大型变压器吊装施工方案设计

大型变压器吊装施工方案设计

一、工程概况

1.1项目背景

本项目为XX地区220kV变电站扩建工程，需新增一台主变压器，型号为SFZ11-240000/220，额定容量240MVA，电压等级220±8×1.25%/38.5/10.5kV，用于区域电网负荷增长需求及供电可靠性提升。变压器由XX厂家制造，整体运输重量为128t（含油、附件），器身重量为95t，外形尺寸为8.2m（长）×3.5m（宽）×4.8m（高），采用钟罩式结构，顶部设有吊耳，需通过整体吊装方式安装于基础就位。

1.2变压器主要参数

变压器总重128t，其中器身重95t，油重25t，附件重8t；运输尺寸为8.2m×3.5m×4.8m（含包装），吊装高度需从运输车辆平台至基础就位点，垂直提升高度为12.5m；变压器重心位于几何中心，吊耳设计承载力为120t/个，共4个对称布置，吊装时需采用4点平衡吊装方式。

1.3施工环境条件

施工区域位于变电站扩建场地，周边10m范围内无高大建筑物，场地已平整压实，承载力≥200kPa；气象条件显示，施工期间平均风力≤3级，气温5-25℃，无雨雪天气；运输通道宽度为6m，转弯半径≥12m，满足大型平板车通行要求；吊装作业半径内地下无管线，上方无高压线路，安全距离符合GB50872-2013《起重吊装工程规范》要求。

1.4施工难点分析

（1）重量大：变压器器身重95t，需选用额定起重量≥100t的起重设备，且吊装过程中需严格控制载荷平衡，防止倾斜；（2）精度要求高：吊装就位后，变压器中心线与基础轴线偏差需≤5mm，水平度误差≤1mm/m；（3）安全风险高：吊装属大型特种作业，需协调运输、吊装、指挥等多工种配合，且需防范高空坠物、设备倾覆等隐患；（4）环境制约：场地狭窄，吊车站位需精确计算，同时需预留安全操作空间，避免与周边设备碰撞。

二、施工准备

（1）资源准备

1.1机械设备配置

根据变压器重量128吨及吊装高度12.5米需求，选用1台300吨级全液压汽车吊作为主吊设备，其额定起重力矩达1200吨·米，主臂长度42米时作业半径12米可满足起重要求。辅助设备配置2台50吨汽车吊用于附件吊装及辅助就位，配备2台10吨卷扬机作为牵引工具。运输车辆选用12轴线液压平板车，载重能力150吨，配备液压升降功能。索具系统选用Φ60毫米6×37IWS级钢丝绳4根，单根破断拉力≥180吨，配套20吨级卸扣8个及专用吊装横梁1套。

1.2人员组织架构

成立专项施工组设总指挥1名，由项目经理担任；技术负责人1名，具备高级工程师资质；安全监督员1名，持注册安全工程师证；起重班6人（含2名持证起重机司机）；电工班2人；普工班8人。所有作业人员均需通过《电力建设安全工作规程》培训并考核合格，特种作业人员证件在有效期内。

1.3材料物资准备

准备δ20毫米厚钢板200平方米用于吊车站位铺垫，M24地锚螺栓16套用于缆风绳固定，防滑垫50块用于设备保护，临时照明设备3套（含5000W投光灯2台），防风篷布200平方米应对突发天气。

（2）技术准备

2.1方案论证与交底

组织设计、监理、厂家专家进行方案评审，重点验证吊装力学计算、地基承载力及应急预案。施工前完成三级技术交底：总工向施工班组交底技术要点，技术员向作业人员交底操作流程，班组长向具体作业人员交底安全注意事项。

2.2吊装力学计算

采用ANSYSWorkbench软件建立有限元模型，模拟吊装过程应力分布。计算显示：95吨器身采用4点吊装时，吊索与垂直面夹角控制在15°以内，单根吊索最大受力28.5吨，小于钢丝绳安全系数5的许用值36吨。吊装横梁最大弯矩矩为85.6kN·m，选用Q345B材质σ=215MPa时，截面模量需≥398cm³。

2.3测量放线控制

使用全站仪在基础上标记就位轴线，偏差控制在±2mm内。在吊装区域设置4个基准点，采用水准仪监测吊装过程中变压器倾斜度，倾斜率不得超过0.5%。

（3）现场准备

3.1作业场地处理

吊车站位区域采用C30混凝土硬化处理，厚度300毫米，下方铺设300毫米级配砂石垫层。运输通道采用钢板铺垫，钢板下铺设路基箱，分散荷载至200kPa。场地周边设置2米高安全围栏，悬挂“吊装作业区”警示标识。

