狭窄空间大型变压器平移牵引就位技术研究

 狭窄空间大型变压器平移牵引就位技术研究

林万铭 

中国能源建设集团广东火电工程有限公司

摘要：变压器就位是电厂、升压站、换流站等大型基建设施建设的重要环节，如何安全高效率地完成变压器就位作业是一个需要持续研究的问题，相关技术也日趋成熟。但是就位技术的选用，与实际变压器基础环境条件有关，面对不同的基础及不同的变压器条件，可采取的就位工艺也不尽相同。传统的变压器就位方式为大型履带吊吊装就位、滑轮组牵引及液压推顶油缸平移三种方式；本文主要介绍了张拉千斤顶牵引平移就位技术的特点和技术在变压器工程中的应用，以应对当前三种就位方式均不合适的场景。

关键词：狭窄施工空间；大型变压器；平移就位；穿心式张拉千斤顶

主变压器属于电厂、升压站、换流站项目的重量级设备，220kV三相一体主变本体基本达到300多吨左右（不含安装附件及油重），变压器安装附件及注油后的重量为400多吨或更重的500多吨；公司某项目变压器基础空间位置狭窄且其中一侧混凝土覆盖面高度较高，变压器基础平面离地高度为1m，且变压器室存在限高，附近设置有地锚孔，且变压器厂家配置运输小车，不适宜采用夹轨器加液压推顶油缸的平移就位或或滑轮组方式就位，我公司利用地锚插销以及设计专门的底座固定穿心式张拉千斤顶，由张拉千斤顶通过钢绞线牵引变压器沿运输小车导轨向基础平移就位。

穿心式张拉千斤顶用于牵引钢绞线，且体积较小，对于此狭窄变压器基础空间下的施工具有可行性。其参数如下：

5t穿心式张拉千斤顶参数表

一、技术原理、工艺流程及操作要点

1. 技术原理

穿心式张拉千斤顶的工作原理如下：

（1）首先将一条千斤顶铭牌上规定直径的钢绞线穿入千斤顶。变压器牵引施工中使用的张拉千斤顶型号为YDC250Q-200，适配使用的钢绞线型号为Ø15.2mm。

（2）张拉千斤顶需结合单孔锚具使用方能牵动钢绞线。单孔锚具对钢绞线有单向夹紧的作用，即于单孔锚具中心穿入一条钢绞线后，钢绞线只能沿单孔锚具内工具夹片锥头的方向相对移动（沿此方向移动时单孔锚具内部工具夹片呈张拉放松形式），若沿工具夹片反方向相对移动，工具夹片则会夹紧钢绞线，使钢绞线与单孔锚具相对固定。

（3）将一个YJM15-1单孔锚具穿入至钢绞线靠张拉千斤顶锥头一端，单孔锚具内工具夹片锥头方向与千斤顶锥头方向相反，工具夹片在千斤顶顶升方向对钢绞线起夹紧作用；单孔锚具与千斤顶锥头接触，使得千斤顶顶升时，锥头能够推动单孔锚具，单孔锚具则牵引钢绞线移动。而千斤顶收缸后，基于单孔锚具对钢绞线单向夹紧的特点，单孔锚具可沿钢绞线推回至与千斤顶接触，继续进行下一个行程的顶升。

图2. 张拉千斤顶顶升示意图

（4）将钢绞线与变压器运输小车相连接后，则可以通过反复顶升张拉千斤顶，达到牵引变压器运输小车往变压器基础平移的效果。

2. 操作要点

2.1穿心式张拉千斤顶固定方式

为使千斤顶能够作用于变压器，需设计一个用于固定千斤顶的底座。

变压器基础上存在两个地锚孔，可通过地锚插销将千斤顶底座固定于基础上。为了使得千斤顶在顶升时缸体能够被固定不移动，需于底座上焊接竖向钢板。

图3底座固定原理

2.2钢绞线与运输小车连接方式

设计一个能够通过钢管挂载于运输小车尾部两吊耳上的连接件。

连接件的工作原理如下图所示。

图4 运输小车连接件方式示意图

单个连接件通过一根穿挂于运输小车吊耳上的钢管挂载于运输小车尾部，使用木板、胶垫等塞垫连接件与运输小车间的缝隙。钢绞线从连接件底部小孔穿入，并于钢绞线上再穿入单孔锚具，夹片锥头方向与牵引方向相同，当张拉千斤顶牵引钢绞线时，钢绞线带动单孔锚具，单孔锚具对连接件施力，因而运输小车得以拖动。

