援外项目电气设计的要点

李金冬,许 茁

(中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 100055)

援外项目电气设计有其特殊性,虽然在与受援国签订设计合同中规定：设计工作全部遵照中国的设计规范,但由于受援助的国家范围很广,涉及亚洲、非洲、大洋洲、拉丁美洲、东欧等五大洲,各个国家经济发展水平有所不同。电气设计不能完全照搬国内项目的设计方法和思路,必须考虑当地的习惯做法和经济发展水平。笔者多年从事援外项目电气设计工作,借助本文对电气设计工作进行了分析、总结,对设计过程中遇到的问题,如现场调研内容、设计分界接口及设备选型等要点提出自己的看法,并以医院电气设计为例,比较了国内与援外医院供配电系统组成的不同。根据援外项目电气设计的特点和流程分述如下。

1 援外项目电气设计现场调研内容

现场调研是搞好援外设计工作的第一步。援外项目立项以后,设计单位一般要组织各专业人员到受援国现场考察。电气专业人员要拜访当地的供电公司、通信公司、气象局及相关的设计咨询机构,收集电气设计相关的各方面资料；走访当地的电器市场,了解电气设计相关产品的价格。主要有以下内容。

1.1 变配电系统

(1)当地国家发电厂的情况,水力发电还是火力发电；

(2)国家电网主干网及地区电网的电压等级；

(3)民用电压等级及其上一级电压等级,电压波动范围；

(4)电源频率及其允许频率波动范围；

(5)当地电网的中性点接地形式：直接接地、经消弧线圈接地、经电阻器接地(高电阻还是低电阻)、不接地；

(6)中压配电母线短路容量、继电保护要求(定时限或反时限)；

(7)电费计量方式及功率因数要求；

(8)低压配电系统的接地形式,所建项目的地质及土壤电阻系数；

(9)高压柜、低压柜、变压器、高低压电缆等产品的价格、品牌、生产国家。

1.2 照明

(1)光源与灯具使用情况,产品供应及价格；

(2)开关、插座、照明配电箱使用情况,产品供应及价格(特别是开关插销等是本国生产还是从外国进口)。

1.3 防雷与接地

(1)当地的雷暴日数及雷电情况,防雷设防情况及习惯做法；

(2)接地的具体做法、阻值要求。

1.4 电话

(1)电话交换机制式(纵横、程控)、交换机型号、生产国家、用户拨号方式(双音频、脉冲)；

(2)是否允许设立用户交换机,用户交换机与供给项目的电话局用交换机的接口方式(包括中继方式、信令方式、信号方式)；

(3)通信传输方式(有线或无线),采用光缆、电缆、微波、卫星等,通信线路敷设方式(架空、直埋、管道)。

1.5 电视、广播

电视信号质量、制式(PAL、NTSC、SEVAM)和广播节目频段(UHF、VHF)。

1.6 既有建筑的建设及使用情况

要了解与拟建项目类似的既有建筑电气系统配置及使用情况,包括低压配电、动力照明、防雷接地、电话、电视、综合布线等。尽量多搜集资料,了解当地的习惯做法和特殊要求。

2 设计分界接口

设计合同一定与外方签订清晰明确的设计分界接口,明确各方职责及承担的设计施工内容。一般需要签订以下设计分界接口。

2.1 供电电源

援外设计一般是定额设计,总体概算不能突破,建筑材料除水泥、砂子外,钢筋、门窗、水暖及电气设备等均需在国内采购。但实际设计工作中,由于受援国的中压电压等级千差万别,有些中压电压等级的高压柜及变压器国内没有厂家生产,需要从国外进口,这势必增加设计概算。为此拟建项目供电电源分界接口一般建议设在拟建项目总配电柜进线开关上口,高压柜、变压器及低压电源引入由外方负责并承担相应费用。

2.2 电话、有线电视及网络

电话设计分界接口为电话组线箱,电话电缆由外方负责引来。

网络一般只负责平面及竖向管线的敷设、出口面板的安装,网络机房内设备及进线一般由外方负责,中方负责把网线引至网络机房。

有线电视设计分界接口为电视前端箱,中方负责电视前端箱以后的有线电视系统的设计施工,电视信号由外方负责引来。

3 供配电系统

由于援外项目分布在很多国家,各个国家的经济形式不太一样,政局稳定的国家,其经济形势相对较好,供电系统也比较稳定可靠,参照我国目前的习惯供配电系统设计可以满足使用要求。但在有些国家,由于刚刚经过战乱,经济形势处于崩溃的边缘,国家电网遭到严重破坏,短时间内根本不可能恢复,为使援外项目可以正常使用,造福于受援国人民,必须结合当地的供电系统情况进行电气设计。下面以援助非洲某国家一所综合医院电气设计为例,做以比较。

