齊頌

摘 要：通過(guò)結(jié)合在海港保稅區(qū)1#35 kV變電站更新改造項(xiàng)目中，建設(shè)方依據(jù)項(xiàng)目需求、實(shí)際條件和長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)階段積極參與優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出大量的建設(shè)性意見(jiàn)，并取得明顯實(shí)效的實(shí)例，指出在整個(gè)項(xiàng)目初期的設(shè)計(jì)階段，建設(shè)方應(yīng)明確項(xiàng)目需求，積極參與設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，這樣不僅能更好地控制項(xiàng)目的建設(shè)和投資，還能降低整個(gè)項(xiàng)目的費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：變電站；優(yōu)化設(shè)計(jì)；全壽命周期；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）19-0010-02

設(shè)計(jì)階段是整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。從方案的初步設(shè)計(jì)到設(shè)計(jì)施工圖，設(shè)計(jì)階段決定了項(xiàng)目建設(shè)投資額度的70%～90%.設(shè)計(jì)階段最主要的工作就是優(yōu)化設(shè)計(jì)，它是以最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，在滿足給定的各種約束條件下，從多種設(shè)計(jì)方案中選擇最佳方案的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)掘最佳設(shè)計(jì)方案，其最終目的是使項(xiàng)目的全壽命周期費(fèi)用降至最低、經(jīng)濟(jì)效益最大化。

雖然設(shè)計(jì)人員是設(shè)計(jì)工作和優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要承擔(dān)者，但是，這并不意味著可忽略建設(shè)方在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的作用，有時(shí)，建設(shè)方可起到?jīng)Q定性的作用。本文提到的建設(shè)方可能是投資建設(shè)與使用合一的一方，也可能是只負(fù)責(zé)投資建設(shè)的一方。無(wú)論是哪種情況，建設(shè)方都應(yīng)充分了解項(xiàng)目，甚至要從使用者的角度考慮項(xiàng)目建設(shè)，關(guān)注項(xiàng)目的全壽命周期費(fèi)用，這對(duì)建設(shè)方提出了更高的要求。

1 項(xiàng)目概況

1.1 改造電站的具體情況

海港保稅區(qū)1#35 kV變電站于1995年建成投運(yùn)，裝機(jī)容量為3臺(tái)12 500 kVA主變壓器，采用2臺(tái)主變運(yùn)行、1臺(tái)主變熱備用的運(yùn)行方式。隨著海港保稅區(qū)電力用戶的不斷增加，用電負(fù)荷不斷加大，1#35 kV變電站已經(jīng)無(wú)法滿足區(qū)域供電的需要。同時(shí)，海港熱源廠熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的建設(shè)也需要在1#35 kV變電站35 kV側(cè)并網(wǎng)發(fā)電。因此，1#35 kV變電站的更新改造項(xiàng)目勢(shì)在必行。該項(xiàng)目在盡可能地利用原有設(shè)備、盡量減少土建改造的基礎(chǔ)上完成了更新改造。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要考慮現(xiàn)場(chǎng)條件有限的問(wèn)題，還要盡量滿足各個(gè)相關(guān)方的不同要求。比如，用戶要求盡量縮短停電時(shí)間、運(yùn)行部門(mén)要求設(shè)備具有較高的可靠性、檢修部門(mén)要求維修方便、營(yíng)銷部門(mén)要求盡可能地不影響供電量、熱源廠要求項(xiàng)目盡快竣工以便具備并網(wǎng)條件等，這些要求都使建設(shè)方面臨著更具難度的挑戰(zhàn)。在此情況下，建設(shè)方不但要與設(shè)計(jì)人員積極配合，盡快完成設(shè)計(jì)任務(wù)，更要對(duì)設(shè)計(jì)方案提出建設(shè)性意見(jiàn)，使其不斷優(yōu)化，保證滿足相關(guān)方的不同要求。

1.2 建設(shè)方在改造項(xiàng)目?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)中的作用

在新建項(xiàng)目中，因限制條件相對(duì)較少，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)以往大量相近項(xiàng)目的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)制訂設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化設(shè)計(jì)工作也主要由設(shè)計(jì)人員完成，建設(shè)方提出的較多的要求是設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)等指導(dǎo)性意見(jiàn)。此次更新改造項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制較多，且建設(shè)方具有一定的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在優(yōu)化設(shè)計(jì)上能提出更多的建設(shè)性意見(jiàn)。

2 建設(shè)方在方案設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 電站更新改造項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

