【變電站規劃】中電和港燈的變電站（CLP & HKE Substation Planning）

香港的電力系統

中華電力（中電，CLP）和香港電燈（港燈，HKE）是香港兩間電力公司。作爲壟斷行業，中電主要負責九龍新界地區的輸配電系統，港燈則主要為香港島及南丫島供應電力。由下圖可以看出，中電的輸電網絡佔據了香港大部分的土地。現時，中電為香港約80%人口提供電力，而港燈為香港約20%人口提供電力。

當然，兩家電力公司除了擁有香港地區的業務，在内地以及海外都有發電及輸電業務，另外，中電在内地及印度等地區還擁有多個風力、水力、太陽能項目。這些項目主要以投資爲主，比如位於廣東的大亞灣核電廠，中電持有核電站25%的股份。中電購買當中的七成電量（大亞灣每年的發電量超過150億kWh），提供給香港用戶。值得驕傲的是，兩件電力公司的供電可靠度均保持在99.999% 的世界級水平。

由上圖可以看出，兩間電力公司的香港本土發電廠很少。港燈在全港只有兩間，還都位於南丫島，一個是南丫發電廠、另一個是南丫風采發電站（風力發電站）。中電则在全港擁有較多間，包括位於屯门的青山發電廠和龍鼓灘發電廠、以及位於大嶼山的竹篙灣發電廠。而竹篙灣發電廠以超低硫柴油作燃料，是中電發電系統的一個後備發電廠，它能在12分鐘內投入電網運行。一旦中電的發電系統出現事故，這間電廠便可作出迅速運作，滿足短期的高峰發電需求。

從下面的wiki表格可以看出。絕大部分本港的發電廠以煤和天然氣作爲主要燃料，柴油作爲後備發電燃料（供後備發電廠）。而南丫發電廠也鋪有太陽能發電系統，但發電量僅為1 MW。

香港的電力規格為50Hz，220 V 單相及380 V 三相交流電。高用電量的用戶（例如：機場和港鐵）可獲132千伏（kV）、33kV或11kV配電。對於普通樓宇建築，便以在樓宇中設置22kV或11kV變電站的形式，將電壓降低至380V（三相）/220V（單相）之後提供與樓宇的低壓縂配電房（縂電掣房/縂電錶房）。也就是下圖中紅色虛綫標記出來的地方。

變電站的前期規劃

變電站（Substation），因爲其設備一般有高壓配電櫃（HV Switchboard）和變壓器（Transformer，Tx），因此也常常被叫做變壓器房。對於兩間電力公司，港燈常常將高壓掣房和變壓器房分開，設置成爲獨立的兩間房；中電的做法一般是合并成一大間房來擺放變壓器和高壓掣櫃。

在香港，雖然樓宇中的變電站在結構或者建築物的物權上劃分是歸樓宇/大廈業主所有，但是其中的設施，例如變壓器，高壓掣櫃則屬於電力公司所有，并且由電力公司提供運送，安裝和調試。運作之後，電力公司需要提供維護和保養。

因此，樓宇在前期規劃以及設計的過程中，一定要預留足夠的空間供電力公司將來擺放供電設備。當然，除了空間上的要求，電力公司也會對變電站房間内的層高、門、進氣百葉、防水等材料、尺寸、預埋管道、綫坑等建築結構部分等提出設計要求。另外，對於房内的機電設備，例如：照明設備，配電箱，排氣扇，消防設備等提出詳細的要求。這些要求我們會在之後的文章中詳細介紹兩間電力公司在變電站設計上的區別，希望對於各位工程師在變電站規劃設計上有所幫助。

從申請“供電”到合閘“打電”的一般流程

無論是商業樓宇還是其他性質的樓宇建築，從最開始向電力公司申請供電，到電力公司安裝變壓器，再到最後低壓掣櫃合閘“打電”，這一整套流程在香港已經有了一套比較規範化的步驟。

A. 規劃變壓器和變壓器房的數量

在規劃初期，我們需要根據建築物的性質、建築面積，確定建築物預估縂負載，進一步確定變壓器數量。由於電力公司要求用戶處的變壓器房每一間的總負載不可以超過7 MVA，因此每間變壓器房最多可以擺放 4 隻 1500kVA的變壓器，或者 3 隻 2000 kVA的變壓器。確定了變壓器的數量，就可以進一步確定所需要的變壓器房的數量。

B. 尋求現有電網路徑

爲了確定進綫方向，我們需要向電力公司尋求現有電網網絡的路徑，進一步確定進綫的大致方位。進綫方位可以與電力公司進行溝通，因爲常常希望的進綫位置不一定能滿足電網該處的需求量。儅供電給新建的樓宇或大廈時，電力公司會進一步檢查當地的電源供應量。在跟電力公司溝通的過程中，電力公司也會建議一些他們推薦的進綫位置供業主及顧問參考和選擇。