该医院为100床综合医院,医院总用地面积为2.74 hm2,总建筑面积为7 221.09 m2。由门诊楼、医技楼、住院楼、综合楼及附属用房等组成。

急诊部的所有用房、监护病房、分娩室、手术部、手术室空调、CT扫描室和必须持续供电的精密医疗装备、医院中的消防设备用电、医用电梯、应急照明、疏散照明等为一级负荷,检查室、X光机等为二级负荷,其余为三级负荷。

《民用建筑电气设计规范》(JGJ16—2008)第3.3.2条规定：二级及以上医院重要医疗设备为一级负荷。第3.2.8条规定：一级负荷应由2个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到破坏。第3.2.9条规定：一级负荷中的特别重要负荷应增设应急电源。

国内二级及以上医院设计时,一般从市政引接2路电源,并自备能在15s内自启动的发电机。低压系统采用单母线分段,中间加母联的供电方式,柴油发电机与市电联动,经ATS(自动转换开关)后引至应急母线。正常情况下,重要负荷由2路市电同时供电,末端切换。当一路市电故障时,备用电源投切时间短、运行便捷、可靠,还可通过母联开关合闸恢复大部分设备的供电。当两路市电均故障时,发电机组自动启动,保证特别重要负荷的供电,供配电系统见图1。

图1 国内医院通常的供配电系统

援外医院如当地可以取得2路可靠电源,可以参照国内通常设计方法及思路。

该援外医院所在地没有市政供电,为满足医院的正常使用,需要设置柴油发电机组。为此该医院共设置3台柴油发电机组。柴油发电机1及柴油发电机2每台带全部一二负荷和一半三级负荷；柴油发电机3作为柴油发电机1及柴油发电机2的备用,分别与柴油发电机1、2设置转换开关,接线示意见图2。

图2 3台发电机组接线示意

低压配电室低压柜分列运行,不设母联,进线柜设双电源转换开关。柴油发电机1,2分别接至进线开关,与市电联动(预留市电接入条件)。配电系统见图3。

图3 援外医院的配电系统

该设计方案赢得设计监理及受援方的赞成,可以满足医院建成以后的正常运行。目前该项目已经开工建设。

4 电器设备选型

4.1 低压断路器

目前民用电压等级有以下几种：415 V/240 V、380 V/220 V、110 V等,合资品牌低压断路器如施耐德、ABB、西门子、海格均可以满足使用要求。

4.2 电线电缆

国内生产的额定电压450 V/750 V导线及额定电压600 V/1 000 V电缆均满足电压等级要求,可以放心选用。

4.3 灯具

根据在国外多次考察了解的情况,目前我国灯具出口到很多国家,特别是一些经济不发达的国家,可以在单相240、220、110 V等不同电压等级下使用,但设计图纸一定要注明电压等级和功率,以便施工单位采购。

4.4 开关与插座

面板开关选用国内名牌产品均可在工程上使用,但插座有很多标准,如美标、欧标、意标等,这些插座在国内基本都有合资企业生产。设计考察时必须调查清楚,并在设计图纸注明。有些工程如医院,在建设医院的同时还要提供必要的医疗设备,这时就要分类标清楚。我们提供医疗设备使用的插座需要用国标插座,其他办公场所使用的要用当地标准的插座。

5 结语

援外电气设计要对当地的电力及电讯情况调查清楚,要与外方签订明确的设计接口,要结合当地的电源情况合理组成电气系统,电器产品必须符合当地使用习惯。笔者结合自己多年从事电气设计的工作经验,针对援外项目中的现场调研内容、设计分界接口、供配电系统及设备选型等进行了较为详尽的总结,希望能对从事援外或海外项目的电气设计人员有所裨益,在援外项目中创造更多的精品工程。

[1]JGJ16—2008,民用建筑电气设计规范[S]．

[2]GB50052—1995,供配电系统设计规范[S]．

[3]GB50054—1995.低压配电设计规范[S]．

[4]任元会.工业与民用配电设计手册[M].北京：中国电力出版社,2006.