菲律宾变电总包工程电气投标设计关键点分析

引言

随着"一带一路"的发展,越来越多的中国企业走出国门,中标海外总包项目。海外总包工程集设计、采购、施工于一体,其中投标阶段的设计工作是工程建设过程中的重要环节。技术标的深度及质量影响着整个工程的造价,成为增加收益和控制成本的关键所在,所以,投标阶段,在满足招标文件要求的前提下,提升技术标的质量,对控制工程造价、增加企业盈利十分关键。在投标过程中,如果对工程量估算失误,导致报价过低,容易造成工程亏损。菲律宾国家电网公司(以下简称NGCP）工程采用IEEE标准,变电站的设计与国内的设计方案存在一定差异,本文根据菲律宾工程设计经验,总结了相关投标设计关键点,可为类似工程的实施提供一定参考。

NGCP的招标文件中技术文件包含5卷:VOLUME I COMMERICAL PROVISIONS、VOLUME Ⅱ STANDARD SPECIFICATIONS、VOLUME Ⅲ TECHNICAL DATA SHEETS、VOLUME Ⅳ BID PRICE SCHEDULE AND BID FORMS、VOLUM V BID DRAWINGS。其中卷Ⅱ为标准规范,包含变电站相关设备、建构筑物的通用技术规范。通用技术规范中给出工程的基本情况,如短路电流水平、地震烈度、爬电比距等。卷Ⅲ为技术规范,包含变电站相关设备、建构筑物的专用技术规范(TDS）,TDS针对每种设备给出工程中实际需要的参数,以及备品备件的要求。卷Ⅳ为招投标价格表,包含招标的工程量清单。卷Ⅴ为招标图纸,包含工程的电气、建筑、结构等图纸。通常PART1∶ELECTRICAL WORKS为变电一次的相关电气图纸,如果在电气图纸中没有相关的室内平面布置图,可以参考PART4∶ARCHICAD WORKS中的建筑布置图。

1工程范围和参数确认

工程招标图纸中会给出相关的工程图纸,根据图纸内容,结合工程量清单可以核算相关工程量。通常招标文件中会给出电气一次设备的主要参数,项目执行过程中NGCP会要求投标单位执行招标文件中的参数设置,因此通常情况下可以采用招标文件中的设备参数。

由于招标文件自身可能会存在一定的问题,容易导致工程范围和设备参数不清,需要及时向业主澄清,以便确认工程范围。

通常图纸中会存在如下一些问题:接线图中主母线全部上齐,平面布置图中主母线仅建设本期内容,远景扩建部分内容为预留:GIS设备分支气管的布置前后不一致:电缆沟的建设内容不一致:站用变没有预留位置等。这些都需要及时和业主澄清,以免造成缺项漏项,导致工程报价不合理。

菲律宾500kV变电站除了设置3台站用变,还会额外设置一台柴油发电机。柴油发电机的容量一般同站用变的容量。如果柴油发电机的容量小于站用变的容量,需要及时和业主澄清,以保证设备参数满足工程需求。

主设备通用技术规范书会给出设备的通用技术条款。专用技术规范(TDS）会针对每种设备条款,给出工程中实际需要设备的参数,以及备品备件的要求。比如主变和电抗器通用技术条款中要求要有地震阻尼器,但是在TDS文件中并没有提出相关要求,投标报价的时候容易造成遗漏。

2变电站工程量清单

NGCP的招标文件中一般会给出一个大概的工程量清单,其中电气一次主设备会给出一个明确的数量,但是诸如灯具、电缆、绝缘子、导线、管母、金具等仅开列为一套,需要投标单位根据需求提供报价,这时候就需要根据工程实际情况开列相关的设备材料量。

投标阶段工程量清单的内容越详细,报价就越合理,充分详细的工程量清单对总包工程十分重要,应针对变电站接线图、防雷/接地、动力照明、交流所用电、绝缘子、电缆沟等方面进行具体分析,细化工程量清单,以满足总包工程的效益需求。

2.1接线图

菲律宾的主接线较为简易,通常招标文件中会给出相关的接线图。对比国内的接线不难发现,菲律宾的接线图中除了出线侧有一把快速接地开关外,其余均未配置接地开关。对于GIS)HGIS）各个组件,提供可以制造出断口的接地开关,对于保障GIS设备的维护和检修人员的安全来说至关重要。

IEC61936-1一2014POwerinSlallaliOnexceedingkv.a．c．一Parll:COmmOnruleScOnSOlidaled条文8.4.4要求:"为确保检修安全,每个设备必须可靠接地。"

同样,IEC62271-203一2011High-wOllageSwilchgear

andcOnlrOlgear一Parl203:GaS-inSulaledmelal-enclOSedSwilchgearfOrraledwOllageSabOwe52vv条文5.3.101要求:"为确保检修安全,每个设备必须可靠接地。"

