摘要：针对EPC即工程总承包(设计，采购，施工)集装箱码头变电所电气设备的设计选型工作，结合孟加拉吉大港新锚地集装箱码头项目变电所电气设备选型的实际案例进行分析、探讨。文中以设备的技术分析为基础，综合考虑经济、设备性能等因素，优化选择设备。最后的选型结果既满足了业主的技术要求，又在成本方面得到了控制。
关键词：EPC集装箱码头；电气设备；设计选型
在EPC(Engineer，Procure，Constnzct)即工程总承包(设计，采购，施工)项目管理过程中，设备的设计选型是关系整个项目能否满足使用功能要求和节约成本的重要一环。孟加拉吉大港新锚地集装箱码头项目(以下简称新锚地集装箱码头)是一个典型的EPC港口工程建设项目，其中包含设计环节工作，变电所设计的主要工作是电气设备的选型。现就该变电所中主要设备的选型过程进行分析和总结。
1设计要求
1.1新锚地集装箱码头电力总体要求
新锚地集装箱码头总装机容量规划是12.5MVA，由于孟加拉国电力紧张、经常停电的，要求备用发电机组的容量满足全码头80%的负荷，在市电断电情况下能正常运行。
1.2设备品牌要求
所有设备均要求世界知名品牌，其中某些设备已经指定了生产厂家。
1.3设备技术要求
33kV/11kV，12.5MVA电力变压器要求选用户外油式变压器，其用途是将当地供电局提供的33kV电源降压为11kV电源为码头的用电设备提供11kV电源。11kV/415V，2000kVA以及11kV/415V，50kVA电力变压器要求选用户内干式变压器。其中11kV/415V，2000kVA变压器为码头低压用电设备以及其他建筑物提供电源；11kV/415V，50kVA变压器为变电所提供电源。33kV和11kV中压开关柜要求选用SF6气体绝缘真空断路器开关柜。发电机组要求选用船用发动机。11kV功率因数补偿器要求选用满足自动检测功率因数、自动投入补偿的全自动无功功率补偿装置，其功率补偿因数小低于0.95。
2电器设备选型
2.1电力变压器的选型
根据合同参数要求，结合厂家产品及实际情况，可以选择ABB产品，但由于价格等原因，实际选择了西门子33kV/11kV，12.5MVA油浸式变压器。选择这个变压器最大的特点是选择了其自动调压装置，可以和无功功率自动补偿装置协调工作，实现智能检测输出电压值并实时进行带载调压，使变压器的输出电压稳定在需要的范围内。根据全部低压用电设备的用电容量，选择一台11kV/415V容量为2000kVA的干式变压器；根据变电所的用电容量选择一台11kV/415V，50kVA干式变压器。止俩台变压器也全部采用德国西门子产品。这两台变压器具有以下优点:
1.耐雷电冲击能力强。
2.抗短路能力强。低压绕组的铝箔宽度就是电抗高度，低压电流按绕组问的安匝平衡要求匹配，高、低压绕组因短路引起的轴向力几乎为零。
3.抗开裂性能好，能满足低温、高温及温度变化范围大的场合，并且能满足长期运行后的抗开裂要求。
4.过负载波能力强。若相同容量的变压器负载损耗相等，则铝箔的截面积将比铜导体相应放大，体积增大后，填料树脂用量多，因此绕组热容性大，变压器短时过载能力强。
5.阻燃特性好，具有免维护、防潮、抗湿热、阻燃和自熄特性。
6.噪声低。
7.损耗低等优点。
干式变压器的缺点是:造价相对油浸式变压器高。
2.233 kV，11kV中压开关柜选型
33kV以及11kV开关柜合同要求为SF6气体绝缘真空断路器。这种开关柜可以选用ABB品牌的ZX2和ZS1型产品。但当时其价格比西门子8DA10和NXPLUSC产品价格高。因此，33kV开关柜选用德国西门子8DA10型产品，11kV开关柜选用德国西门子NXPLUSC型产品。8DA10型和NXPLUSC型气体绝缘断路器固定安装式开关柜的特性女日下:
2.2.1特点
1.小容易受环境的影响，对恶劣的环境条件小敏感，比如，盐水、湿气、污秽、温度变化等。
2.设计紧凑、节约空问。
3.免维护设计，可以确保:供电可靠性更高，人身安全，开关柜的安装、操作、扩展及更换无需涉及SF6气体操作，运行费用更省，投资收益率高，免维护。
4.过程控制/T护装置的使用使得过程控制系统集成化，与相关系统接口更加灵活、简便，运行费用更省。
2.2.2安全性
1.气密焊接一次壳体可安全触及。
2.所有高压部件均用接地层或金属外壳封闭。
3.容性电压检测系统可检查是否与电源安全隔离，在一侧壳体(开关柜气室)外可安全检修操作机构及辅助
开关。
4.保护系统联锁，可防比在壳体打开情况下进行操作。
5.通过安全试验的壳体和逻辑机械联锁可提供很高的内部起弧保护。
6.逻辑机械和电气联锁可防比误操作。
7.室内环境下免维护。
8.插接式金属封闭的电压互感器安装在气室外。
9.环形铁芯的电流互感器安装在气室外。
10.全面的逻辑机械连锁系统。
11.火灾可能性最小。
2.2.3工艺特性
1.三位置开关组可作为母线隔离开关和馈线接地开关，只有三位置开关操作到位，并抽出操作手柄后，才可操作断路器和接触器。
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2.柜前或柜后均可实现电缆连接。
3.二次系统采用标准的保护测量和控制装置，可集成在过程控制系统内。
2.3备用发电机组的选型
