农场农业光伏大棚项目一期工程施工组织设计本科论文.docx
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农场农业光伏大棚项目一期工程施工组织设计本科论文
--农场
农业光伏大棚项目一期工程
施
工
组
织
设
计
编制:
审核:
审批:
施工单位:
广西建工集团第五建筑工程有限责任公司
建设单位:
广西鼎旭同辉农业投资有限公司
监理单位:
编制日期:
2014年5月27日
1.项目概况和特点
1.1.工程概况
项目位于广西壮族自治区首府南宁市南部的--农场内,项目租用3000亩土地上层空间,其中一期占地1000亩,二期占地2000亩。
本项目工程规划装机容量为148MWp,一期规划装机容量为50MWp,二期规划容量为98MWp,采用集中发电,就地集中并网方案。
根据项目农业面积及结构形式,将系统分为若干个大小不等的光伏并网发电单元,每个光伏并网发电单元由若干电磁板组件采用串并联的方式组成的光伏电池组件阵列组成。
光伏电池阵列接入光伏阵列防雷汇流箱,接入光伏并网逆变器逆变输出315V低电压交流电,然后接入35KV升压变压器就地升压35KV交流电并入自建的110KV升压站35KV侧,经升压站主变35KV/110KV升压后外送220KV琴中站。
电力外送采用110KV架线走廊,输送距离约8.4km。
项目地年平均总辐射量3.76KWh/m2·d,年日照小时数为1376小时。
经计算可得,终期年均发电量约为16607.7万KWh,一期年均发电量5498.5万KWh。
--农场农业光伏大棚项目一期工程装机容量和主要设备表
序号
设备名称
设备型号及技术参数
单位
数量
备注
1
太阳能电池组件
300Wp多晶硅电池组件
块
166410
2
直流汇流箱
16路直流输入
台
680
3
光伏并网逆变器
500KW国产并网逆变器
台
86
4
箱变
35KV变压器,500KVA
台
43
5
钢材
T
4515
6
主变压器
SZ11-63MVA/110-24MVA/10.5
台
1
7
开关柜
35KV铠装固定式
台
22
8
监控系统
双以太网
套
1
9
火灾报警系统
套
1
1.2.气候条件
南宁位于北回归线南侧,属湿润的亚热带季风气候,阳光充足,雨量充沛,霜少无雪,气候温和,夏长冬短,年平均气温在21.6度左右。
冬季最冷的1月平均12.8摄氏度,夏季最热的7、8月平均28.2摄氏度。
年均降雨量达1304.2毫米,平均相对湿度为79%,主要气候特点是炎热潮湿。
相对而言,一般是夏季潮湿,而冬季稍显干燥,干湿季节分明。
夏天比冬天长得多,炎热时间较长。
春秋两季气候温和,集中的雨季是在夏天。
1.3.施工依据的文件资料
1)工程招标投标文件。
2)工程EPC总承包合同文件。
3)工程施工图纸及标准图集。
4)充分考虑到业主对施工现场平面布置等方面的总体要求。
5)类似建设工程项目的资料和经验。
6)其它对本工程施工组织有益的信息及数据。
1.4.施工依据的相关标准及规范
GB2297—89太阳能光伏能源系统术语
GB2296—2001太阳能电池型号命名方法
GB6497—1986地面用太阳能电池标定的一般规定
GB∕T9535—1998地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型
GB∕T6495.1—1996光伏器件第1部分:
光伏电流—电压特性的测量
GB∕T6495.2—1996光伏器件第2部分:
标准太阳能电池要求
GB∕T6495.3—1996光伏器件第3部分:
地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据
GB∕T6495.4—1996晶体硅光伏器件的I_V实测特性的温度和辐照度修正方法
GB∕T18210—2000晶体硅光伏(PV)方阵I_V特性的现场测量
GB∕T18479—2001地面用光伏(PV)发电系统概述和导则
GB37∕T729—2007光伏电站技术条件
GB50009—2001建筑结构荷载规范
并网逆变系统
GB∕T191包装储存图示标志
GB∕T19939—2005光伏系统并网技术要求
GB∕T20046—2006光伏(PV)系统电网接口特性(IEC61727:
2004,MOD)
GB∕Z19964—2005光伏发电站接入电力系统技术规定
