梨園水電站發(fā)電廠房電氣二次優(yōu)化設(shè)計(jì)

施輝雨

（中國水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明650032）

1 概述

梨園水電站位于云南省麗江市玉龍縣（右岸）與香格里拉縣（左岸）交界處的金沙江中游河段，是金沙江中游河段一庫八級的第三級，上游與兩家人水電站銜接，下游為阿海水電站。電站裝有4臺(tái)單機(jī)容量為600 MW的水輪發(fā)電機(jī)組，電站總裝機(jī)容量為2 400 MW。二次工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容有：電氣一、二次設(shè)備安裝；主要涉及工作面有：10 kV廠用電系統(tǒng)、400 V配電系統(tǒng)（廠用、公用、照明、保安），計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（包括空壓機(jī)、技術(shù)供水、滲漏排水等）、水輪發(fā)電機(jī)組、調(diào)速器、筒閥、技術(shù)供水、勵(lì)磁系統(tǒng)、在線監(jiān)測、故障錄波、繼電保護(hù)、直流、500 kV GIS室、主變、電抗器等電氣設(shè)備安裝及接線、全廠電纜橋架安裝、盤柜及控制箱安裝接線等。

為把梨園電站建設(shè)成為達(dá)標(biāo)創(chuàng)優(yōu)、有特色、出亮點(diǎn)，體現(xiàn)科技創(chuàng)新，節(jié)能環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)化電站，在業(yè)主的支持下，我單位就電氣一、二次設(shè)計(jì)中不合理部位進(jìn)行充分優(yōu)化，現(xiàn)就實(shí)際施工中遇到的問題及采取的主要優(yōu)化措施簡要總結(jié)。

2 優(yōu)化準(zhǔn)備工作

首先根據(jù)二次工藝策劃范圍，提取結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、管道預(yù)埋圖、電纜管道預(yù)埋圖、設(shè)備基礎(chǔ)板預(yù)埋圖、橋架布置圖、盤柜布置圖、電纜清冊及各廠家相關(guān)資料，熟悉施工圖紙，反復(fù)閱讀，理解設(shè)計(jì)意圖，了解結(jié)構(gòu)形式，了解同一安裝場所各專業(yè)設(shè)備的布置和線路走向[1]。其次根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的二維圖，繪制各系統(tǒng)三維組合施工圖，校對、核查各布置圖的合理性、可實(shí)施性及相互干涉性；對有問題的位置進(jìn)行記錄及標(biāo)記。對屬責(zé)任與權(quán)限以外的問題，向有關(guān)監(jiān)理和業(yè)主提交書面報(bào)告進(jìn)行匯報(bào)。對屬于不改變使用功能的缺陷問題，根據(jù)現(xiàn)場與施工條件提出優(yōu)化設(shè)計(jì)。對施工細(xì)部的難點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及分類，制定相應(yīng)方案和統(tǒng)一的施工工藝。對完善性的安裝施工進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)及分類，制定相應(yīng)方案和統(tǒng)一的施工工藝。對電纜橋架立柱材料的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行核對，按照安裝工藝和使用功能的要求核查數(shù)量與規(guī)格，再根據(jù)施工工藝要求進(jìn)行相應(yīng)的修改及增減。校對、核查各布置圖的材料清單及生產(chǎn)廠家的資料。統(tǒng)計(jì)編制電纜橋架及安裝設(shè)備、材料進(jìn)場排序、規(guī)格、數(shù)量 ，匯總擴(kuò)展表。對電纜橋架施工中工藝要求的非標(biāo)準(zhǔn)化部件進(jìn)行梳理，由有關(guān)部門統(tǒng)一提交生產(chǎn)廠家進(jìn)行定制加工。對電纜橋架施工中工藝要求的現(xiàn)場臨時(shí)制作組件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類，制定方案繪制加工圖紙。

3 存在問題及解決措施

（1）電纜橋架需增加基礎(chǔ)板及預(yù)埋板偏離立柱中心線問題

在電纜橋架安裝前，為了保證安裝質(zhì)量，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，使用兩套激光投線儀及鋼卷尺等工具，對廠內(nèi)所有電纜橋架立柱預(yù)埋板進(jìn)行了認(rèn)真的復(fù)測核對，發(fā)現(xiàn)個(gè)別地方由于電纜橋架改向需要增加預(yù)埋板，極少數(shù)預(yù)埋板偏離立柱中心線。