海港保稅區(qū)1#35 kV變電站原有3臺(tái)12 500 kVA的主變壓器，建設(shè)方計(jì)劃新裝3臺(tái)20 000 kVA的主變壓器。在主變實(shí)際選型時(shí)，設(shè)計(jì)人員要使用與原主變相同的戶外油浸主變，但這樣容量會(huì)增加60%，主變質(zhì)量也會(huì)隨之增加約65%. 因此，必須提供原有的土建資料以便進(jìn)行承重校核。如果無(wú)法通過(guò)校核，則只能在干式主變與大規(guī)模土建改造之間進(jìn)行選擇。如果使用戶內(nèi)干式主變，則因重量相近而無(wú)需校核，可盡快開(kāi)展設(shè)計(jì)，但造價(jià)將有所提高。

2.2 建設(shè)方的優(yōu)化設(shè)計(jì)

建設(shè)方比較了兩種選擇：油浸主變價(jià)格合理，但需要查找相關(guān)資料，找到資料后，如果不能通過(guò)校核，則還需要選擇干式主變，這樣會(huì)延長(zhǎng)工期；干式主變價(jià)格較貴，項(xiàng)目設(shè)計(jì)速度較快，但因其具有電壓高、裸露帶電部位多等特點(diǎn)，使干式主變對(duì)安全運(yùn)行的條件要求苛刻，且原有的主變室為半開(kāi)放式，頂部的散熱百葉窗、底部的進(jìn)氣百葉窗和集油池直接與室外相連，如果封閉效果不好，則可能因灰塵過(guò)多而導(dǎo)致高壓放電，進(jìn)而造成主變停運(yùn)。如果維護(hù)過(guò)于頻繁，必然會(huì)導(dǎo)致停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、供電量減少，最終使公司效益受損。經(jīng)綜合考慮后，最終決定優(yōu)先選擇油浸主變。建設(shè)方組織工作人員多方查找了原始資料，在區(qū)檔案館取得了竣工圖的復(fù)印件，設(shè)計(jì)人員依此進(jìn)行了承重校核計(jì)算，油浸主變順利通過(guò)了校核。在主變選擇上，共節(jié)省了項(xiàng)目資金300多萬(wàn)元，并提高了后期運(yùn)行的安全性。

2.3 建設(shè)方優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

建設(shè)方應(yīng)對(duì)方案設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化設(shè)計(jì)予以高度重視。具體分為以下四方面：①該階段的設(shè)計(jì)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)投資和項(xiàng)目運(yùn)行期的效益影響最大，應(yīng)盡量通過(guò)多方案對(duì)比的方式開(kāi)展優(yōu)化設(shè)計(jì)。②對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，不僅要從項(xiàng)目建設(shè)期的角度考慮，更應(yīng)從項(xiàng)目全壽命周期的角度考慮。③建設(shè)方應(yīng)安排適當(dāng)?shù)膬?yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)間，以便建設(shè)方與設(shè)計(jì)人員充分溝通，而不是一味地縮短設(shè)計(jì)周期。④建設(shè)方應(yīng)該盡可能地收集項(xiàng)目的相關(guān)資料，準(zhǔn)備的越充分，優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)間就越短，做出的選擇也就越科學(xué)。

3 建設(shè)方在初步設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 電站更新改造項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

3.1.1 10 kV開(kāi)關(guān)柜的排列問(wèn)題

海港保稅區(qū)1#35 kV變電站原先采用2臺(tái)主變運(yùn)行、1臺(tái)主變熱備用的運(yùn)行方式，這種運(yùn)行方式只有2臺(tái)主變可以供電，第三臺(tái)主變只能提高供電的可靠性，這樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電站主變的利用率偏低。建設(shè)方計(jì)劃利用此次更新改造的機(jī)會(huì)，將主變運(yùn)行方式變更為3臺(tái)主變運(yùn)行，并互為備用的運(yùn)行方式。這就需要增加10 kV開(kāi)關(guān)柜的數(shù)量，由原來(lái)的33面增加到40面。大部分開(kāi)關(guān)柜接有電纜，而10 kV設(shè)備間每隔一段距離筑有承重梁，導(dǎo)致承重梁位置的開(kāi)關(guān)柜無(wú)法安裝出線電纜。設(shè)計(jì)人員建議在開(kāi)關(guān)柜與承重梁有沖突的位置加裝無(wú)出線母線過(guò)渡柜，以解決此問(wèn)題。該方案相當(dāng)于增加了開(kāi)關(guān)柜的總長(zhǎng)度，且會(huì)導(dǎo)致柜面不一致，嚴(yán)重影響了站容站貌，不利于標(biāo)準(zhǔn)站的建設(shè)。建設(shè)方又咨詢了多家設(shè)備生產(chǎn)廠家，廠家提出，可用改變柜寬的方式解決該問(wèn)題。雖然廠家的方案解決了柜面問(wèn)題，但是，造成了相同技術(shù)參數(shù)設(shè)備具有兩種不同的寬度、設(shè)備之間互換性明顯下降和備品、備件大幅增加的情況。

