电解铝厂变电所电气安装施工组织设计.docx
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电解铝厂变电所电气安装施工组织设计
***变电所电气安装工程
施工组织设计
1.工程概况
1.1工程简介
本项目为新建年产74万吨电解铝厂及配套年产42万吨阳极厂的海外工程，采用***设计研究院的375kA大型预焙阳极电解槽，共2个系列，每个系列安装360台电解槽，两个系列共720台电解槽；整流机组直流输出电压1650V；配套阳极厂包括2套生阳极生产系统，3座54室焙烧炉。
电解铝厂设变电所一座,变电所由GIS、整流所、谐波治理及功率因数补偿、13.8kV中心配电室、变电所区域控制中心及基础设施等组成。
1.1.1GIS（301）
220kV配电装置给对应两个电解系列的整流变压器、全厂中心配电室的两台动力变压器提供220kV电源
220kVGIS配电装置采用户内一层布置，内设11个配电间隔，全厂共设两个独立的220kVGIS配电装置。
每个220kV配电系统采用双母线带母联接线，两个进线、6个馈线供6台220kV直降式整流机组、1个馈线供1台220／13.8kV63MVA电力变压器、1个母联间隔、1个PT间隔。
1.1.2整流所（302）
将220KV交流电源转化为1650V，375KA的直流电源。
由12台室外整流变压器、12套整流器、直流支母线、直流流大母线及两套整流所自用电系统（四台干式380/220V1250KVA变压器）组成
选用12台整流机组（N+1），单机额定电流82kA，额定电压1650V。
整流变压器国产，整流柜采用进口，调压变压器设置角型第三绕组以18kV三相引出用于功率因数补偿及谐波治理装置，设两个独立整流所自用电变配电室，共四台干式380/220V1250KVA变压器，0.38/0.22kV低压系统采用单母线分段带母联，以放射式供电方式向整流所内各用电设备供电。
低压配电盘采用抽屉式开关柜，采用铜芯聚氯乙烯绝缘电力电缆沿桥架、电缆沟，局部穿管埋地敷设；配电室采用荧光灯，照明线路采用导线穿管暗设；。
在整流器室设光电感烟探测器等报警器件，整流变压器表面设缆式感温探测器。
火灾自动报警线路穿管明设，钢管表面须作防燃烧处理
1.13谐波治理及功率因数补偿（303）
用于功率因数补偿及谐波治理
在每个调压变压器第三绕组18kV三相引出线侧对应设置1套功率因数补偿及谐波治理装置，共12套，
由12套功率因数补偿及谐波治理装置组成，装置安装在1#，2#整流器室的二层。
在功率因数补偿及谐波治理装置设光电感烟探测器等报警器件。
火灾自动报警线路穿管明设，钢管表面须作防燃烧处理
1.1.413.8kV中心配电室（304）
以13.8kV电压等级向2#，5#净化分配电所、空压站分配电所、海水提升泵房分配电所、炭素分配电所、厂前区箱式2台变压器、整流所4台干式变压器供电
由两台动力变压器、13.8KV配电装置组成。
设两台230／13.8kV63MVA变压器及一座13.8kV高压配电室。
13.8kV中心变电所接线采用双母线带母联接线，采用户内安装铠装固定式交流金属封闭开关柜配真空断路器，10回馈线回路（4回净化2~5#分配电所电源，2回空压站分配电所电源，2回炭素分配电所电源，2回海水提升泵房分配电所电源），6回变压器回路（4台整流所自用电变压器、2台厂前区箱变）。
设光电感烟探测器等报警器件。
火灾自动报警线__________路穿管明设，钢管表面须作防燃烧处理。
1.1.5变电所区域控制中心（305）
对全厂供电系统进行保护、监测和控制。
由模拟屏、计算机等监测设备及控制保护设备、通讯设备及直流电源等组成。