3.2地基承载力验证

采用轻型动力触探试验检测地基承载力，每50平方米布设1个测点，实测值需≥200kPa。对吊车站位区域进行预压测试，使用200吨水箱模拟荷载，24小时沉降量控制在5mm以内。

3.3临时设施布置

在作业区上风向设置20平方米工具房，配备消防器材2套；设置10平方米休息区，配备急救箱及防暑降温药品；临时电源采用380V电缆，配置三级配电箱2个，接地电阻≤4Ω。

3.4环境监测措施

安装风速仪实时监测风速，超过6m/s（3级风）时停止吊装作业；温度计监测环境温度，低于5℃时启动预热设备；湿度计监测空气湿度，雨天作业需搭建防雨棚。

3.5应急通道设置

在场地东侧预留8米宽应急通道，清除障碍物并设置导向标识；配备50吨千斤顶4台、200吨液压顶升装置2套、应急照明车1台，确保突发情况30分钟内响应。

三、吊装实施流程

1.设备进场与检查

1.1变压器进场验收

运输车辆抵达现场后，技术负责人组织监理、厂家代表共同检查设备外观。重点检查油箱有无凹陷、焊缝是否开裂、压力释放装置是否完好。使用经纬仪测量运输平台倾斜度，偏差控制在0.5%以内。核对铭牌参数与设计图纸一致性，包括型号、额定容量、电压等级等关键信息。

1.2附件清点与保护

拆除运输固定装置时，按装箱清单逐一清点散热器、油枕、套管等附件。对瓷质套管采用泡沫棉包裹防护，法兰面涂抹防锈脂。拆除临时支撑后，使用激光测距仪检测器身变形量，最大变形不得超过3mm。

1.3基础复测

在基础上投放十字基准线，使用水平仪测量基础平整度，每平方米高差不超过2mm。复核地脚螺栓位置与变压器底座孔位匹配度，偏差需小于5mm。基础四周设置200mm高挡水坎，防止雨水浸泡。

2.主吊设备就位

2.1汽车吊站位

300吨汽车吊支腿展开至最大作业半径，支腿垫板采用δ30mm钢板与路基箱组合。吊车回转中心距离变压器基础中心8m，确保主臂42m时起重量达150吨。支腿液压系统压力表读数需稳定在25MPa，持续10分钟无沉降。

2.2辅助设备布置

两台50吨汽车停置于变压器两侧，分别负责散热器吊装和牵引。10吨卷扬机固定于基础北侧，地锚采用φ80mm钢筋预埋，抗拔力测试达8吨。所有设备停放位置预先铺设δ20mm橡胶垫，防止地面损伤。

3.吊装索具安装

3.1吊索具选择

选用φ60mm钢丝绳作为主吊索，安全系数取6。计算单根吊索受力：95吨器身四点吊装时，吊索与垂直面夹角15°，单根受力约28.5吨，选用1770MPa级钢丝绳破断拉力达180吨。配套卸扣选用20吨级，开口方向统一朝向吊装区域外侧。

3.2吊点连接

使用专用吊装横梁连接四个吊耳，横梁采用Q345B工字钢，经探伤检测无裂纹。吊索与吊耳接触处加装δ10mm橡胶垫，防止损伤镀锌层。所有连接螺栓采用力矩扳手紧固，扭矩值达450N·m。

4.试吊与调整

4.1空载试吊

主吊钩提升至离地200mm，停留10分钟检查吊车支腿稳定性。测量吊装横梁水平度，使用水平仪检测倾斜不超过1mm/m。同步启动两台辅助吊车，微调吊索受力均衡性。

4.2载荷测试

器身离地500mm时，暂停作业进行全面检查。重点观察钢丝绳有无异常抖动，吊耳焊缝有无裂纹。使用测力仪监测各吊索受力，偏差控制在5%以内。

5.正式吊装作业

5.1器身起吊

主吊车以5m/min速度匀速提升，辅助吊车配合保持平衡。器身升至1.5m高度时，暂停作业进行空中转向。通过主吊车回转和辅助吊车牵引，缓慢调整器身至基础正上方。

5.2对位调整

使用全站仪监测器身位置，偏差超过10mm时暂停调整。通过主吊车微动和辅助吊车牵引，缓慢移动器身至设计位置。底部导向装置对准基础槽口，偏差控制在3mm以内。

6.就位与固定

6.1缓慢落放

主吊车以3m/min速度下降，器身距基础100mm时停止。使用四台50吨液压千斤顶同步支撑器身，拆除吊装横梁。千斤顶顶升速度保持一致，确保器身水平下降。

6.2精密就位

器身落至基础后，调整水平度至0.1mm/m。地脚螺栓穿入底座孔位，采用双螺母固定。复核中心线偏差，使用塞尺测量底座与基础间隙，确保接触严密。

6.3临时支撑

在器身四周设置8个可调支撑点，采用δ20mm钢板垫实。支撑点压力均匀分布，单点承重不超过12吨。安装完成后再次测量水平度，确认无变化后锁定支撑装置。

四、质量控制

1.质量标准体系

1.1国家标准

严格遵循GB50148-2010《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》中关于吊装精度的要求，就位后变压器中心线偏差不得超过5mm，水平度误差控制在1mm/m以内。同时执行GB/T1094.1-2013《电力变压器第1部分：总则》对设备运输及吊装过程中的防护标准，确保器身无机械损伤。

