铁路牵引变电所施工工法

铁路牵引变电所施工工法中铁二十局电气化工程有限企业序言铁路电力牵引变电所是将国家超高压电网110KV电压转变为适应于铁路牵引机车使用25KV（±10%）转换设备，该设备为铁路运输提供了可靠、安全、环境保护能源动力。铁路牵引变电所施工是铁路站后四电工程中主要一环，它建成为铁路最终开始运行起到了至关总要一步。铁路牵引变电所施工工法是一个新型、先进施工工艺方法，尤其是该工法采取平行作业施工方法，缩短了施工时间，合理地安排了施工工序，极大地提升了施工效率，确保了施工安全，应用于大西高铁工程、集通铁路工程、黄韩侯铁路工程等，并于12月经过中铁二十局集团工程有限企业科技结果判定，经教授评审为国内领先水平，对类似工程施工具备主动借鉴和推广作用。工法特点采取平行作业，极大地提升了施工效率室内外展开平行作业，室内设备安装和室外设备安装同时展开，合理地利用地理地形、人力资源、施工器具，最大程度地多方位开展施工工序，不但使各种资源得到了充分利用和发挥，而且缩短了施工时间，极大地提升了施工效率。施工标准化、工艺程序化基础施工、构架安装、主变压器安装、避雷器安装、母线施工、电缆施工等等施工工艺，已在多条铁路线上牵引变电所施工中应用，形成了很成熟施工工艺，具备施工工艺程序化、施工技术标准化，具备施工工艺简单、节约材料、提升效率等特点。应用广泛具备推广价值我国现有电气化铁路已经超出2万公里，在新建高铁、国家铁路、地方铁路中，机车牵引制式以电力牵引为主，在对现有铁路改造过程中也是将内燃机车牵引改为电力供电牵引，所以说铁路牵引变电所施工是未来铁路机车动力主打制式，该技术具备应用广泛，极具推广价值等特点。使用范围本工法适适用于高铁变电所、铁路专用线、客货共线、地铁、城市轻轨等铁路牵引变电所工程项目标施工。工艺原理牵引变电所功效是将三相110KV(或220KV)高压交流电变换为两个单相交流电，然后向铁路上、下行两个方向接触网(额定电压为25KV)供电，牵引变电所每一侧接触网都被称做供电臂。该两臂接触网电压相位是不一样，通常是用分相绝缘器隔离开来。相邻变电所间接触网电压通常是同相标准电压，期间除也用分相绝缘器隔离外，还设置了分区亭，经过分区亭断路器或隔离开关操作，实施双边(或单边)供电。牵引变电所内变压器，依照用途不一样，分为主变压器(牵引变压器)、动力变压器、自耦变压器(AT)、所用变压器几个；依照接线方式不一样，又有单相变压器、三相变压器、三相-二相变压器等。尽管变压器类型、容量、电压等级千差万别，但其基本原理都是一样，其作用都是变换电压，传输电能，以供给不一样电负荷。适合电力机车使用单相电。因为牵引负荷具备极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等特点，运行环境比通常电力负荷恶劣多，所以要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击能力要强，这也是牵引变压器区分于通常电力变压器特点。动力变压器通常是给本所以外非牵引负荷供电，电压等级通常为10KV，容量从几百至几千KVA不等。自耦变压器(AT)是AT供电专用变压器，本身阻抗很小，通常沿牵引网每10～20km设一台，用以降低线路阻抗，提升网压水平及降低通信干扰。