采用基礎(chǔ)預(yù)制法實(shí)現(xiàn)變電站一次設(shè)備更換的施工方案分析

劉東亮，王光輝，金 濤，蘇 明

(1.滄州供電公司，河北 滄州 061000；2.河北省電力公司，石家莊 050021)

近年來(lái)，隨著電力事業(yè)飛速發(fā)展，許多變電站安裝的老式一次設(shè)備，存在設(shè)備老化、性能下降的問(wèn)題，其可靠性已不能滿足電網(wǎng)穩(wěn)定性的需要。斷路器作為重要的一次設(shè)備，對(duì)于變電站的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。在更換斷路器的過(guò)程中尋求能夠縮短停電時(shí)間的方法，可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性與可靠性[1]?；A(chǔ)預(yù)制法是指在施工現(xiàn)場(chǎng)附近按設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)尺寸進(jìn)行預(yù)制加工，待設(shè)備基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)完畢后，利用吊裝機(jī)具將基礎(chǔ)吊裝至設(shè)備位置的方法。該方法適用于斷路器基礎(chǔ)尺寸較小、吊裝方便，停電時(shí)間可根據(jù)工程計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整的一般生產(chǎn)改造工程。

1 設(shè)備概況

滄州供電公司韓村變電站5臺(tái)220 kV斷路器為早期雙斷口產(chǎn)品，型號(hào)為L(zhǎng)W6-220HW，由于存在絕緣拉桿易松動(dòng)脫落的缺陷，2008年?duì)顟B(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果為異常狀態(tài)，例行試驗(yàn)周期調(diào)整為1年。2009年在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)252斷路器分合閘同期試驗(yàn)不合格，經(jīng)解體發(fā)現(xiàn)斷路器動(dòng)弧觸頭明顯松動(dòng)。綜合經(jīng)濟(jì)效益及電網(wǎng)安全分析，局部性檢修效益不明顯，于是將韓村變電站5臺(tái)斷路器列入2010年技改項(xiàng)目。

按照常規(guī)方法更換斷路器每臺(tái)需要停電22天左右，由于韓村變電站所帶負(fù)荷較重要，全年完成5臺(tái)220 kV斷路器更換工作累計(jì)停電需要100天以上，停電方式不允許。通過(guò)組織技術(shù)人員進(jìn)行勘查分析，認(rèn)為要縮短工期應(yīng)降低基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)的耗時(shí)，因此，考慮采用預(yù)先制作斷路器基礎(chǔ)的方法，基礎(chǔ)在設(shè)備區(qū)外制作養(yǎng)護(hù)完畢后再將斷路器停運(yùn)，此時(shí)只需要將舊基礎(chǔ)拆除，再把新基礎(chǔ)安裝到位，斷路器后續(xù)安裝調(diào)試工作就可順利開(kāi)展。

2 施工方案分析

2.1 方案可行性

異地基礎(chǔ)預(yù)制的制作養(yǎng)護(hù)環(huán)境優(yōu)于就地制作，而且不受時(shí)間限制，可以高質(zhì)量的完成制作過(guò)程；基礎(chǔ)預(yù)制完成后有條件進(jìn)行各種試驗(yàn)(如荷重試驗(yàn))，確保基礎(chǔ)投運(yùn)后的穩(wěn)定可靠。異地制作沒(méi)有了以往就地制作基礎(chǔ)必須保證帶電設(shè)備安全距離的限制，可以方便使用各種大型工器具，人員更容易進(jìn)行安排，工作效率明顯提高。

2.2 基礎(chǔ)受力要求

變電站內(nèi)設(shè)備支架根據(jù)受力情況，一般設(shè)計(jì)為重力式基礎(chǔ)，以基礎(chǔ)自身重力抵抗設(shè)備由于風(fēng)載、操作水平荷載等作用產(chǎn)生的傾覆力矩?；A(chǔ)底面承載力滿足設(shè)備基礎(chǔ)底面荷載要求。

2.3 基礎(chǔ)吊裝強(qiáng)度校驗(yàn)

基礎(chǔ)預(yù)制法與原來(lái)方法最大的區(qū)別是需要基礎(chǔ)的移位和吊裝，為保證吊裝強(qiáng)度，需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。混凝土基礎(chǔ)自重G=150 kN (質(zhì)量=密度×長(zhǎng)度×寬度×高度)，吊裝鋼筋所承受拉力N=427.6 kN(鋼筋所承受拉力=單位截面積抗拉值×單跟鋼筋截面積×鋼筋根數(shù))，N>1.1 G，吊裝鋼筋選用φ18 mm鋼筋可滿足受力要求。鋼筋在混凝土中的錨固長(zhǎng)度la=0.42 m(鋼筋在混凝土中的錨固長(zhǎng)度=鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度×鋼筋的公稱直徑/混凝土的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度)。

2.4 材料的選擇

為保證工程所用混凝土強(qiáng)度滿足要求，每臺(tái)斷路器基礎(chǔ)預(yù)制所用混凝土(C30)及墊層所用混凝土(C15)必須制作試塊進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，滿足要求方可開(kāi)始施工。

