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500kV變電站綜自改造工程施工探討

2017-03-27 19:18:09劉東華
科技創(chuàng)新與應用 2017年7期
關鍵詞:技術方案

劉東華

摘 要:500kV任莊變220kV改造工程中220kV部分為一個半斷路器接線,一次、二次設備(含監(jiān)控)同時進行改造,在國內尚屬首例。文章介紹在確保電網安全穩(wěn)定運行的前提下,如何在500千伏樞紐變電所同時進行電氣一、二次改造施工。并結合工程的特點、難點,從施工方案策劃、工程技術方面進行探討與總結,以期對以后類似工程有所借鑒。

關鍵詞:綜自改造;一個半斷路器;方案;技術

1 工程概況

220kV部分包括綜自改造、刀閘更換、CT更換、取消220kV線刀及所有短引線保護、新增秦任雙線6支避雷器、220kV接地網改造、CVT噴涂RTV、更換2023和2021斷路器保護、新增一面保護管理機屏、更換220kV故障錄波器兩臺、GPS擴容、新增直流分屏4面。

本工程為保護更換、設備改造工程,涉及一次設備的安裝、改造,施工過程中涉及老設備拆除、電流、電壓回路搭接及電流回路試驗后的短接退出,施工風險較大,項目部在施工前要根據(jù)甲方安排的具體停電計劃認真編寫施工方案,根據(jù)現(xiàn)場實際情況合理安排本次改擴建工作。本次改擴建牽扯到一、二次拆除和搭接的較零散,項目部在施工前編寫詳細的拆除和搭接方案,并做好拆除后和搭接前的安措。

2 工程特點與難點分析

2.1 施工難度大,安全風險高

220kV配電裝置接線方式為3/2接線方式,這種接線方式在220kV配電裝置里很少見,每串包括3臺斷路器、3組電流互感器、8臺隔離開關,第一串是線路變壓器串,2號主變間隔在第一串側向出線,第二串是線路變壓器串,1號主變出線方向與線路相同,經站外中轉塔繞回變電站接入主變,第三、四串為半串,目前為備用線,第五串為完整線路串。第六串為線路同方向出線,出線方向均在東側?;旧厦看疾煌?,這就需要針對每一串制定施工方案,確定拆除、安裝、試驗施工順序。串間距離較近,刀閘、CT更換時吊車等機械設備無法順序通行,針對具體間隔編寫分串方案,測量、分析吊車行進及工作過程中與帶電設備的距離,確定吊車行進路線和站位,分析施工危險源,最大程序的進行預控風險。

2.2 工期緊、停電計劃復雜

本工程從2011年2月開始施工至全部竣工只有5個月時間,2011年1月開始編制初步的施工計劃,幾經討論,于2011年1月底步定稿。

2.3 二次回路過渡狀態(tài)多

本工程同時進行一次、二次設備的改造,在改造過程中需要做好母線刀閘與串間設備的閉鎖安措,做好檢同期合閘安措。上述大量的過渡狀態(tài)會形成數(shù)量龐大的過渡二次回路,需出具大量過渡圖紙,敷設大量的過渡控制電纜及其相關的二次接線、保護調試等工作。而這些工作的完成,無論是設計單位、施工調試單位均需事先仔細考慮。

2.4 停電計劃變動多

本工程施工過程中,系統(tǒng)和現(xiàn)場條件都對停電計劃造成了限制。停電不可能完全按原先制定的施工計劃進行,這就造成停電安排多次變動,對工程實施造成困難。

2.5 投運次數(shù)多

本工程前后投運共6次之多,母線前后停電20次。

2.6 工程經過多次擴建和技改,圖紙與實物不符現(xiàn)象較多

工程施工過程中,常常發(fā)生施工圖與現(xiàn)場實際情況不符,甚至出現(xiàn)圖紙在前期技改人員腦子里的情況。造成這種情況的最主要原因是設計單位所掌握的資料錯誤,前期技改圖紙缺失,這就給本次施工造成了困難,現(xiàn)場設計變更較多,有的變更甚至在停電投運前1天才出具,孕育了風險。

2.7 電氣二次圖紙分期出版

受工期限制,電氣二次施工圖不能在工程開工前全部完成,而是采用了按施工進度計劃陸續(xù)出版的方式。同時,因訂貨周期,設計提前預提了部分控制電纜訂貨數(shù)量,這部分的電纜數(shù)量和具體施工圖清冊數(shù)量有出入,這需要統(tǒng)計已訂貨和應訂貨控制電纜的差量,再加上現(xiàn)場臨時改動較多,造成控制電纜數(shù)量統(tǒng)計工作量繁重,對現(xiàn)場施工進度造成了一定影響。

3 整體施工改造方案

3.1 母線施工改造方案

2012年2月10日~2012年2月18日,219刀閘停電更換。本次停電期間主要工作內容有:

