第六篇 电气一次设备安装工程.docx
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第六篇电气一次设备安装工程
第六篇电气一次设备安装工程
审定：
赵玉纯
审查：
姜立武
编写：
李树臣
1 发电电气系统
1.1工程概况
1.1.1工程规模
发电机组及其电压配电装置共计6台套，包括SF180－60/12800型发电机组、QZFM－15/10000离相封闭母线、HEC3型ABB公司生产的发电机出口断路器以及互感器、中性点消弧线圈等，这些发配电设备布置在主厂房904.5m、909.0m和厂坝间902.0m、909.0m。
厂用电配电系统分为6.3KV和0.4KV两级电压供电系统。
6.3KV配电装置中的高压开关柜，布置在厂坝间902.0m和11#坝段978.5m高压配电室内，开关柜中主要设备选用VD4－630真空开关。
配电变压器，布置在主安装场下900.3m，厂坝间909.0m，11＃坝段982.0m及左岸坝头。
0.4KV配电装置包括厂内、坝上公用电系统和机组自用电系统。
厂内、坝上公用电系统配电装置共有48面低压配电盘，35面布置在厂坝间902.0m和11#坝段975.0m低压配电室，其他13面分散布置在主厂房909.0m层主安装场，副厂房3层集中空调室和坝内937.0m底孔弧门室，坝上引黄取水口等。
64面动力配电箱分散布置在厂内、坝上、尾水平台、出线平台等处。
机组自用电系统配电装置共计30面低压配电盘，布置在主厂房909.0m每台机组下游侧。
低压配电盘中主要开关设备选用M25N1和M08N1开关。
1.1.2 主要工程量
（1）发电机组SF180－60/128006台。
（2）离相封闭母线共399m。
（3）各种型号变压器14台。
（4）各种型号互感器297只。
（5）高压开关柜36面。
（6）低压配电盘78面。
1.1.3 主要设备（材料）生产厂家
发电机组由哈尔滨电机有限责任公司生产；离相封闭母线由北京电力设备总厂等3个厂家生产；配电变压器由广东顺德特种变压器厂和山东金曼克电气集团股份公司生产；互感器由沈阳互感器厂和大连互感器厂生产；高压开关柜由上海广电电气（集团）有限公司生产；低压配电盘由上海塔汇电器厂和上海广电电气（集团）有限公司开关成套厂生产。
1.1.4 施工时段
1997年4月初至1998年11月28日1#机组及其公用高、低压配电装置安装；
1999年3月1日至8月7日2#机组及其高、低压配电装置安装；
1999年8月下旬至12月24日3#机组及其高、低压配电装置安装；
1999年12月下旬至2000年7月24日6#机组及其高、低压配电装置安装；
2000年3月下旬至10月7日4#机组及其高、低压配电装置安装；
2000年5月下旬至12月8日5#机组及其高、低压配电装置安装。
1.2监理的质量控制工作
1.2.1 质量控制依据的设计文件和设计规范
（1）设计文件：
水利部天津水利水电勘测设计研究院技施设计图，设计通知，施工单位变更设计申请，设备制造厂家技术文件及安装说明书等。
（2）主要规程规范
《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》GBJ147－90；
《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》
GBJ148－90；
《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》GBJ149－90；
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168－92；