根据合同要求，备用发电机组的供电容量最少为lOMVAo合同要求柴油发动机选用美国卡特彼勒发动机。经计算和比较，在经济可行、设计合理的基础上，选择美国卡特比勒生产的3516B型柴油发电机组，每台发电机组容量为2500kVA，有功功率为2OOOkVA，电压等级为11kV，电频为50Hz，动额定转速为1500r/min，16个缸，冷却型式为风冷型。共计4台相同发电机纸总计发电容量为lOMVAo在最初的设计中，曾设计5台发电容量为2000kVA的3516型柴油发电机组，也能满足技术要求，但是费用较选用4台的方案多近15%。由于少用了发电机组，配套的11kV开关柜也减少了一台，又节约了部分费用。
其电气中性点检测接地装置选择一台电阻器柜，为4台发电机组共用，用开关来进行切换使用。
整个控制系统设计分为就地控制和远程控制两套系统。就地控制可以轻松实现就地操作，实现启动、并车、停比等功能。远程控制采用主控制盘和分控制盘协调工作，能够自动检测市电的供断情况，在市电断电的情况下，能够首先自动启动一台发电机组投入使用；再根据跟踪检测断电前用电设备的总的容量判断是否需要投入更多的发电机组，在用电需要量超过一台机组时，第二台发电机组将自动启动；依此类推在需要的情况下，4台柴油发电机组将全部启动。由于采用微电脑控制，自动控制系统还将对发电机组发出的电量进行有效的智能分配，在发电量小能保证全额负载运行时候，可以分三级自动卸载，从而保证发电机组高效有序运行。
2.411kV中压功率因数补偿器的选型
11kV功率因数补偿器合同要求功率因数需达到0.95。新锚地集装箱码头用电设备大部分是感性负载，这对补偿器的要求比较高。
主要考虑价格因素，在使用功能满足要求的基础上，选用了中国济南迪生DS3系列产品。DS3系列电压无功综合控制成套装置通过对变压器有载调压接头的自动调节和对母线上的电容器组的自动跟踪投切来实现对变电站电压和无功的综合控制。
主要装置包括:电压无功综合控制器、电容器组微机保护单元、电容器组投切专用开关、高压电容器、电抗器、放电线圈、避雷器等。
其主要技术参数为:
控制电源:AC或DC220V偏差士20
系统额定电压:12kV
单组最大容量:5000kVAr
等容分组数:5组(配置DSK3010型电压无功综合自动控制器)
装置各回路对地绝缘电阻:
1min1频耐压:42kV
抗干扰性能:能够承受频率为1MHz电压幅值共模
2500V，差模1000V的衰减震荡波脉冲干扰
机械寿命:5万次
其工作原理:DS3系列电压无功综合控制成套装置取自变电站低压侧的电压信号及电流信号作为无功补偿和变压器有载调压的模拟输入信号，并计算无功需求量、功率因数，通过各主变开关和母联开关辅助接点信号作为识别各种运行方式的依据。在传统的电压、无功九域图控制法的基础上，根据“保证电压合格，无功基本平衡，尽量减少调节次数”的基本原则，根据无功与电压的关系，并采用模糊控制理论将调节边界模糊化，解决了传缴勺固定边界九域图控制法中变压器有载调压分接头的调节过于频繁的问题，降低变压器分接头调节次数。
其功能特点:
1.配置DSK3000系列控制器，根据系统电压、无功功率和功率因数，自动投切电容器组和控制主变有载调压，采用先进的模糊控制理论，弥补了传统九域图进行电压无功控制的小足，达到最佳的电压无功控制效果。
2.采用模块式电容器组投切专用真空开关，一个主
控制柜壳内可装5台，安装维护方便。
3.把电容器分隔为相同容量的5组，实现自动循环投切。达到补偿的最佳效果。
4.配置DSB2000系列电容器组微机保护单元，能够实现每组电容器二段过流和零序电压保护功能。当某组出现故障时可自动切除该组电容器并闭锁，小影响整套装置的正常投切。
5.根据变压器低压侧开关和母联开关状态自动识别并适应变电站的运行方式。
6.配置小同比率的电抗器，以限制合ICJ涌流和抑制；高次谐波。
7.通过远动自动选择开关，有4种工作方式:
调压远动、补偿自动；
调压自动、补偿远动；
调压远动、补偿远动；
调压自动、补偿自动。
8.可通过RS-485数据通信接口实现遥测、遥信、遥控、遥调“4遥”功能。
9.可显示多种数据、状态信息，以便运行人员实时；控制。
10.具有RAM，EEPROM自检功能，当自检出故障时，闭锁所有控制器出口并报警。
11.系统有报警时优先循环显示报警信息，便于用户第一时问了解运行情况。可实时循环显示报警信息:过电压报警、低电压报警、开关量未返回。
3结语
EPC工程项目越来越多，设计优化工作越来越重要。在变电所设计中，选择设备前，要仔细阅读业主的技术要求，并在国际范围内寻价比价，在保证业主要求、质量过关的前提下，选择有利于成本控制的设备。经过反复比选，可以做到设计最优化，达到降低项目成本，运行可靠的目的。
参考文献:
1.黄明德.工厂常用电气设备选型、设计与技术参数及性能速查实用手册.吉林电子出版社，2015.
2.李树满.最新柴油机选型设计、故障诊断及国内外标准实用手册.中国知识出版社，2015.
论文作者:谭淑仪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/7
标签：电压论文; 变压器论文; 开关柜论文; 机组论文; 电容器论文; 设备论文; 功率因数论文; 《电力设备》2017年第23期论文;