抽水蓄能电站发电电气设备安装探析

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摘要：蒲石河抽水蓄能电站是我国东北地区第一座大型纯抽水蓄能电站，安装4台单机容量为30万kW的发电机组，于2012年底全部投产发电并与东北电网并网。在机组发电、电压及SFC设备安装过程中严格遵守各种规范，结合实际科学施工，使设备安装质量的优良率达到100％。本文对蒲石河抽水蓄能电站机组发电、电压及SFC设备施工程序、安装要求、施工工艺等进行了系统总结，以期为其他抽水蓄能电站机组发电、电压及SFC设备的安装提供参考。

关键词：抽水蓄能电站；发电设备；SFC设备；施工工艺；安装要求蒲石河抽水蓄能电站是我国东北地区第一座大型纯抽水蓄能电站，安装4台单机容量为30万kW的发电机组，总装机容量120万kW，于2012年底全部投产发电并与东北电网并网，担负调峰填谷、调频、事故备用任务［1］。本文着重介绍了蒲石河抽水蓄能电站机组发电、电压及SFC设备安装施工程序、安装要求、施工工艺等，以期为其他抽水蓄能电站发电设备的安装提供参考。

1设备安装内容及工序

机组发电电压及SFC设备安装内容包括：静止变频启动装置和离相封闭主母线、离相封闭分支母线、离相封闭启动母线、发电机断路器、电制动断路器、厂用变断路器、SFC断路器、励磁变压器、厂用变压器，接地开关、换相隔离开关、启动隔离开关、启动母线隔离开关、发电机中性点隔离开关，接地电阻、接地变压器，限流电抗器、输出电抗器，避雷器、电压互感器、电流互感器以及电力电缆等。这些设备主要布置在厂房的母线洞、母线竖井、主变洞、SFC高压室、SFC变频室、SFC电抗器室内。设备安装施工工序：施工准备→离相封闭母线构架安装→设备基础制作安装→电流互感器检查试验→离相封闭母线吊装就位、调整→电流互感器安装→封闭母线导体和外壳焊接→励磁变压器安装→发电机断路器安装→换相隔离开关安装→电制动断路器安装→电压互感器柜和避雷器柜安装→起动母线隔离开关安装→限流电抗器、输出电抗器安装→SFC断路器安装→厂用变压器安装→厂变断路器安装→中性点设备柜安装→静止变频启动装置安装→热风保养装置安装→设备电气试验和封闭母线耐压试验→封母与设备连接。

2施工准备

2．1场地和工具准备

制作清洗母线洞时支撑母线洞的马凳3副，在每个楼层用包装板制作工作平台2个；清理施工场地，使场地干净清洁；在母线洞7．50m高程和13．20m高程选择合适的房间或用包装板搭设简易工具房，存放施工中所需的工器具、材料和设备部件，准备好施工中所需的工器具、材料。

2．2设备运输和吊装准备

（1）用运输车把封闭母线运至厂房安装间，用厂房桥机将安装在母线洞7．50m高程的封闭母线通过发电机层吊物孔吊到母线层，用手动液压叉车将其运至母线洞；安装在13．20m高程的封闭母线，直接通过发电机层门洞运至母线洞；起动母线通过主变洞吊物孔，用桥机吊至主变洞23．30m高程GIS室，用手动液压叉车运至安装部位。（2）用运输车把断路器、开关、电抗器等设备运至厂房安装间，通过发电机层吊物孔，把安装在母线洞7．50m高程的设备用厂房桥机吊到母线层，利用手动液压叉车或滚筒、导链葫芦，将其运至母线洞；安装在13．20m高程的设备，直接通过发电机层门洞运至母线洞；安装在主变洞19．20m高程的限流电抗器，通过主变洞吊物孔，运至电抗器室；安装在主变洞23．30m高程的起动母线隔离开关，通过主变洞吊物孔，运至GIS室。（3）设备吊装准备：为了便于封闭母线、发电机断路器等设备吊装、调整，在设备相应位置的母线洞顶上预埋好吊钩。