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169－92；
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150－91；
1.2.2 施工过程中的质量控制
监理工程师在施工过程的质量控制采取巡视检查监督，在主要工序的控制点采取旁站监督检查、抽检。
（1） 发电机定子下线和转子安装质量控制
发电机定子叠片组装结束，验收合格，进行持续90分钟铁损试验，在监理工程师旁站监视下确认单位铁损小于1.43w/kg，符合厂家规定，转入定子下线。
①发电机定子下线主要工序有端箍安装，线棒嵌装，塞间隙，打槽楔，上、下层线棒耐压试验，线棒与并头片钎焊，端部绝缘盒灌胶，汇流排（铜环）安装，定子绕组干燥，定子绕组整体交直流耐压试验等。
a.端箍装配
由于该部位处在电场集中的地方容易击穿，因此监理工程师对焊头的全过程都要检查，确认合格才允许包绝缘，绝缘包扎中检查是否达到半迭绕，绝缘包扎松紧是否一致，浸渍胶涂刷是否均匀等控制施工质量。
b.下层线棒嵌装
线棒嵌装前经45.8KV耐压1min抽检10％，全部合格，确认该批线棒绝缘无问题允许嵌装。
下层线棒嵌装后经检查，线棒与铁芯及端箍同时靠实，上下端部与标准线棒确定的尺寸一致，斜边间隙均匀，线棒固定牢靠，满足规范和设计要求。
c.塞间隙
线棒与槽壁间隙塞紧后，用0.3mm塞尺检查,连续间隙都不超过100mm，且在额定电压下抽测槽电位不大于10V，满足规范要求。
下层线棒嵌装后每根线棒耐压41.4KV 1min检查线棒绝缘情况，耐压试验通过。
d.上层线棒嵌装
上层线棒嵌装后检查，上下层线棒端头相互错位不大于5mm，前后距离偏差在连接套长度范围内，满足设计要求。
e.打槽楔
槽楔打入后用0.5kg以下的小锤轻敲上、下两端的每一块槽楔无空洞声，中间的每一块槽楔空洞声不超过1/3长度，检查合格。
打槽楔后，上、下层线棒每根耐压40.4KV1min试验通过，上、下层线棒嵌装后绝缘完好，安装合格。
f.线棒上、下端头与并头片中频硬钎焊接
监理工程师对并头片中频硬钎焊质量检查并头片搭接长度50mm以上，线棒端头间所有焊缝全部充满焊料，焊缝表面光滑平整，焊缝中无气孔、裂纹、夹渣，原绝缘无炭化等缺陷，用5X放大镜肉眼外观检查焊接深度不少于搭接尺寸的95％，经观察返修重焊未超过两次，符合设计和规范要求质量合格。
g.线棒端部包绝缘和绝缘盒灌注
经监理工程师检查，端部绝缘盒灌注无漏胶，线棒端头绝缘与盒的搭接长度大于45mm，绝缘胶浇灌饱满，无贯穿性气孔和裂纹，绝缘胶灌满后已用腻子加盖，下端灌胶修整完好达到厂家要求。
h.汇流排（铜环）、引线装配
经监理工程师检查，汇流排与引出铜排接头端部对齐，三相引出和中性点引出铜排与汇流排连接平顺位置恰当，汇流排与引出铜排接头焊接平整光滑，焊料填充饱满，汇流排两半环的焊缝处成一水平面，垂直平面度相差（错牙）不大于0.2mm。
汇流排与引出接头处新旧绝缘搭接长度50mm以上，满足规范和设计要求，
j.定子干燥
当按公式R=Un/（1000+P/100）计算并换算到100℃时的绝缘电阻不低于5.25M，绝缘电阻吸收比，R60″/R15″＞1.6（换算到40℃以下）且绝缘电阻稳定4小时，达到定子线圈整体交直流耐压条件。
经监理工程师确认后停止干燥，并以不超过10℃/h的速率降温至50℃，拆除电源让其自然冷却。
j.定子线圈整体交直流耐压试验
定子绕组整体交直流耐压试验，在监理工程师旁站监视下直流耐压47.25KV1min通过，泄漏电流不随时间延长而增大，在三倍额定电压下（47.25KV）各相泄漏电流的差别不大于最小值的50%。
