，如多哥、剛果金和尼日利亞等。

4.7構(gòu)架、設(shè)備支架的異同

國內(nèi)的變電站的構(gòu)架、設(shè)備支架一般采用的是鋼管桿，而國外一般采用格構(gòu)式角鋼支架或者工字鋼支架。

4.8金具選用的異同

國內(nèi)變電站的金具一般用壓縮型，而國外一般用螺栓型。主要是受現(xiàn)場施工工具及加工技術(shù)的限制。

5、計算方法的異同

5.1防雷保護設(shè)施形式及計算方法的異同

國內(nèi)戶外變電站一般采用避雷針保護，戶內(nèi)變電站采用屋頂避雷帶保護，計算方法為折線法，而國外戶外變電站一般采用避雷線保護，計算方法為滾球法。

5.2接地材料及計算方法的異同

國內(nèi)戶外敞開式變電站一般采用熱鍍鋅扁鋼接地，戶內(nèi)變電站采用銅排接地，計算方法按照《交流電氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范》（GB/T 50065-2011）[3]。

國外戶外敞開式變電站一般采用銅絞線接地，計算方法按照《IEEE Guide for safety in AC Substation Grounding》 （IEEE Std 80-2000）[4]。

6、主變壓器等大件設(shè)備的運輸問題

非洲很多國家，由于其交通基礎(chǔ)設(shè)施差，道路、橋梁的承載能力有限，不能滿足主變壓器、高壓并聯(lián)電抗器等大件設(shè)備的運輸需要，如剛果金的橋梁承載重為32噸（T），而對于一個容量為240MVA的220kV變壓器，其不帶油運輸重量就達157噸（T），因此在設(shè)計國外變電站時一定要考慮主變等的運輸問題，必要時可以考慮采用單相變壓器或者組合變壓器。

7、結(jié)語

面對不同的標(biāo)準(zhǔn)、不同的設(shè)計理念、不同的環(huán)境條件和不同的實施方案，中國的電力建設(shè)者們有信心、有能力、有決心，只要通過我們不懈的努力、認真的研究、精心的設(shè)計、周到的服務(wù)以及國際高水準(zhǔn)的工程質(zhì)量，必將贏得海外客戶的滿意和國際社會的廣泛認可。

參考文獻

[1]《標(biāo)準(zhǔn)電壓》（GB/T 156-2007），中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版.

[2]《IEC standard voltages》（IEC 60038：2009-06&Edition7.0），Published by the International Electrotechnical Commission（IEC即國際電工委員會）.

[3]《交流電氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范》（GB/T 50065-2011），中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布，中國計劃出版社出版。

[4]《IEEE Guide for safety in AC Substation Grounding》 （IEEE Std 80-2000），Published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE即國際電氣與電子工程師學(xué)會）。

作者簡介

陳毅，男，1982年11月生，項目經(jīng)理、注冊電氣工程師（發(fā)輸變電），從事110kV及以上電壓等級的國內(nèi)外變電站設(shè)計和項目管理工作。