工艺流程及操作关键点工艺流程铁路牵引变电所施工工艺流程见图施工准备施工准备接地网施工网栅安装设备连接施工全所联调、试验运行交接缺点处理标志牌安装测量基础浇制设备基础开挖构架（支架）组立室外设备安装软母线安装主变压器安装室内、外设备检测调试断路器安装故障盘安装硬母线安装计量装置设备安装互感器安装综合自动化系统安装隔离开关安装牵引变电所施工程序流程图牵引变电所施工程序流程图操作关键点施工文件准备：施工单位应对同意设计文件和图纸进行审核，包含牵引变电所施工图、馈线保护二次接线图、主变压器保护二次接线图、配电装置安装图以及关于施工技术标准和设计说明文本，如发觉问题应及时联络设计单位处理并上报建设单位和监理单位。遗漏或与设计规范、施工规范以及验收标准相违反地方；室内、外设备安装位置是否合理，管道、线缆径路，是否与设计图相符。设备进场道路、施工环境、防雷接地、施工驻地等情况进行调查，当调查结果不符合设计要求时应及时通知设计单位，按照要求程序进行变更。室外施工测量=1\*GB3①依照基础平面布置图引入标高，作为各类基础和基坑标高设定，方便进行基坑开挖和基础浇筑。=2\*GB3②将设计要求标高用水准仪引入施工场地，标高点用混凝土制作并进行保护。=3\*GB3③依据房建位置，用经纬仪测定一基准线，作为各基础测量依据。用经纬仪测定各基础中心桩，并做轴桩。在基础轴桩之间拴上白线绳，标出基础横、竖中心线。依照基础深外形尺寸和利用白线绳标出中心线，采取平行推移法测出基坑开挖边线。=4\*GB3④将测出边线撒上白石灰粉标出，复核无误后，撤出白线绳即可开挖基坑。基础开挖及浇筑基础开挖包含主变压器基础、隔离开关基础、电流互感器基础、电压互感器基础、断路器基础、避雷针基础等。=1\*GB3①构架电杆基础开挖按照设计深度进行开挖，按照构架高度进行高度复测后就能够进行构架组立和焊接。=2\*GB3②室外设备基础开挖：开挖前，用砖块将基础侧设辅桩围起来，预防作业过程中因为碰撞而移位。沿着基坑开挖边线开挖，边开挖边修整，挖至设计桩。=3\*GB3③用水准仪复测坑深，无误后均匀扎实坑底。基坑挖好后，预留回填土，其余弃土全部外运。=4\*GB3④复核坑位尺寸及深度无误后，依照基础类型支立钢模，并在钢模表面涂刷脱模剂。支立后模板中心与基础中心重合，偏离误差小于1mm；预埋螺栓间距及外露尺寸符合设计要求，误差小于2mm。杯形基础杯底略低于标高30mm，便于立杆调整。=5\*GB3⑤基础浇注采取原坑胚膜就地浇注法，当基坑易坍塌时采取模板支护浇注。混凝土用机械拌和，配合比、水灰比经试验选定，并在现场对水、砂、石料严格计量。浇注中防止发生离析现象，同一基础一次性连续浇注完成；每层浇注厚度不超出300mm，并用电动振捣棒充分捣固。本工程混凝土施工避开冬雨季。=6\*GB3⑥浇注完成后复核预埋螺栓尺寸，并按要求制作混凝土试块。基础养护据气候条件和规范要求，派专员负责实施。构架（支架）组立=1\*GB3①混凝土基础强度达成设计强度70%以上时，方可进行电气设备安装和杆上作业；=2\*GB3②用于构架或支架预应力钢筋混凝土电杆不得有纵、横向裂纹。电杆不应有混凝土脱落及外漏钢筋等缺点，弯曲度不应大于其全长1%。钢圈连接混凝土电杆焊缝不得有裂缝、夹渣及气孔，其咬边深度：当钢圈厚度小于或等于10mm时，不得大于；当钢圈厚度大于10mm时，不得大于1mm。焊接后电杆弯曲度不应大于全长2%。=3\*GB3③构架电杆杆顶应封堵；杆段连接处钢圈或法兰应作防腐处理。=4\*GB3④构架横梁及设备托架应平直、光洁，焊缝质量及表面防锈层应完好，弯曲度不应大于其全长5%。=5\*GB3⑤组立后母线构架和设备支架应及时进行接地连接。