3离相封闭母线安装

3．1安装工艺流程及安装方法

离相封闭母线安装工艺流程见图1。（1）清理及测量放点。对照施工图纸清理出封闭母线构架的埋件和预留洞口；测出母线中心坐标和相关高程，安装样架，将点放好，然后校核确定封闭母线、主变、GIS设备的安装高程及B相中心线；对漏埋或埋设位置有偏差的埋件和预留洞口进行处理。（2）离相封闭母线构架安装。按施工图纸要求安装好封闭母线吊架、地面和墙面上的构架、穿墙和穿楼板支持结构等，安装位置应正确，水平、垂直度符合规范要求，焊接牢固、接地可靠；对焊接部位进行防腐处理，要求焊渣清理彻底，防腐漆涂刷均匀，粘合牢固；离相封闭母线构架安装要求位置正确、垂直端正、前后一致、左右对齐［2］。（3）封闭母线清洗装配。用分析醇清洁母线内壁、支持绝缘子、盘式绝缘子及电流互感器；对导体及母线外壳焊接部位用磨光机打磨好；进行电流互感器变比、极性等试验；按设计图纸要求装配电流互感器，并固定牢固；检查母线支持绝缘子应无裂纹破损现象，并调整绝缘子垫的厚度，使母线和外壳同心度最好；用塑料薄膜将端头密封好；标示每段母线的相序和在总装配图上的顺序号。（4）离相封闭母线安装。根据现场实际情况，搭设便于安装的工作平台，工作平台应搭设牢固可靠；根据总装配图，从发电机断路器向两侧安装；垂直段安装的离相封闭母线，全部吊起后用包箍卡住，不让其下滑；用导链葫芦调整段与段间相互位置、距离及轴向同心位置尺寸，对于非标准母线外壳转角段，应在安装调整的同时根据实际需要截取所需要的角度和尺寸，满足施工图纸及规范要求后固定应牢固，防止滑动；检查并安装外壳接地装置、设备与母线外壳连接的活动套筒、穿墙封板以及母线测温装置、热风保养装置等附属部件，并根据总装配图纸检查母线及外壳，固定和活动支点装配应齐全［3］。（5）母线、外壳及短路板焊接。清理母线和外壳现场焊接部位表面污物，用磨光机或锉刀将焊接部位表面的漆膜、氧化膜清除干净，以便施焊。焊接时用阻燃布封堵好封母孔口，以免飞溅物污染内部。焊接的顺序为先母线后外壳，焊接采用氩气保护电弧焊接。导体抱瓦焊接完成并清理干净后，涂刷无光泽黑油漆。（6）检查、清理。全部安装完毕后清理母线、外壳及安装现场，并对封闭母线外壳整体喷漆，要求涂层均匀，黏结牢固；清扫母线及外壳内外表面的积尘和污物，用溶剂清洁母线支持瓷瓶或盘式绝缘子及设备；设备安装完好并清扫后，按照规范进行电气交接试验。（7）电气交接试验。进行主回路直流电阻测量，主回路绝缘电阻测量，交流耐压试验。（8）母线与设备的连接。将封闭母线外壳密封用的橡胶密封圈及紧箍等套到外壳上，以便密封时使用；封闭母线与设备间的连接，采用镀锡铜编织袋，其母线侧采用铜铝过渡接头；母线导体与发电机出口断路器的连接采用多层铝薄片饶性接头连接；用分析醇清洁母线接线端子及铜编织线接头镀银表面，然后在全部端子镀银表面上薄涂一层电力复合脂，装上铜编织线接头，用力矩扳手拧紧螺栓，紧固力矩值应符合规范要求；套上橡胶密封件，并用紧箍箍紧，以实现外壳的密封［3］。

3．2质量控制要点离相封闭母线安装的质量控制要点见表1。

4发电机断路器安装

4．1安装流程及安装方法

发电机断路器安装流程见图2。（1）基础槽钢检查。检查断路器基础槽钢，其中心和水平偏差应满足规范要求，固定牢固，接地可靠。（2）设备进点、开箱检查。将设备倒运至工地，利用厂房桥机从吊物孔吊入发电机出线层，然后拖运至安装地点。会同监理工程师、厂家代表、业主共同开箱检查，检查设备内部及外壳有无损伤，查验产品的型号规格与设计图纸是否相符，断路器气室是否有气压，技术资料及附件是否齐全。（3）设备就位、调整。用厂家配备的吊具将断路器按设计图纸要求吊装就位，调整断路器的中心、水平和垂直偏差满足制造厂技术要求后，将断路器固定牢固并可靠接地；安装断路器控制柜，连接电缆，按设计和厂家配线图纸完成控制柜的接配线；充入SF6气体至额定压力，24h后可进行气室的检漏、测含水量。（4）与封闭母线的连接。断路器导电接触面用溶剂清洗干净，薄涂一层电力复合脂，用软连接与封闭主母线导体连接，用力矩扳手紧固，紧固值应符合规范要求；断路器外壳与母线外壳焊接部位打磨、清洁干净后用氩气保护电弧焊接好。（5）电气试验。安装完成并清理干净后，配合厂家进行以下电气试验：主回路直流电阻测量，控制和辅助回路检查和工频耐压试验，气体密度继电器、压力表和压力动作阀的检查和校验，分、合闸时间测量及分、合闸同期性时间测量，电容器电容量及介损检查，机械操作试验，主回路绝缘试验（绝缘电阻测量、耐压试验）。

