援外医院项目供配电系统浅析

龚小亮

（中国中元国际工程有限公司，北京100089）

0 前言

在我国成套援外项目中，医疗卫生是中国对外援助的重点领域之一。迄今为止，中国已援建约80个医疗设施项目，分布在亚洲、非洲、大洋洲等地区，其中包括综合性医院、流动医院、保健中心、专科诊疗中心、中医中心等，有效缓解了受援国医疗卫生设施不足的问题。笔者也有幸参与了其中数个项目的考察和设计工作，认为援外医院项目与国内医院项目的设计有诸多差异，总结如下，与业内同仁分享，敬请指正。

1 关于受援国的电力供应情况

由于历史原因，受援国电力设施种类繁多，电力系统频率和系统额定电压多样，故其变压器的种类、低压配电系统主接线形式以及用电设备的使用习惯与国内不尽相同。

通常，受援国中压系统馈电线路接线分为树干式和放射式，沿城市道路架空敷设。大部分用户采用树干式供电；少数重要建筑如总统府、国际会议中心等采用放射式供电的方式。后者供电可靠性高但是造价也高。

在桑给巴尔奔巴岛，电力系统频率50Hz，高压系统电压为132kV；中压系统电压为33kV、11kV；低压系统电压为415／240V。中压线路多沿城市道路架空敷设，进入建筑物处改为电缆埋地引入建筑物内。奔巴岛中压系统为小电阻接地，接地电阻2～10Ω；终端变压器多为杆上安装，熔断器保护；供电极不可靠，停电情况经常发生；当地柴油运输不便。

在赞比亚，电力供应主要由ZESCO电力公司负责，当地主要靠水力发电，旱季由柴油发电机进行补充。赞比亚电网频率为50Hz，高压（HV）为330kV、220kV、132kV， 中压（MV）为 66kV、33kV、11kV，低压（LV）为 380／220V，中压的电压波动范围为-10%～+10%，电能计量方式为11kV侧计量。中高压输电线路多为架空线路；当地建筑终端变压器常采用设置室外独立变电站或室外落地式变压器的形式；当地中压配电系统的中性点接地型式主要为小电阻接地型式，防雷接地与工作接地的共用接地电阻值要求为1Ω，中压设备和变压器主要由电力公司负责安装、维护和管理。大型公建设置专有的33／11kV变电站，一般公建设置室外独立式变电站或室外落地式高压设备和变压器，一般住宅设置杆式单相变压器。

在塞内加尔，电网频率为50Hz，中压为225kV、90kV、30kV，低压为230／400V。中压线路多沿城市道路架空敷设，进入变压器处由架空线改为电缆埋地引入，中压配电系统为不接地系统，当地预装式变电站规格按容量大小（kVA）分为 250、400、630、800；干式变压器规格按容量大小（kVA）分为250、400、630、800、1 000、1 250、1 500；变压器允许设在建筑物内，当地供电电源较不可靠，柴油供应充足。

在斐济，电网频率为50Hz；电压等级132kV、33kV、11kV、415／240V；电力系统由斐济供电部门FEA负责运营、管理，电力公司与用户的管理分界点一般在变压器出线侧，高压设备和变压器由电力公司负责提供、安装。一般公建采用室外落地油浸变压器，而居民建筑配套的多为杆上单相变压器（变压器／变电站须由斐济供电部门（FEA）供应及安装）。变压器有干式变压器，有室内型和室外箱式变压器和杆上变压器，其中室内型和室外箱式变压器规格有500kVA、750kVA、1 000kVA三种规格。11kV系统采用小电阻接地，接地电阻为30Ω，其11kV出线处最大短路电流20kA。

在柬埔寨，电力供应商为 ELECTRICITE DE CAMBODGE（EDC），国家电网的额定频率为50Hz，高压（HV）额定电压为 230kV、115kV，中压（MV）额定电压为35 kV、22 kV，低压（LV）额定电压为380／220V，中压配电系统的电压波动范围为-5% ～+5%。金边市内中压主要采用22kV环网供电，当地电力公司（EDC）规定，采用22kV供电的项目或用电单位均需在其围墙外侧设置一座专用22kV配电室（或22／0.4kV变配电室），此配电室为独立建筑物，其土建及（变）配电设备均由EDC设计实施，完工后由EDC统一维护管理，但其实施工费用由EDC报价，用户（建设单位）承担。变压器设备亦可由建设单位自行提供，设于其他位置，但须采购EDC指定的变压器品牌清单内产品，竣工后由EDC统一管理。

综上可见，受援国电力系统多样，当地供电部门要求也不尽相同。针对医院项目来说，医院电气用电设备中一、二级负荷所占比重较大，而电力进线一般由使用部门（一般为当地卫生部或医院）负责出资、电力部门负责接入，采取合理的进线方式和电源分界点需要与当地供电部门和使用部门妥善协商，在供电可靠性和经济性之间做到最佳选择。

当采用中压接入时，变压器由中方负责设计及实施，中压设备的实施需由与外方协商的结果来确定；当中压设备由外方实施时，一般由中方预留进线路由及高压室的土建条件。当中压设备由中方负责实施时，中压系统应采用受援国当地常用的主接线方式：根据接入系统的继电保护方式，相应配置中压系统的继电保护；根据接入系统的短路容量，相应选择中压断路器的分断能力及中压配电装置；根据系统电压偏差，合理设置变压器分接头的电压调节范围。

当采用低压接入时，中压设备及变压器由外方实施。这时要和外方协商变压器的位置以测算电压损失，还要和外方协商变压器中性点接地型式以使其适应低压系统的接地型式。

2 备用柴油发电机组的选择

在国内，电力系统条件较为完善，可靠性较高，大多数医院均可引来所需要的中压线路，柴油发电机组通常仅供一级负荷中的特别重要负荷使用。而在援外医院项目中，受当地电力设施的限制或使用方资金限制，大多数医院并不能引来两路独立的中压电源，故备用柴油发电机组的设置与国内有所不同。

