中外变电站设计异同点分析研究

【摘要】本文通过对中外变电站在采用的标准、设计的理念和原则、电压等级和设计方案细节等方面进行异同点的比较分析和研究，为广大从事涉外变电站设计、施工和总承包建设的同行们以借鉴和参考。

【关键词】中外变电站；设计异同点；比较分析和研究

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

随着“一带一路”国家战略的不断推进，国内越来越多的电力设计、施工和总承包企业走出国门、走向世界，涉外电力项目也越来越多。作为一名有机会参与国外电力项目的工程技术人员来说，我们是“一带一路”国家战略的实施者和执行者，同时也是国家对外的窗口和名片，在倍感荣幸之际，也深感压力。由于涉外输变电项目的所在国大多比较落后，沒有完善的标准体系、没有相关的规程规范，无从参照，给设计者和建设者带来了许多困惑。本人根据多年来从事国内外变电站设计工作的实际经验，对比分析和研究了中外变电站在设计上的异同点，希望能抛砖引玉，给从事涉外输变电项目设计和建设的同行们以借鉴和参考。

1、采用标准的异同

由于我们国家已经建立起比较完备和适合我国国情的标准体系，因此，电力工程中涉及的电气、通信、建筑、钢结构、暖通、水工和消防等专业均有相应的国家标准或电力行业标准，而国外项目则不同，其普遍采用以下标准：

（1）电气采用IEC标准，国际电工委员会（International Electrotechnical Commission）。（2）通信采用ITU-T标准，国际电信联盟远程通信标准化组织（ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector和IEC标准。（3）混凝土结构采用ACI标准，美国混凝土协会（American Concrete Institute），常用的有ACI 318-05和ACI 318-11。（4）钢结构采用ASTM标准，美国材料与试验协会（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、设计的理念和原则的异同

国内的电力项目，尤其是变电站项目应在遵照国家标准、电力行业标准的基础上，严格按照国家电网公司、中国南方电网公司的典型设计或者通用设计进行设计，而国外项目遵循的设计理念和原则为：（1）严格执行招标文件和标书；国外项目监理的作用和权限很大，监理的作用就是监督项目总承包（EPC）单位是否严格执行标书和合同要求。（2）尊重当地国的设计和运维习惯。（3）在满足标书和合同要求、满足安全性和可靠性的前提下，应该优化布置、减少占地面积，优化道路、建（构）筑物、电缆沟等，以减少投资，实现EPC效益的最大化。

3、电压等级的异同

我国变电站的电压等级是依据中国国标《标准电压》（GB/T 156-2007）[1]，而国外变电站的电压等级是依据《 IEC standard voltages》（IEC 60038：2009-06）[2]。国外常用的电压等级（Nominal system voltage）为11kV、33kV、110kV、115kV、132kV、220kV、230kV、330kV、400kV和500kV等。例如巴基斯坦采用的电压等级为11kV、132kV、220kV和500kV，而尼日利亚采用的电压等级为33kV、132kV和330kV。

我国国标与IEC标准规定的标准电压异同点对比详见表1。

表1 国标与IEC标准关于标准电压异同点对比一览表

（单位：kV）

4、设计方案的异同

4.1关于保护方式的异同

国内变电站采用微机保护；而国外很多国家至今仍采用的是继电器保护，如阿曼、埃塞和巴基斯坦等。

4.2关于通信方式的异同

国内新建变电站基本上采用的是光纤通信，而国内很多国家至今仍采用载波通信，也有一些国家要求光纤和载波双通道。

4.335kV及以下配电装置的异同

国内35kV及以下配电装置一般采用户内开关柜；而国外很多国家由于习惯和理念上的不同，一般还是采用户外敞开式设备。

例如：多哥电力公司由于之前出现过开关柜爆炸事故，因此，不同意采用户内开关柜。

4.4照明方式的异同

国内配电装置区域照明一般采用草坪灯、1.5米高的投光灯，而国外一般放置在构架上。道路照明国内外均采用路灯。

4.5关于备用电源的异同

国内220kV及以下的变电站一般采用站内双电源或者自站外引接一外电源的方式，不采用柴油发电机作为备用电源，而国外由于其供电可靠性不高，一般要求采用柴油发电机作为备用电源。

4.6接地方式的异同

国内变电站低压侧（35kV及以下）一般采用消弧线圈接地变或小电阻接地；而国外一般采用接地变接地，且接地变与站用变分开，如多哥、刚果金和尼日利亚等。

4.7构架、设备支架的异同

国内的变电站的构架、设备支架一般采用的是钢管杆，而国外一般采用格构式角钢支架或者工字钢支架。

4.8金具选用的异同

国内变电站的金具一般用压缩型，而国外一般用螺栓型。主要是受现场施工工具及加工技术的限制。

5、计算方法的异同

5.1防雷保护设施形式及计算方法的异同

国内户外变电站一般采用避雷针保护，户内变电站采用屋顶避雷带保护，计算方法为折线法，而国外户外变电站一般采用避雷线保护，计算方法为滚球法。

5.2接地材料及計算方法的异同

国内户外敞开式变电站一般采用热镀锌扁钢接地，户内变电站采用铜排接地，计算方法按照《交流电气装置的接地设计规范》（GB/T 50065-2011）[3]。

国外户外敞开式变电站一般采用铜绞线接地，计算方法按照《IEEE Guide for safety in AC Substation Grounding》 （IEEE Std 80-2000）[4]。

6、主变压器等大件设备的运输问题

非洲很多国家，由于其交通基础设施差，道路、桥梁的承载能力有限，不能满足主变压器、高压并联电抗器等大件设备的运输需要，如刚果金的桥梁承载重为32吨（T），而对于一个容量为240MVA的220kV变压器，其不带油运输重量就达157吨（T），因此在设计国外变电站时一定要考虑主变等的运输问题，必要时可以考虑采用单相变压器或者组合变压器。

7、结语

面对不同的标准、不同的设计理念、不同的环境条件和不同的实施方案，中国的电力建设者们有信心、有能力、有决心，只要通过我们不懈的努力、认真的研究、精心的设计、周到的服务以及国际高水准的工程质量，必将赢得海外客户的满意和国际社会的广泛认可。

参考文献

[1]《标准电压》（GB/T 156-2007），中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布，中国标准出版社出版.

[2]《IEC standard voltages》（IEC 60038：2009-06&Edition7.0），Published by the International Electrotechnical Commission（IEC即国际电工委员会）.

[3]《交流电气装置的接地设计规范》（GB/T 50065-2011），中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布，中国计划出版社出版。

[4]《IEEE Guide for safety in AC Substation Grounding》 （IEEE Std 80-2000），Published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE即国际电气与电子工程师学会）。

作者简介

陈毅，男，1982年11月生，项目经理、注册电气工程师（发输变电），从事110kV及以上电压等级的国内外变电站设计和项目管理工作。