1.2企业标准

参照XX电力建设公司《大型设备吊装质量控制手册》，增设附加验收指标：吊装过程中器身倾斜率不得大于0.3%，吊索具受力均匀性偏差控制在5%以内，附件安装后的密封性试验压力为0.03MPa保持24小时无渗漏。

1.3项目专项标准

针对本工程特点制定《SFZ11-240000/220变压器吊装质量控制细则》，明确关键控制点：吊装前吊耳焊缝100%超声波探伤，基础平整度用水平仪检测每平方米高差不超过2mm，就位后底座与基础间隙塞尺检测不得大于0.2mm。

2.过程控制要点

2.1设备检查控制

变压器进场时由质检员会同监理、厂家代表共同进行外观检查，重点检查油箱有无凹陷、焊缝是否连续、压力释放装置铅封是否完好。使用激光测距仪测量器身变形量，最大变形不得超过3mm。附件清点时对瓷质套管进行工频耐压试验，试验电压按出厂值的80%施加，持续1分钟无击穿现象。

2.2吊装操作控制

主吊车提升速度严格控制在5m/min以内，器身离地200mm时暂停10分钟检查吊车支腿沉降量，累计沉降不得超过3mm。四点吊装时使用测力仪实时监测各吊索受力，发现偏差超过5%立即调整。空中转向阶段由两名信号工同步指挥，确保器身旋转平稳，摆动幅度小于100mm。

2.3就位精度控制

器身落至基础上方1m时，使用全站仪进行三维坐标定位，X/Y轴偏差超过10mm时暂停调整。底部导向装置对准基础槽口后，采用四台50吨液压千斤顶同步支撑，顶升速度保持一致，确保器身水平下降。就位后用地脚螺栓临时固定，复核中心线偏差，使用框式水平仪在变压器长宽方向各测三点，水平度误差控制在0.1mm/m。

2.4环境因素控制

施工期间设置环境监测小组，每小时记录风速、温度、湿度三项参数。当风速超过6m/s时立即停止吊装作业，气温低于5℃时启动预热设备对吊耳进行预热至15℃。雨天作业时搭建防雨棚，棚顶高度不低于器身起吊高度2m，四周设置挡水坎防止雨水倒灌。

3.检验检测方法

3.1无损检测

吊装前对吊耳焊缝进行100%超声波探伤，采用DAC曲线法评定，缺陷当量直径超过φ3mm的缺陷需返修处理。器身就位后使用磁粉检测法检查吊耳及吊装横梁连接部位，重点检测螺栓螺纹处有无裂纹。

3.2几何尺寸检测

采用激光跟踪仪测量变压器就位后的空间位置，建立三维坐标系，测量点包括器身中心、四个底座角点。使用电子水准仪在变压器长宽方向各测五点，绘制水平度等值线图，确保局部最大高差不超过1mm。

3.3力学性能检测

吊装过程中使用无线测力传感器实时监测吊索具受力数据，采样频率不低于10Hz。器身离地500mm时进行静载试验，持续5分钟观察吊装系统变形情况，吊装横梁挠度不得超过跨度的1/1000。

3.4密封性检测

附件安装完成后进行油枕及散热器密封试验，采用0.03MPa氮气压力保压24小时，采用皂液检漏法检查所有焊缝及法兰连接处，无气泡产生为合格。

4.验收程序

4.1自检程序

施工班组完成每道工序后立即进行自检，填写《吊装工序质量检查表》。重点检查项目包括：吊索具连接可靠性、器身倾斜度、基础平整度等，自检合格后报质检员复核。

4.2专检程序

质检员对关键工序进行专检，采用"三检制"模式：检查、测量、记录。吊装前检查吊车支腿垫板接触面积是否达到100%，就位后使用塞尺检测底座与基础间隙，检测点不少于20个。

4.3隐蔽工程验收

地脚螺栓固定前组织监理、设计单位进行隐蔽工程验收，检查内容包括：螺栓扭矩值、防松措施、防腐处理等。验收合格后在《隐蔽工程验收记录》上签字确认，方可进行下道工序。

4.4竣工验收

完成全部吊装工作后，由建设单位组织五方联合验收，验收内容包括：质量保证资料核查、实物质量抽查、安全文明施工评价。验收合格后签署《单位工程质量验收记录》，变压器方可投入运行。

