變電安裝技術(shù)難點(diǎn)及對(duì)策研究

江蘇省送變電有限公司 呂 淳

1 變電安裝技術(shù)要求

在本公司工作實(shí)踐中，由于變電安裝技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)遵循一定標(biāo)準(zhǔn)且不同安裝步驟下要求不一致，故要求按照下列要求完成安裝任務(wù)。

基礎(chǔ)制作：該環(huán)節(jié)安裝人員應(yīng)用基礎(chǔ)制作技術(shù)時(shí)應(yīng)符合下述既定規(guī)定：同步開(kāi)展基礎(chǔ)預(yù)埋件施工和裝修層施工，完成預(yù)埋件拼裝并固定后澆筑混凝土，保證預(yù)埋件頂面平齊于裝修地面；控制預(yù)埋件與安裝設(shè)備、導(dǎo)軌與固定件等位置的接觸面平整；利用膨脹螺栓固定基礎(chǔ)預(yù)埋件，利用螺栓固定設(shè)備。運(yùn)輸存儲(chǔ)：此環(huán)節(jié)下要求包含：運(yùn)輸中確保變壓器平穩(wěn)，控制傾斜角度小于15°；直立、單獨(dú)放置開(kāi)關(guān)柜和交直流電源裝置；在運(yùn)輸存儲(chǔ)環(huán)節(jié)按照電纜纏繞方向滾動(dòng)電纜盤；集中存儲(chǔ)電纜并標(biāo)上型號(hào)、規(guī)格、長(zhǎng)度以及電壓等級(jí)等參數(shù)。

安裝標(biāo)準(zhǔn)：在變壓器安裝時(shí)保證基準(zhǔn)線與基礎(chǔ)中心線對(duì)準(zhǔn)，控制水平誤差在2mm 以下；變壓所柜體安裝時(shí)應(yīng)用絕緣法安裝1500V 直流設(shè)備，應(yīng)用非絕緣法安裝其余設(shè)備，單獨(dú)或成列安裝柜體時(shí)控制垂直度偏差在1.5mm 以內(nèi)，控制相鄰柜體頂部水平偏差在2mm 以內(nèi)，控制相鄰柜體柜面偏差在1mm以內(nèi)，控制柜體之間接縫偏差在2mm 以內(nèi)；結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行接線并開(kāi)展校線檢查；確保全部直流設(shè)備框架形成一個(gè)整體[1]。

2 變電安裝技術(shù)難點(diǎn)

變電安裝技術(shù)多存在多項(xiàng)難點(diǎn)，要提升變電安裝質(zhì)量、強(qiáng)化技術(shù)效果，應(yīng)妥善解決現(xiàn)有安裝難題。

連接緊固不到位。變電安裝過(guò)程連接構(gòu)支架與導(dǎo)線時(shí)連接部位未均勻鍍鋅，與之相鄰部位存在明顯色差，利用金具固定支架和導(dǎo)線時(shí)，由于并未擰緊線夾上的螺栓導(dǎo)致連接不緊固；敷設(shè)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。在鋪設(shè)電纜時(shí)，特別是在穿插繼保室電纜時(shí)易出現(xiàn)冗雜現(xiàn)象。電纜敷設(shè)過(guò)程標(biāo)示牌不可缺少，然而實(shí)際上大部分安裝人員開(kāi)展電纜敷設(shè)工作時(shí)都未合理樹(shù)立標(biāo)示牌，且某些標(biāo)示牌內(nèi)容存在文不達(dá)意或文字錯(cuò)誤等問(wèn)題。同時(shí)在電纜敷設(shè)環(huán)節(jié)易忽視防火封堵方面，時(shí)常存在防火封堵嚴(yán)密性不足或未按標(biāo)準(zhǔn)要求選用防火封堵材料等問(wèn)題。這些都會(huì)削弱安裝技術(shù)成效。

調(diào)試處理不一致。本公司有關(guān)電氣裝置安裝的規(guī)定要求，連接隔離開(kāi)關(guān)與接頭時(shí)，不同條件下要與產(chǎn)品對(duì)技術(shù)提出的要求相符，無(wú)特殊要求情況下按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定開(kāi)展實(shí)際操作。但目前三相觸頭調(diào)試期間很難與既定標(biāo)準(zhǔn)保持一致，致使變壓器調(diào)試處理結(jié)果與預(yù)期要求不一致，一致性標(biāo)準(zhǔn)作為安裝難點(diǎn)應(yīng)當(dāng)引起安裝人員的關(guān)注，同時(shí)部分繼電器三相跳閘在調(diào)試后未見(jiàn)一致性結(jié)果。針對(duì)這種情況，調(diào)度室文件和應(yīng)急方案中并未作出明確調(diào)整要求[2]。