4．2质量控制要点

发电机出口断路器安装质量控制要点见表2。

5SFC及相关设备安装SFC及相关设备安装流程见图3。

5．1变频启动装置柜安装

（1）主要施工方法。变频启动装置柜运至主变洞，利用GIS室桥机通过主变洞吊物孔吊入SFC室，用滚筒和导链葫芦运至安装位置；盘柜基础安装符合设计图纸及规范要求，然后将盘柜就位、调整并固定；进行设备内部电缆、母线连接以及附属设备安装。（2）安装技术要求。逆变器柜、冷却柜、整流器柜等设备运至现场后，进行外观检查；设备无损伤，盘柜无变形，附件、备品备件齐全；型号、规格符合图纸要求；运输时采取防震、防盘柜变形和漆面受损措施。盘柜就位前应进行盘柜基础的检查，其水平度、不直度等应符合规范要求；盘柜与基础的连接采用镀锌螺栓连接，盘柜的水平度、垂直度以及柜面偏差、柜间接缝的允许偏差应符合规范要求。设备之间电缆、母线的连接要牢固、可靠，触头接触紧密，散热通风良好。二次回路接线准确、可靠，操作和联动试验正确。按电气设备交接试验标准及厂家试验有关要求进行各种电气试验。

5．2输入、输出断路器柜安装

（1）主要施工方法。输入、输出断路器柜运至主变洞，利用GIS室桥机通过主变洞吊物孔吊入SFC室，利用手动液压叉车运至安装位置；盘柜基础安装符合设计图纸及规范要求，然后进行盘柜的就位、调整、固定；断路器柜内母线、电缆及其他附件安装；断路器手车装入柜内，进行断路器手车的检查、调整。（2）安装技术要求。断路器柜运至现场后，进行外观检查；设备无损伤，柜体无变形，附件齐全。型号、规格符合图纸要求，运输时采取防震、防柜体变形和漆面受损的措施。盘柜就位前应进行盘柜基础的检查，其水平度、不直度等应符合规范要求；盘柜与基础的连接采用镀锌螺栓连接，盘柜的水平度、垂直度以及柜面偏差、柜间接缝的允许偏差应符合规范要求。手车推拉应灵活无卡阻现象；动触头与静触头中心一致，触头接触紧密，插入深度符合厂家说明书要求；二次回路辅助开关的切换接点动作准确，接触可靠；机械闭锁、电气闭锁装置动作准确、可靠；按电气设备交接试验标准及厂家试验有关要求进行电气试验［4］。

5．3输入及输出电抗器、直流电抗器安装

（1）主要施工方法。在输入及输出电抗器、直流电抗器安装位置上方及吊物孔上方预埋能起吊5t重物的锚钩，以便于设备的吊装；将设备倒运至主变洞，利用GIS室桥机通过主变洞吊物孔吊入23．30m高程和19．20m高程楼层，用手动液压叉车将设备运至SFC室和限流电抗器室，利用预埋的锚钩将电抗器吊起就位调整好；进行电抗器附件安装及调整。（2）安装技术要求。设备运至现场后，进行外观检查，支柱及线圈绝缘等应无严重损伤和裂纹，线圈无变形，附件齐全；运输时无严重冲击和振动，防止支柱及线圈损伤和变形；电抗器就位时其位置、水平度应满足规范和厂家说明书要求；电抗器附件安装要牢固，引线接头连接要可靠，支柱绝缘子接地良好，油漆完整；按电气设备交接试验标准及厂家试验有关要求进行电气试验。