整流所内设置一个独立公用主控制楼，主控楼为两层结构，一层设直流配电间、通讯设备间，二层为主控室、办公室及辅助间。
采用荧光灯，照明线路采用导线穿管暗设；。
主控楼的主控室内设置一台区域火灾自动报警控制器，光电感烟探测器等报警器件和联动监视控制模块。
火灾自动报警及控制线路穿管暗设，吊顶内线路所穿钢管表面须作防燃烧处理。
设网络交换机及配线设备，做综合布线设计，线路穿管暗设。
设整流所区域视频系统的监视控制设备。
设具有无线调度功能的电力调度电话交换机，保安配线箱
1.1.6基础设施（306）
变压器油的贮存、过滤；变压器事故漏油的油水分离，泡沫灭火。
由三地下油罐、两个事故油池，一个滤油间、一个泡沫消防间组成
油罐考虑可贮藏1台变压器油，事故油池应按照可容纳一台变压器100%油量考虑结构。
事故油池为钢筋混凝土结构
1.2主要工程量
设备材料清单
序号
设备（或材料）名称
规格
单位
数量
备注
设备
1
直流母线刀开关
50kA
台
48
2
动力配电箱
个
6
3
低压配电盘
台
36
4
直流电源屏
300Ah
套
2
5
铁壳开关
个
10
6
高压开关柜
13.8KV
台
26
7
断路器箱
JXF
个
2
8
熔断器箱
JXF
台
2
9
磁力启动器
MSBB
台
36
10
整流柜
1650V,82KA
套
12
含水风冷却器
11
干式变压器组合柜
13.8KV/0.4KV,1250KVA
台
4
12
动力变压器
220KV/13.8KV,63MVA
台
2
13
有载调压整流变压器
220KV,~156MVA
台
12
含油风冷却器
14
220KV复合绝缘子
个
84
15
中性点隔离开关
台
14
16
中性点避雷器
台
14
17
吊车
10吨
台
2
18
油罐
80m3
台
3
标准图:
02R112
19
直流传感器
50kA
台
24
20
总直流传感器
500kA
台
1
21
穿墙套管
13.8KV
台
6
22
逆流传感器
台
24
23
谐波治理装置
第三绕组补偿18KV
套
12
24
微机综合自动化保护监控装置
套
2
25
滤油机
台
2
材料
1
工字钢
28a
吨
30
2
电力电缆
70mm2以上
米
4000
3
电力电缆
35~70mm2
米
400
4
电力电缆
230kV
米
400
5
电力电缆
35mm2以下
米
25000
6
电缆沟内电缆支架
套
400
7
电缆桥架
米
50
8
角钢
L50x50x5
吨
10
9
钢芯铝绞线
LGJ-500
米
200
10
钢板
吨
50
11
圆钢
φ12
米
1200
12
控制电缆
米
24000
13
铜母线
吨
180
300（高）X35（厚）
14
铝母线
吨
1200
700（高）X200（厚）,长约3000米;400（高）X150（厚）,长约144米
15
滑触线（含附件）
米/单相
360
16
镀锌扁钢
-100x4
米
1000
17
镀锌钢管
＞Φ50
米
200
18
镀锌钢管
≤Φ50
米
1600
19
槽钢
[10
吨
30
20
槽钢
[16
吨
60
2.施工部署
根据整流变电站的特点，安装以电气专业为主，专业较为单一，为确保工程按期完成，做出以下施工部署：
前期安排20人进行配合和准备；主要工作是配合土建进行电缆保护管、工具、材料等准备，此阶段要求土建先把开关站等建好，为下一步安装做准备。
中期安排60人进行构架制安、导线架设、变压器、SF6断路器、隔离开关、互感器、避雷器等安装，同时安排6个调试工对设备进行检查测试，如有问题及时提出，与设计院或厂家协同解决，为下一步送电做准备。
