抽水蓄能電站發(fā)電電氣設備安裝探析

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摘要：蒲石河抽水蓄能電站是我國東北地區(qū)第一座大型純抽水蓄能電站，安裝4臺單機容量為30萬kW的發(fā)電機組，于2012年底全部投產發(fā)電并與東北電網并網。在機組發(fā)電、電壓及SFC設備安裝過程中嚴格遵守各種規(guī)范，結合實際科學施工，使設備安裝質量的優(yōu)良率達到100％。本文對蒲石河抽水蓄能電站機組發(fā)電、電壓及SFC設備施工程序、安裝要求、施工工藝等進行了系統(tǒng)總結，以期為其他抽水蓄能電站機組發(fā)電、電壓及SFC設備的安裝提供參考。

關鍵詞：抽水蓄能電站；發(fā)電設備；SFC設備；施工工藝；安裝要求蒲石河抽水蓄能電站是我國東北地區(qū)第一座大型純抽水蓄能電站，安裝4臺單機容量為30萬kW的發(fā)電機組，總裝機容量120萬kW，于2012年底全部投產發(fā)電并與東北電網并網，擔負調峰填谷、調頻、事故備用任務［1］。本文著重介紹了蒲石河抽水蓄能電站機組發(fā)電、電壓及SFC設備安裝施工程序、安裝要求、施工工藝等，以期為其他抽水蓄能電站發(fā)電設備的安裝提供參考。

1設備安裝內容及工序

機組發(fā)電電壓及SFC設備安裝內容包括：靜止變頻啟動裝置和離相封閉主母線、離相封閉分支母線、離相封閉啟動母線、發(fā)電機斷路器、電制動斷路器、廠用變斷路器、SFC斷路器、勵磁變壓器、廠用變壓器，接地開關、換相隔離開關、啟動隔離開關、啟動母線隔離開關、發(fā)電機中性點隔離開關，接地電阻、接地變壓器，限流電抗器、輸出電抗器，避雷器、電壓互感器、電流互感器以及電力電纜等。這些設備主要布置在廠房的母線洞、母線豎井、主變洞、SFC高壓室、SFC變頻室、SFC電抗器室內。設備安裝施工工序：施工準備→離相封閉母線構架安裝→設備基礎制作安裝→電流互感器檢查試驗→離相封閉母線吊裝就位、調整→電流互感器安裝→封閉母線導體和外殼焊接→勵磁變壓器安裝→發(fā)電機斷路器安裝→換相隔離開關安裝→電制動斷路器安裝→電壓互感器柜和避雷器柜安裝→起動母線隔離開關安裝→限流電抗器、輸出電抗器安裝→SFC斷路器安裝→廠用變壓器安裝→廠變斷路器安裝→中性點設備柜安裝→靜止變頻啟動裝置安裝→熱風保養(yǎng)裝置安裝→設備電氣試驗和封閉母線耐壓試驗→封母與設備連接。

2施工準備

2．1場地和工具準備

制作清洗母線洞時支撐母線洞的馬凳3副，在每個樓層用包裝板制作工作平臺2個；清理施工場地，使場地干凈清潔；在母線洞7．50m高程和13．20m高程選擇合適的房間或用包裝板搭設簡易工具房，存放施工中所需的工器具、材料和設備部件，準備好施工中所需的工器具、材料。