GB∕T2423.1—2008电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验A:
低温
GB∕T2423.2—2008电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验B:
高温
GB∕T2423.9—2006电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验:
Cab:
恒定湿热方法
GB4208外壳防护等级(IP代码)(IEC60529:
1998)
GB3859.2-1993半导体交流器应用导则
GB∕T14549—1993电能质量公用电网谐波
GB∕T15543—2008电能质量三相电压不平衡
其他标准和规范
IEC61215晶体硅光伏组件设计鉴定和定性
IEC61730.1光伏组件的安全性构造要求
IEC61730.2光伏组件的安全性测试要求
GB12326-2000电能质量电压波动和闪变
GB12325—2003电能质量电力系统供电电压允许偏差
GB∕T14549—1993电能质量公用电网谐波
GB50057—2000建筑物防雷设计标准
DL∕T448—2000电能计量装置技术管理规程
GB50217—2007电力工程电缆设计规范
DL∕T404—20073.6KV~40.5KV交流金属封闭开光设备控制设备
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
2.工程施工范围和工程内容
2.1.施工范围
本工程施工范围包括以下两部分:
发电部分:
建设总容量为50MWp的农业光伏大棚发电项目,包括光电转换系统、直流系统、逆变系统、交流升压系统等。
项目将若干电池板组件串联组成光伏电池组件阵列铺设于农业大棚顶部,光伏电池阵列接入光伏阵列初级防雷汇流箱后,接入光伏并网逆变器逆变输出315低压交流电,接入35KV升压变压器就地升压为35KV,经升压站主变35KV/110KV升压后接入广西主电网(220KV琴中变)。
110KV升压站及外送线路部分:
建设110KV升压站及外送输电线路的全部内容,包括110KV主变压器、110KV配电装置、35KVSVG设备、小电阻装置、高压开关柜,0.4KV厂用电系统,升压站及光伏电站全套监控保护设备,包括系统继电保护、安全自动装置、调度自动化系统、电能计费系统和系统通信等二次配置系统,附属工程包括1栋预制式钢结构变电站,以及全站照明、消防、视频监控、防雷接地、给排水等设施。
建设1回路110KV线路至220KV琴中变电站,线路长度约为8.4km,架空线路截面采用400mm2,以及220KV琴中变电站配套一个110KV完整隔间工程。
2.2.工程设计
2.2.1.太阳能电池板组件
选用晶科300Wp高效多晶硅组件,在计算组件串联数量时,根据组件的工作电压和逆变器直流输入电压范围,同事需要考虑组建的开路电压温度系数。
根据计算,选定的晶体硅组件18块/串。
组件方阵采用大棚钢结构顶部固定式,安装倾斜角为东西向5°.所有太阳电池组件串并联接入至直流防雷汇流箱的电缆均采用1×4mm2的单芯直流光伏电缆,汇流箱的出线采用1×50mm2的单芯直流电缆,接入至逆变器配电室内的接线柱上。
2.2.2.汇流箱
选用科比特12回和16回进1型式的户外防水型汇流箱。
汇流箱可直接安装在电池组件支架上,户外壁挂式安装,防水、防锈、防晒,满足室外安装使用要求;可同时接入12/16路光伏阵列,8路组串电流监控,每路额定电流20A;每路舒服回路配有光伏专用高压直流熔丝进行保护,其耐压值为DC1000V;直流输出母线端配有可分段的直流断路器。
2.2.3.逆变器
选用阳光电源500KWP的新型组串式逆变器。
每1.161MWP光伏子方阵选用2×500KW逆变器,该逆变器最大功率电压范围:
450-820vdc,最大开路电压为1000vdc。
2.2.4.35KV升压变压器
选用山东泰开电气美式箱型变压器,接线组别Dyn11yn11,容量为1100千伏安,变比为35/0.315/0.315KV,低压侧双分裂变压器,光伏专用。
逆变升压变压器采用箱变,配10KV熔断器和电缆分支箱。
2.2.5.集中线路
集中线路电压等级采用315V→35KV→110KV升压并网方式。
光伏发电输出电能采用每10个1.161MWp方阵通过1个35KV电缆T接至35KV电缆集电线路的原则。
箱变35KV侧设高压负荷开关,单个方阵与线路的分合不影响线路上其他方阵的正常运行。