C. 項目界限至變壓器房

由於電力公司一般只負責項目界限以外電纜的設施的施工，界限内的電纜井以及管綫需要業主親自提供。因此，我們要進一步規劃由項目界限至變壓器房的高壓電纜的鋪設方式，最常見的鋪設方式是電纜井加埋地套管、電纜坑。這種方式對電纜的保護最好。在某些地方沒辦法做電纜井和電纜坑的地方，也可以做電纜梯架。這些進綫的位置和方式，都需要提交電力公司進行審批。因爲，業主只提供鋪設方式，而高壓進綫的電纜依然由電力公司負責鋪設。因此，電力公司需要確保業主提供的走綫方式符合將來電力公司的舖綫要求。

D. 向電力公司初步提出供電申請

顧問公司代表業主向電力公司出信，提出樓宇項目初步供電申請。信中説明擬建項目的大致情況，例如總建築面積、實用面積、以及估算用電負荷情況以及大致變壓器安排。同時，告知電力公司大致項目的竣工時間以及低壓櫃“打電”時間。這些信息可以供電力公司進行前期規劃以及復核該地區的供電需求情況。通過電力公司的回信，一般可以知悉如果進行進一步的申請工作需要準備哪些具體文件。例如低壓配電系統圖、負載計算表等等。

E. 規劃變壓器房的位置

在步驟A中我們預估了變壓器的大小、數量、以及變壓器房的數量，那麽我們要進一步確定變壓器房的位置和空間大小。這時候也需要跟建築師和結構工程師緊密配合，確保變壓器房的建築和結構符合電力公司要求。根據中電及港燈的指引，變壓器房可以設置在除了地下二層及以下的所有層，也就是地下一層（B1/F）、地面層（G/F）、以及地上任何一層。但是，在設計難度上來説，對於設置在地面層（G/F）的變壓器房，電力公司的要求最少，較容易設計。對於地下一層或者1層以上的高層變壓器房，電力公司的要求較多，土建的配合要求也多。因此，變壓器房位置的首選方案一般是地面層。有關變壓器房的具體要求以及兩間電力公司的不同條件，我們會在之後的文章中做具體介紹。

F. 電力公司設計變壓器房詳圖

大致確定變壓器房的位置且初步確認可以滿足電力公司各項要求的條件下，我們就可以向電力公司提交相關的文件及圖紙，以供電力公司設計變壓器房的詳圖。電力公司收到申請，而且決定對該項目進行供電計劃時，一般會向業主提出供電有關按金和服務費用的繳費要求。之後，電力公司便會由其下屬的工程建設部對變壓器房進行詳圖的設計。再將設計文件交付于業主，供業主進一步交付于樓宇承建商對變壓器房進行土木及機電設備的建造。電力公司在變壓器房設計前，一般需要建築師/機電顧問提交以下文件，大致包括：

（某電力公司向顧問公司的回信樣本，要求提交以上文件）

G. 變壓器房營造階段

儅電力公司正式出具變壓器房的詳圖之後，業主/顧問公司便將該詳圖以附件的形式加入到招標合同中。承建商中標之後，依照詳圖進行施工，進行變壓器房的建造。

H. 變壓器房的驗收審核

儅變壓器房完成土建和機電配套設備的建造工作，承建商及業主便邀請電力公司前往驗收變壓器房。如果電力公司對現場情況有意見，可以要求承建商進行修改以滿足電力公司的要求。儅驗收合格之後，變壓器房便正式交付于電力公司，電力公司則進行下一步變壓器的安裝。

I. 變壓器的安裝、申請電表及接駁供電

電力公司負責運輸、安裝、調試變壓器房的變壓器。完工之後，電力公司便通知業主/承建商確定具體供電時間。當然，承建商需要提前與電力公司協調連接變壓器與低壓配電櫃之間的電纜。電力公司也必須在低壓配電櫃進行WR1的驗收測試并出具完工證明書之後才可以進行“打電”的工作。對於電表的安裝，在業主會提出書面申請之後，港燈將在電力裝置檢查合格後即時安裝有關電表以及接駁供電。

總結

以上便是變電站規劃到最終接駁供電的基本流程。當然，實際設計和建造過程會因為各種不確定因素發生改變，情況也會複雜的多。尤其是對於香港這樣狹小的空間，對於進綫的施工工作難度很大，工程師也需要跟建築師力爭變壓器房的大小。

因此，作爲機電工程師，應該處理好業主、電力公司以及承建商之間的關係。及時反饋項目進度和施工難點給各參與方，積極協調各部門，準確配合施工進度，這樣才能保證變電站施工工作以及樓宇的正常供電得以順利進行。