2．2設備運輸和吊裝準備

（1）用運輸車把封閉母線運至廠房安裝間，用廠房橋機將安裝在母線洞7．50m高程的封閉母線通過發(fā)電機層吊物孔吊到母線層，用手動液壓叉車將其運至母線洞；安裝在13．20m高程的封閉母線，直接通過發(fā)電機層門洞運至母線洞；起動母線通過主變洞吊物孔，用橋機吊至主變洞23．30m高程GIS室，用手動液壓叉車運至安裝部位。（2）用運輸車把斷路器、開關、電抗器等設備運至廠房安裝間，通過發(fā)電機層吊物孔，把安裝在母線洞7．50m高程的設備用廠房橋機吊到母線層，利用手動液壓叉車或滾筒、導鏈葫蘆，將其運至母線洞；安裝在13．20m高程的設備，直接通過發(fā)電機層門洞運至母線洞；安裝在主變洞19．20m高程的限流電抗器，通過主變洞吊物孔，運至電抗器室；安裝在主變洞23．30m高程的起動母線隔離開關，通過主變洞吊物孔，運至GIS室。（3）設備吊裝準備：為了便于封閉母線、發(fā)電機斷路器等設備吊裝、調整，在設備相應位置的母線洞頂上預埋好吊鉤。

3離相封閉母線安裝

3．1安裝工藝流程及安裝方法

離相封閉母線安裝工藝流程見圖1。（1）清理及測量放點。對照施工圖紙清理出封閉母線構架的埋件和預留洞口；測出母線中心坐標和相關高程，安裝樣架，將點放好，然后校核確定封閉母線、主變、GIS設備的安裝高程及B相中心線；對漏埋或埋設位置有偏差的埋件和預留洞口進行處理。（2）離相封閉母線構架安裝。按施工圖紙要求安裝好封閉母線吊架、地面和墻面上的構架、穿墻和穿樓板支持結構等，安裝位置應正確，水平、垂直度符合規(guī)范要求，焊接牢固、接地可靠；對焊接部位進行防腐處理，要求焊渣清理徹底，防腐漆涂刷均勻，粘合牢固；離相封閉母線構架安裝要求位置正確、垂直端正、前后一致、左右對齊［2］。（3）封閉母線清洗裝配。用分析醇清潔母線內壁、支持絕緣子、盤式絕緣子及電流互感器；對導體及母線外殼焊接部位用磨光機打磨好；進行電流互感器變比、極性等試驗；按設計圖紙要求裝配電流互感器，并固定牢固；檢查母線支持絕緣子應無裂紋破損現象，并調整絕緣子墊的厚度，使母線和外殼同心度最好；用塑料薄膜將端頭密封好；標示每段母線的相序和在總裝配圖上的順序號。（4）離相封閉母線安裝。根據現場實際情況，搭設便于安裝的工作平臺，工作平臺應搭設牢固可靠；根據總裝配圖，從發(fā)電機斷路器向兩側安裝；垂直段安裝的離相封閉母線，全部吊起后用包箍卡住，不讓其下滑；用導鏈葫蘆調整段與段間相互位置、距離及軸向同心位置尺寸，對于非標準母線外殼轉角段，應在安裝調整的同時根據實際需要截取所需要的角度和尺寸，滿足施工圖紙及規(guī)范要求后固定應牢固，防止滑動；檢查并安裝外殼接地裝置、設備與母線外殼連接的活動套筒、穿墻封板以及母線測溫裝置、熱風保養(yǎng)裝置等附屬部件，并根據總裝配圖紙檢查母線及外殼，固定和活動支點裝配應齊全［3］。（5）母線、外殼及短路板焊接。清理母線和外殼現場焊接部位表面污物，用磨光機或銼刀將焊接部位表面的漆膜、氧化膜清除干凈，以便施焊。焊接時用阻燃布封堵好封母孔口，以免飛濺物污染內部。焊接的順序為先母線后外殼，焊接采用氬氣保護電弧焊接。導體抱瓦焊接完成并清理干凈后，涂刷無光澤黑油漆。（6）檢查、清理。全部安裝完畢后清理母線、外殼及安裝現場，并對封閉母線外殼整體噴漆，要求涂層均勻，黏結牢固；清掃母線及外殼內外表面的積塵和污物，用溶劑清潔母線支持瓷瓶或盤式絕緣子及設備；設備安裝完好并清掃后，按照規(guī)范進行電氣交接試驗。（7）電氣交接試驗。進行主回路直流電阻測量，主回路絕緣電阻測量，交流耐壓試驗。（8）母線與設備的連接。將封閉母線外殼密封用的橡膠密封圈及緊箍等套到外殼上，以便密封時使用；封閉母線與設備間的連接，采用鍍錫銅編織袋，其母線側采用銅鋁過渡接頭；母線導體與發(fā)電機出口斷路器的連接采用多層鋁薄片饒性接頭連接；用分析醇清潔母線接線端子及銅編織線接頭鍍銀表面，然后在全部端子鍍銀表面上薄涂一層電力復合脂，裝上銅編織線接頭，用力矩扳手擰緊螺栓，緊固力矩值應符合規(guī)范要求；套上橡膠密封件，并用緊箍箍緊，以實現外殼的密封［3］。