后期主要是安排调试工进行检查调试、送电及工程收尾，最终达到交工验收条件。
3.质量控制点
具体内容详见表1。
质量控制点一览表表1
序号
控制点
控制措施
监督检查
1
管形母线焊接
焊工持证上岗
质量、技术人员
2
导线压接
做拉伸实验
质量、技术人员
3
二次接线
正确、整齐美观
质量、技术人员
4
调试
按规范及厂家资料
质量、技术人员
5
隐蔽工程
甲方、监理签字认可
质量、技术人员
6
送电前检查
调试合格、清理现场、挂好标志牌
质量、技术人员
4.施工技术标准及规范
4.1GBJ147－90～GBJ149－90、GB50150－91～GB50182-93《电气装置安装工程施工及验收规范汇编》
4.2GB50254－96～GB50257－96《电气装置安装工程施工及验收规范》
4.3GB50303—2002《建筑电气工程施工质量验收规范》
4.4YS5417—95《铝母线焊接施工及验收规范》
5.施工准备
施工图纸、资料交付→看图→图纸会审→提出设备、材料预算→施工机具准备→技术交底→材料进场报验
6.施工工序
设备支架制安→支柱绝缘子安装→隔离开关安装→断路安装→穿墙套管安装→CT、PT、避雷器安装→设备导线连接→母线安装→照明、防雷接地安装→调试。
7.施工工艺
本工程220kV高压电器主要有SF6断路器、隔离开关、避雷器、互感器，设备运至现场后，应进行开箱检查，检查应符合下列要求：
（1）所有部件备件及专用工具应齐全，无锈蚀或机械损伤，瓷铁件应粘合牢固，并且规格应符合设计要求。
（2）绝缘部件不应变形、受潮、裂纹和剥落。
（3）瓷件表面应光滑、无裂纹和缺损、铸件应无砂眼。
（4）充油运输的部件不应渗油。
（5）出厂证件及技术资料应齐全。
7.1支架制安
除锈刷油→加工下料→安装→接地。
（1）除锈刷油：
平直型钢，采用手持钢丝刷或磨光机对钢材进行除锈，用干净的破布或毛刷扫净锈渣；然后刷两道樟丹漆，干后，再刷一道灰调和漆，刷漆要求均匀。
（2）加工下料：
按照设计图纸及设备的尺寸要求下料、钻孔，需要组焊的用电焊焊接成支架，然后打割焊渣，用破布擦干净后补刷油漆。
（3）支架安装：
有预埋件的则垫平找正后直接焊上，无预埋件的则定位划孔眼，用电锤打孔，埋膨胀螺栓，放上支架垫平整，调垂直后紧
固，其垂直度和水平度要符合规范小于1.5%的要求，安装完毕后，补刷樟丹漆和灰调合漆。
（4）接地：
安装完毕后，按照设计及规范焊接接地线，接地线的表面涂以用15～100mm宽度相等的绿色和黄色相间的条纹。
7.2支柱绝缘子安装
工艺流程：
安装前准备→吊装→安装→防护
（1）安装前准备：
绝缘子安装前应进行外表检查，瓷件、法兰应完整无裂纹，胶合处填料完整，结合牢固，并按现行国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的规定试验合格。
用仪器测量出设备基础标高、中心线。
（2）吊装：
管型母线终端绝缘子安装，在绝缘子安装上方钢梁上挂一个1t滑子用麻绳将绝缘子牵子引至安装位置，安装工人利用挂笼或用脚手架搭建安装平台进行安装。
安装找正，绝缘子较高，防止中心偏移翻倒，绝缘子顶部用绳子将牵引绳与绝缘子捆成一体。
（3）安装：
支柱绝缘子底座槽钢与绝缘子连接统一找正（平），要求同一平面或垂直面上的支柱绝缘子，应位于同一平面上；其中心线位置应符合设计要求，母线直线段的支柱绝缘子的安装中心线应在同一直线上。
满足要求后，与预埋件焊接，同时焊上接地线，焊接时应做好防护工作避免损伤瓷件，防腐采用刷两遍樟丹漆，一遍灰调和漆。
（4）防护：
绝缘子安装后，为避免其他物件砸伤，应用包装箱做好防护措施。
7.3母线安装
安装前准备→吊装→焊接→安装