(1)按拆除計劃表拆除220kV I母壓端子箱內的所有電纜(動力電纜做好安措,保留),端子箱拆除,更換為XJ-1型端子箱;告知運行單位,由于母線設備端子箱更換,在本期整個更換期間,斷路器無法檢同期合閘,閉鎖回路改至測控屏上,原程序控制屏與正母有關的閉鎖將無法使用,必須解鎖操作。

(2)電纜敷設:電纜路徑較長(500米),拐點多,施工人員復雜,工作前做好安全措施。電纜敷設可分兩段敷設。

(3)屏柜組立:屏柜安裝于原220kV繼保室,內部有運行屏,按運行要求使用伸縮式圍欄和紅布做好安措。施工地面為靜電地板,施工前應確認下部墊實,不讓屏傾倒。

(4)二次接線:新增屏柜正常接線,和老直流等運行設備的搭接工作按搭接表進行,原則上由檢修負責。

(5)二次傳動、保護調試:重點做好防止直流接地措施,投入空開前應搖絕緣。

(6)拆除219刀閘LGJ-1400/120連接線6根,拆除后不再使用(由于連接線拆除以后副母線北側無接地,向運行單位借用接地線一付做臨時接地,施工完成后拆除)。

(7)從第六串副母線下開進16T吊車,停于219刀閘北側,進行刀閘和支柱絕緣子的拆除、更換工作,吊車工作中應有專人監(jiān)護,吊車撥桿頭最高不能超過副母線高度。

(8)新刀閘(注意刀閘中心線不在支架中心線上)、支柱絕緣子吊裝、設備連接線安裝、刀閘調試,刀閘直阻測量。

(9)接地網部分按會議紀要要求,由于要保證吊車行進路線,因此暫時不全面施工,只做焊接接地鼻子和帶接地電磁鎖的接地引下工作。原接地網不破壞,上半面按停電計劃做第1串、第2串、第3串、第4串、正母設備、副母設備更換,6-8月間無停電施工內容,利用這段時間做第1串、第2串、第3串、第4串、正母設備、副母設備接地網改造工作。剩余工作可以和下半年第5串和第6串停電計劃結合進行。

(10)2月16日做好內部三級驗收,2月17日交甲方驗收,由于停電時間較短,甲方應做好隨工驗收準備。

3.2 第1、2、5、6串施工改造方案,以第二串為例

(1)按拆除計劃表拆除220kV第二串3個端子箱內的所有電纜(動力電纜做好安措,保留),端子箱拆除,更換為XJ-1型端子箱;告知運行單位,在母線輪停過程中涉及線刀拆除,因此停電期間串間閉鎖失效,需要解鎖操作,由于2月份母線設備端子箱已經更換,在本期整個更換期間,斷路器無法檢同期合閘,閉鎖回路改至測控屏上,原程序控制屏與正母有關的閉鎖將無法使用,必須解鎖操作。

(2)電纜敷設:電纜路徑較長500米,拐點多,施工人員復雜,工作前交行好安全措施。電纜敷設可分兩段敷設。

(3)屏柜組立:屏柜安裝于原220kV繼保室,內部有運行屏,按運行要求使用伸縮式圍欄和紅布做好安措。施工地面為靜電地板,施工前應確認下部墊實,不讓屏傾倒。

(4)二次接線:新增屏柜正常接線,和老直流等運行設備的搭接工作按搭接表進行,原則上由檢修負責。

(5)二次傳動、保護調試:重點做好防止直流接地措施,投入空開前應搖絕緣。

(6)利用I母線停電2天,拆除20211刀閘,更換20212刀閘,如果時間來不及可以先不調整,但必須要吊裝完成。刀閘拆除后線路無接地,向運行單位借一付接地線做臨時接地。

(7)利用II母線停電2天,拆除20232刀閘,更換20231刀閘,如果時間來不及可以先不調整,但必須要吊裝完成。刀閘拆除后線路無接地,向運行單位借一付接地線做臨時接地。

(8)與I母、II母刀閘連接線拆除后,可進行串內設備吊裝,可用16T和8T吊車結合起來同時施工,施工過程中兩鄰第一串帶電,I母線、II母線帶電,工作中吊車加強監(jiān)護,嚴格控制帶電距離。

(9)新刀閘(注意刀閘中心線不在支架中心線上)、支柱絕緣子吊裝、設備連接線安裝、刀閘調試,刀閘直阻測量。

(10)新CT安裝,安裝時注意P1指向應與原CT相同,CT試驗。

(11)接地網部分按會議紀要要求,由于要保證吊車行進路線,因此暫時不全面施工,只做焊接接地鼻子和帶接地電磁鎖的接地引下工作。原接地網不破壞,上半面按停電計劃做第1串、第2串、第3串、第4串、正母設備、副母設備更換,6-8月間無停電施工內容,利用這段時間做第1串、第2串、第3串、第4串、正母設備、副母設備接地網改造工作。剩余工作可以和下半年第5串和第6串停電計劃結合進行。但涉及新增避雷器等設備的接地必須完善。