3．2質量控制要點離相封閉母線安裝的質量控制要點見表1。

4發(fā)電機斷路器安裝

4．1安裝流程及安裝方法

發(fā)電機斷路器安裝流程見圖2。（1）基礎槽鋼檢查。檢查斷路器基礎槽鋼，其中心和水平偏差應滿足規(guī)范要求，固定牢固，接地可靠。（2）設備進點、開箱檢查。將設備倒運至工地，利用廠房橋機從吊物孔吊入發(fā)電機出線層，然后拖運至安裝地點。會同監(jiān)理工程師、廠家代表、業(yè)主共同開箱檢查，檢查設備內部及外殼有無損傷，查驗產品的型號規(guī)格與設計圖紙是否相符，斷路器氣室是否有氣壓，技術資料及附件是否齊全。（3）設備就位、調整。用廠家配備的吊具將斷路器按設計圖紙要求吊裝就位，調整斷路器的中心、水平和垂直偏差滿足制造廠技術要求后，將斷路器固定牢固并可靠接地；安裝斷路器控制柜，連接電纜，按設計和廠家配線圖紙完成控制柜的接配線；充入SF6氣體至額定壓力，24h后可進行氣室的檢漏、測含水量。（4）與封閉母線的連接。斷路器導電接觸面用溶劑清洗干凈，薄涂一層電力復合脂，用軟連接與封閉主母線導體連接，用力矩扳手緊固，緊固值應符合規(guī)范要求；斷路器外殼與母線外殼焊接部位打磨、清潔干凈后用氬氣保護電弧焊接好。（5）電氣試驗。安裝完成并清理干凈后，配合廠家進行以下電氣試驗：主回路直流電阻測量，控制和輔助回路檢查和工頻耐壓試驗，氣體密度繼電器、壓力表和壓力動作閥的檢查和校驗，分、合閘時間測量及分、合閘同期性時間測量，電容器電容量及介損檢查，機械操作試驗，主回路絕緣試驗（絕緣電阻測量、耐壓試驗）。

4．2質量控制要點

發(fā)電機出口斷路器安裝質量控制要點見表2。

5SFC及相關設備安裝SFC及相關設備安裝流程見圖3。

5．1變頻啟動裝置柜安裝

（1）主要施工方法。變頻啟動裝置柜運至主變洞，利用GIS室橋機通過主變洞吊物孔吊入SFC室，用滾筒和導鏈葫蘆運至安裝位置；盤柜基礎安裝符合設計圖紙及規(guī)范要求，然后將盤柜就位、調整并固定；進行設備內部電纜、母線連接以及附屬設備安裝。（2）安裝技術要求。逆變器柜、冷卻柜、整流器柜等設備運至現場后，進行外觀檢查；設備無損傷，盤柜無變形，附件、備品備件齊全；型號、規(guī)格符合圖紙要求；運輸時采取防震、防盤柜變形和漆面受損措施。盤柜就位前應進行盤柜基礎的檢查，其水平度、不直度等應符合規(guī)范要求；盤柜與基礎的連接采用鍍鋅螺栓連接，盤柜的水平度、垂直度以及柜面偏差、柜間接縫的允許偏差應符合規(guī)范要求。設備之間電纜、母線的連接要牢固、可靠，觸頭接觸緊密，散熱通風良好。二次回路接線準確、可靠，操作和聯(lián)動試驗正確。按電氣設備交接試驗標準及廠家試驗有關要求進行各種電氣試驗。