依据我国规范，医院项目重要负荷主要包括急诊抢救、手术、ICU等、还有消防系统用电、安防系统用电、通信及网络系统用电、水泵、客梯等等，而日常运行的基本负荷包括医疗设备用电、普通照明、普通空调、水泵、电梯等。在选择柴油发电机时，其容量和运行方式选择首先要满足重要负荷的需求，还要兼顾部分日常运行的需要。以下为几个国内医院和援外医院项目变压器及柴油发电机的对比（见表1）。

可以看出，国内医院的用电指标和援外基本相同，而备用柴油发电机组的容量和运行方式差异较大。对于供电可靠性差的受援国，建议柴油发电机组供一、二级负荷，条件允许时可以供全部负荷。

表1 部分国内医院和援外医院的变压器及柴油发电机对 比表

3 低压配电系统设计

绝大多数受援国多为经济落后地区，当地电力供应紧张，电网可靠性差，大多数有条件的用户均自备柴油发电机组，合理选择主接线形式以及柴油发电机容量成为电气设计中的重点。

接下来以笔者参与设计的几个项目为例，简单介绍一下低压系统主接线形式的一些针对性考虑。

图1 奔巴岛医院0.4kV主接线简图

3.1 援桑给巴尔阿卜杜拉·姆才医院

医院建设规模200床，包括急诊楼、办公楼、门诊楼、医技楼、1#病房楼、2#病房楼、后勤用房、停尸房及焚烧间以及设备用房及车库等，总建筑面积8 000m2。最高负荷等级为二级负荷。

本工程采用一路中压33kV电源供电，电源引自城市电网。由于当地市政33kV电源经常停电，需设置一台400kW室外静音柴油发电机组作为备用电源（可满足全部负荷的使用需求）；又因该地区油料运输不便，所以还设置了维持发电机运行24h的贮油设施。

415／240V系统接线采用单母线运行，柴油发电机出线通过ATSE接入低压母线，接线示意图见图1。

为满足用电设备切换时间需求，应急照明采用集中EPS过渡，延时供电时间≥10min；急症抢救室设专用配电箱，箱内均设有不间断电源（UPS）供电，UPS延时供电≥10min。

3.2 援赞比亚利维·姆瓦纳瓦萨综合医院

援赞比亚利维·姆瓦纳瓦萨综合医院建设规模826床，设门诊部、急诊部、医技部、住院部、办公科研区和后勤服务区以及改造的妇儿专科中心等功能，医院总建筑面积约42 471m2。最高负荷等级为一级负荷中的特别重要负荷。

赞比亚当地的中压电压等级为33kV及11kV；经与当地供电公司沟通，本项目供电电源为两路11kV中压电源，电源引自周围2个不同的33／11kV变电站。

设置两台常用功率为1 000kW柴油发电机作为备用电源，且分别与新建院区的两台1 250kVA变压器TM1、TM2总进线出线侧进行切换，接线示意图见图2，当两个变压器任意一台失电时，启动本台变压器所连接的柴油发电机，经过自动切换开关自动接到柴油发电机组给本台变压器所带的负载供电，当两路市电均停电时（即两台变压器均停电时），两台柴油发电机均启动，为整个新建院区所有负载供电。

在妇儿中心的辅助用房设置柴油发电机房，内设置一台新的500kW的柴油发电机组，接线示意图见图3。

3.3 援柬埔寨中柬友谊医院

该项目位于柬埔寨首都金边，建设规模为400床，是一座以外科为主的综合教学医院医疗大楼，总建筑面积33 000m2，医院等级为三级，电气用电设备的最高负荷等级为一级负荷中特别重要负荷。

柬方将为本工程提供两路22kV独立电源，分别引自就近的两个115／22kV变电站，环网引接。115／22kV变电站中压（MV）配电母线出线处短路电流值为16kVA。22kV中压配电系统的中性点接地方式为小电阻接地系统。

柬埔寨金边地区目前电力供应稳定，尚有余量，但仍有停电现象发生。在室外设置2台常用容量为720kW／900kVA，0.4kV静音型柴油发电机组作为一、二级负荷的备用电源，2台机组并列运行，设置并机模块。平时市电停电时，可以根据用电负荷容量，启动2台机组或1台机组为重要负荷供电；当两台柴油发电机同时使用时，若负载容量低于单台柴油发电机组额定容量的80%，可通过并机模块将其中一台柴油发电机退出运行后并停机。中柬友谊医院0.4kV主接线简图见图4。

图2 赞比亚医院0.4kV主接线简图（1）

图3 赞比亚医院0.4kV主接线简图（2）

图4 中柬友谊医院0.4kV主接线简图

4 结束语

我国援外医院项目遍布全球，而受援国的经济水平和用电使用习惯也多有不同，这就需要设计人员在项目考察阶段，深入了解受援国电力系统的运行情况，与供电部门和使用部门切实磋商，尊重当地电力设备的维护、管理及使用习惯，注重中国规范要求在受援国的适应性，将中国设计与受援国的电力系统特点及用电习惯有机结合起来，切合实际地制定可靠、合理、适用的设计方案。

［1］中华人民共和国商务部.对外援助成套项目施工管理规定（商援发［2008］533 号.

［2］GB 50052-2009供配电系统设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2010.

［3］JGJ 312-2013医疗建筑电气设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2013.

［4］JGJ 16-2008民用建筑电气设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.

［5］工业与民用配电设计手册（第四版）［M］.北京：中国电力出版社，2016.