室外设备安装室外设备包含：隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压断路器、避雷针、防雷铁塔等。=1\*GB3①高压断路器安装应注意以下几点：室外高压断路器为六氟化硫（SF6）断路器，其安装应符合以下要求：高压断路器在运输和装卸过程中，不得倒置、碰撞或受到激烈震动；高压断路器抵达现场后要按照要求进行检验、验收；高压断路器及操动机构安装应垂直、牢靠，底座或支架与基础间调平垫片不宜超出三片。高压断路器组装应在无风沙或雨雪且空气相对湿度小于80%天气进行，并应做好防尘、防潮方法；相间支持瓷套法兰宜在同一水平面上，相间距离误差不应大于5mm；全部连接螺栓应设放松垫圈或锁紧螺母，导电及密封部位螺栓使用力矩扳手紧固，力矩值应符合产品技术要求；在联合动作前，依照产品类型及技术要求检验断路器真空度或向断路器内冲六氟化硫气体；具备慢分、慢合装置断路器，在操作过程中不得有卡组、滞留现象；机械指示器分、合闸位置与断路器实际状态一致；=2\*GB3②互感器、电抗器安装时应注意：外观完好，附件齐全；油位正常，密封良好，无渗油现象；互感器变比分接头位置和极性符合要求；互感器和电抗器在起吊时，吊索应固定在要求吊环上，并设置防倾倒方法，不得利用瓷裙起吊，不得碰伤瓷套；互感器外壳、二次绕组端子、铁芯引出接地端子等应接地良好；=3\*GB3③隔离开关安装应注意：隔离开关到场后应进行设备型号、规格、部件、配件、外形等检验；隔离开关相间距离110KV及以下不应大于10mm，220KV及以上不应大于20mm；隔离开关锁闭装置及辅助装置应动作灵活，正确正确，接触良好；隔离开关合闸后，主触头可靠地与主刀刃接触，分闸时三相灭弧刀片同时跳离固定灭火触头；=4\*GB3④避雷针及避雷铁塔安装应注意：避雷铁塔安装应编制专门施工方案，尤其是安全方法应齐全；避雷铁塔安装应设专门现场责任人，同一指挥；避雷铁塔安装应按照要求采取防盗螺帽连接，并用扭力扳手进行紧固；避雷针应平直，焊接牢靠，不应有裂缝、气孔及脱焊等缺点。避雷针与基础连接应采取双帽放松，紧固后应涂黄油防腐。基础表面应用水泥砂浆制作防水帽；避雷针接地方式及接地电阻应符合设计要求；避雷针不得倒置、任意拆开、破坏密封盒损坏元件；每个电气设备工作接地和保护接地应单独安装接地线与接地网或接地干线可靠连接；独立避雷针接地装置与主接地网地中距离不应小于3m；引下线宜在距地面处设置可拆卸断接点。软母线安装=1\*GB3①母线装置采取设备和器材，在运输及保管中应采取防侵蚀和机械损伤方法；=2\*GB3②母线表面应光洁平整，不应有裂纹、折皱、夹杂物及显著损伤或腐蚀等缺点；=3\*GB3③支柱绝缘子、穿墙套管及悬式绝缘子在安装前应进行外观检验，经电气试验合格后方可进行安装；=4\*GB3④硬母线加工应符合设计和施工规范要求；矩形母线搭接连接时，其搭接长度以及连接螺栓规格和数量应符合施工规范要求；=5\*GB3⑤母线涂刷相色漆和设置相色标志应符合以下要求：三相交流母线：A相为黄色，B相为绿色，C相为红色；牵引变压器二次侧母线：A相或M座位黄色，B相或T座位绿色，N相为紫色；交流接地母线为黑色；直流母线：正极为赭色，负极为蓝色；主变压器安装变压器应直立存放，不能叠放；存放地点应保持干燥，并通风良好；变压器在运输过程中不允许有摇摆、碰撞和移动现象，倾斜角度不得大于15°；装卸过程中应严格按照国家关于装卸规程及变压器安装使用说明书进行操作。