關于國外水電站工程電氣設計的幾點思考

蔣小嚴

（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

自20世紀90年代以來，我國在國外承接了大量水電站建設工程，而且隨著時間的推移，承接的國外水電站工程必將越來越多。由于我國承接的國外水電站建設工程大多在亞非拉第三世界，這些國家無論在經濟條件還是技術水平都與發達國家存在巨大差距，尤其水電站建設更是一個具有投入高、專業繁多、技術復雜、建設周期長、工地條件艱苦等特點。因此，為了推動工程的順利進行，自然就對工程前期的設計提出了更高的要求。筆者就近幾年參加的國外水電站建設工程電氣設計中發現的一些問題進行初步探討。

1 電氣主接線方案問題

電氣主接線是設計人員進行電氣設計非常重要的依據。一般國外水電站在進行國際招標前期就已經確定了主接線方案，這些方案有的是由第三國有經驗的咨詢公司給出的，有的是由本國依靠自己的技術力量，參照類似的工程經修改后確定的。由有經驗的咨詢公司確定的主接線方案大多在技術上先進，經濟上合理，便于以后的維護和運行，由本國自己給出的主接線方案，往往由于對投資成本的考慮，犧牲了其靈活牲和可靠性，同時，也給以后的施工和運行帶來了許多麻煩。因此，這就要求在設計階段就要對電氣主接線這樣的重要依據進行嚴格把關。

筆者曾在非洲遇到一個水電站項目，該電站共裝設3臺單機容量為12MVA的水輪發電機組，擔負著其首都圈近30%的電力負荷，其主接線方案中有110kV進出線兩條，2臺6.3/110kV主變壓器，110kV母線采用單母線分段方式，兩回廠用電負荷分別從發電機母線和110kV母線引入。這是個比較經典的接線方式，但業主為了節約投資，在招標書中附的主接線圖上110kV母線分段開關采用的是隔離開關分段，未采用斷路器分段，雖然采用隔離開關分段是節約了部分投資，但其主要缺點是當母線、母線隔離開關發生故障或母線隔離開關檢修時必須斷開全部電源，造成整個電站電能無法外送，然而該電站在業主國內電網中占有比較重要的地位，一旦因分段開關原因造成電網大范圍減負荷，將會給業主帶來不必要的損失。中方設計人員與業主技術人員進行多次溝通，據理力爭，最終說服了業主，更改了主接線方案，增加了一個110kV母線斷路器和一個母線隔離開關。

中方提出的更改方案雖然增加了部分投資，但如果是其中一段母線發生故障或斷路器、隔離開關檢修時電站仍可向電網輸送電能，這在一定程度上提高了電站和電網運行的可靠性。事后經了解，由于歷史的原因，這個國家好幾個電站和變電所的110KV母線都是采用隔離開關做分段開關的，中方這次更改在業主技術層產生了不少的影響。

2 設計過程中遵循的標準問題

我們在國內水電站電氣設計中一般都遵循國家強制性標準（GB）、電力行業標準（DL）或水利行業標準（SL），在國外水電工程的設計中，根據外方業主國的不同，所要求遵循的標準也有差別，外方業主一般都以要求遵循國際標準（ⅠSO）、國際電工標準（ⅠEC）、電氣電子工程師標準（ⅠEEE）、美國國家標準（ANSⅠ）為主，但有一些英聯邦國家或以前被英國殖民過的國家就會附加一些英國國家標準（BS），一些技術條件較好的國家還會附加一些自己國家的標準，如越南在其招標書中都一般都會附加一些越南標準（VN）。

要求我們在水電站電氣設計過程中遵循國際通用的ⅠSO、ⅠEC、ⅠEEE、ANSⅠ標準，這對中國的設計單位來說是沒有問題的，但要求我們的設計過程中還要遵循個別國家的強制性標準這點，對我們來說就比較困難了。

筆者曾參加了孟加拉一個電氣設計項目，在此項目中孟方電力公司要求中方提供的電流互感器符合英國國家標準（BS），其準確等級采用BS的8X級和5X級，并由生產廠家提供相關的證明文件。由于國內廠家生產的測量電流互感器采用的是0.2、0.5、1.0、3.0、10.0五個等級，保護電流互感器采用的是P級，設計人員無法在國產的電流互感器中選型。雖然經中方再三解釋，孟方最終同意按中方標準進行設計和生產，但也給我們敲響了一記警鐘。以后我們在國外水電項目的投標設計階段就得注意，凡是招標書中發現有個別國家標準要求的條款，我們就應盡快地與業主進行溝通，詢問是否可將其個別國家標準更換成國際通用標準，如業主不同意更換，我們可以要求業主提供個別國家標準，將該標準與國際通用標準和我國現用標準進行對比，找出其差別，向業主進行澄清。對于招標書中的產品生產標準，還要考慮按這樣標準生產的產品其出廠價格和技術的影響，避免施工設計階段落入陷阱。

3 設計圖紙細化問題

中方建設的水電站工程雖然大都在亞非拉比較貧窮的國家，但中國人在這些國家的人均開銷都不低。筆者在越南中部一個電站做了個調查，中資公司平均每月要為每個中國技術人員支付0.9～1.2萬元人民幣的費用，而在當地請一個工人，每月只需支付800～1000元人民幣，這中間存在相當大的差距。

中資公司在國外水電站項目中標后，再回到國內招聘安裝公司或自行招聘相關安裝技術人員赴國外進行安裝施工，但無論是安裝公司還是中資公司為了節約費用，他們都是在國內招聘少量的技術人員，然后再在項目所在國招聘大量的工人，由國內的技術人員對當地招聘的工人進行培訓后，在中方技術人員的指導下，直接上崗工作，邊學邊干。由于這些當地工人的基礎理論不高，實踐經驗不足，他們往往沒有國內技術工人那樣獨立解決安裝問題的能力，只要設計圖紙上有一丁點沒交待清楚的地方，他們就不知道如何處理。同時，由于水電站項目一旦進入全面電氣安裝階段，就意味著電站投運的日期指日可待。這個時候無論是業主還是中資公司都在摩拳擦掌，催促著工程快步向前進，而電氣安裝系統繁多、工作瑣碎，中方那少得可憐的技術人員根本無法對每個安裝工人的工作進行指導，如果不幸再遇上個沒有責任心或技術能力較差的安裝指導的話，那設計部門現場配合的人員就“分身無術”了。為避免這種混亂的場景出現，設計圖紙的細化就顯得無比的重要了，設計人員必須將圖紙細化到每個螺絲的型號和具體安裝位置，每根控制電纜細化到每一芯的編號、起點、終點，只有這樣，才能防范于未然，工程才能迅速、可靠地完成。

4 結語

國外水電站電氣設計是一個整體、復雜的工作，不僅需要每個設計人員知識面廣、實際經驗多，良好的溝通能力，更需要有優秀設計團隊發揮集體的力量，只有這樣才能保證設計工作高效、圓滿地完成。