變電接地不規(guī)范。變電安裝易見(jiàn)接地問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下方面：一是并未在接地點(diǎn)明確標(biāo)識(shí)；二是在二次回路施工過(guò)程并未規(guī)范接地，時(shí)常發(fā)生多點(diǎn)接地現(xiàn)象；三是裸銅接地不合理；四是未在屏柜門、電纜屏蔽層兩側(cè)進(jìn)行接地處理等。

3 變電安裝技術(shù)優(yōu)化對(duì)策

3.1 完善變電安裝專項(xiàng)方案

在對(duì)上述變電安裝技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行妥善處理時(shí)，應(yīng)當(dāng)先行根據(jù)不同難點(diǎn)制定專項(xiàng)方案，以期安裝人員能結(jié)合方案內(nèi)容把控安裝細(xì)節(jié)。如上文提及的連接緊固技術(shù)、敷設(shè)技術(shù)、調(diào)試技術(shù)以及變電接地技術(shù)難點(diǎn)，均可將安裝細(xì)則呈現(xiàn)在專項(xiàng)方案中，結(jié)合具體化變電設(shè)備完善方案。以變壓器、GIS 設(shè)備及電容電抗器安裝方案為例，在某變電安裝工程中所用油浸式變壓器（110kV），此時(shí)宜先行梳理安裝思路，避免因漏項(xiàng)降低安裝質(zhì)量。而后借助滾筒或汽車等工具運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng)，并對(duì)安裝說(shuō)明予以細(xì)致解讀。較為關(guān)鍵的是要求安裝環(huán)節(jié)應(yīng)參照下述公式計(jì)算真空泄漏率：ΔP≤1.2×106/V，其中V代表變壓器總油量。

在對(duì)真空度予以計(jì)算時(shí)，若安裝新設(shè)備，則需要達(dá)到每分鐘20m3·Pa 的真空標(biāo)準(zhǔn)，該類型變壓器則需要滿足24h 以上的真空維持時(shí)間和1以下的真空度。另外，注油步驟中還要在安裝后實(shí)現(xiàn)每分鐘100L 注油速率，而且60℃油溫條件下需保持3d 持續(xù)循環(huán)操作，之后對(duì)油分實(shí)施采樣評(píng)估，待合格后方可認(rèn)定結(jié)束安裝任務(wù)。至于其余兩個(gè)設(shè)備的安裝專項(xiàng)方案，其關(guān)鍵點(diǎn)在于控制安裝偏差范圍，如表1所示。隨著專項(xiàng)方案細(xì)化編制，即可提高變電安裝技術(shù)達(dá)標(biāo)率[3]。

表1 變電安裝專項(xiàng)方案實(shí)施說(shuō)明

3.2 引入輔助安裝高新技術(shù)

3.2.1 自動(dòng)測(cè)量技術(shù)

變電安裝技術(shù)優(yōu)化階段還應(yīng)在安裝環(huán)節(jié)善于引用高新技術(shù)，便于有效應(yīng)對(duì)技術(shù)難點(diǎn)。此次研究中推薦應(yīng)用自動(dòng)測(cè)量技術(shù)，面對(duì)上述敷設(shè)指標(biāo)、調(diào)試結(jié)果、接地位置、連接緊固效果等，均可在該技術(shù)輔助下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，預(yù)防人為因素下的安裝缺陷。安裝人員具體可以利用水準(zhǔn)儀等工具判定安裝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)度，一般此項(xiàng)技術(shù)多符合光學(xué)透鏡成像規(guī)律：1/f=1/u+1/v，其中u、v、f分別表示物距、像距、焦距。安裝人員使用以此技術(shù)原理的水準(zhǔn)儀工具測(cè)量相關(guān)安裝參數(shù)時(shí)，即可精準(zhǔn)化把控安裝姿態(tài)。

比如變壓器安裝環(huán)節(jié)，水準(zhǔn)儀下可給出相對(duì)精確的變壓器柜安裝位置，若未達(dá)到2mm 的接縫偏差標(biāo)準(zhǔn)，安裝人員可繼續(xù)挪動(dòng)，直到顯示達(dá)標(biāo)后方能建立完整的安裝框架。此技術(shù)在變電安裝工程中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量結(jié)果的自動(dòng)化顯示，可利用VS 編程軟件納入變壓器安裝偏角、滾轉(zhuǎn)角指標(biāo)，未達(dá)標(biāo)時(shí)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)可發(fā)出預(yù)警，由此實(shí)現(xiàn)便捷化安裝[4]。