《高压配电装置设计规范》)DL/T5352一2018）条文2.2.1明确要求:"气体绝缘金属封闭开关设备)GIS）配电装置的接地开关配置应满足运行检修的要求。与GIS配电装置连接并需单独检修的电气设备、母线和出线均应配置接地开关,出线回路的线路侧接地开关宜采用具有关合动稳定电流能力的快速接地开关。"

结合当地GIS站设计经验,根据GIS厂家的要求,建议GIS设备接线图按照国内经验考虑。产品报价时需请厂家根据需求提供相关报价,以保证工程后续的可实施性。

2.2防雷、接地

通常国内的变电站内会通过构架避雷针、避雷针和屋顶避雷带构成防直击雷联合保护。建筑物屋顶避雷带采用412圆钢敷设,在屋面组成不大于10mx10m或12m×8m的网格。

参考NGCP的招标文件以及菲律宾相关工程的设计经验会发现,菲律宾的变电站内没有设置独立避雷针,站内的避雷针仅为构架避雷针。按照国内的设计习惯,如设置构架避雷针,在满足防雷保护的要求后,可以不再设置避雷线。根据NGCP招标文件的要求和当地习惯,设置构架避雷针后仍然需要设置避雷线。避雷线通常采用型号为7/8CLAADOHGw的导线,避雷线上方需要根据NGCP标准增设相应的接闪器,如图1所示。根据NGCP招标文件要求,230kV及以上电压等级配电装置场地设置高度为2630mm的接闪器,110kV及以下电压等级配电装置场地设置高度为1630mm的接闪器。由于招标文件采用冗余设计方案,变电站内接闪器和避雷线的数量较多,在工程投标时需仔细核实,以免造成遗漏,影响工程造价。

国内一般根据变电站的实际短路电流水平开展接地计算,而NGCP是按照变电站的额定短路电流水平来计算的。通常情况下,菲律宾500kV变电站采用50kA,230kV变电站采用40kA。

通常情况下NGCP的招标文件中会给出接地布置图。接地网采用不等间距方孔接地网,接地网接地极从中间到边缘按一定规律由疏到密布置。变电站中间位置一般为8mx8m网格,靠近边缘的位置一般会采用4m×4m网格,通常为4个网格。国内的接地网外缘各角做成圆弧形,圆弧的半径不宜小于均压带间距的一半。菲律宾的接地网外缘未设置圆弧,在边缘转角位置采用局部加强敷设。NGCP变电站会在围墙拐角处设置测试接地井,数量具体根据变电站布置。

通常国内变电站主接地网采用铜质材料时,户内接地网和电缆沟内接地材料可以采用热镀锌扁钢,以此保证接地方案经济可靠。NGCP招标文件中明确要求变电站主接地网采用铜绞线,接地引下线材料采用带PVC绝缘线的铜绞线。不同于国内的设计习惯,室内接地网和电缆沟内的接地材料,NGCP也要求采用铜绞线。国内垂直接地极一般采用2.5m长的铜覆钢棒,NGCP要求长度不小于3m。

由于设计习惯和敷设方案不同,国内同规模变电站的接地材料用量偏小。投标设计时需根据NGCP招标文件要求核算接地材料量。

2.3动力照明及交流所用电部分

国内变电站一般会在变电站内配置动力检修箱、照明配电箱及继保检修箱,相关的动力照明回路分别引接至各配电箱或检修箱内。菲律宾当地的变电站通常没有设置相关的检修箱或配电箱,参考招标文件及当地设计习惯,变电站通过设置MDB屏柜和SDB屏柜实现动力照明的引接,MDB屏柜类似国内的交流所用电屏,SDB屏柜类似交流分电屏。通常招标图纸中给出交流所用电部分的系统接线图,根据系统接线图,结合相关厂家资料,可推算出各种屏柜的数量。通常招标文件中的屏柜数量偏少,一般至少需要增加一倍。

国内变电站在动力、交流所用电部分多采用大截面电缆,如ZC-YJV22-0.6/1.03×150+1×70、3×95+1×50、3×70+1×35:照明多采用常规电缆,如ZC-YJV22-0.6/1.03×6、ZC-YJV22-0.6/1.05×6。

NGCP给出的招标文件中,对600V电缆给出了明确的型号,具体如表1所示[5]。

根据招标文件以及菲律宾其他工程设计经验,从站用变低压侧至交流所用电屏,交流所用电屏至交流所用电分屏,需要采用截面为240mm2的电缆。

菲律宾电气规范Phi1ippineE1eclrica1COde中表3.10.1.16和3.10.1.15（b）分别给出了环境因素下电缆载流量及不同敷设条件下载流量校正系数。查表3.10.1.16可知铜芯和铝芯电缆在不同环境温度下的载流量,查表3.10.1.15（b）可知电缆在空气中多根并列敷设时载流量的校正系数,具体如表2所示。

根据当地电缆沟设计习惯,通常一条电缆沟内会有数根甚至几十根电缆共沟敷设,参考表2中校正系数要求,从站用变低压侧至交流所用电屏,交流所用电屏至交流所用电分屏,至少需要采用6拼的240mm2电缆,其余馈线电缆也需要采用多拼的方式满足规范要求。工程量清单中电缆的数量、长度需合理估算,以免造成工程报价偏低。