五、安全措施

1.安全管理体系

1.1安全组织架构

项目部设立安全总监一名，负责整体安全工作协调。安全总监下设专职安全员三名，分别负责起重作业、高空作业和现场监督。安全员需持有注册安全工程师证书，并具备五年以上电力施工经验。施工班组设兼职安全员一名，由班组长兼任，负责日常安全巡查。安全组织架构采用直线职能制，确保指令传达畅通，安全总监直接向项目经理汇报。

1.2安全责任制

明确各级人员安全职责：项目经理为安全第一责任人，对项目安全负总责；安全总监负责制定安全制度和监督执行；专职安全员负责现场安全检查和隐患整改；施工人员严格遵守操作规程。签订《安全生产责任书》，将安全指标纳入绩效考核。安全责任制实行“一岗双责”，即业务职责和安全职责并重，确保人人管安全。

2.风险控制措施

2.1风险识别

施工前组织安全风险评估会议，识别潜在风险。主要风险包括：设备坠落风险，因吊装索具断裂或操作失误导致变压器坠落；人员伤亡风险，高空作业时人员滑落或物体打击；设备损坏风险，吊装过程中变压器碰撞基础或附件；环境风险，大风或雨天影响作业安全。风险识别采用现场勘查和经验分析法，形成《风险清单》，记录风险点、可能性和严重程度。

2.2预防措施

针对识别的风险，制定具体预防措施。设备坠落风险：选用合格吊装索具，每日开工前检查钢丝绳有无断丝，吊装横梁进行探伤检测；人员伤亡风险：高空作业人员佩戴全身式安全带，设置生命绳，作业区下方禁止人员进入；设备损坏风险：在变压器周围设置缓冲垫，使用导向装置控制就位精度；环境风险：安装风速仪实时监测，风速超过6m/s时停止作业，雨天搭建防雨棚。预防措施执行落实到人，安全员每日检查记录。

3.应急响应计划

3.1应急预案

编制《大型变压器吊装应急预案》，明确应急组织、响应流程和处置措施。应急组织包括：应急指挥组由项目经理任组长，负责决策协调；抢险组由起重工和电工组成，负责现场救援；医疗组由专业医护人员组成，负责伤员救治；后勤组负责物资保障。响应流程：事故发生后，现场人员立即报告安全总监，启动应急预案，疏散无关人员，控制现场。处置措施：设备坠落时，使用千斤顶顶起设备，检查损坏情况；人员伤亡时，立即拨打120，进行心肺复苏；火灾时，使用灭火器扑救，切断电源。

3.2演练与培训

定期组织应急演练，每季度一次。演练场景包括：吊装过程中索具断裂、人员高空坠落、变压器泄漏等。演练前制定方案，模拟真实环境，记录演练过程。演练后评估效果，更新预案。安全培训每月进行一次，内容包括：安全操作规程、应急知识、急救技能。培训采用理论讲解和实操结合，新员工上岗前必须通过安全考核。培训记录存档，确保全员掌握安全技能。

六、施工收尾与资料归档

1.设备固定与调试

1.1永久性固定

变压器就位后，使用地脚螺栓将底座与基础牢固连接。螺栓规格为M42，等级8.8级，扭矩值达到800N·m。安装顺序采用对角线同步紧固，分三次完成：第一次预紧至300N·m，第二次达到600N·m，最终扭矩值达标后使用弹簧垫片防松。底座与基础间隙采用无收缩灌浆料填充，养护期间禁止踩踏。

1.2附件安装

散热器安装前进行密封试验，试验压力0.03MPa，保压24小时无渗漏。连接法兰面涂抹密封胶，螺栓按十字顺序对称紧固。油枕安装时保持倾斜角度1.5%，确保呼吸器畅通。套管安装前测量介损值，与出厂值偏差不超过0.1%。

1.3注油与排气

采用真空注油工艺，先抽真空至133Pa，保持48小时。然后以3L/min速度注入45#变压器油，油温控制在50±5℃。注油过程中通过升高座持续排气，直至油位达到指定刻度。静置72小时后进行色谱分析，检测无氢气、乙炔等异常气体。

2.系统调试与验收

2.1电气试验

绝缘电阻测试使用2500V兆欧表，高压对低压及地的吸收比不低于1.3。工频耐压试验按出厂值的80%施加，持续1分钟无击穿。绕组直流电阻测试采用压降法，相间偏差不超过2%。

2.2保护装置校验

差动保护校验采用继保测试仪，制动特性曲线符合厂家要求。瓦斯保