交流耐压34.5KV1min通过。
耐压前后绝缘电阻均变化不大，达到厂家及运行要求。
②发电机转子磁极挂装。
a.磁极挂装前，监理工程师对60个磁极的绝缘电阻测试结果进行检查，确认绝缘电阻均大于5M以上时，允许磁极挂装。
b.磁极挂装后，磁极引线用交叉叠片压紧整形，锡焊连接，锡焊接头饱满，外观光洁，搭接长度都大于50mm，错位都不大于引线宽度的10%，螺栓连接接头，接触紧密用0.05mm塞尺检查，塞入深度不超过5mm。
接头与接地导体之间安全距离不小于10mm，阻尼环接头的接触面用0.05mm塞尺检查，塞入深度不超过5mm。
磁极接头连接完后，经通电干燥测量转子绕组绝缘电阻大于0.5M，达到耐压条件。
在监理工程师旁站监视下，交流耐压3340V，1min通过，达到运行要求。
发电机定子下线和转子安装施工，经监理工程师巡视，旁站检查监督确认满足厂家技术和工艺要求，符合GB8564-88规范规定。
（2）全连式自冷离相封闭母线及配电装置安装质量控制
预埋基础清理和测量放点，施工单位将封闭母线各段及断路器（隔离开关）、负荷开关柜、PT避雷器柜、PT四层柜、励磁变压器、电制动柜、中性点柜等15.75Kv配电装置的纵横中心线及高程作好清晰标记，监理工程师按图纸逐项进行检查复核。
按总布置图将封闭母线吊运到安装位置，吊装就位前，监理工程师要对准备吊装的封闭母线分段编号及因运输造成的外壳椭圆度增大、凹陷处理情况进行检查，不符合厂家要求不准吊装。
监理工程师对调整固定好的封闭母线进行检查验收，封闭母线中心标高符合设计，相邻两相封闭母线间外壳中心线距离误差在5mm范围内，封闭母线各段断口布置均匀，满足设计要求。
封闭母线各段调整验收合格后，按先主母后分支，先导体后外壳的顺序进行断口氩弧焊接，焊接前监理工程师要检查施焊者的焊工合格证，铝抱瓦是否与母线或外壳紧贴，纵向尺寸误差是否在15mm以内，焊口周围是否有氧化膜及污垢，焊接中防止火焰烧伤或损坏母线导体、瓷件、金具和外壳的措施是否周全等，一项不满足要求也不许开焊。
焊口焊完后对焊缝检查无裂纹、凹陷、缺肉、未焊透、气孔、夹杂等缺陷，加强高度大于4mm，焊脚高度符合厂家要求。
主封闭母线及分支封闭母线导体断口焊接完后，对封闭母线进行整体交流耐压试验，在监理工程师旁站监视下交流耐压45KV，1min通过。
封闭母线与配电装置（设备）端子间的连接，连接前监理工程师要对母线搭接面，伸缩节进行检查，搭接面应平整，镀银层无麻面、起皮及未覆盖部分；伸缩节编织线无断股。
螺接前螺接面应用清洗剂洗干净，然后涂敷一层薄的电力复合脂，螺接紧固时要用力矩扳手逐个均匀拧紧螺栓，紧固后用0.05mm塞尺检查塞入深度不大于4mm，满足设计和规范要求。
（3）电缆桥架及支架安装质量控制
①电缆桥架安装质量控制
a.立柱安装：
立柱与基础采用四周焊接，经监理工程师检查立柱与基础焊接牢固，焊缝均匀，立柱与地面垂直，立柱安装直线度偏差小于10mm。
b.托臂安装：
托臂与立柱连接牢固，经检查水平误差小于5mm。
c.电缆桥架连接、调整及固定：
电缆桥架间用连接板螺栓连接，螺母位于桥架外侧，桥架调整后与托臂间采用内侧单面焊接，经检查桥架间及桥架与托臂间连接牢固，桥架左右误差小于10mm，水平误差小于5mm，所有焊接处均经局部防腐处理，接地良好，桥架转弯处转弯半经符合设计要求，总体检查验收安装合格。
②电缆支架制作安装质量控制
a.电缆支架制作所用角钢平直，无明显扭曲，下料误差小于5mm，切口无卷边、毛刺；支架焊接牢固，无显著变形，各横撑间的垂直净距与设计偏差小于5mm。