(12)4月27日做好內部三級驗收,4月28日交甲方驗收,4月30日至5日1日I母線停電,恢復20211刀閘至I母聯(lián)接線,母差接入,5月3日至5日3日II母線停電,恢復20232刀閘至II母聯(lián)接線,母差接入,由于停電時間較短,雨季即將到來,影響施工進度,甲方應做好隨工驗收準備。

4 施工方案關鍵點的分析

4.1 母線設備間隔改造方案關鍵點分析

母線接地刀閘與串內母線刀閘的閉鎖是通過老程序控制屏實現(xiàn),母線間隔改造過程中,母線設備接地刀閘與串內母線刀閘的閉鎖失效,操作過程中需要解鎖操作,操作過程中需要加強監(jiān)護。原其他串設備操作過程同期操作失效,做好與其他串間串連電壓線的安措。

現(xiàn)場需要搭設1.7米高硬質圍欄,吊車通道應從第六串副母下面圍過來。

電纜蓋板大部分為水泥直接澆筑,嚴禁將吊車腿撐在電纜溝蓋板上。

220kV I母線停電,II母線單母線運行,運行方式較薄弱,嚴禁車輛從II母線下方進出,防止車量誤碰II母線造成失電。

二次回路上工作,投入交直流空開等,應先量有無接地、及短路,防止直流接地。

應在相臨帶電設備:20511刀閘、20611刀閘、2051開關、2061開關構架上掛禁止攀登、高壓危險標示牌。

4.2 第1、2、5、6串改造方案關鍵點分析,以第二串為例

第1、2、5、6串采用整串停電改造的方式,只需每次輪停Ⅰ、Ⅱ母線進行相應的電氣一、二次隔離后便可進行串內的改造施工,驗收合格后再次申請輪停Ⅰ、Ⅱ母線進行相關電氣一、二次接入工作后即具備整串投運條件。

第二串相鄰設備均帶電,無串間道路,因此吊車需要開進串內,根據(jù)現(xiàn)場情況,設計好??奎c,過電纜溝需要做過橋板。

第二串還涉及到2013開關保護更換,并拆除短引線保護,為保證施工的準確性,短引線保護應請廠家現(xiàn)場拆除,并做好拆除后的圖紙。交給運行單位。

5 施工方案及施工管理的探討總結

(1)本工程涉及到大量在運行二次設備上的工作,我公司與徐州供電公司嚴格執(zhí)行江蘇省電力公司有關規(guī)定,由生產運行單位填寫工作票并做該票的工作負責人,施工人員作為工作班成員,雙方按照規(guī)定對各自工作內容負全面責任。實踐證明,這種模式站在了維護電網安全運行的高度,摒棄了本位主義的思想,從制度上保證了在運行二次設備上工作的安全性,取得了很好的效果。以本次江都變工程為例,常常發(fā)生施工圖與現(xiàn)場實際情況不符,甚至出現(xiàn)圖紙在前期技改人員腦子里的情況,若直接由施工單位持票單獨在運行二次設備上工作,施工人員因不清楚該設備內部前期變動情況,貿然工作極易導致事故的發(fā)生。

(2)設計單位與施工單位密切配合為工程施工提供了方便。本工程設計上充分考慮到現(xiàn)場施工特點與難點,存在如下創(chuàng)新點可供借鑒:

原閉鎖回路通過老程序控制屏實現(xiàn),五防不直觀,不利于檢修,而本次停電方式為串輪停改造,每串逐一接入監(jiān)控閉鎖,母線隔離開關逐次增加間隔閉鎖邏輯,利用停母線過程中進行驗證。

220kV設備區(qū)端子箱之間的互聯(lián)電力電纜為截面6平方的電纜(包括從400V站用電柜來的電力電纜),考慮改造后端子箱、機構箱的加熱、照明及除濕、壓降等因素,6平方毫米截面的電力電纜遠不能滿足要求,因此更換為VV22-1.0-3X35+1X16型的電力電纜。

由于拆除了短引線保護,第二串2023開關端子箱至秦任2W59線931第一套保護電纜原為從2023開關保護轉接,不利于以后檢修查線,對此電纜設計變更進行了更換。

(3)任莊變原隔離開關廠家為河南平頂山,本次更換為無錫恒馳電器有限公司S3CT-252/2500 A型隔離開關。刀閘到現(xiàn)場以后,由于老支架比校粗,新刀閘機構箱無法安裝,后經設計院確認,采用偏移方式安裝。

(4)本工程停電采用整串全停方式,但由于無串間道路,串間設備很近,吊車使用過程中危險性很大,因此一個半斷路器接線的220kV變電站在改擴建過程中安全隱患較大,施工前做好相應安全預控。

6 結束語

任莊變電所本次改擴建工程的全面竣工,使該站的綜合自動化能力和設備健康水平躍上了一個新的臺階,我國早期建設的500kV常規(guī)控制變電站將陸續(xù)進行類似改造,對任莊變電所改造項目進行技術探討總結,具有實際的應用意義,同行業(yè)工程技術人員在長期工作中必然積累了大量的寶貴經驗,希望筆者的文章能夠起到拋磚引玉的作用。

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