3.1.2 原有10 kV開(kāi)關(guān)柜的使用問(wèn)題

海港保稅區(qū)1#35 kV變電站原有33面10 kV開(kāi)關(guān)柜，這些開(kāi)關(guān)柜是全部更新還是部分更新？如果采取部分更新，則哪些留用，哪些拆除？這些問(wèn)題必須由建設(shè)方提出意見(jiàn)。運(yùn)行部門(mén)認(rèn)為，原有開(kāi)關(guān)柜的保護(hù)三遙系統(tǒng)陳舊，且接線復(fù)雜，如果不更新，而是拆除后再安裝，不僅會(huì)導(dǎo)致施工難度較大，還會(huì)給今后的運(yùn)行埋下隱患，因此建議全部更新。上述方案不但要投入500多萬(wàn)元的更新費(fèi)用，而且全部廢棄原有設(shè)備的方法違背了盡量留用原有設(shè)備的初衷。

3.1.3 主變問(wèn)題

新主變因增加了容量，導(dǎo)致體積明顯增大，而主變室的存放空間有限。設(shè)計(jì)人員與建設(shè)方咨詢了多個(gè)主變制造廠家，其標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的外廓尺寸都不能滿足現(xiàn)有主變室的要求，均需對(duì)主變室進(jìn)行土建改造。

3.2 建設(shè)方的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

3.2.1 10 kV開(kāi)關(guān)柜的排列方案

建設(shè)方進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原先的兩個(gè)解決方案都無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殡S著10 kV開(kāi)關(guān)柜總長(zhǎng)度的增加，出線電纜與一層的試驗(yàn)設(shè)備之間會(huì)相互影響，必須拆除現(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)備間才能滿足出線電纜的安裝要求。建設(shè)方仔細(xì)比較后認(rèn)為，不延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)柜最符合現(xiàn)有條件，也最有利于今后電站的運(yùn)行。因此，建設(shè)方的技術(shù)人員利用CAD技術(shù)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制了包括承重梁寬度、位置的10 kV設(shè)備間平面圖，又根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的圖紙繪制了10 kV設(shè)備平面圖，將2套圖紙的中線重合，再將設(shè)備圖分別向左、右每10 cm移動(dòng)一次，最終找到一個(gè)合適的位置。開(kāi)關(guān)柜安設(shè)在該位置既不影響試驗(yàn)設(shè)備，也使出線電纜與承重梁互不影響。

3.2.2 原有10 kV開(kāi)關(guān)柜的使用方案

建設(shè)方認(rèn)為，不用更新整個(gè)開(kāi)關(guān)柜，只需要更新老化最為嚴(yán)重的低壓部分即可，此方案得到了運(yùn)行部門(mén)的認(rèn)可。在上述方案中，除了5面開(kāi)關(guān)柜因主變?cè)鋈莶荒苁褂枚扛峦?，其?8面開(kāi)關(guān)柜在更新低壓部分后全部繼續(xù)使用。此項(xiàng)優(yōu)化設(shè)計(jì)為該項(xiàng)目節(jié)約了150多萬(wàn)元。

3.2.3 主變改造方案

建設(shè)方經(jīng)過(guò)與主變制造廠的技術(shù)人員深入溝通后發(fā)現(xiàn)，廠家可通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，制造出滿足現(xiàn)有空間要求的主變，但這會(huì)增加廠家的前期工作，一旦其沒(méi)有中標(biāo)，就會(huì)蒙受經(jīng)濟(jì)損失。因此，建設(shè)方一方面要求設(shè)計(jì)人員按照現(xiàn)有空間完成初步設(shè)計(jì)；另一方面，通知廠家應(yīng)嚴(yán)格按照初步設(shè)計(jì)生產(chǎn)變壓器，這樣有利于其在招標(biāo)中獲得較高的專項(xiàng)技術(shù)評(píng)分。

3.3 初步設(shè)計(jì)中建設(shè)方應(yīng)注意的問(wèn)題

初步設(shè)計(jì)的承前啟后作用在設(shè)計(jì)階段非常重要，前期優(yōu)化設(shè)計(jì)的成果要在這一階段得到充分體現(xiàn)，大量與建設(shè)和運(yùn)行相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題也要在這一階段解決，以便為今后的工作打好基礎(chǔ)。建設(shè)方不但要從項(xiàng)目建設(shè)的角度思考問(wèn)題，也要從后期運(yùn)行的角度思考問(wèn)題，尊重不同的意見(jiàn)，努力使所有問(wèn)題得到圓滿解決。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，建設(shè)方如果能借助一些新技術(shù)，就可以又快、又好地解決一些看似復(fù)雜的問(wèn)題。在設(shè)備所占比例較高的項(xiàng)目中，建設(shè)方更應(yīng)與設(shè)計(jì)人員充分溝通，為即將到來(lái)的設(shè)備招標(biāo)做好準(zhǔn)備。