b.电缆支架焊接在预埋扁钢带上，焊接牢固各支架分布均匀，同层横档在同一水平面上，其高低偏差小于5mm，全长有良好接地，防腐符合设计要求，监理工程师检查验收合格。
1.3施工中发现的主要问题及处理
1.3.11998年8月针对施工单位现场安装的电气设备防尘、防潮、防雨管理差等，影响安装质量的情况，监理要求增强安装过程中及已安装好的电气设备的管理。
1.3.21999年6月5日2#机转子整体交流耐压时，加压到3000V左右再也升不上去，经查是25#～26#磁极间联接处，固定螺栓被击穿，处理后加压到3100V左右4#磁极内部击穿，将该磁极拆下，进行线圈与铁芯分离检查干燥处理，挂装后整体加温干燥，6月8日晚整体耐压3340V，1min通过。
1.3.33#机封闭母线第9段（与主变连接段）中心偏移达50mm现场已处理。
第18段（与励磁变C相连接段）短589mm，厂家提供1段，现场焊接解决。
1.3.44#机封闭母线清扫时发现导体支持绝缘子表面附有大量的铝屑，另外（C-6段）有一绝缘子在中间断裂，已更换。
1.3.52000年8月17日下午进行4#机转子磁极通电干燥时37#磁极线圈极间引出线对铁芯放电击穿，铁芯、绝缘用板、引出铜线均有烧伤熔化处，击穿原因是磁极引出线与铁芯之间的绝缘电阻降低所致。
为不影响4#机投运，从5#机的磁极中选择重量较为接近的一个更换安装。
对37#磁极现场进行恢复性修理作为备用。
1.3.62000年10月16日5#机定子直流耐压时，有2根线棒在下部槽口击穿，经查是在安装线棒间隔块时损伤绝缘所致。
后又查出7根线棒也存在绝缘损坏，均是上层普通线棒，将损伤的线棒取出，用备用线棒重新嵌装。
10月23日整体直流耐压47.25kv交流耐压34.5kv1min通过。
对损伤的线棒进行修复后作备用。
1.4质量检测及成果
发电机、电气设备安装调试后，要按《水轮发电机组安装技术规范》GB8564-88和《电气设备交接试验标准》GB50150-91，根据不同电气设备试验内容进行耐压试验、绝缘电阻测量、泄露电流测量、介损正切值试验等。
现以5#发电机组及其配电装置为例将检测及试验成果举例分列如下：
1.4.1发电机检测及试验
（1）发电机定子下线检测及试验
序号
检测项目
标准
检测
结论
备注
1
端箍装配新旧绝缘搭接长度
45mm
50mm
合格
2
线棒嵌装前耐压抽查10%
45.8kv
45.8kv
通过
3
下层线棒嵌装后耐压试验
41.4kv
41.4kv
通过
4
上下层线棒嵌装后耐压试验
40.4kv
40.4kv
通过
5
上下层线棒端头相互错位
<5mm
<5mm
合格
6
下线后额定电压下表面槽电位
<10v
<10v
合格
7
槽楔空隙检查
上下端的一块槽楔
无空隙
无空隙
合格
中间每块槽楔
空隙长度<1/3槽楔
空隙长度<1/3槽楔
合格
8
汇流母线螺栓连接接头0.05mm塞尺检查
塞入深度<6mm
塞入深度<6mm
合格
9
定子绕组干燥后
每相绝缘电阻
5.25MΩ
>5.25MΩ
合格
换算至100℃
绝缘电阻吸收比
1.6
>1.6
合格
40℃以下
绝缘电阻稳定时间
4～8h
>4h
合格
（2）发电机定子整体交直流耐压试验
①发电机技术参数:
制造厂
型号
额定功率
额定电压
额定电流
哈电机厂
SF180-60/12800
180MW
15.75KV
7.331KA
励磁方式
励磁电流
励磁电压
功率因数
额定频率
全控桥静止励磁
1667A
334V
0.9
50HZ
②绝缘电阻测量:
（MΩ）环境温度:
24℃
温度
相别
R15（MΩ）
R60（MΩ）
吸收比
稳定值
换算至100℃（MΩ）
干燥前
25
A
13
70
5.38
150
4.54
B
13
70
5.38
150
