浅述水电站机电安装施工技术

浅述水电站机电安装施工技术

何西平

何西平中国水电建设集团四川电力开发有限公司610017

摘要：水电站机电安装是一项工序相对繁多的施工过程，鉴于某水电站主设备以及电站土建施工特点，采取了许多机电安装技术性措施解决安装问题，这些措施经实践证明是行之有效的。电站首台机组在安装调试后，均按期或提前一次启动成功，安全并网发电，受到了业主和各界人士的好评。

关键词：某水电站；机电安装；施工技术

Shallowabovehydropowerstationconstructiontechnologyofmechanicalandelectricalinstallation

HeXiPing

China'shydropowerconstructiongroupofsichuanelectricpowerdevelopmentco.,LTD.610017

Abstract:themechanicalandelectricalinstallationofhydropowerstationisaprocessrelativeoftheconstructionprocess,inviewofahydropowerstationisthemainequipmentandpowerplantconstructioncharacteristics,andadoptedmanymechanicalandelectricalinstallationtechnicalmeasurestosolveinstallationproblem,thesemeasuresprovedbypracticeiseffective.Thefirstunitinpowerplantinstallation,debugging,areonscheduleoradvanceastart-upsuccess,safetygridpowergeneration,bytheownerandthepeoplefromallwalksoflife'shighpraise.

Keywords:ahydropowerstation;Mechanicalandelectricalinstallation;Constructiontechnology

一、主要设备的布置与参数

（1）机组主要参数：水轮机型号HL-LJ-830；额定水头60m；额定流量667.9m3/s；额定转速75r/min。发电机型号SF350-80/1890；额定容量388.9MVA/350MW；额定电压18KV；额定功率因数0.9。

（2）封闭母线（IPB）及相关设备：某水电站的发电机主变压器通过全连式离相封闭母线的连接构成单元接线。主要包括离相封闭母线、发电机断路器和18KV厂用变压器、励磁变压器、VT柜、VT及SA柜等。

（3）主变压器：户外双线圈强迫油循环风冷升压变压器。整个电站共16台单相变压器（其中包括一台备用变压器）。主变压器的低压侧通过油/空气套管与离相封闭母线相连，高压侧通过油/SF6套管与GIS相连，高压侧中性点采用油/空气套管引出并经中性点设备接地。额定容量130MVA,电压比：500/18KV。

（4）断路器：型号SF6/25.3KV；相对地电压12KV；额定电流18000A；额定短路开合电流（峰值）280kA。

二、安装施工进度的技术设计

2.1应用网络计划技术

在某水电站5台机安装中，应用网络技术对安装过程起到了宏观控制作用。机电安装是一项参建单位多、工序比较复杂的工程，为了使各单位都明确各自承担的任务与工程目标的关系，使各级管理单位统一思想、明确主攻和主控的对象，某水电站机电安装采用了网络计划技术进行工程进度控制。在投标阶段，某水电机电安装分局做了替代进度计划和建议进度计划两套技术方案。为了确保安装施工快速高效地进行，结合某项目的具体情况，分局采用了建议进度计划的施工方案。建议进度计划比原计划提前2个月竣工。本进度计划的关键线路为：4#机组座环交货→4#机组座环安装→4#机组蜗壳、机坑里衬安装→4#机组蜗壳层至发电机层混凝土浇注→主厂房4#机组段封顶→1#机组定子吊装、调整和铁损试验→1#机组定子下线及耐压试验→1#机组转子吊装→1#机组机组总装、轴线调整→1#机组无水联调→1#机组冲水、启动试运行。为了确保建议进度计划的全面实施，实际操作如下：

（1）加强与土建承包商的协调力度和强度，措施到位，减少中间环节，使土建交面和反交面顺利进行，减少时间延误。

（2）协调设备厂家，要求设备供货商按合同规定的设备供货时间按时或提前交货，加强设备监造力度，确保设备出场质量良好，减少设备在现场的处理而耽误工期。

2.2优化施工方案

首先，在实施建议进度计划同时，充分考虑大坝的可能蓄水时间和尽可利用汛期多发电，对安装的工序和场地安排进行了综合考虑，充分利用了5#机坑首先形成的良好条件，5#机坑作为2#、3#、4#定子的组装工位，安装间定子和上机架的组装工位作为1#定子、5#定子和所有上机架的组装工位，以加快施工进度，保证机组提前发电。5#机坑内定子组装示意图见附图，定子机坑内组装临时工装包括施工承重平台及测圆架钢结构基础。

附图5#机坑内定子组装示意图

其次，由于某水电站蜗壳等埋件由基础分局制造，合理安排蜗壳等埋件的制造进度，提前交货，为单位控制安装工期提供保证。蜗壳、伸缩节、延伸管段内的支撑割除及打磨、清扫、防腐处理、座环的清理修磨等机坑内的工序，若等到期混凝土浇完再去进行，将占用很长一段直线工期。为此，专门制作了个直径大于机坑里衬的钢结构安全罩，埋设临时排水管，待混凝土到机坑里衬顶部时，盖上安全罩，形成双层作用的条件，使上述工序与后两层期混凝土浇筑同时进行施工，缩短了安装直线工期。