为确保变压器运输与安装顺利进行，将充分利用自备设备运输及安装大型机具，以及厂家为本工程协调运输设备所需吊装设施及运输平板车。依照现场实际情况选择不一样运输方法（铁路或公路），为了确保运输过程中设备安全，依照制造厂提供数据。要求了采取不一样运输方法最高速度。变压器主体就位以后，其基准线应与基础中心线吻合，主体应成水平状态，最大水平误差不超出2mm。变压器就位后应进行副件装配,副件装配应按厂家提供图纸进行从下到上由远到近吊装。按先吊装散热片,在装油枕,最终装高低压套管及零部件标准。组装完应进行变压器器身检验，检验内容包含外观有没有损伤、连接是否松动、绝缘是否损伤等。安装完成对变压器进行注油,注入变压器油应经耐压试验及油简化分析合格后方可使用。为了排除绝缘物中残留空气和安装过程中进入器身潮气,对110KV及以上充气运输牵引变压器应采取真空注油。真空处理及真空注油要求及方法可参考现行国家标准<<电力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>>执行。注油后必须将变压器静置一定时间,以排除体内残留气体和绝缘油中气泡。静置时间参考国家标准定为:110KV及以下变压器不少于二十四小时。排出空气往往聚于各附件高处,应将各部位放气孔塞进行数次放气直至排尽。按设计图纸、产品使用说明书以及关于规范进行接线，接线后应对各回路进行校线检验。变压器安装工作全部结束后，及时填写设备安装技术统计，并对变压器进行相关电气试验。室内施工硬母线施工硬母线加工前用橡胶锤矫正平直，切断面垂直平整填补采取铁锤直接敲打；硬母线弯制采取冷弯方式，弯曲长度不得小于50mm，不得大于。硬母线平面弯曲900时，其扭转部分长度为母线宽度～5倍。硬母线安装时室内配电装置安全净距离符合施工规范要求。母线连接螺栓应从下向上穿，螺栓长度露出螺母2～3扣。室内断路器为正空断路器，其安装过程中应注意以下几点：真空断路器安装时应检验基础螺栓与支架间以及支架与断路器之间连接牢靠；支架与断路器间接地连片安装位置正确，接触良好；操动机构零部件齐全，各转动部位涂以黄油，起到润滑作用；真空断路器安装完成后应进行接地连接。故障盘也叫高压故障判断装置，其安装应符合以下要求：故障盘规格型号应符合设计要求；室内互感器为25KV互感器，其规格、型号及安装位置应符合设计要求；互感器变比和极性方向应符合设计要求，其别用二次绕组应可靠接地，电压互感器备用二次绕组N端应接地，电流互感器备用二次绕组应经短路后接地。室内隔离开关箱应安装在同一直线上，安装工艺统一，保持滑轨运行良好；室内隔离开关箱应悬挂名牌，标明位置和用途；室内隔离开关箱应操作灵活，位置和标志相符。综合自动化系统设备安装应按设计图纸进行摆放，设备进场前应对预留槽道和管道进行验收和查对；监控柜和通信柜安装完成后，要对二次回路配线和传输电缆进行详细检验和电缆绝缘测试，测试合格后方可送电。综合自动化系统设备安装应牢靠，做到前后水平一直，美观大方；计量装置设备安装前要对预埋件、预留孔位置进行查对；盘、柜底座型钢或支架应可靠与接地网进行连接；盘、柜等设备到场后要进行验收，型号、规格呀符合设计要求；盘、柜等设备安装时要安装牢靠，要采取防潮、防震、防框架变形和漆面受损等方法；盘、柜上所设模拟线及小母线颜色应符合施工规范要求；接地网施工和网栅安装接地体顶面埋设深度不得小于。接地体引出线垂直部分及焊接部位应做防腐处理。