3 施工過(guò)程與工藝要點(diǎn)

3.1 基礎(chǔ)預(yù)制與養(yǎng)護(hù)

每臺(tái)斷路器3個(gè)基礎(chǔ)的預(yù)制共分為3個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)工期1天左右，基礎(chǔ)預(yù)制工期為3天左右，養(yǎng)護(hù)期不低于15天。

a. 組裝基礎(chǔ)金屬框架。主框架采用4對(duì)2×φ18 mm×1 200 mm的螺紋鋼(吊點(diǎn))，四周焊接φ12 mm的螺紋鋼，由底部向上每15 cm一層，共6層；對(duì)角采用2×φ12 mm的螺紋鋼加固連接，由底部向上每15 cm一層，基礎(chǔ)底角螺栓采用2層50 mm×5 mm的角鐵固定在主框架上，二次電纜管采用φ150 mm的彎管并按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)固定在主框架上。

b. 灰池制作。選擇基礎(chǔ)預(yù)制地點(diǎn)，搭建灰池，灰池搭建好后要在灰池底部做好水平處理，確?；A(chǔ)底面的平整。另外，在平整底面上鋪一層油氈，避免基礎(chǔ)底面與底面的粘連。

c. 水泥澆鑄?；A(chǔ)混凝土為C30，澆鑄過(guò)程中采用振動(dòng)棒，保證混凝土均勻分布，不留空隙?；A(chǔ)澆鑄完成后進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期。

3.2 灰土夯實(shí)與混凝土墊層制作養(yǎng)護(hù)

新基礎(chǔ)地基開(kāi)挖完畢后，需要對(duì)地基進(jìn)行夯實(shí)處理，采用3∶7的灰土攪拌均勻后夯實(shí)，厚度為20 cm。墊層采用C15的混凝土，厚度為10 cm，制作墊層過(guò)程中通過(guò)水平儀測(cè)試，保證墊層上下面的平整。墊層制作完畢后養(yǎng)護(hù)期3天。

3.3 基礎(chǔ)吊裝工藝

基礎(chǔ)就位前，清理基礎(chǔ)底面雜物，將基礎(chǔ)底面四周的突出部分清除，在基礎(chǔ)墊層上表面均勻鋪上厚度為1 cm的細(xì)沙，避免基礎(chǔ)底面與墊層的硬接觸，同時(shí)采用水平儀進(jìn)行測(cè)試調(diào)整，保證底面的平整。就位過(guò)程中采用兩線十字交叉定位法進(jìn)行定位，即基礎(chǔ)中心線和底角邊線對(duì)應(yīng)法，保證基礎(chǔ)中心線對(duì)齊，3個(gè)基礎(chǔ)的6個(gè)底角螺栓成直線布置。

3.4 回填夯實(shí)

基礎(chǔ)就位后，四周采用混凝土進(jìn)行澆鑄加固，而且不得留有施工縫。

3.5 施工難點(diǎn)及處理方法

a. 基礎(chǔ)底角螺栓位置固定。為了防止在澆鑄過(guò)程中，底角螺栓位置被擠偏，在搭建框架機(jī)構(gòu)時(shí)，采用2層50 mm×5 mm的角鐵上下固定底角螺栓，按照?qǐng)D紙要求尺寸，提前在角鐵上進(jìn)行定位打孔，底角螺栓從上下兩側(cè)角鐵的定位孔中穿入并焊接牢固，經(jīng)重新測(cè)量底角尺寸，并符合圖紙要求后再進(jìn)行澆鑄。

b. 基礎(chǔ)就位。由于基礎(chǔ)為預(yù)制，基礎(chǔ)底面或地基表面出現(xiàn)不平將導(dǎo)致基礎(chǔ)傾斜。為了確保基礎(chǔ)就位后符合現(xiàn)場(chǎng)及圖紙要求，在墊層制作期間，采取水平儀測(cè)試法首先保證墊層上表面的平整度；基礎(chǔ)就位前，在墊層上鋪一層1 cm的細(xì)砂保證基礎(chǔ)就位時(shí)的緩沖；基礎(chǔ)就位過(guò)程中，控制好基礎(chǔ)的吊裝點(diǎn)和吊裝速度，在基礎(chǔ)和地面上提前畫好中心對(duì)應(yīng)線，定好基礎(chǔ)底角螺栓位置線；即將就位時(shí)，應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé)觀察兩線是否對(duì)齊。

4 結(jié)束語(yǔ)

該施工方案采用預(yù)先制作斷路器基礎(chǔ)的方法，常規(guī)方法水泥基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)期為15天，利用預(yù)制基礎(chǔ)法混凝土墊層養(yǎng)護(hù)只需要3天，可節(jié)省停電時(shí)間12天，大大縮短停電時(shí)間，同時(shí)可提高基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度。在施工過(guò)程中對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題均制定了切實(shí)可行的解決方案， 確保了施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 秦衛(wèi)東，郭 銳，蘇長(zhǎng)寶.變電站斷路器更換方法的優(yōu)化[J].能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2011，23(10)：34-36，41.