3.2.2 BIM 技術(shù)

變電安裝環(huán)節(jié)常因安裝業(yè)務(wù)繁雜，造成安裝人員容易出現(xiàn)安裝缺陷，特別是在大規(guī)模安裝工程中，此時(shí)依靠BIM 技術(shù)可為安裝人員提供有效助力。以某個(gè)五層高且建筑面積為1.3萬(wàn)m2的變電安裝項(xiàng)目為例，在安裝消防配電、通風(fēng)排煙等多系統(tǒng)變電設(shè)備時(shí)，應(yīng)用此技術(shù)可建立三維變電模型，建模時(shí)還要按照安裝圖紙清晰化體現(xiàn)安裝參數(shù)，特別是管道標(biāo)高（H）的控制，應(yīng)符合下列關(guān)系式：H=a-bc-d，式中a、b、c、d各自代表梁高、安裝距離、管徑、保溫層厚度。

模型中還需注重各變電設(shè)備連接線路交叉分布狀態(tài)的合理控制，從BIM 模型中確定管道和風(fēng)管需要保持150mm 的凈距，因線路分布復(fù)雜容易增加安裝難度，因此通過(guò)BIM 技術(shù)提前預(yù)判安裝點(diǎn)位交叉性，即可預(yù)防線路碰撞問(wèn)題。此工程中，安裝人員應(yīng)用BIM 技術(shù)后確定將管道連接線路與梁底的凈距控制在100mm 以內(nèi)，并利用立管對(duì)齊分布方式安裝變電管道。在橫向安裝時(shí)，水管和風(fēng)管以300mm 凈距科學(xué)分布，共計(jì)獲得百余條優(yōu)化建議，表明應(yīng)加強(qiáng)高新技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用[5]。

3.3 規(guī)范變電安裝技術(shù)流程

3.3.1 前期準(zhǔn)備

在變壓器安裝之前，完善的準(zhǔn)備工作能夠充分規(guī)避輸變電線路運(yùn)行過(guò)程中的安全隱患，保障電力工程的穩(wěn)定可靠。具體來(lái)說(shuō)，變電安裝的準(zhǔn)備工作主要涵蓋了以下兩方面內(nèi)容：第一是設(shè)備的運(yùn)輸與流程控制。變電設(shè)備內(nèi)部較為精密，元件數(shù)量較多，因此在安裝之前應(yīng)做好運(yùn)輸規(guī)劃與設(shè)計(jì)，組織專業(yè)技術(shù)力量嚴(yán)格按照預(yù)期要求進(jìn)行安裝，杜絕不規(guī)范操作與安全風(fēng)險(xiǎn)；第二應(yīng)基于實(shí)際明確變壓設(shè)備安裝工序，技術(shù)人員應(yīng)明確變壓油保護(hù)裝置、冷卻系統(tǒng)、高壓套管等安裝情況，同時(shí)保障變壓設(shè)備的絕緣性能，運(yùn)用合理的工具與設(shè)備對(duì)變電設(shè)施進(jìn)行安裝，使其符合方案設(shè)計(jì)要求。

3.3.2 初步安裝

在變壓設(shè)備的安裝過(guò)程中，需吊裝設(shè)備對(duì)其進(jìn)行吊運(yùn)，為保障現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程的安全性，在吊裝之前技術(shù)人員應(yīng)針對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行檢查：首先，應(yīng)針對(duì)變電設(shè)備重量與吊裝設(shè)備運(yùn)行安全閾值進(jìn)行比對(duì)，避免超過(guò)吊裝設(shè)備安全極限，保障變壓設(shè)備的吊裝安全；其次，應(yīng)針對(duì)變壓器托運(yùn)平臺(tái)的穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，保障其與室內(nèi)軌道之間相平行；最后，應(yīng)針對(duì)導(dǎo)鏈的固定情況進(jìn)行檢查，確保其安裝牢固性。

在針對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行吊裝的過(guò)程中，吊裝設(shè)備鋼絲繩強(qiáng)度與吊裝安全之間具有顯著的關(guān)聯(lián)性特征，為避免出現(xiàn)安全隱患與吊裝風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)針對(duì)吊裝過(guò)程中的拉力載荷進(jìn)行計(jì)算，明確鋼絲繩的性能要求。具體公式為：S=G/nscosa，式中：S為鋼絲繩吊裝過(guò)程中需要承受的拉力（kN），G為變電設(shè)備的重量系數(shù)（kN），a為鋼絲繩與變電設(shè)備吊裝過(guò)程中所呈現(xiàn)的夾角狀態(tài)，一般取30°，n為鋼絲繩數(shù)量。此外，需要對(duì)鋼絲繩最小破斷拉力進(jìn)行計(jì)算，具體公式為：F0=KS，式中：F0為變電設(shè)備吊裝過(guò)程中鋼絲繩的最小破斷拉力，K為設(shè)施吊裝過(guò)程中的安全系數(shù)，一般取7，S為鋼絲繩所承受的拉力（kN）。