招标文件中给出了变电站内照明灯具的相关图例,投标时需根据图例中的灯具给出相应的数量。根据相关设计经验,NGCP对变电站的照度要求较高,灯具数量较国内变电站多出50%,投标设计时需充分估算该部分内容。需要注意的是,NGCP明确要求变电站内所用灯具均为LED灯具,LED灯具单价较普通灯具高,因此在工程量清单中一定要明确所有灯具为LED灯具。

2.4绝缘子

NGCP的招标文件中一般不开列各电压等级的支柱绝缘子,这时需要设计人员根据设计经验开列各电压等级的支柱绝缘子。绝缘子应包含各电压等级配电装置场地的支柱绝缘子、主变场地包含中性点安装的支柱绝缘子、主变低压侧母线安装处支柱绝缘子,绝缘子型号可依据招标文件中的TDS文件中绝缘子的参数决定,具体如表3所示。

招标文件中给出了变电站各电压等级耐张和悬垂绝缘子串的数量,具体如表4所示。

NGCP对绝缘子的技术要求同国内常规设计有较大区别,设计人员需根据招标要求,给出相关的绝缘子数量,以便技经专业核算工程造价。

2.5构架拉力

（1）国内变电站工程在设计出线构架时,通常的流程是线路专业根据导地线型号、进线档档距、出线规划等情况,以提资单的形式向变电专业书面提供构架出线荷载要求。变电专业收到线路专业的提资单后以提资单的形式向土建专业进行提资,以保证出线构架满足要求。

通常情况下,500-k变电站220-k出线构架可以按照以下参数考虑:

出线控制荷载:水平张力20-N/相,垂直作用力2.5-N/相,侧向风压2-N/相。出线偏角按1/2的回路向同侧偏5°考虑。

地线控制荷载:水平张力7-N/相,垂直作用力1-N/相,侧向风压0.6-N/相。

500-k出线构架按照以下参数考虑:

出线控制荷载:水平张力60-N/相:垂直作用力12-N/相:侧向风压10-N/相（大风）,1.2-N/相（覆冰）。出线偏角按1/2的回路向同侧偏10°考虑。

地线控制荷载:水平张力10-N/相,垂直作用力5-N/相,侧向风压1-N/相（大风）。

（2）海外总包项目中由于工程归属问题以及工程实施先后问题,无法及时和线路专业对接。结合其他工程设计经验,NGCP对构架出线控制荷载要求如下:

230-k出线构架可以按照以下参数考虑:

出线控制荷载:水平张力2-N/相,垂直作用力12-N/相,侧向风压23-N/相。出线偏角按向同侧偏20°考虑。

地线控制荷载:水平张力12-N/相,垂直作用力1-N/相,侧向风压6-N/相。

500-k出线构架按照以下参数考虑:

出线控制荷载:水平张力120-N/相,垂直作用力20-N/相,侧向风压35-N/相（大风）。出线偏角按向同侧偏20°考虑。

地线控制荷载:水平张力20-N/相,垂直作用力5-N/相,侧向风压5-N/相（大风）。

通过对比不难发现,NGCP对出线构架的荷载要求较国内常规设计高,因此在投标设计阶段需做好专业对接,请土建专业充分考虑出线构架的钢材用量,以免造成工程报价偏低。

2.6高压电缆沟

国内变电站的高压电缆沟通常会根据电缆的实际走向以及电缆沟内电缆的数量,合理设计电缆沟的宽度、深度以及层间距离。NGCP的招标文件中给出了高压电缆沟的宽度以及层间距离,电缆沟的深度可根据实际情况自行设计。

国内和NGCP对电缆沟内防火封堵的处理要求相差不大,均要求在电缆沟、电缆隧道交叉/分支处设置阻火墙进行分隔处理:在电缆层、电缆隧道、电缆沟或多层电缆桥架上的动力电缆上下电缆层之间、动力电缆层与控制电缆层之间采用防火隔板或防火槽盒做层间分隔:对于有些部位的电缆,使用阻燃包带比使用电缆防火涂料更方便,防火效果更好,如动力电缆、潮湿部位电缆更多使用阻燃包带。

菲律宾位于亚洲东南部,属季风型热带雨林气候,降雨多,台风多。户外电缆沟内的排水系统要求高,为满足NGCP要求,通常会设置排水泵进行强排。NGCP要求在电缆沟底部设置2根6100mm带密封剂的PVC管用于排水,同时在电缆沟的底部设置阻火砂浆,以免火势蔓延。工程量清单需增补这部分工程量。

3结语

本文对菲律宾变电站总包工程投标设计关键点进行了归纳总结,可为今后类似工程投标设计提供一定参考,具有较好的指导意义。由于菲律宾各个变电站的设计具有特殊性和唯一性,在投标设计阶段应充分遵守当地的法律法规及运行维护习惯,合理开展投标设计,以保证投标文件经济、合理、有效