5．2輸入、輸出斷路器柜安裝

（1）主要施工方法。輸入、輸出斷路器柜運至主變洞，利用GIS室橋機通過主變洞吊物孔吊入SFC室，利用手動液壓叉車運至安裝位置；盤柜基礎安裝符合設計圖紙及規(guī)范要求，然后進行盤柜的就位、調整、固定；斷路器柜內母線、電纜及其他附件安裝；斷路器手車裝入柜內，進行斷路器手車的檢查、調整。（2）安裝技術要求。斷路器柜運至現場后，進行外觀檢查；設備無損傷，柜體無變形，附件齊全。型號、規(guī)格符合圖紙要求，運輸時采取防震、防柜體變形和漆面受損的措施。盤柜就位前應進行盤柜基礎的檢查，其水平度、不直度等應符合規(guī)范要求；盤柜與基礎的連接采用鍍鋅螺栓連接，盤柜的水平度、垂直度以及柜面偏差、柜間接縫的允許偏差應符合規(guī)范要求。手車推拉應靈活無卡阻現象；動觸頭與靜觸頭中心一致，觸頭接觸緊密，插入深度符合廠家說明書要求；二次回路輔助開關的切換接點動作準確，接觸可靠；機械閉鎖、電氣閉鎖裝置動作準確、可靠；按電氣設備交接試驗標準及廠家試驗有關要求進行電氣試驗［4］。

5．3輸入及輸出電抗器、直流電抗器安裝

（1）主要施工方法。在輸入及輸出電抗器、直流電抗器安裝位置上方及吊物孔上方預埋能起吊5t重物的錨鉤，以便于設備的吊裝；將設備倒運至主變洞，利用GIS室橋機通過主變洞吊物孔吊入23．30m高程和19．20m高程樓層，用手動液壓叉車將設備運至SFC室和限流電抗器室，利用預埋的錨鉤將電抗器吊起就位調整好；進行電抗器附件安裝及調整。（2）安裝技術要求。設備運至現場后，進行外觀檢查，支柱及線圈絕緣等應無嚴重損傷和裂紋，線圈無變形，附件齊全；運輸時無嚴重沖擊和振動，防止支柱及線圈損傷和變形；電抗器就位時其位置、水平度應滿足規(guī)范和廠家說明書要求；電抗器附件安裝要牢固，引線接頭連接要可靠，支柱絕緣子接地良好，油漆完整；按電氣設備交接試驗標準及廠家試驗有關要求進行電氣試驗。

5．4輸入、輸出變壓器安裝

（1）主要施工方法。輸入、輸出變壓器運至安裝間后，利用廠房橋機將設備吊起，安裝運輸輪后，置于主變運輸軌道上；沿著主變運輸軌道，用卷揚機將輸入、輸出變壓器拖運到安裝位置，并進行調整、固定，安裝輸入、輸出變壓器附件。（2）安裝技術要求。輸入、輸出變壓器運至現場后，進行外觀檢查，瓷瓶應無損傷和裂紋，設備無損傷、滲油，油位正常，附件齊全；輸入、輸出變壓器就位時其位置和水平度應滿足規(guī)范和廠家說明書的要求，固定牢固，接地可靠，油漆完整；輸入、輸出變壓器附件安裝應牢固可靠；按電氣設備交接試驗標準及廠家試驗有關要求進行電氣試驗［4］。