待鋼絲繩與吊裝設(shè)備均準(zhǔn)備完成后，可針對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行吊裝。安裝過(guò)程中，技術(shù)人員以及施工人員應(yīng)當(dāng)注意到環(huán)境溫度對(duì)空氣循環(huán)產(chǎn)生的影響，同時(shí)關(guān)注絕緣油的循環(huán)情況，保障其絕緣性能與設(shè)計(jì)要求達(dá)成一致，使變電設(shè)備能夠在電力線路當(dāng)中的運(yùn)行狀態(tài)更加穩(wěn)定[6]。

3.3.3 調(diào)試檢驗(yàn)

安裝工作完成后，需要對(duì)線路當(dāng)中的變電設(shè)備進(jìn)行調(diào)試與檢驗(yàn)。具體涉及以下幾方面內(nèi)容：其一，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況以及電力系統(tǒng)運(yùn)行要求，合理控制變壓設(shè)備的額定直流電阻與絕緣電阻，將額定直流電阻的波動(dòng)范圍控制在2%以內(nèi)，同時(shí)將絕緣電阻控制在原廠170%左右；其二，為了保障絕緣電阻測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，應(yīng)以1min 為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行量測(cè)，在測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)注意擊穿、閃絡(luò)等故障現(xiàn)象的產(chǎn)生；其三，為了保障變電設(shè)備在電力系統(tǒng)當(dāng)中的穩(wěn)定性與可靠性，還應(yīng)當(dāng)針對(duì)其荷載能力進(jìn)行判斷，技術(shù)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)按照變電設(shè)備出廠標(biāo)準(zhǔn)的80%進(jìn)行加壓測(cè)試，并針對(duì)變電設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行記錄與分析，明確其運(yùn)行性能。

3.4 嚴(yán)控變電接地安裝參數(shù)

在針對(duì)變電接地系統(tǒng)進(jìn)行安裝的過(guò)程中，應(yīng)明確接地介質(zhì)的類別與尺寸，同時(shí)針對(duì)預(yù)埋件的接地連接方案進(jìn)行優(yōu)化。為確保設(shè)施接地安裝的安全可靠，可通過(guò)截面積為70mm2的軟銅編織線作為預(yù)埋件與接地設(shè)備相互連接的介質(zhì)，同時(shí)將變電設(shè)備開(kāi)關(guān)柜與接地母排相連。針對(duì)直流設(shè)備的接地安裝，應(yīng)考慮到控制柜框架保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)要求以及設(shè)備外殼特點(diǎn)，使母線中接入的避雷器能夠與接地母排之間實(shí)現(xiàn)相互連接，盡可能減少雷擊氣候?qū)τ谧冸娫O(shè)備正常運(yùn)行造成的影響與威脅，保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。對(duì)于變電設(shè)備干線，應(yīng)沿墻體進(jìn)行敷設(shè)，并采用扁鋼進(jìn)行接地安裝與固定，控制變電干線距離墻體與地面之間的距離。

線路安裝完成后，還應(yīng)做好重點(diǎn)連接部位的防護(hù)工作，為減少外部環(huán)境造成的影響，可選用防銹漆、富鋅漆等材料對(duì)焊接連接處實(shí)現(xiàn)雙層保護(hù)，并保障其鋅層厚度大于等于86μm，鋅層質(zhì)量應(yīng)大于等于610g/m2，使其能夠符合國(guó)家要求。

綜上所述，基于變電安裝技術(shù)，要想進(jìn)一步提升變電安裝質(zhì)量，充分實(shí)現(xiàn)變壓器、GIS 設(shè)備、接地裝置、電容電抗器等變電設(shè)備高質(zhì)量安裝目標(biāo)，理應(yīng)立足現(xiàn)有技術(shù)難點(diǎn)確定技術(shù)優(yōu)化方向，從變電安裝專項(xiàng)方案、輔助安裝高新技術(shù)、變電安裝技術(shù)流程、變電接地安裝參數(shù)等方面著手，確保在良好的技術(shù)指導(dǎo)下改善變電安裝水平，為變電站良性運(yùn)作給予可靠保障，夯實(shí)變電行業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。