梨园水电站发电厂房电气二次优化设计

施辉雨

（中国水利水电第十四工程局有限公司机电安装事业部，云南 昆明650032）

1 概述

梨园水电站位于云南省丽江市玉龙县（右岸）与香格里拉县（左岸）交界处的金沙江中游河段，是金沙江中游河段一库八级的第三级，上游与两家人水电站衔接，下游为阿海水电站。电站装有4台单机容量为600 MW的水轮发电机组，电站总装机容量为2 400 MW。二次工艺优化设计包含的内容有：电气一、二次设备安装；主要涉及工作面有：10 kV厂用电系统、400 V配电系统（厂用、公用、照明、保安），计算机监控系统、通信系统、控制系统（包括空压机、技术供水、渗漏排水等）、水轮发电机组、调速器、筒阀、技术供水、励磁系统、在线监测、故障录波、继电保护、直流、500 kV GIS室、主变、电抗器等电气设备安装及接线、全厂电缆桥架安装、盘柜及控制箱安装接线等。

为把梨园电站建设成为达标创优、有特色、出亮点，体现科技创新，节能环保的标准化电站，在业主的支持下，我单位就电气一、二次设计中不合理部位进行充分优化，现就实际施工中遇到的问题及采取的主要优化措施简要总结。

2 优化准备工作

首先根据二次工艺策划范围，提取结构设计图、管道预埋图、电缆管道预埋图、设备基础板预埋图、桥架布置图、盘柜布置图、电缆清册及各厂家相关资料，熟悉施工图纸，反复阅读，理解设计意图，了解结构形式，了解同一安装场所各专业设备的布置和线路走向[1]。其次根据设计院提供的二维图，绘制各系统三维组合施工图，校对、核查各布置图的合理性、可实施性及相互干涉性；对有问题的位置进行记录及标记。对属责任与权限以外的问题，向有关监理和业主提交书面报告进行汇报。对属于不改变使用功能的缺陷问题，根据现场与施工条件提出优化设计。对施工细部的难点进行统计及分类，制定相应方案和统一的施工工艺。对完善性的安装施工进行分析、统计及分类，制定相应方案和统一的施工工艺。对电缆桥架立柱材料的标准化进行核对，按照安装工艺和使用功能的要求核查数量与规格，再根据施工工艺要求进行相应的修改及增减。校对、核查各布置图的材料清单及生产厂家的资料。统计编制电缆桥架及安装设备、材料进场排序、规格、数量 ，汇总扩展表。对电缆桥架施工中工艺要求的非标准化部件进行梳理，由有关部门统一提交生产厂家进行定制加工。对电缆桥架施工中工艺要求的现场临时制作组件进行统计分类，制定方案绘制加工图纸。

3 存在问题及解决措施

（1）电缆桥架需增加基础板及预埋板偏离立柱中心线问题

在电缆桥架安装前，为了保证安装质量，依据设计图纸，使用两套激光投线仪及钢卷尺等工具，对厂内所有电缆桥架立柱预埋板进行了认真的复测核对，发现个别地方由于电缆桥架改向需要增加预埋板，极少数预埋板偏离立柱中心线。

经小组讨论协商后，采用对增加预埋板的位置进行标记后，用立柱底座与膨胀螺丝固定方式逐一进行立柱安装。对少数已偏离立柱中心线的预埋板，采用预埋板与立柱底座焊接及膨胀螺栓与立柱座固定方式进行固定。

（2）电缆桥架强度不够问题

电缆桥架、立柱、横梁到货与设计图纸不符，立柱刚度、强度不够。造成部分电缆桥架承载变形较大，个别立柱有撕裂现象出现。

经优化小组讨论后，决定按照“门”式补救方案，结合现场绘制组合安装图，统计上报采购材料数量清单。

（3）桥架安装方式优化

1）主厂房1 507.80 m高程机坑外围电缆桥架施工前，经项目部工艺优化小组查看图纸后发现，机坑外围设计有两层多边形桥架，其在中性点和主引线处断开。

根据现场实际情况，若按设计图安装，多边形桥架将会与部分油、气管路及消防设备安装位置发生冲突。经优化小组讨论后，决定将多边形桥架修改成环形桥架，并只在发电机端子箱和中性点位置安装环形桥架，该方案在确保桥架使用功能的同时，也解决了桥架与其他设备安装冲突问题，优化后桥架安装观感质量整齐美观。