每一设备工作接地和保护接地应单独与接地干线或接地网可靠连接，禁止将几个部件串联接地。禁止将25KV电气设备或装置接地线接于电缆沟内接地母线上。配电装置遮拦高度不应低于，栅栏高度不应低于。栅栏及遮拦立柱埋设应垂直、牢靠，高度一致，同一轴线上立柱应在同一平面内。室外遮拦立柱顶端应封堵；设备连接施工设备连接施工主要是电缆施工，包含室内设备之间连接，室内外设备之间连接施工；牵引变电所内电缆主要有电力电缆和控制电缆，在敷设前要应检验电缆沟宽度、深度；电缆在出入建筑物时应设防护；沿电杆、构架、建筑物引上其地下至距地面2m高内应进行防护；引到设备电缆管管口位置，并排敷设时管口高度要一致，切口无卷边毛刺；电缆支架、吊架、桥架安装应牢靠，横平竖直，各支架同层横档应有与电缆沟或建筑物相同坡度；支架、吊架、桥架应统一接地；电缆敷设时不应形成交叉，敷设后电缆排列整齐；终端头处应预留；电缆出入电缆沟、槽、建筑物及保护管时，应将出入口用防渗水材料封堵；直埋电缆深度应确保电缆表面距地面大于700mm，敷设完成后回填不少于100mm厚软土用混凝土盖板或砖进行防护；电缆终端头应固定牢靠，各带电部位满足对应电压等级电气距离要求；电缆终端头上应有显著相色标志；室内外设备检测调试检验确认牵引变电所是呃逆外全部设备安装完成，全部施工项目已经完工，全部电气设备单体电气试验项目已全部完成；试验人员要编制试验方案，内容包含试验项目、操作程序、人员安排、仪器仪表、安全注意事项等；牵引变电所直流回路传动试验项目、交流回路传动试验项目应按照施工技术指南要求进行；全所联调试验牵引变电所运行交接前要进行全所联调试验工作，检验试验项目有：每台电气设备均能够进行可靠操作；在配置综合自动化功效配电所，还应依照计算机操作菜单显示功效，进行对应电气设备次序操作及程序操作功效检验；对于配置远动操作系统变电所，要依照设计要求对设备位置信号、故障信号、预告信号等在电力调度中心进行检验确认，同时检验事故统计和事故打印功效完整性；在具备条件情况下，由电力调度中心进行必要遥控操作检验；运行交接牵引变电所所试运行时应具备以下条件：工程完工、电气设备试验合格，并经过验收检验确认能够投运；编制运行方案，设备管理部门已审批；外部电源已送电所内进线设备编号及相许查对无误；各种通信联络设施齐备，话路通畅、清洗；有可靠操作电源；各种管理制度健全；牵引变电所试运行前应检验及准备一下工作：拆除施工时暂时电源线路，对电气设备及瓷件进行一次清扫；系统模拟盘、暂时接地线、验电工具、运行抢修工具、材料应齐全；全部隔离开关、断路器应在分闸位置，并应在进线隔离开关内侧及馈线隔离开关外侧加挂暂时接地线；电力变压器、动力变压器、自用电变压器、电抗器分接开关应在指定位置；全部断路器重合闸装置应退出运行；开启试运行程序应按以下要求进行：外部电源引入所内后，在高压侧电压互感器端子箱处查对电压、相位及相序；对每台牵引变压器冲击合闸试验应进行5次；对变压器进行第一次冲击后，连续受电10min，变压器无异常异常后然后手动分闸；第二、三、四次冲击后，连续时间宜为5min，然后分别模拟变压器过流、差动、重瓦斯保护动作分闸；变压器第五次冲击后手动分闸；新建牵引变电所全部设备按要求带电运行后方可按开通程序步骤和调度下达操作命令进行送电开通；运行交接时，应做好交接统计；6、材料和机具设备材料主要材料见表表主要设备材料表序号名称规格/编号单位数量备注1牵引变压器110/台22所用变压器SC10-100KV台13电流互感器台24