由海外水電工程接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案變更引起的思考

肖 佳 華

（上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200335）

1 工程概況

伊辛巴（ISIMBA）水電站位于烏干達(dá)南部維多利亞湖和基奧加湖之間的丘陵區(qū)，在白尼羅河源頭下游約50 km處，主要建筑物包括黏土心墻堆石壩、混凝土重力壩、溢洪道、發(fā)電廠房及132 kV開關(guān)站。電站裝機(jī)總?cè)萘繛?83.2 MW，設(shè)4臺(tái)額定功率為45.8 MW的軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組，年平均發(fā)電量約為1 062 GW·h，裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)約為5 670 h，為河床式水電站。電站在系統(tǒng)中主要擔(dān)任基荷，并具有調(diào)峰、調(diào)頻和備用任務(wù)功能［1］。電站及輸變電線路工程由中國(guó)企業(yè)采用EPC總承包模式進(jìn)行建設(shè)。

2 原接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

伊辛巴電站的發(fā)電機(jī)、主變壓器采用單元接線，132 kV開關(guān)站采用雙母線接線。根據(jù)國(guó)外咨詢公司的可研報(bào)告，伊辛巴水電站位于已投運(yùn)的250 MW布加嘎里（BUJAGALI）水電站下游約45 km處，與布加嘎里水電站共用132 kV變電站（后升級(jí)為220 kV變電站）接入系統(tǒng)［2］。

電站以雙回132 kV架空線路接入現(xiàn)有布加嘎里變電站，線路長(zhǎng)度約42 km，導(dǎo)線采用2×Flamingo鋼芯鋁絞線。布加嘎里變電站132 kV采用雙母線三分段接線，布加嘎里水電站的5回變壓器進(jìn)線以及6回132 kV出線，分別接在三段母線上。另有兩個(gè)132／220 kV變壓器間隔。伊辛巴水電站以2回132 kV線路接在母線Ⅱ段和母線Ⅲ段上。為便于接入，在布加嘎里變電站附近將132 kV架空線轉(zhuǎn)為132 kV電纜接入站內(nèi)［1］。

布加嘎里變電站電氣一次擴(kuò)建工作范圍包括兩個(gè)132 kV雙母線進(jìn)線間隔以及對(duì)現(xiàn)有母線、防雷接地改造、戶外照明系統(tǒng)、站用電系統(tǒng)等的擴(kuò)建。變電站擴(kuò)建間隔采用戶外中型布置，布置型式與現(xiàn)有出線間隔基本相同。電氣二次擴(kuò)建工作范圍包括132 kV線路控制屏、保護(hù)屏的配備，控制信號(hào)接入站內(nèi)原有變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，電力調(diào)度光纖通信設(shè)備的配備等。

基本設(shè)計(jì)階段的電氣一次擴(kuò)建實(shí)施方案為：在132 kV變電站備用空地處新建兩個(gè)132 kV線路間隔，132 kV線路在終端塔處轉(zhuǎn)為電纜后，經(jīng)電纜溝引接至新建間隔處，經(jīng)電壓互感器、線路隔離開關(guān)、電流互感器、斷路器、母線隔離開關(guān)后接至母線。電氣二次擴(kuò)建實(shí)施方案為：新增1面132 kV線路測(cè)控柜（含2臺(tái)測(cè)控裝置），完成新增2回132 kV線路的信號(hào)采集及測(cè)控，并實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有132 kV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信；新增2面線路保護(hù)柜，與伊辛巴開關(guān)站側(cè)的線路保護(hù)柜選型統(tǒng)一，兩回新線路的母線差動(dòng)保護(hù)電流回路接入已有的母差保護(hù)柜的備用電流輸入回路；新增一套通信光端機(jī)柜，柜內(nèi)設(shè)備與伊辛巴開關(guān)站及布加嘎里變電站原有的SDH光端機(jī)及PCM復(fù)用設(shè)備選型統(tǒng)一。

接入方案主接線見圖1，虛線框內(nèi)為新增的伊辛巴線路間隔。

3 接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案變化過程

在接入系統(tǒng)方案審查階段，烏干達(dá)輸變電公司（UETCL）提出，由于布加嘎里水電站發(fā)電容量占烏干達(dá)電網(wǎng)現(xiàn)有總?cè)萘康慕?／3，如要在132 kV母線下方進(jìn)行擴(kuò)建線路間隔設(shè)備的施工，就會(huì)造成布加嘎里132 kV母線較長(zhǎng)時(shí)間的停電，對(duì)其電網(wǎng)影響太大，故不同意將線路間隔設(shè)備布置在現(xiàn)有帶電母線下方；同時(shí)由于布加嘎里變電站220 kV擴(kuò)建工程即將開工，新的132 kV線路間隔設(shè)備布置更不應(yīng)影響將來的220 kV出線通道。