經(jīng)小組討論協(xié)商后，采用對增加預(yù)埋板的位置進(jìn)行標(biāo)記后，用立柱底座與膨脹螺絲固定方式逐一進(jìn)行立柱安裝。對少數(shù)已偏離立柱中心線的預(yù)埋板，采用預(yù)埋板與立柱底座焊接及膨脹螺栓與立柱座固定方式進(jìn)行固定。

（2）電纜橋架強(qiáng)度不夠問題

電纜橋架、立柱、橫梁到貨與設(shè)計(jì)圖紙不符，立柱剛度、強(qiáng)度不夠。造成部分電纜橋架承載變形較大，個(gè)別立柱有撕裂現(xiàn)象出現(xiàn)。

經(jīng)優(yōu)化小組討論后，決定按照“門”式補(bǔ)救方案，結(jié)合現(xiàn)場繪制組合安裝圖，統(tǒng)計(jì)上報(bào)采購材料數(shù)量清單。

（3）橋架安裝方式優(yōu)化

1）主廠房1 507.80 m高程機(jī)坑外圍電纜橋架施工前，經(jīng)項(xiàng)目部工藝優(yōu)化小組查看圖紙后發(fā)現(xiàn)，機(jī)坑外圍設(shè)計(jì)有兩層多邊形橋架，其在中性點(diǎn)和主引線處斷開。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，若按設(shè)計(jì)圖安裝，多邊形橋架將會(huì)與部分油、氣管路及消防設(shè)備安裝位置發(fā)生沖突。經(jīng)優(yōu)化小組討論后，決定將多邊形橋架修改成環(huán)形橋架，并只在發(fā)電機(jī)端子箱和中性點(diǎn)位置安裝環(huán)形橋架，該方案在確保橋架使用功能的同時(shí)，也解決了橋架與其他設(shè)備安裝沖突問題，優(yōu)化后橋架安裝觀感質(zhì)量整齊美觀。

2）主廠房EL 1 507.80 m中間層電纜橋架有1處斷口，主廠房EL 1 501.80 m水輪機(jī)層電纜橋架有8處斷口，影響電纜鋪設(shè)。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際逐一擬定切實(shí)可行的電纜橋架連接方案，對以上問題進(jìn)行電纜橋架施工完善處理，逐一設(shè)計(jì)繪制電纜橋架施工圖指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

（4）局部位置橋架設(shè)計(jì)不合理

豎井和水平段電纜敷設(shè)極易堵塞電纜通道，水平段容易出現(xiàn)坍塌，感觀度較差且不利于電纜敷設(shè)。從設(shè)計(jì)圖紙上可以看出，該水電站盤柜設(shè)備布置以下進(jìn)線方式為主，但從電纜橋架進(jìn)入盤柜下部的電纜無橋架或支架，不利于電纜敷設(shè)綁扎成型。涉及優(yōu)化的部位有：上游副廠房EL 1 532.80 m GIS室層設(shè)備電氣盤柜。上游副廠房EL 1 524.60 m廠用電設(shè)備層10 kV盤柜，第一組、第二組公用電及變壓器，保安負(fù)荷用電及變壓器。上游副廠房EL 1 513.30 m機(jī)旁盤柜層1～4號(hào)機(jī)組機(jī)旁電氣設(shè)備盤柜、機(jī)組直流設(shè)備室盤柜。中控樓EL 1 524.90 m計(jì)算機(jī)室層繼電保護(hù)室、計(jì)算機(jī)室、開關(guān)站直流設(shè)備室。下游副廠房EL 1 513.30 m發(fā)電機(jī)層1～4號(hào)機(jī)組自用電盤柜（CBA)變壓器。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際要求，按照全廠盤柜設(shè)備布置要求、電纜鋪設(shè)數(shù)量及方式，對盤柜引線架進(jìn)行整體策劃，做到按類區(qū)分，結(jié)構(gòu)、材料統(tǒng)一，確保施工進(jìn)度及施工質(zhì)量。統(tǒng)一在相應(yīng)的盤柜與橋架之間安裝電纜引線架，電纜在引線架上排列整齊，綁扎牢固。達(dá)到實(shí)用、美觀、統(tǒng)一效果。