2）主厂房EL 1 507.80 m中间层电缆桥架有1处断口，主厂房EL 1 501.80 m水轮机层电缆桥架有8处断口，影响电缆铺设。

根据现场实际逐一拟定切实可行的电缆桥架连接方案，对以上问题进行电缆桥架施工完善处理，逐一设计绘制电缆桥架施工图指导现场施工。

（4）局部位置桥架设计不合理

竖井和水平段电缆敷设极易堵塞电缆通道，水平段容易出现坍塌，感观度较差且不利于电缆敷设。从设计图纸上可以看出，该水电站盘柜设备布置以下进线方式为主，但从电缆桥架进入盘柜下部的电缆无桥架或支架，不利于电缆敷设绑扎成型。涉及优化的部位有：上游副厂房EL 1 532.80 m GIS室层设备电气盘柜。上游副厂房EL 1 524.60 m厂用电设备层10 kV盘柜，第一组、第二组公用电及变压器，保安负荷用电及变压器。上游副厂房EL 1 513.30 m机旁盘柜层1～4号机组机旁电气设备盘柜、机组直流设备室盘柜。中控楼EL 1 524.90 m计算机室层继电保护室、计算机室、开关站直流设备室。下游副厂房EL 1 513.30 m发电机层1～4号机组自用电盘柜（CBA)变压器。

根据现场实际要求，按照全厂盘柜设备布置要求、电缆铺设数量及方式，对盘柜引线架进行整体策划，做到按类区分，结构、材料统一，确保施工进度及施工质量。统一在相应的盘柜与桥架之间安装电缆引线架，电缆在引线架上排列整齐，绑扎牢固。达到实用、美观、统一效果。

（5）设计漏项，通过绘制三维设计画图，按图施工

由于电缆埋管的误差较大，造成设计无法出详图，只能待设备安装完成后，对现场位置实际测绘，设计配备所需的电缆槽盒。如下游副厂房EL 1 501.80 m中压空压机室1号、2号储气罐仪表接线设计均未设计电缆桥架通道，我部人员去现场实际测量相应尺寸后，绘制三维模型图，按照绘制后的图纸组织相关人员进行施工。

4 优化效果及成果

针对厂房中存在的各种不同问题的处理，优化效果主要突出以下几个方面：

（1）梨园电站电缆桥架存在较多的断口，与电缆进线预留口距离过远，与进人门、消防管道支架等其他设备存在相互干扰等情况，项目部进行了局部修改和增加，使桥架布置更为合理，有效减少了直角接头造成的快口和毛刺，在电缆敷设工程中避免划伤电缆，便于电缆的敷设、绑扎和成型。

（2）在盘柜进线孔下增装电缆引线架，方便电缆敷设、绑扎、固定和成型，避免了电缆凌空飞线，有效地保护了电缆，便于日后检修和电缆更换，走向合理，效果美观。同时电缆走向的统一规划，让电缆分流合理，电缆敷设排列整齐。

（3）桥架结构强度增强，其安全性得到了提高

梨园电站由于安装后的电缆桥架在电缆敷设后变形严重，为避免造成桥架坍塌，我部对立柱进行加固：在电缆比较集中的上游副厂房每隔一个立柱间隔增加门型，增加了电缆桥架的结构强度，其安全性得到了提高。

（4）节约了人工和作业时间

梨园电站的电缆敷设路径经我部前期策划、测量、计算和重复讨论、规划完成，虽然整个过程投入的人工较多，时间较长，但给后期的电缆敷设工作创造了便利的条件。①减少了电缆敷设人员，降低电缆施工中人力资源的投入；②由于明确了每根电缆敷设的路径、有效节约了施工准备工作的规划时间；③避免了电缆敷设过程中的交叉，校正了不合理的电缆敷设路径，整个电缆敷设效果具有整体性。

5 结语

通过对支架布置作适当调整、补充设计时未考虑的施工工艺、对电缆及管道走向进行补充设计等工作，使整个施工工期安排更为合理、规范，避免返工和交叉，施工完成后观感美观，达到了工艺优化设计效果，把梨园水电站建设成为达标创优，有特色、出亮点，体现科技创新，节能环保的标准化电站，赢得了业主、监理、设计等单位人员一致好评。随着国内大型水电站的开发建设，梨园电站二次优化工艺设计，其成功的工艺措施可对同类工程提供技术支持和借鉴。