5．4输入、输出变压器安装

（1）主要施工方法。输入、输出变压器运至安装间后，利用厂房桥机将设备吊起，安装运输轮后，置于主变运输轨道上；沿着主变运输轨道，用卷扬机将输入、输出变压器拖运到安装位置，并进行调整、固定，安装输入、输出变压器附件。（2）安装技术要求。输入、输出变压器运至现场后，进行外观检查，瓷瓶应无损伤和裂纹，设备无损伤、渗油，油位正常，附件齐全；输入、输出变压器就位时其位置和水平度应满足规范和厂家说明书的要求，固定牢固，接地可靠，油漆完整；输入、输出变压器附件安装应牢固可靠；按电气设备交接试验标准及厂家试验有关要求进行电气试验［4］。

5．5干式变压器安装方法

（1）设备进点、开箱检查。设备在运输过程中，应按厂家要求进行吊装，拖运过程中应采取适当的防护措施；设备应包装完好，并有防雨、防潮、防震等措施；检查设备的出厂合格证、技术文件和备品备件应齐全，产品型号规格应与设计图纸相符；线圈应无变形、损伤。（2）设备安装。调整设备中心线以及水平、垂直偏差，符合要求后与基础固定牢固，且接地良好；高、低压侧接线正确，导电接触面应除去表面氧化膜，用分析醇清洁干净，薄涂一层电力复合脂后连接紧密，且接触良好；设备外壳以及附件的安装应按厂家产品说明书要求进行。（3）电气试验。设备内部清理干净后，按交接验收标准进行电气试验。

5．6电制动断路器、厂用变断路器、SFC

断路器、换相隔离开关、起动隔离开关、起动母线隔离开关、接地开关安装（1）设备安装流程和方法可参照发电机断路器安装流程及方法。（2）严格按照设计图纸和厂家技术资料要求安装，设备安装水平度、垂直度偏差符合产品技术要求，本体固定牢固、接地良好，开关触头接触良好、操作灵活无卡阻，与封闭母线的连接符合规范及厂家技术要求。（3）按照电气设备交接试验标准和厂家有关试验要求进行电气试验，试验应合格。

5．7电流互感器安装

发电机电流互感器安装前应试验合格，安装时直接穿过母线导体固定在母线外壳内，安装方向与图纸相符，固定要牢固，外壳接地可靠。5．8电压互感器、避雷器、中性点设备安装（1）电压互感器、避雷器、中性点设备一般组装成成套柜安装在预埋基础上，安装前对柜基础按施工图纸要求的尺寸、中心及高程进行制作、安装，合格后将柜体整体吊装在基础上进行就位。（2）柜体安装必须固定牢固、本体垂直且接地良好，导电接触面连接紧密且接触良好；接地开关操作灵活、无卡阻，触头接触良好；抽屉式推拉柜推拉应灵活轻便，无卡阻、碰撞现象［1］。（3）电压互感器、避雷器、中性点设备试验应合格。

6结语

实践证明，机组设备的安装是精细化的施工过程，只有严格执行国家规范和电气装置安装要求及施工工艺，严谨务实，才能保证安装质量，提高总体的安装效率和经济效益，有效避免盲目施工造成的返工、人工浪费、材料损失。蒲石河抽水蓄能电站机组发电、电压及SFC设备安装过程中严格遵守各种规范，结合实际科学施工，机组所有发电、电压及SFC设备安装质量评定均为优良，即优良率达到100％。在各抽水蓄能电站机组发电、电压及SFC设备设计安装过程中，会因地理环境、特定需求、设备技术标准、工艺要求等的不同而出现新的问题，这就要求施工人员用积累的经验和科学严谨的态度，根据实际情况寻求最优的解决方案。

参考文献：

［1］胡凯，王仲陆．蒲石河抽水蓄能电站辅机管路安装技术［J］．施工技术，2012，41（12）：17－19，64．

［2］李承国．福建仙游抽水蓄能电站离相封闭母线安装工艺［J］．大科技，2013（22）：313－315．

［3］唐鹏程．潘口水电站离相式封闭母线的安装工艺［J］．科技创新导报，2012（27）：78，80．

［4］全国水利水电施工技术信息网．水利水电工程施工手册第4卷：金属结构制作与机电安装工程［M］．北京：中国电力出版社，2004：186－198．

作者:梁启杰 单位:中国安能集团第二工程局有限公司