（1）安装前准备：
母线每根长12m，运输中可能变形，先平直矫正母线，按规范加工母线坡口及补强衬管；刷相色漆，为便于焊接，离管口500mm不刷漆，焊接完后补刷；调试氩弧焊机，进行试焊，合格后方可正式焊接；为便于焊接及施工安全，制作一钢平台，尺寸为1500mm×1000mm。
（2）吊装：
在钢梁上固定两个1t滑轮，两头用麻绳拴住，同时用力将其牵引至安装位置，放稳。
（3）母线焊接：
焊接前应将母线坡口两侧表面各50mm范围内清刷干净，不能有氧化膜、水分和油污，坡口加工面应无毛刺和飞边；对口应平直，其弯折偏移不应大于0.2%；管形母线的补偿补强衬管的纵向轴线应位于焊口中央，对口后钻好眼把铆钉打入眼中，衬管与管母线的间隙应小于0.5mm。
先每两根焊接，然后连成一体焊接，焊接时一边焊接，一边转动，保证每个焊缝应一次焊完，除瞬间断弧外不得停焊，母线焊完未冷却前，不得移动或受力，母线对接焊缝的上部应有2～4mm的加强高度。
（4）母线安装：
用多点吊装，不得伤及母线，每12m一个吊点，在每个钢梁上固定一个1t滑轮，几个吊点同时用力，将其吊至支柱绝缘子上；在支柱绝缘子上的固定死点，应在母线的中点。
7.4穿墙套管安装
安装前检查→安装→接地
（1）安装前检查：
安装前应进行检查，并应按现行国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》试验合格；检测油位是否正常，不够的则应补充合格油。
（2）穿墙套管安装：
穿墙套管水平安装法兰应在外，套管周围不应成闭合磁路。
套管长约5.6m，法兰在外，重心应在法兰处，采用单点起吊形式，在室外8t汽车吊起，然后慢慢从孔穿进，孔里面、外面要有人扶着套管；到位后，进行找正，要求穿墙套管的顶面应位于同一平面，不得漏油，注油和取样阀位置应装设于巡回监视侧。
（3）接地：
安装完毕后，焊接接地线，补刷油漆。
7.5隔离开关安装
安装前检查→隔离开关的组装→传动装置的安装与调整→操动机构安装调整。
7.5.1安装前检查
接线端子及截流部分应清洁，且接触良好，触头镀银层无脱落；绝缘子表面应清洁，无裂纹、破损、焊接残留斑点等缺陷，瓷铁粘合应牢固，转动部分应灵活；操动机构的零部件齐全，所有固定连接部件应紧固，转动部分应涂以适当的润滑脂。
7.5.2隔离开关的组装
+11.50m平面的隔离开关安装，可以通过每个间隔中间的钢屋架,在钢架上挂一个1t手拉葫芦，用手拉葫芦将A、B、C三相V型支柱绝缘子分别吊至安装位置，V型绝缘子吊装时，为防止摆动及翻倒，应在V字中间用横担木块将其捆住，并保证牵引绳通过木块的中心；由于钢梁在B相的位置，所以先吊A相或C相，最后吊B相；吊装到位后，最后进行组装调整，并应符合下列要求：
（1）隔离开关的相间隔离的误差不应大于520mm，相间连杆应在同一水平线上。
（2）同相各绝缘子柱的中心线应在同一垂直平面内。
（3）各支柱绝缘子间连接应牢固，触头接触应良好。
（4）均压环和屏蔽环应安装牢固、平正。
7.5.3传动装置安装与调整
（1）拉杆应校直，其与带电部分的距离应符合国家标准有关规定。
（2）拉杆的内径与操动机构轴的直径相配合，两者间的间隙不应大于1mm。
（3）延长轴、轴承、连轴器中间轴承及拐臂等传动部件安装位置应正确，固定牢靠，操作轻便灵活。
（4）操作力矩调整到最小，在垂直连杆上涂以黑色油漆。
7.5.4操动机构安装调整
（1）操动机构应安装牢固，同一轴线上的操动机构安装位置应一致。
（2）电动操作前，应先进行多次手动分、合闸，机构动作应正常。
（3）电动机的转向应正确，机构的分、合闸指示应与设备的实际分、合闸位置相符。
（4）机构动作应平稳、无卡阻、冲击等异常情况。
