臺塑工程的變電站設計理念探討

摘 要：文章通過近期臺塑河靜鋼鐵碼頭裝卸輸送及港勤設施設計工程內的變電站設計中遇到的一些與本公司原設計時不同的理念進行探討，以便在今后的涉外設計工作中注意并吸取經驗。

關鍵詞：變電站；電纜層；高架地板

中圖分類號：TM633 文獻標識碼：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施設計工程是臺塑集團在越南河靜地區投建的鋼鐵廠工程中的碼頭工程，根據我們與臺塑業主在基本規劃與基本設計兩個階段定下的原則，碼頭工程內設置兩座35 kV變電站，兩座35 kV變電站在第1期分別設置兩臺油浸式35/6.3 kV變壓器，提供碼頭區域內各類裝卸機械及7座6 kV變電站電源。35 kV變電站內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6/0.4 kV變壓器使用干式變壓器。

在變電站系統方面我們與臺塑業主沒有太多的分歧。但是在這些變電站的工藝布置方面，在基本規劃與基本設計兩個階段幾經異稿，很多我們在大陸工程設計中的成功經驗不被臺塑業主接受，必須按照他們的理念對各變電站進行設計。下文探討下這些設計理念上的差異。

2 變電站設計理念的差異

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，按照大陸地區的《10 kV及以下變電所設計規范（GB 50053-94）》中第4.1.2條：帶可燃油性的高壓配電裝置，宜裝設在單獨的高壓配電室內。根據此條的條文說明來看，規范的本意是為防火防爆，保證設備安全及正常運行。

大陸地區做法在油浸式變壓器下部的電纜層內設置集油坑（如圖1所示），以使變壓器的油可通過設備層的鋼格柵板（如圖2所示）流下至電纜層集油坑內。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，變壓器周圍均設圍油堤，圍油堤內設置一小型集油坑，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。

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的做法更為符合要求，每臺油浸式變壓器獨立放置于一間變壓器室更能阻隔火源。

2.2 35 kV變電站開關柜室及電纜層布置

按照大陸地區的《10 kV及以下變電所設計規范（GB 50053-94）》中第4.1.2條以及《工業與民用配電設計手冊（第三版）》都寫道：當高壓開關柜的數量為6臺及以下時，可與低壓配電屏設置在同一個房間內。根據此條的條文說明來看，規范的本意是為防止發生事故時發生影響，因此規定不同電壓等級的開關柜數量均較多時，應分不同的房間放置。而臺塑是要求將35 kV、6 kV、380 V開關柜、站用屏、直流屏等均布置在一間房間內，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高的空間供維護人員通過。

同時臺塑工程不像我們以前設計的港區，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，又提供碼頭裝卸機械及帶式輸送機驅動電源，出線極多，因此電纜橋架的敷設路徑極為復雜。并且臺塑不要求在開關柜設備層設檢修人孔，可能會對將來的設備維護帶來一定的不便。

2.3 35 kV變電站油浸式變壓器高低壓側接線

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

由圖6、圖7比較可以看出，大陸地區工程設計的電纜支架機械強度更為可靠，變壓器電纜由變壓器上方導口進線時，當導口與上方電纜橋架相距超過1 m時，仍需設電纜支架供電纜支撐并進入導口，而像本工程35/6.3 kV變壓器導口高度為約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變壓器導口相較35/6.3 kV變壓器導口更低，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

通常大陸地區做法是在6 kV分變電站設備層下設半地下室的電纜層，為防止設備層進水，設備層比室外地坪高出600～1 000 mm。設備層下的電纜層高度大約2.3 m，可保證人員進入電纜層檢修。電纜進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，使進入變電所的電纜排管埋設標高高于室外地坪。而本工程臺塑要求設備層下不設電纜層，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，高低壓開關柜室設置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的空間相當狹小，本次設計有2個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于高架地板內。若是采用我們大陸慣用的電纜層設計，兩層低壓電纜橋架再加上頂部敷設控制電纜橋架，空間應該是毫無問題。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來說都是非常困難的。

3 結 語

從上述的大陸地區與臺塑之間的變電站設計理念上的差異來看。我們大陸的設計與他們的要求存在著較大的不同。因此我們在設計臺塑變電站工程時，為滿足臺塑業主對變電站的要求，在努力轉變設計思路。

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

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

當然臺塑要求的將除變壓器、電池外的高、低壓設備設置于同一房間內，相較我們大陸的變電站設計節約了大約20～30%的建筑面積，大陸地區規范要求高壓設備過多需與低壓設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、低壓設備設置于同一房間內，說明他們有這樣的安全運行經驗，這點是值得我們學習研究的。

至于高架地板內走電纜橋架，筆者認為一是將來的維修空間相當狹小，二是由于高架地板自身有支撐腳，開關柜也有支撐腳，這些支撐腳由于空間的影響立于電纜橋架內的概率相當大，高架地板內一個電纜橋架最大規格為600x150，各個6 kV變電站出線原本就較多，再被支撐腳占去一部分空間，電纜敷設的難度可想而知。當然從建設成本角度上考慮，相較設備層下設置2.3 m高的電纜層，一定是600 m高度的高架地板內敷設電纜橋架更為低廉。

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

參考文獻：

[1] GB 50053-94，10 kV及以下變電所設計規范[S].

[2] 中國航空工業規劃設計研究院.工業與民用配電設計手冊（第三版）[M].北京：中國電力出版社，2005.