4.54
C
13
70
5.38
150
4.54
干燥后
33
A
14
90
6.42
1000
43.47
B
14
90
6.42
1000
43.47
C
14
90
6.42
1000
43.47
直流耐压前
20
A
13
100
7.69
1000
23.28
B
13
100
7.69
1000
23.28
C
13
100
7.69
1000
23.28
直流耐压后
20
A
15
100
6.66
1000
23.28
B
15
100
6.66
1000
23.28
C
15
100
6.66
1000
23.28
交流耐压前
17
A
15
100
6.66
1000
23.28
B
15
100
6.66
1000
23.28
C
15
100
6.66
1000
23.28
交流耐压后
17
A
15
100
6.66
1000
23.28
B
15
100
6.66
1000
23.28
C
15
100
6.66
1000
23.28
③直流电阻测量:
（20℃）
A相:
3.165mΩ；B相:
3.184mΩ；C相:
3.190mΩ
④直流耐压试验:
试验时间:
2000年10月23日19时23分环境温度:
17℃
泄露电流
（μA）
相别
0.5Un
1.0Un
1.5Un
2.0Un
2.5Un
3.0Un
7.875KV
15.75KV
23.6KV
31.5KV
39.4KV
47.25KV
A相
20
25
30
40
45
60
B相
20
25
30
40
45
60
C相
25
30
35
40
50
75
注：
按照厂家技术说明书，直流耐压试验泄露电流只考核3Un一点。
⑤工频交流耐压试验：
试验开始时间：
2000年10月23日21时00分环境温度：
17℃
试验电压
高压电流
低压电压
低压电流
铁芯气隙
起晕电压
A相
34.5KV
12A
98V
325A
2.50cm
23KV
B相
34.5KV
12A
98V
315A
2.50cm
23.5KV
C相
34.5KV
12A
98V
312A
2.50cm
24KV
根据以上数据，5#机定子耐压试验通过。
结论：
5#机定子绝缘合格。
（3）发电机转子试验
①转子整体交流耐压试验环境温度：
17℃
a.转子绕组整体直流电阻132.63mΩ。
b.转子绕组整体绝缘电阻13.64MΩ。
c.转子绕组整体工频交流耐压3.34KV，1min通过。
c.转子绕组整体工频交流耐压后绝缘电阻12.92MΩ。
结论：
5#机转子绝缘合格。
②转子磁极引线及滑环试验环境温度：
12℃
a.绝缘电阻：
引线正极对地大于10000MΩ引线负极对地大于10000MΩ
滑环正极对地大于10000MΩ滑环负极对地大于10000MΩ
刷架正极对地大于10000MΩ刷架负极对地大于10000MΩ
b.交流耐压：
引线正极对地4340V，1min通过。
引线负极对地4340V，1min通过。
滑环正极对地4340V，1min通过。
滑环负极对地4340V，1min通过。
刷架正极对地4340V，1min通过。
刷架负极对地4340V，1min通过。
1.4.2发电机出口断路器试验
（1）技术数据：
型号
HEC3
最高工作电压
24KV
额定电流
11000A
额定雷电冲击电压
额定电压
24KV
额定频率
50HZ
额定开断电流（在最高工作电压下）
100KA
额定工作气压（20℃）
0.62MPa
（2）接触电阻测定
相别
A相（μΩ）
B相（μΩ）
C相（μΩ）
实测值
13.2
12.5
12.8
（3）绝缘测量：
耐压前绝缘>10000MΩ，耐后压绝缘>10000MΩ。