（5）設(shè)計(jì)漏項(xiàng)，通過繪制三維設(shè)計(jì)畫圖，按圖施工

由于電纜埋管的誤差較大，造成設(shè)計(jì)無法出詳圖，只能待設(shè)備安裝完成后，對現(xiàn)場位置實(shí)際測繪，設(shè)計(jì)配備所需的電纜槽盒。如下游副廠房EL 1 501.80 m中壓空壓機(jī)室1號(hào)、2號(hào)儲(chǔ)氣罐儀表接線設(shè)計(jì)均未設(shè)計(jì)電纜橋架通道，我部人員去現(xiàn)場實(shí)際測量相應(yīng)尺寸后，繪制三維模型圖，按照繪制后的圖紙組織相關(guān)人員進(jìn)行施工。

4 優(yōu)化效果及成果

針對廠房中存在的各種不同問題的處理，優(yōu)化效果主要突出以下幾個(gè)方面：

（1）梨園電站電纜橋架存在較多的斷口，與電纜進(jìn)線預(yù)留口距離過遠(yuǎn)，與進(jìn)人門、消防管道支架等其他設(shè)備存在相互干擾等情況，項(xiàng)目部進(jìn)行了局部修改和增加，使橋架布置更為合理，有效減少了直角接頭造成的快口和毛刺，在電纜敷設(shè)工程中避免劃傷電纜，便于電纜的敷設(shè)、綁扎和成型。

（2）在盤柜進(jìn)線孔下增裝電纜引線架，方便電纜敷設(shè)、綁扎、固定和成型，避免了電纜凌空飛線，有效地保護(hù)了電纜，便于日后檢修和電纜更換，走向合理，效果美觀。同時(shí)電纜走向的統(tǒng)一規(guī)劃，讓電纜分流合理，電纜敷設(shè)排列整齊。

（3）橋架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增強(qiáng)，其安全性得到了提高

梨園電站由于安裝后的電纜橋架在電纜敷設(shè)后變形嚴(yán)重，為避免造成橋架坍塌，我部對立柱進(jìn)行加固：在電纜比較集中的上游副廠房每隔一個(gè)立柱間隔增加門型，增加了電纜橋架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其安全性得到了提高。

（4）節(jié)約了人工和作業(yè)時(shí)間

梨園電站的電纜敷設(shè)路徑經(jīng)我部前期策劃、測量、計(jì)算和重復(fù)討論、規(guī)劃完成，雖然整個(gè)過程投入的人工較多，時(shí)間較長，但給后期的電纜敷設(shè)工作創(chuàng)造了便利的條件。①減少了電纜敷設(shè)人員，降低電纜施工中人力資源的投入；②由于明確了每根電纜敷設(shè)的路徑、有效節(jié)約了施工準(zhǔn)備工作的規(guī)劃時(shí)間；③避免了電纜敷設(shè)過程中的交叉，校正了不合理的電纜敷設(shè)路徑，整個(gè)電纜敷設(shè)效果具有整體性。

5 結(jié)語

通過對支架布置作適當(dāng)調(diào)整、補(bǔ)充設(shè)計(jì)時(shí)未考慮的施工工藝、對電纜及管道走向進(jìn)行補(bǔ)充設(shè)計(jì)等工作，使整個(gè)施工工期安排更為合理、規(guī)范，避免返工和交叉，施工完成后觀感美觀，達(dá)到了工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)效果，把梨園水電站建設(shè)成為達(dá)標(biāo)創(chuàng)優(yōu)，有特色、出亮點(diǎn)，體現(xiàn)科技創(chuàng)新，節(jié)能環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)化電站，贏得了業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位人員一致好評。隨著國內(nèi)大型水電站的開發(fā)建設(shè)，梨園電站二次優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，其成功的工藝措施可對同類工程提供技術(shù)支持和借鑒。