4 建設(shè)方在施工階段的優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1 電站更新改造項(xiàng)目中的問(wèn)題

電站的更新改造在該階段遇到的主要問(wèn)題是保證工期與盡量減少停電時(shí)間之間的矛盾。如何合理安排施工進(jìn)度，使電站施工對(duì)正常供電的影響降至最低是迫切需要解決的問(wèn)題。一般情況下，施工中應(yīng)全站停電，待施工結(jié)束后恢復(fù)送電，這段時(shí)間最快也需要30 d，無(wú)論是電力用戶，還是電力公司，都無(wú)法承受停電帶來(lái)的損失。因此，必須合理優(yōu)化施工進(jìn)度，在工期允許的條件下，盡量縮短停電時(shí)間。

4.2 建設(shè)方的優(yōu)化設(shè)計(jì)

建設(shè)方經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工和設(shè)備供應(yīng)商的多次溝通，決定將整個(gè)工程分四部分實(shí)施，即先進(jìn)行10 kV改造施工，然后分3次完成3組35 kV開(kāi)關(guān)柜和與之相連的主變施工。在此方案中，除第一階段可能造成用戶停電外，其他三個(gè)階段因同時(shí)至少有2臺(tái)主變運(yùn)行而不會(huì)造成用戶停電。在第一階段中，對(duì)現(xiàn)有的2段母線進(jìn)行分別施工，并采取一段施工，另一段正常供電的方式，這樣僅在電源切換過(guò)程中影響用戶用電。同時(shí)，督促10 kV設(shè)備供應(yīng)商加快生產(chǎn)，并在第一階段的設(shè)備到齊后立即開(kāi)始施工，以盡量減少分段施工對(duì)工期的影響。此外，在項(xiàng)目實(shí)施中，建設(shè)方還根據(jù)設(shè)備的到貨期將施工調(diào)整到了國(guó)慶假期，這樣使施工對(duì)用戶和電力公司造成的影響降到了最低。

4.3 施工階段中建設(shè)方應(yīng)注意的問(wèn)題

項(xiàng)目施工圖的優(yōu)化設(shè)計(jì)往往是在施工階段完成的，建設(shè)方應(yīng)促使施工方和監(jiān)理方也參與到優(yōu)化設(shè)計(jì)工作中，使項(xiàng)目建設(shè)的安全、質(zhì)量、成本和工期等方面都能得以優(yōu)化。

5 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)階段對(duì)項(xiàng)目投資的影響最大，優(yōu)化設(shè)計(jì)作為項(xiàng)目設(shè)計(jì)中非常重要的組成部分，在整個(gè)項(xiàng)目中必不可少。優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅是設(shè)計(jì)方的工作，更是建設(shè)方的責(zé)任。建設(shè)方積極參與優(yōu)化設(shè)計(jì)，與項(xiàng)目各相關(guān)方充分、深入地溝通，有利于項(xiàng)目投資的控制，也有利于項(xiàng)目各相關(guān)方積極參與優(yōu)化設(shè)計(jì)，更有利于整個(gè)項(xiàng)目的順利竣工。建設(shè)方不能只注重項(xiàng)目建設(shè)階段的優(yōu)化，更要從項(xiàng)目全壽命周期管理的角度優(yōu)化。此外，如果建設(shè)方能借助高新技術(shù)，則可以產(chǎn)生事半功倍的效果。雖然建設(shè)方參與優(yōu)化設(shè)計(jì)工作有利于項(xiàng)目的順利完成，但也對(duì)建設(shè)方提出了更高的專業(yè)要求和素質(zhì)要求。

〔編輯：張思楠〕

Combined Power Plant Renovation Project Explores an Important Role

in Optimizing the Design of the Buildings Square

Qi Song

Abstract： By combining the harbor Bonded 1 # 35 kV substation renovation project， the construction side based on the project requirements， the actual conditions and the long-term operational experience， and actively participate in the design phase to optimize the design， raised a lot of constructive criticism， and achieved remarkable effectiveness instance， pointed out early in the design phase of the project， the construction project shall clearly demand， and actively participate in the design of optimized， so not only can better control the construction and investment projects， but also reduce the cost of the entire project.

Key words： substation； optimal design； the whole life cycle； economic