（4）工频交流耐压：
工频交流耐压64KV，1min通过。
（5）电容器介损试验：
发电机端A相0.01%，B相0.01%，C相0.01%。
变压器端A相0.01%，B相0.01%，C相0.01%。
（6）断路器操作试验：
①断路器分闸Ⅰ试验
项目
名称
标准
相别
速度（m/s）
不同期（ms）
A
B
C
标准
实测
第一次分闸（ms）
32±3
34.8
35.0
34.6
1.9
<2
0.4
第二次分闸（ms）
34.7
35.0
34.6
<2
0.4
②断路器分闸Ⅱ试验：
项目
名称
标准
相别
速度（m/s）
不同期（ms）
A
B
C
标准
实测
第一次分闸（ms）
32±3
34.8
35.0
34.6
1.9
<2
0.4
第二次分闸（ms）
34.7
35.0
34.6
<2
0.4
断路器合闸试验：
项目
名称
标准
相别
速度（m/s）
不同期（ms）
A
B
C
标准
实测
第一次合闸（ms）
48±5
49.2
49.0
49.2
1.9
<2
0.2
第二次合闸（ms）
49.2
49.0
49.2
<2
0.2
④分、合闸电压及分、合闸线圈电阻试验：
序号
名称
标准
实测
1
合闸电压（v）
≤170
170
2
合闸线圈电阻（Ω）
142±10%
133
3
分闸Ⅰ电压（v）
≤170
170
4
分闸Ⅱ电压（v）
≤121
121
5
分闸Ⅰ线圈电阻（Ω）
142±10%
132
6
分闸Ⅱ线圈电阻（Ω）
142±10%
132
1.4.3发电机出口隔离开关试验（6#机）
（1）铭牌数据：
环境温度:
5OC
型号
GN21-20
额定电压
20KV
操作方法
电动
额定电流
10000A
（2）测量绝缘电阻：
A;B;C相＞10000MΩ
（3）测量接触电阻：
A相
2.7μΩ
B相
2.3μΩ
C相
3.6μΩ
（4）交流耐压试验：
ABC相分别对地工频交流耐压57KV，1min通过，耐压后绝缘电阻不变。
（5）操作机构80-110%额定电压操作试验：
合闸良好；分闸良好。
（6）结论：
隔离开关试验合格。
1.4.4电制动短路开关试验：
（1）铭牌数据：
环境温度：
7℃
型号
GN23-20
额定电压
20KV
操作方法
电动
额定电流
10000A
（2）测量绝缘电阻：
A相
>10000MΩ
B相
>10000MΩ
C相
>10000MΩ
（3）测量接触电阻：
A相
8.6μΩ
B相
7.9μΩ
C相
7.8μΩ
（4）交流耐压试验：
ABC相分别对地工频交流耐压68KV，1min通过。
耐压后绝缘电阻不变。
（5）操作机构80%-110%额定电压操作试验：
合闸可靠；分闸可靠。
（6）结论：
电制动短路开关试验合格。
1.4.5全连式自冷离相封闭母线试验：
（1）绝缘电阻：
环境温度5℃
①（耐压前）A相>10000MΩ，B相>10000MΩ，C相>10000MΩ。
②（耐压后）A相>10000MΩ，B相>10000MΩ，C相>10000MΩ。
（2）工频交流耐压：
ABC三相分别对地耐压45KV，1min通过。
结论：
合格。
1.4.6厂用高压变压器试验（T13）：
（1）技术数据：
环境温度7℃
型号
SC-X-2400/15
额定容量
2400KVA
结线组别
DY。
11
绝缘水平
L195AC38L160AC20
档位
高压
低压
电压（V）
电流（A）
电压（V）
电流（A）
Ⅰ
16540
Ⅱ
16145
Ⅲ
15750
87.98
6300
219.94
Ⅳ
15355
Ⅴ
14960
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