5．5干式變壓器安裝方法

（1）設備進點、開箱檢查。設備在運輸過程中，應按廠家要求進行吊裝，拖運過程中應采取適當的防護措施；設備應包裝完好，并有防雨、防潮、防震等措施；檢查設備的出廠合格證、技術文件和備品備件應齊全，產品型號規(guī)格應與設計圖紙相符；線圈應無變形、損傷。（2）設備安裝。調整設備中心線以及水平、垂直偏差，符合要求后與基礎固定牢固，且接地良好；高、低壓側接線正確，導電接觸面應除去表面氧化膜，用分析醇清潔干凈，薄涂一層電力復合脂后連接緊密，且接觸良好；設備外殼以及附件的安裝應按廠家產品說明書要求進行。（3）電氣試驗。設備內部清理干凈后，按交接驗收標準進行電氣試驗。

5．6電制動斷路器、廠用變斷路器、SFC

斷路器、換相隔離開關、起動隔離開關、起動母線隔離開關、接地開關安裝（1）設備安裝流程和方法可參照發(fā)電機斷路器安裝流程及方法。（2）嚴格按照設計圖紙和廠家技術資料要求安裝，設備安裝水平度、垂直度偏差符合產品技術要求，本體固定牢固、接地良好，開關觸頭接觸良好、操作靈活無卡阻，與封閉母線的連接符合規(guī)范及廠家技術要求。（3）按照電氣設備交接試驗標準和廠家有關試驗要求進行電氣試驗，試驗應合格。

5．7電流互感器安裝

發(fā)電機電流互感器安裝前應試驗合格，安裝時直接穿過母線導體固定在母線外殼內，安裝方向與圖紙相符，固定要牢固，外殼接地可靠。5．8電壓互感器、避雷器、中性點設備安裝（1）電壓互感器、避雷器、中性點設備一般組裝成成套柜安裝在預埋基礎上，安裝前對柜基礎按施工圖紙要求的尺寸、中心及高程進行制作、安裝，合格后將柜體整體吊裝在基礎上進行就位。（2）柜體安裝必須固定牢固、本體垂直且接地良好，導電接觸面連接緊密且接觸良好；接地開關操作靈活、無卡阻，觸頭接觸良好；抽屜式推拉柜推拉應靈活輕便，無卡阻、碰撞現象［1］。（3）電壓互感器、避雷器、中性點設備試驗應合格。

6結語

實踐證明，機組設備的安裝是精細化的施工過程，只有嚴格執(zhí)行國家規(guī)范和電氣裝置安裝要求及施工工藝，嚴謹務實，才能保證安裝質量，提高總體的安裝效率和經濟效益，有效避免盲目施工造成的返工、人工浪費、材料損失。蒲石河抽水蓄能電站機組發(fā)電、電壓及SFC設備安裝過程中嚴格遵守各種規(guī)范，結合實際科學施工，機組所有發(fā)電、電壓及SFC設備安裝質量評定均為優(yōu)良，即優(yōu)良率達到100％。在各抽水蓄能電站機組發(fā)電、電壓及SFC設備設計安裝過程中，會因地理環(huán)境、特定需求、設備技術標準、工藝要求等的不同而出現新的問題，這就要求施工人員用積累的經驗和科學嚴謹的態(tài)度，根據實際情況尋求最優(yōu)的解決方案。

參考文獻：

［1］胡凱，王仲陸．蒲石河抽水蓄能電站輔機管路安裝技術［J］．施工技術，2012，41（12）：17－19，64．

［2］李承國．福建仙游抽水蓄能電站離相封閉母線安裝工藝［J］．大科技，2013（22）：313－315．

［3］唐鵬程．潘口水電站離相式封閉母線的安裝工藝［J］．科技創(chuàng)新導報，2012（27）：78，80．

［4］全國水利水電施工技術信息網．水利水電工程施工手冊第4卷：金屬結構制作與機電安裝工程［M］．北京：中國電力出版社，2004：186－198．

作者:梁啟杰 單位:中國安能集團第二工程局有限公司