在行业制高点上轻舞飞扬

 ——山东院设计500千伏牟平变电站的创优之路

从高处着眼：习惯性优质奠定基础

不用说在该工程策划之初的2009年，即使是今天，一座500千伏变电站在电网架构中的作用也是举足轻重的。根据《山东电网“十二五”规划及2020年远景展望》，“十二五”初期，山东电网将积极配合国家电网公司特高压骨干网架建设，在2011~2012年建设7座、扩建3座500千伏变电站，从而满足烟台东部、济南南部、泰安西部、淄博北部、菏泽南部以及东营北部负荷发展的需要。500千伏牟平变电站位列其中，是山东省“外电入鲁”战略的重要接入点和烟台电网的枢纽变电站。

2010年2月，山东院开启500千伏牟平变电站工程初步设计，到2011年4月完成全部施工图。2011年12月28日，该工程全部投入运行，在质量、科技、环保、节能等方面表现出了诸多亮点，收获一路喝彩：2012年度国网优秀设计、2012年度电力行业优秀工程设计一等奖、2013年度中国电力建设科学技术优秀成果三等奖、2013年度全国优秀质量管理小组、2013年度中国电力优质工程奖……斩获鲁班奖，更是实现了山东电力建设史上的历史性突破。

“500千伏牟平变电站是山东院电网业务多年来取得成绩的一个缩影。” 作为项目工作小组组长，该院副院长、教授级高工王东伟回想起这段设计征程，感触颇深。“通过这个项目，山东院电网业务不断追求高目标、追求精细化、努力超越自我成绩，得到了非常好的体现。要知道，在项目策划阶段包括设计初期，业主并没有为该工程设定创‘鲁班奖’的目标，但优质设计先行的技术能力和观念意识，已经成为了我们的习惯。由于我们的团队把许多工作做在了前头，等业主明确提出要求时，这种高起点的全程投入就为创‘鲁班奖’在设计龙头上奠定了坚实基础。”

对此，山东院电网设计研究院院长邹振宇博士也说：“设计龙头在整个工程中的作用举足轻重。甚至可以说，如果设计出不了彩，后续创优就几乎没有可能。”

该工程设总信珂，是一位略显腼腆的中年女专家。在比实际年龄更青春的脸上，她透过金丝框眼镜透露出来的严谨、专业与亲和，让人印象深刻：“500千伏牟平变电站可以说是山东院多年电网设计的集大成之作。在此之前的1~2年时间里，我们负责设计了好几座山东500千伏变电站，积累了丰富经验。很多技术原则已经确定，前面出现过的问题也都得到了妥善解决。在此基础上，我们在该项目设计中注入了更多创意，将多种科技创新理论方法应用于工程实践并取得了成功。”

优质设计源于优秀习惯。在设计之初，山东院就非常注重推广采用新技术，开展了高边坡支护技术优化研究、站区竖向布置优化研究、总平面绿化方案研究、建筑装修方案设计优化、构筑物公益方案优化等一系列工作，并率先引入了“智能变电站”、“全寿命周期”、“全专业三维设计”等新理念与新工具。这些成果的成功应用，为项目争创“鲁班奖”创造了前提条件：该工程的设计方案先后获得3项省部级科技成果、1项国家级优秀QC成果、3项国家发明专利、3项国家实用新型专利。

在采访中，记者向每一个团队成员都提出了同一个问题：什么时候着手为创“鲁班奖”进行设计优化的？而每个人的回答都惊人的一致：“我们并没有将这个工程‘特殊化’，以前的每一个工程也都是这么做的。”这个答案很质朴，却也流露出了该院设计人员一贯坚持的作风。

精细化设计：持续创新成就高水准

大家在回忆起鲁班奖评奖细节时，还讲述了这样一个有趣的故事。2013年5月，行优评奖工作在北京进行，经过专家组打分，500千伏牟平变电站在所有项目中排名第一，得到了专家的高度评价：“这是我所有参与评选过的500千伏变电站中最好的一座！”

当天晚上，这些慧眼识“马”的伯乐临时变更计划，从北京奔赴烟台。第二天一大早，毫无准备的变电站现场迎来了“行优奖”评审专家组的“突袭”。从宏观到细节，该项目与工程资料中分毫不差的优秀姿态，再次赢得了赞叹。

这样的成绩，源自设计师们对细节的超前考虑与把控。该项目变电土建主设人王敬回忆说：“500千伏牟平变电站最后的实际效果，与当初的效果图可以说是一模一样。这是因为我们在各项指标的控制上都下了很大功夫。”

牟平站站址位于烟台市城区南稍偏东约29公里的一处缓坡上，距离各电源点较近，网络结构及潮流流向合理，适应电网发展规划。遗憾的是，这座山坡的地形起势恰好与该站内三段式布置形式的方向垂直。“我们在地基处理上想了很多办法”，王敬说，“我们根据地形要求做了一个总平面图，要求所有设备基础必须达到水平高度统一，这也是评奖的一个关键标准。事实上，现场各种各样的基础、沟槽、接地点非常多，施工队伍在作业时并不一定能考虑全面。在施工期间，我频繁到现场查看这些细节，发现问题及时沟通、整改。最后效果不错，还体现出了山区变电站的设计特点。”