圖1 基本設(shè)計(jì)階段的擴(kuò)建主接線示意（部分）

為此，烏干達(dá)輸變電公司自行提出了將兩個(gè)新線路間隔布置于布加嘎里220 kV母線區(qū)域外側(cè)左上角的方案?？紤]到已有的兩回132 kV卡旺達(dá)（KAWANDA）線路即將升級(jí)為220 kV線路，我方提出可利用兩回卡旺達(dá)線路已有的電氣一次及二次設(shè)備，以減少對(duì)現(xiàn)有帶電系統(tǒng)的影響。而業(yè)主方認(rèn)為擴(kuò)建兩個(gè)新間隔設(shè)備屬于合同范圍，總承包方應(yīng)足額提供且安裝到位。經(jīng)過多輪磋商后，最終以會(huì)議紀(jì)要的形式確認(rèn)了電氣一次設(shè)備僅利用原有卡旺達(dá)線路間隔的母線側(cè)隔離開關(guān)，其余設(shè)備仍布置于220 kV母線區(qū)域外側(cè)左上角；電氣二次的線路間隔測(cè)控裝置接入新建的220 kV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，其余設(shè)備維持不變的方案。我院以此為依據(jù)進(jìn)行了后續(xù)的施工圖設(shè)計(jì)工作，總承包方也據(jù)此完成了設(shè)備招標(biāo)采購(gòu)工作。調(diào)整后的主接線方案見圖2。

圖2 基本設(shè)計(jì)后調(diào)整的擴(kuò)建主接線示意（部分）

在安裝實(shí)施階段，烏干達(dá)輸變電公司又推翻了已形成會(huì)議紀(jì)要的方案，認(rèn)為將兩段132 kV電纜納入132 kV母線保護(hù)范圍不妥，應(yīng)將其納入132 kV線路保護(hù)范圍；后考慮到實(shí)施的可操作性，改為同意我方利用原有兩回卡旺達(dá)線路間隔所有可利用的設(shè)備，但仍須提供總承包方新采購(gòu)的設(shè)備，作為其備件的方案。

此舉使我方極為被動(dòng)，已提交業(yè)主咨詢工程師接近完全批復(fù)的施工圖設(shè)計(jì)不得不做出大幅修改，相當(dāng)于重新進(jìn)行了一次接入系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，造成了大量的重復(fù)工作。

4 最終接入設(shè)計(jì)方案

（1）電氣一次部分。132 kV兩回伊辛巴線路（同塔雙回）在線路終端塔轉(zhuǎn)為電纜后，沿新建132 kV電纜溝引至132 kV區(qū)域邊緣后，再轉(zhuǎn)回架空線接至原132 kV卡旺達(dá)線路與其鐵塔連接導(dǎo)線處，電壓互感器、線路隔離開關(guān)、電流互感器、斷路器、母線隔離開關(guān)均利用原有卡旺達(dá)線路間隔設(shè)備。

（2）電氣二次部分。原有132 kV卡旺達(dá)線路間隔的測(cè)量控制設(shè)備均利用已有設(shè)備，132 kV母線保護(hù)仍利用原有卡旺達(dá)線路間隔單元設(shè)備，僅更換132 kV線路保護(hù)柜；將原有132 kV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的卡旺達(dá)線路測(cè)量、控制、保護(hù)測(cè)點(diǎn)定義改為伊辛巴線路（該部分工作由總承包商單獨(dú)委托原布加嘎里132 kV變電站自動(dòng)化集成商ALSTOM完成）。通信方案和最初方案相同，伊辛巴側(cè)和布加嘎里側(cè)光端機(jī)及PCM復(fù)用設(shè)備選型需統(tǒng)一以便于數(shù)據(jù)互通。最終的主接線見圖3［3］。