110KV电压互感器JDZF-110W3台65真空断路器台36三极电动隔离开关GW4-110W组87双极手动隔离开关组38单极手动隔离开关台129氧化锌避雷器YH5W-100/275台610YH5WT-42/120台1211熔断器RN1-35台212RN2-35台413高压负荷隔离开关台414氧化锌避雷器台1415避雷针座416回流电缆YJV-3X240米100工器具及仪器仪表配置见表表主要工器具及仪器仪表配置表序号名称规格/编号单位数量备注1电动液压钳YQF-60台32手动式液压钳16-300平方台2压力大于12T3分体式液压弯排机、冲孔台3适用125mm以下母排4绝缘靴双2适适用于35KV、110KV5绝缘手套双2适适用于35KV、110KV6接地封线35mm⒉台8双簧式7验电器110KV台28台2910KV台210经纬仪DJ6型台4含架子11水准仪Dzs-32台2含架子、塔尺12直流电桥QJ45台213兆欧表ZC11500V台214说明：工具配置可依照现场需要进行调整7、质量要求施工测量测量仪器及计量器具应符合国家质量标准和计量要求，并按要求定时检定；基础及杆坑定位准确，各部尺寸应与施工图纸要求相符；基坑放线应准确，并与本基础横竖中心线平行。变电所构支架组立电杆钢圈坡口必须去除锈蚀、油污等杂质，焊缝不得有裂纹、夹渣及气孔，焊缝内不得填充任何金属；整根电杆或对接电杆焊接完成其整体弯曲度小于本身长度2‰，连接处钢圈及杆顶钢板等必须作防腐处理；电杆表面应光滑，横向裂纹宽度不应大于，长度不得超出1/3圆周长；杯底标高调整后，其表面应水平，结构密实，且与原基础不得出现分层现象；电焊作业必须由取得操作合格证专职人员负责。真空断路器安装调整断路器支架底座应水平，其水平度偏差不应大于1mm；断路器在支架底座上推进灵活；接地装置接触良好；断路器在工作和试验位置闭锁装置应准确可靠；断路器手动分、合闸动作灵活、可靠，无不良现象。隔离开关安装隔离开关相间距离与设计要求之差不应大于10mm，或符合制造厂要求。牵引变压器安装铁芯应无位移、无损伤变形，铁轭与夹件绝缘垫应良好，穿芯螺杆、压钉用扳手逐一紧固；铁芯对地绝缘、高、低压绕组对地、绕组间绝缘，绝缘应良好，铁芯应无多点接地。检验绕组绝缘层应完整，无缺损、变形；各绕组应排列整齐、间隙均匀、油路无阻塞。绕组压钉应紧固，防松螺母应锁紧；变压器各部位均应无渗油现象，油漆完整，各相标志正确，接地可靠，顶盖上无杂物；油枕、高压套管油位正常，无假油位，补充油后，变压器油须经简化分析；铁芯接地套管和油箱接地可靠。8、安全方法杆上作业安全确保方法立杆时须有专员指挥，电杆竖起，杆坑未浇注混凝土填实前，不得登高作业。在杆上作业时，不得抛掷工具、材料；防滑脚扣使用前确认牢靠。作业人员必须系好安全带，安全带挂钩应锁紧。瓷件盘体安装安全确保方法安装瓷件时，法兰螺栓要按对角受力次序均匀拧紧，在瓷件上方工作时，对瓷件要有保护方法。不得将任何瓷件作为起吊物件受力点，不得在瓷件上捆绑物件，不得任意蹬踩瓷件。挪动盘体就位时，有专员指挥，预防倾倒和将人挤伤。盘底座加垫时，不得将手伸人盘底，多面盘并列安装时不宜将手伸入盘间。重心偏移在一侧盘体，在未安装固定前，要有预防倾倒方法。调整、操作隔离开关时，隔离开关可动范围内不得有些人。瓷套型互感器注油时，下部金属帽必须接地，预防产生静电。电气试验安全确保方法凡电气试验工作均由两人以上进行，分工明确，试验责任人在工作前进行安全技术交底。试验前，做