设计团队优化电气总平面布置，围墙内占地面积达到了当时山东省内最小，仅2.5962公顷，较常规500千伏变电站节省占地约11亩，节省征地及土方投资约200万元。该站围墙则采用锚杆喷射混凝土支护技术与普通毛石挡土墙相结合的护坡形式，不仅优化了竖向布置，节省土方量6800立方米，还节省了投资80万元，对墙外山体植被的恢复起到了很好效果。同时，站内建筑面积大大减少，居山东省同规模500千伏变电站前列，建筑体积被严格控制在3000立方米以内，节约消防水池及给水系统投资30万元。

电气一次主设人陈博和电气二次主设人孙中尉，都是30岁左右的年轻人，一说起牟平项目各项电气指标的设计优化，如数家珍。陈博告诉记者，该站的主变压器采用了500千伏三相共体变压器，不仅节约投资800多万元，全寿命周期内还能减少碳排放4.4万吨；站内35千伏电容器则采用了大电容器件箱式电容器，后期人工维护费用为几乎为零，按远景规模计算，在全寿命周期内比传统框架式电容器减少成本约450万元。

除了基建投入大大减少之外，通过深入贯彻全寿命周期理念，设计团队还积极采用新技术、新设备来推进节能降耗，使500千伏牟平变电站投运后全年总能耗大幅降低，工程全寿命周期内的节能效果显著提高：采用铝合金中空玻璃断桥门窗，全年总能耗可减少约20％；户外照明灯具采用太阳能节能灯，全年可节约用电量约3600千瓦时；碎石地面的采用，可节约绿化用水3600吨。

众多创新发明专利正是在精细化设计的过程中诞生的。孙中尉所在的电气二次设计团队，提出了一种基于负荷预测的地区变电站电压无功综合控制算法模型。利用该算法，他们达到了地区电网电压无功综合控制系统的理想控制效果，并据此发明了一项实用新型专利——电压无功综合控制装置。该装置能够更精确地进行无功控制，确保变电站的安全稳定运行。

“牟平项目全专业采用三维设计，为设计质量的提升立功不小，这也是山东省内首次采用全专业三维设计的变电站。此外，该站还是山东第一个全面执行智能建筑标准的变电站。”该项目设总信珂作为电网智能化设计的探路先锋，向记者解释：“2009年，国家电网公司的智能变电站建设尚未开始，智能电网的概念在行业中尚属一张白纸。但在500千伏牟平变电站的设计中，山东院率先实现了站内的计算机监控系统、系统继电保护设备及其他智能设备统一采用IEC61850通信协议，实现了信息互联互操作，可谓开行业之先河。”

替客户着想：汇聚点滴金点子

行业进步始于优化创新，变的是项目，不变的是为业主服务的赤诚之心。长期以来，副院长王东伟的一番话非常耐人寻味：“业主的关切就是我们的落脚点，服务是设计企业永恒的主题，是我们获得可持续发展的根本。只有为客户持续创造价值，我们才能有价值。”

在项目施工图阶段，该院编制了《牟平500千伏变电站工地设计代表服务计划》，明确了工代的职责和工作计划安排。在项目施工阶段，一支由专业技术骨干组成的工代组，长期驻守在施工现场，及时解决施工中出现的问题，保证了工程按时投产。王敬、陈博、孙中尉先后十几次赶到现场进行技术交底、查看施工效果。进入投运后整理资料迎接“鲁班奖”评选阶段，这种频繁的折返更是多达数十次。长达8个月的归档、迎检过程，让这些设计师彼此间建立了深厚的默契。

山东院电网设计研究院副院长韩文庆拥有丰富的变电土建设计经验，以实干著称的他亲自出马，担任迎检小组土建负责人。向专家展示工艺亮点的时候，设计人员往往需要率先爬上主控楼屋顶。“这是设计人员应有的担当。我们自己的设计，我们要亲自证明安全可靠。”王敬说：“爬梯垂直于地面，韩院长每次都要和我争着上。别看我是女同志，其实他也患有糖尿病，一到高处就会头晕目眩。”

也正是在这漫长的迎检过程中，山东院的设计团队又主动进行了更细致的设计优化，堪称画龙点睛。

为主变服务的消防棚，其出口开在站内道路的一侧。由于缓坡的地势高差，土建设计起先在此处设计了一个台阶，以方便人员和设备出入。但在施工过程中，业主提出重型消防设备需要用推车运送，台阶的设计反而成了累赘。设计人员听取了业主意见之后，果断转换设计思路，开出设计变更单，将台阶改成了缓坡。这些汲取灵感与建议的设计细节优化，在整个工程中不胜枚举，它们也许并不是该工程获得“鲁班奖”的决定性原因，但点滴积累汇聚江河，也是一座丰碑不可或缺的要素。

（本报记者 史晓斐 吕晴朗 通讯员 伏睿）