（5）限位装置动作可靠。
7.6电流、电压互感器安装
安装前检查→安装就位→接地。
7.6.1安装前检查
瓷件质量应符合规范规定，互感器的变比分接头的位置和极性应符合规定；二次接线板应完整，引线端子应连接牢固，绝缘良好，标志清晰；油位应正常，密封要良好，无渗油现象出现。
检查油位是否正常，不够则应按制造厂规定进行。
7.6.2安装就位
起吊时，吊索应固定在规定的吊环上，不得利用瓷锯起吊，并不得碰伤瓷套；考虑到互感器重量为1.4t左右，吊装采用立抱杆起吊，或利用引线孔做为吊装孔，孔上横两个相扣槽钢作为吊装横梁。
由于互感器较高，为防止起吊时翻倒,在互感器顶部用尼龙绳将两根牵引绳与互感器捆在一起，保持重心稳定；安装面应水平，并列安装应排列整齐，固定牢固，同一组互感器的极性方向应一致。
7.6.3接地
互感器的外壳接地；备用的二次绕组端子应先短路接地，补刷油漆。
7.7避雷器安装
安装前检查→安装就位→接地。
7.7.1安装前检查
瓷件应无裂纹、破损，试验合格，绝缘良好；避雷器各连接处的金属接触表面应除去氧化膜及油漆，并涂一层凡士林或电力复合脂；放电记数器应密封良好，动作可靠。
7.7.2安装就位
根据现场实际情况，可采用立抱杆或在楼板打一孔洞挂葫芦进行吊装，避雷器组装时，其各节位置应符合产品出厂标志的编号；三相中心线应在同一直线上，铭牌应位于易于观察的同一侧。
安装应垂直，其垂直度符合制造厂的规定，如有歪斜，可在法兰间加金属片校正，但应保证其导电良好，拉紧绝缘子串必须紧固，均压环应安装水平，不得歪斜；避雷器引线的连接不应使端子受到超过允许的外加压力。
7.7.2接地
放电记数器应按产品的技术规定连接，安装位置应一致，且便于观察，接地应可靠，放电记数器恢复至零位，补刷油漆并按要求刷相色漆。
7.8断路器安装
安装前检查→断路器组装→操动机构安装→联动。
7.8.1安装前检查
安装前，对基础进行检查、核实。
要求基础的中心距离及高度的误差不应大于10mm，预埋螺栓中心线的误差不应大于2mm；预留孔或预埋件中心线的误差不应大于10mm；对SF6断路器检查，断路器零部件应齐全，清洁完好；绝缘部件表面无裂缝，无剥落破损，绝缘应良好；传动机构零件齐全。
7.8.2操动机构安装
根据现场实际情况，可采用8t汽车吊进行吊装就位。
安装应垂直，固定应牢靠，底座与基础间的垫片不宜超过3片，总厚度不应超过20mm，并与断路器底座标高配合，各片间应焊牢；操动机构的零部件应齐全，转动部位应涂润滑脂，电动机转向应正确；各部件动作应灵活可靠。
7.8.3断路器安装
断路器每相分三段，先下后上，采用8t汽车吊装。
按产品的技术规定选用吊装器具、吊点及吊装程序。
（1）按制造厂的部件编号的规定顺序进行组装不可混装。
（2）断路器应安装垂直，固定应牢固可靠，支架或底架与基础的垫片不宜超过三片，其总厚度不应大于10mm，各片间应焊接牢固。
（3）同相各支柱瓷套的法兰宜在同一水平面上，各支柱中心线间距离的误差不应大于5mm；相间中心距离的误差不应大于5mm。
（4）所有部件的安装位置正确，并按制造厂规定要求保持其应有的水平或垂直位置。
7.8.4联动
断路器安装完毕后，与操作机构进行联合动作。
在联动前，断路器内必须充有额定的六氟化硫气体；位置指示器动作应正确可靠，其分、合位置应符合断路器的实际分合状态。
7.9软母线架设
安置前检查→导线尺寸测量计算→下料→导线组装→导线安装。
软母线有室内引下线及室外空中架设，室外配电装置至整流变及动力变跨度为25m。
7.9.1安装前检查
安装前应对导线、绝缘子、金具进行检查。
