恰木萨水电站主变下沉GIS拆装方案探讨

恰木萨水电站主变下沉 GIS 拆装方案探讨

李超

新疆新华恰木萨水电开发有限公司 莎车县 喀群乡 830000

摘要：恰木萨水电站渠道通水后主变压器基础出现不同程度的下沉，现场对主变压器基础进行回填灌浆处理，为防止灌浆中基础加速沉降，对GIS主变高压侧套管进行拆卸及恢复。本文结合工程现场实际情况，对GIS高压套管拆装方案进行描述，供相关类似工程借鉴。

关键词：渠道通水;主变沉降;GIS高压套管;拆卸

作者简介：李超（1984），男，工程师，从事水电站工程建设管理工作。

1. 工程概况

恰木萨水电站是新疆叶尔羌河下游河道规划梯级开发中的第2级电站。工程包括拦河引水大坝、发电引水渠道、引水压力前池、电站压力管道、电站厂房等组成，属中型Ⅲ等工程。电站装机容量200MW（4×50MW），年利用小时数3054h，发电机电压为10.5kV。4台50MW发电机引出线采用共箱封闭母线，发电机侧采用发变组单元接线，1台容量为75MVA的220kV三绕组主变压器及3台容量为63MVA的220kV双绕组主变压器，主变为户外布置，220kV侧采用GIS设备，双母线接线，进线4回，出线3回 (1回至750莎车变，2回备用)。主变低压侧直接与共箱封闭母线连接，高压侧通过油/SF6套管与GIS连接^[1]。

1#主变压器注油后重约112t，2#、3#、4#主变压器注油后重约85t。变压器基础布置在回填砂砾石基础上，渠道通水后巡视时发现主变压器基础电缆沟与副厂房连接处有明显沉降痕迹，经观测，四台主变压器基础均有不同程度的沉降，4#主变压器基础沉降量最大，向1#主变压器方向逐渐减小。

为防止主变压器基础继续下沉，保证主变压器及GIS设备运行安全，需对主变压器基础回填砂砾石进行固结灌浆处理。为防止灌浆施工过程中出现基础加速沉降的情况时，对GIS设备拉伸超出上限而破坏其结构和性能，需先拆卸掉与主变压器连接的GIS设备高压套管^[2]。按照业主要求及设计方、供货方给出的指导方案，特制定GIS高压套管拆卸及回复方案。

2. 施工方案

2.1 套管连接拆分

套管拆卸前，先放掉GIS套管内的SF6气体，并通风不小于30min。SF6气体对环境有较大污染，需妥善回收。

1) 在搭设好的施工排架位于水平分支筒处，根据分支筒的高度，搭设支撑架管，并加固牢靠。将水平分支筒从下方用排架垂直顶起，接触处需垫方木，避免损伤分支管，并确保分支筒水平且拆卸下方直筒后，保持筒体水平不下坠^[3]。排架搭设牢固可靠并经监理验收确认。

2) 监测GIS高压套管水平段高程位置并做好记录。

3) 用吊车将一相直筒用吊带吊住，吊车稍微带劲，首先打开油气套管气室的手孔盖板，把GIS与主变连接的导体拆除，用保鲜膜包裹起来，把筒体最下端与主变升高座对接的法兰面螺丝拆除，对角留2颗螺丝拧松暂不取下。具体见下图1。

图1 套管连接示意图

4) 打开最上方三通壳体的手孔盖板，拆下固定在绝缘盆上的导体，并用保鲜膜包裹防护好，松开三通与绝缘盆对接面的螺丝，并收好。

5) 把最下面留下来的2颗螺丝拆掉，吊车平稳吊起直筒，直筒拆下后，水平放在地上，地上用方木/木板垫起来，导体及螺丝收齐放在干燥通风处保存，筒子和绝缘盆用封板封好，拆卸在地面放置的筒体用防雨布做好防护。

6) 其余两相同上逐相拆卸，过程中时刻对设备做好防护和设备清洁，防止拆卸的导体和筒体受潮、受污染、受氧化等不良影响^[4]。

2.2 沉降补偿

沉降补偿在固结灌浆施工完成，且达一定强度（14d）后进行，暂按主变压器下加钢垫板的方式，补偿基础的沉降，具体施工步骤按如下六个部分进行：

(1) 准备各厚度钢板，并按主变压器底部与混凝土基础顶面的接触面积，加工钢板。

(2) 标识并记录好主变压器初始位置。

(3) 用4台60T千斤顶放于主变压器顶升位置并固定好，每个位置占一个人，由指挥班长统一指挥操作千斤顶顶升，每次顶起高度不大于5mm。顶升的同时对变压器高程位置进行实时监测，调整各千斤顶的顶升高度，保证主变压器顶升过程中的水平度。