圖3 最終的擴(kuò)建主接線示意（部分）

5 方案變更原因分析

國(guó)內(nèi)水電工程的接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般由項(xiàng)目當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的權(quán)威設(shè)計(jì)部門完成，其中關(guān)于對(duì)側(cè)變電站內(nèi)的擴(kuò)建設(shè)計(jì)包括：新增間隔的布置安裝、線路保護(hù)的配置選型、調(diào)度通信設(shè)備的配置選型以及通信測(cè)點(diǎn)表等。針對(duì)此設(shè)計(jì)單位會(huì)提出明確要求，并且側(cè)變電站施工由專門的電力系統(tǒng)施工單位完成，電站側(cè)的施工界面只需負(fù)責(zé)到升壓站系統(tǒng)出線間隔即可。而烏甘達(dá)屬于經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)國(guó)家，其電力系統(tǒng)發(fā)展比較落后，其電網(wǎng)規(guī)劃一般都委托外國(guó)咨詢公司完成，對(duì)于新建工程的后續(xù)接入系統(tǒng)詳細(xì)方案設(shè)計(jì)，當(dāng)?shù)匾矝]有相關(guān)的設(shè)計(jì)部門審核，對(duì)于已建變電站的改擴(kuò)建，還須由外國(guó)的承包商完成。因此，承包商對(duì)已建變電站的改擴(kuò)建需要重新收集資料并做出相應(yīng)協(xié)調(diào)工作。

本項(xiàng)目EPC合同范圍包括了輸電線路及對(duì)側(cè)變電站的改擴(kuò)建。但合同談判時(shí)，我方對(duì)該部分工作實(shí)施階段的不確定性估計(jì)不足：首先，烏干達(dá)電網(wǎng)規(guī)模較小，布加嘎里水電站發(fā)電容量占烏干達(dá)電網(wǎng)現(xiàn)有總?cè)萘拷?／3，因此，布加嘎里變電站擴(kuò)建工作的停電施工，會(huì)對(duì)整個(gè)國(guó)家電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響；其次，布加嘎里水電站并不屬于烏干達(dá)國(guó)有發(fā)電公司管轄，屬私營(yíng)發(fā)電公司資產(chǎn)，如果其發(fā)電機(jī)組不能正常發(fā)電，會(huì)造成業(yè)主巨大經(jīng)濟(jì)損失。上述客觀情況，造成了擴(kuò)建工程施工不能按國(guó)內(nèi)常規(guī)進(jìn)行。

接入系統(tǒng)方案審查是在中國(guó)和其他事宜一并進(jìn)行討論的，烏干達(dá)輸變電公司也派人參加，但參會(huì)人員技術(shù)水平及職權(quán)有限，其權(quán)威負(fù)責(zé)人并未參會(huì)。雖然當(dāng)時(shí)的業(yè)主咨詢工程師已經(jīng)同意修改后的接入系統(tǒng)方案，并形成了正式的會(huì)議紀(jì)要，但后續(xù)由于業(yè)主方在項(xiàng)目實(shí)施階段更換了新的咨詢公司，其在烏干達(dá)的權(quán)威負(fù)責(zé)人改為同意我方原方案，其新咨詢公司繼而也否定了原咨詢公司的意見，同意我方利用現(xiàn)有設(shè)備。

6 結(jié) 語

通過對(duì)伊辛巴水電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的變更過程進(jìn)行梳理，可以得到以下經(jīng)驗(yàn)：

（1）接入系統(tǒng)方案審查工作應(yīng)盡量在當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司進(jìn)行。這樣其各部門技術(shù)人員及權(quán)威負(fù)責(zé)人均能參會(huì)，在溝通中碰到的技術(shù)問題能夠當(dāng)場(chǎng)確定并解決，避免信息因來回傳達(dá)而失真，造成后續(xù)變化的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）本項(xiàng)目布加嘎里132 kV變電站為布加嘎里水電站的升壓站，其擴(kuò)建施工會(huì)對(duì)布加嘎里水電站的正常發(fā)電造成影響。原布加嘎里132 kV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)已由ALSTOM公司實(shí)施移交完成，由于軟件系統(tǒng)的特點(diǎn)以及修改責(zé)任等原因，要將原有變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中所有的卡旺達(dá)線路測(cè)量、控制、保護(hù)測(cè)點(diǎn)定義改為伊辛巴線路的測(cè)點(diǎn)定義，因此只能繼續(xù)由ALSTOM公司完成，造成總包商在委托其實(shí)施的商務(wù)談判中非常被動(dòng)。

（3）海外項(xiàng)目系統(tǒng)側(cè)變電站的改造設(shè)計(jì)牽涉面較廣，不確定性大。在海外項(xiàng)目前期策劃時(shí)，關(guān)于系統(tǒng)側(cè)變電站的改擴(kuò)建工程，應(yīng)盡量說服業(yè)主讓原變電站設(shè)計(jì)單位來完成，如果業(yè)主堅(jiān)持放入我方合同范圍，也應(yīng)盡量在合同談判階段將影響工程實(shí)施的因素考慮清楚，提前和業(yè)主方充分溝通，為項(xiàng)目實(shí)施階段爭(zhēng)取有利條件。