要求软母线不得有扭结、松股、断股及明显损伤或严重锈蚀等缺陷；金具应有合格证，规格相符，零件配套齐全，表面光滑，无裂纹、锈蚀等缺陷；每片悬式绝缘子电阻不应低于300MΩ，交流耐压55kV。
7.9.2导线尺寸测量计算
测量各导线跨度，测量各引下线在母线上的接线点尺寸，其方法为：
1、根据图纸尺寸定导线跨度及接线点尺寸。
2、从图纸上不能确定的则用实测的方法，用麻绳模拟母线及引下线，使引下线至设备接点呈现自然下垂状，达到既能满足对地及风偏要求，又形状美观；逐个测量并做好记录。
7.9.3导线下料
找一处长约40m的平滑地方，按计算锯线长度下料。
在放线过程中，导线不得与地面摩擦，并应对导线严格检查。
当发现导线有扭结、短股和明显松股者或同一截面外损伤面积超过导线部分总面积的5%，不得使用。
导线切断时，端头应加绑扎，保证端面整齐无毛刺。
7.9.4导线组装
导线压接前先进行试压，合格后方可进行施工压接。
7.9.4.1导线压接
先将导线一头压上耐张线夹，然后将压好线夹的一头挂在一固定装置上，另一头用2t手拉葫芦挂直，精确地测量导线下料长度后割去多余的导线，压上耐张线夹，压接导线前，应清洗干净连接部位的表面，使钢芯无油浸。
压接导线时，必须符合以下要求：
压接用的钢模必须是标准规格与被压管配套，液压钳与钢模匹配；保持线夹的位置正确，不得歪斜，相邻两模间重叠不应小于5~8mm；压接后六角形对边尺寸应为0.866D。
当有任何一个对边超过（0.866D+0.2）mm时应更换钢模。
（D为接续管外径）
7.9.4.2导线组装
将两根导线并排放在地上，按设计规定空装上间隔棒，装好金具，室外的装好绝缘子。
7.9.5导线安装
配电装置室内的引下线采用升降机或搭建脚手架进行安装。
这里主要讲述室外导线安装。
吊车先将导线一头调至变压器顶上的悬式绝缘子固定点，另一头装在3t手拉葫芦吊至配电装置房顶一临时牵引点，然后通过葫芦将绝缘子吊拉至安装固定点。
安装完毕后，进行弛度调节，保证符合设计要求，其允许误差为+5%～-2.5%。
同一档距内三相母线的弛度应一致，分支线也应具有同样的弯度和弛度；引下线安装后，应呈悬链状自然下垂。
7.10照明、防雷及接地
该施工方法不在此赘述，具体见整流所电气安装施工方案。
7.11主调变在施工中占有较大的作业比例，因其主调合一，超重超高，采用器身、主油枕、副油枕、散热器及其它附件分件运输，所以在施工过程中，应按检查、抽芯、总装这样的步骤进行。
特别是变压器油的过滤和补充应认真进行，抽芯过程中，应对有载调压机构严格检查，检查其触点的接合面是否合乎要求，其机构操作是否灵活可靠准确。
8.主要资源供应计划
8.1劳动力需用计划（详见表2）
劳动力需用计划表表2
序号
工种
等级
人数（个）
1
电工
持证
40
2
电焊工
持证
2
3
气焊工
持证
2
4
电调工
持证
3
5
氩弧焊工
持证
2
6
起重工
持证
2
7
普工
持证
20
合计
71
8.2主要机具供应计划（如表3所示）
主要机具供应计划表表3
序号
机械或设备名称
型号规格
数量
国别产地
制造年份
额定功率kW
生产能力
1
液压汽车吊
8t
1台
日本
1996年
8t
2
真空滤油机
JYJ-22-6000
1台
陕西汉中变压器厂
1992年
3
6m3/h
3
压力滤油机
LY-150
1台
四川自贡滤油机厂
1993年
4
交流电焊机
BX3-500-2
2台
上海凯达电焊机有限公司
1999年
27
500A
5
机动绞磨
1台
江苏
6
台钻
φ20
2台
上海
2.2
φ20
7
砂轮机
φ50
1台
上海
2.2
φ250
8
砂
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