2.3相关计算

（1）穿心式张拉千斤顶负荷率计算

车轮与钢轨间的滚动摩擦系数为0.05，启动系数为：1.2，变压器在轨道上滚动时产生的最大阻力f＝0.05×1.2×500t＝30t。

使用4个25t张拉千斤顶作业，最大阻力为f=30t，则负荷率：

η=30t/4/25t×100%=30%＜50%（安全）

（2）钢绞线负荷校核

Ø15.2预应力钢绞线单根额定提升起重量不大于10t，牵引过程最大阻力为30t，牵引过程采用4根钢绞线，则单根钢绞线受力为：

30t/4=7.5t <10t（安全）

2.4工艺流程

（1）首先将两个千斤顶底座通过地锚插销固定于变压器基础两个地锚孔上。

（2）将钢绞线穿入张拉千斤顶，并如3.2操作要点所示穿入2个单孔锚具。千斤顶连接油管与液压油泵站。

（3）钢绞线从运输小车底部延伸至运输小车尾部，并安装连接件。

（4）于千斤顶底座上做好安全顶升行程的标线，千斤顶操作手控制千斤顶顶升，监护人员在千斤顶顶升至标线时使用对讲机传达顶升停止的指令，千斤顶操作手控制千斤顶收缸，监护人员将千斤顶前端被顶升的单孔锚具复位至与千斤顶接触。反复如上操作，直至将变压器牵引至基础上方。

（5）牵引过程若出现左右两小车前进速度不一的情况，对较慢一侧小车的张拉千斤顶单独点动顶升，调整变压器左右两侧运输小车的快慢。

（6）变压器牵引至基础上方后，使用4个液压千斤顶竖向顶升变压器，将运输小车抽离变压器底部后，操作4个液压千斤顶将变压器下降至基础，完成就位。

3.关键技术及实施要点

3.1 根据变压器基础实际条件，针对性设计用于固定张拉千斤顶的底座。

3.2 合理利用运输小车，根据运输小车上吊耳设计用于牵引运输小车的连接件。

3.3 合理利用单孔锚具单向夹紧的特性，并作用于钢绞线牵引及回溜防止等场合。

3.4 张拉千斤顶牵引过程两运输小车运行状况更为平稳，较少出现窜动情况，且当运输小车出现牵引方向偏差情况时可较为简便地进行调整。

3.5 张拉千斤顶及其底座、钢绞线与运输小车连接件体积较小，可适用于狭窄施工环境，无需如平移梁或滑轮占用过多空间。

二、与国内外已有同类技术对比情况

表1工艺优缺点对比分析

通过以上同类技术对比，文中所述就位方式的特点如下：

1.工具布置难度最低，需时最少；工具数量较少，便于就位完成后将工具转场至下一台需就位的变压器基础前。

2.与推顶油缸相比同为使用液压原理，平移效率相当，但使用穿心式张拉千斤顶牵引时对比平移梁加推顶油缸的方式免去平移梁布置及倒接梁段的时间，只需提前准备适宜长度的钢绞线即可；

3.牵引过程对比滑轮组牵引方式更为平稳，便于调整变压器两台运输小车的同步性。

4. 使用的工器具体积较小，对于狭窄施工环境有较高的适应性。

近年来，随着中国经济迅速崛起，我国各领域建设迅速发展，大型电厂、升压站及换流站的建设日渐增多，更灵活更高效的变压器就位技术的需求也越来越大。通过该项目的技术研发为公司拓展变压器基础环境条件的应对能力，增强大件吊装或就位业务的竞争力，并增强公司的核心技术实力。

引用文献：

[1]李莹.浅谈"液压顶升法"安装大型变压器[J].  2021.

[2]黄身雄,阙小生,唐斌,等.特高压变压器本体卸车就位方法:CN201310575620.3[P].CN104143423A[2023-07-10].