(4) 在主变压器与原基础垫板间加钢垫板，钢垫板厚度由沉降量确定。钢垫板尽量整块塞入，不能整块塞入时，可分解成若干块，但每块不易过小^[5]。

(5) 测量钢垫板处于水平后，将每块钢垫板与原基础垫板连接处，焊接饱满。

(6) 在指挥班长统一指挥下，操作千斤顶，缓慢落下主变压器至基础上，每次下落高度不大于5mm并进行实时监测，保证主变压器在下落过程中的水平度。

2.3 套管恢复及试验

进一步工程进行套管恢复试验，本步骤共有如下6个部分：

(1) 待主变及其基础调整好后，恢复GIS与主变压器之间的连接（与拆除步骤相反)。用吊车将直筒垂直吊起，吊至主变压器上方缓缓落下，对齐法兰面，穿上螺丝暂不拧紧。

(2) 将上方法兰面同样对齐穿上螺丝，上下一起紧固螺丝，紧固好后安装导体，安装时清洁好各部位壳体、对接面、导体。

(3) 其余各相同样方法进行，全部对接完成后，并拆除临时支撑，复测水平套管高程，并做好记录。

(4) 安装完后，测试回路电阻。

(5) 回路电阻试验合格后，抽真空、充SF6气体，进行微量水分测试、检漏。

(6) 上述全部完成后，通知试验方进场做耐压试验。

3. 3 资源配置及工期安排

3.1 机械设备配置

本工程主要主要机械设备见表1。

表1 施工主要工器具及机械设备表

3.2 人力资源配置

施工主要人力资源见表2

表2 主要人力资源表

3.3 现场方案控制措施

为了保障工程的安全实施，还需采取必要的防护控制措施：

(1) 严格在厂家指导下进行拆卸、安装作业。

(2) 现场统一指挥，专人负责，避免因不同指挥对设备造成损坏。

(3) 严格按要求进行试验，为下一工序把关。

其中安全保证措施六条：

(1) 起重作业人员持证上岗，在指挥人员的指挥下进行作业，并确保听清、领会每一指令后再进行操作。操作过程缓慢进行，禁急禁燥。

(2) 排架搭设必须进行严格检查验收后方可使用，防护栏杆按要求搭设完善。

(3) 高空作业时，个人安全防护措施必须正确佩戴、使用。

(4) 安全人员全程监控。

(5) 用电线路、设备在使用前做好检查。

(6) 千斤顶在使用前严格进行检查，避免顶升、下落过程中出现问题。

工程还配置了环境保护的措施，主要有两条：

(1) SF6气体按要求由专用回收装置进行回收。

(2) SF6气体进行充填前，严格检查气室的密闭，避免气体泄漏污染环境。

4. 结语

经过上述方案措施，采用固结灌浆施工固定主变基础，对GIS高压套管进行拆装，对SF6气体进行回收。既解决了主变沉降带来的风险问题，又对环境资源进行保护，响应了习主席“绿水青山就是金山银山”的新时代绿色发展理念。目前电站已经改造完成，顺利并网投产，值得类似发电工程借鉴。

参考文献：

[1] 安营. 水电站GIS安装常见问题探讨以及对策[J]. 山东工业技术, 2017(12):1.

[2] 刘安民. 中小型水电站GIS设备安装施工技术分析探讨[J]. 广东建材, 2009, 32(7):4.

[3] 曹岸斌. 峡江水电站GIS安装调试中出现的问题及其处理措施[J]. 广东水利水电, 2019(12):4.

[4] 吕冬春, 王召娣. 220kV半户内GIS变电站主变高、中、低压三侧同方向进线方案探讨[J]. 低碳世界, 2016(9):2.

[5] 黄晓敢, 陈钢. 杨房沟水电站机变组合方案选择探讨[C]// 中国水力发电工程学会电气专业委员会. 中国水力发电工程学会电气专业委员会, 2015.