第三，调整系统尚未形成，而导叶安装已经需要调试。过去安装使用的钢丝绳法对于大型机组不太适宜，决定采用发电机转子顶起的高压油泵装置配制临时管路，形成临时液压操作源，解决了客观存在的附属系统跟不上局部安装调试需要的问题。

2.3选用新设备、探索新技术、革新工器具

随着科学技术的进步，各个设备制造厂的设备选用了一些新型材料，对安装提出了许多新的工艺要求。有的焊接件要求高质量的温控过程才能实施焊接，保证焊接质量的一次合格，有的件属下道工序要求，必须先加热到一定温度。某水电站机电安装，全部采用了各种电加热设备进行加温。焊接采用履带式红外线加热板进行升温、保温磁扼采用了电热管加温，绝缘采用了盘车柜供给直流电进行干燥。这些新设备，操作简便、实用、可靠，还能减轻劳动强度，对提高安装质量、加快安装速度起到了重要的作用。

主机、主变和辅助设备有20多个管口布置在尾水副厂房下游墙外,3期导流后这些管头浸泡在尾水渠水下长达两年多。第1台机发电前要打开这些管口的封堵法兰。水库下闸蓄水期间，尾水位最低，是施工的最佳水位，但仍有十几个管淹没在的水深之中，螺钉已锈死，修筑围堰建临时泵站排水，成本高、工期长，地下水情况不清楚，能否排干难以判定。经比较施工方案，最终确定跨行业引用先进成熟的水下切割技术解决这个难题。

导水机构的安装，厂家要求进行预装。这是一项作业时间长，作业环境差、工作量大的工序。根据机组制造技术质量水平，结合1号机组的预装结果分析，对其余4台机组只进行底环预装，对其余部件进行重要数据复测校核分析的方法，改变了原先预装的工艺要求。正式安装调试后验证了校核分析的正确性。

某水电站发电机定子分瓣到货，工地合缝下线。每瓣定子重约78t，铁芯向上仰卧运往安装场，卸车并转900直立，如不采取措施将损伤线棒和绝缘体。为此，专门设计了一个“砂”型工具，使定子能够安全快速的卸车和安装。类似这祥的情况，需要进行安装革新设计的项目很多，例如，利用转轮切削磨圆加工架改装成发电机转子磁扼叠装测量工具等。

2.4进行合理的设计修改

钢管伸缩节和蜗壳的部分延伸管段原设计和施工方案中，都是确定在伸缩节室土建施工封顶前和主厂房上游墙浇筑前完成安装。由于种种原因，形成了这些设备随主机分批到货，致使这些部位的土建施工一度停工，这将严重影响施工总进度。鉴于这种情况，在主厂房上游墙预留Φ7.5m孔洞，上述设备改为后期安装。并校核了主厂房牛腿等部位的强度等技术参数而且符合设计要求。修改后的安装方法是从伸缩节室至蜗壳大头之间设置钢结构支架辅设轨道，将伸缩节和延伸段吊放到轨道上，用拉链通过预留孔洞将其拉到安装位置。

2.5确保每道工序的施工质量

每道工序的技术质量落实到位，快速安装是建立在质量合格的基础上，控制每道工序的安装质量合格而不返工就确保了进度。安装前要统一规格、统一规范、统一技术思想。安装中无论是装配、焊接、还是调整试验，其工艺过程必须责任到人，做到测量、记录、签字一人负责到底在此基础上实施内部质量分级检查负责。

为了防止安装引起前面工序的质量变化，有的工序之间必须增加必要的工序。某水电站机组的座环和基础环之间是螺栓联接，座环与基础之间由干斤顶支承、螺栓把合。尽管蜗壳挂装和焊接有成熟的工艺，但焊接产生的内应力仍然不小，可能导致已安装座环产生位移。因此，在座环安装合格后，增加了一道座环与基础之间回填一次混凝土的工序，保证了座环的安装质量不发生变化。

有的工序虽然已安装调试合格，在进入下道工序前仍有必要验证其正确性。某水电站机组在并网运行前，对同期系统和断路器进行了“假同期”操作。将同期点断路器与电网之间的隔离开关开路，投入同期系统使断路器合，在确认同期系统动作与断路器动作的可靠准确后，再进行正式同期操作，并网运行。

三、结语

综上所述，本文笔者工作实际对某水电站进行了简述，某水电站为坝后式地面厂房，“总装机容量1750MW，装设5台单机容量350MW的水轮发电机组”。机电安装工程由某水利水电工程局有限公司承包，文章介绍了某水电站机电安装工程中的施工技术设计，并在施工中不断优化施工方案，效果显著，为今后同类项目的施工提供了施工技术经验。