每台电缆分支箱与集成线路的T接集电线路的连接,从而避免整回集电线路停电,减少发电量的损失。
2.2.6.110KV预制式箱型钢结构变电站
110KV升压站采用预制式箱型钢结构型变电站。
变压器、高压配电设备、无功补偿、绝缘母线、继电保护和变电站综合自动化系统、电能计量及状态检测、视频安防等全部一、二次设备,按电力行业要求的系统性、安全性、可靠性、易维护性、一体化等原则安装在一个预制式的全户内框架式钢结构箱体内,采用搭积木式装配而成。
主体占地约为288平米(24米×12米)。
2.2.7.光伏大棚结构
每1MW方阵光伏大棚由约286个支架组成,最低点离地面高度为2.2米。
光伏农业大棚为敞开式,主要载荷为风载荷作用。
光伏大棚结构方案采用钢混结构,立柱为地面部分2.2米高的钢筋混凝土柱,光伏组件支架为轻型结构。
光伏大棚基础形式在施工图时根据地形条件及工程地质情况选择,本阶段采用混凝土灌柱桩基形式,深度1.8米,直径为450mm。
3.施工准备
3.1.技术准备
3.1.1.做好施工调查工作
(1)气象调查
掌握气象资料,以便综合组织全过程的均衡施工,制定雨季、大风天气、高温天气的施工措施。
(2)各种物质资源和技术条件的调查
由于施工所需物质资源品种多,数量大,故应对各种物质资源的生产和供应情况、价格、品种等进行详细调查,以便及早进行供需联系,落实供需要求。
3.1.2.作好施工图纸的学习
施工图纸是施工的主要依据,图纸完成后我们将立即组织图纸自审工作,形成文字记录,协助相关单位组织图纸会审。
由技术部门协助项目组有关人员认真学习图纸,并进行自审、会审工作,以便正确无误地施工。
1)通过学习,熟悉图纸内容,了解设计要求施工达到的技术标准,明确工艺流程。
2)进行自审,组织各工种的施工管理人员对本工种的有关图纸进行审查,掌握了解图纸中的细节。
3)组织各专业施工队伍共同学习施工图纸,商定施工配合事宜。
4)组织图纸会审,由设计人员进行交底,理解设计意图及施工质量标准,准确掌握设计图纸中的细节。
3.2.物资、机械和设备准备
3.2.1.物资材料的准备、施工机械准备
1)根据施工组织设计中的施工进度计划和施工预算中的工料分析,编制工程所需的材料用量计划,作好备料、供料工作和确定仓库、堆场面积及组织运输的依据。
2)根据材料需用量计划,做好材料的申请、订货和采购工作,使计划得到落实。
3)组织材料按计划进场,并作好登记、保管工作。
4)根据施工组织设计中确定的施工方法、施工机具、设备的要求和数量以及施工进度的安排,编制施工机具设备需用量计划,组织施工机具设备需用量计划的落实,确保按期进场。
3.2.2.光伏发电系统设备、构配件的加工订货准备
根据光伏发电系统设备施工进度计划及施工图纸和预算所提供的各种构配件数量,做好加工图的工作,并编制相应的需用量计划。
组织构配件按计划进场,按施工平面布置图作好存放和保管工作。
3.3.施工队伍准备
根据确定的现场管理机构建立项目施工管理层,采用邀请招标的方式,邀请具有相关施工安装资质的单位参加投标,从中选择高素质的施工作业队伍配合本公司人员进行该项目的实施。
1)根据该工程的特点和施工进度计划的要求,确定各施工阶段的劳动力需用量计划。
对工人进行必要的技术、安全、思想和法制教育,教育工人树立“质量第一,安全第一”的正确思想;遵守有关施工和安全的技术法规;遵守地方治安法规。
2)要求施工单位做好生活后勤保障工作:
在大批施工人员进场前,必须做好后勤工作的安排,为工人的衣、食、住、行、医等应予全面考虑,应认真落实,确保安装人员的身体健康。
3.4.施工现场准备
1)向施工班组进行质量、技术和安全交底,使班组明确有关任务的质量、技术、安全、进度等要求。
2)做好工作面准备:
检查道路、垂直和水平运输是否畅通,操作场所是否清理干净等。
3)对材料、构配件的质量、规格、数量等进行清查,并有相当一部分运到指定的作业地点。
4)检查前道工序的质量。
在前道工序的质量合格后才能进行下道工序的施工。
4.主要施工方案与技术措施
4.1.光伏发电系统施工工艺流程
4.2.大棚钢构安装
光伏大棚单元主要安装工序:
钢柱安装—钢梁安装—钢檩条安装。
4.2.1本工程的±0.000平面相当于大棚单元场地整平后的标高,为相对标高,大棚单元钢立柱柱脚安装于相对标高为-0.300处。
4.2.2大棚钢构安装前,应对大棚钢构质量进行检查,大棚钢构的变形、缺陷不应超过允许偏差,大棚钢构安装的测量和矫正,应根据工程特点进行。
4.2.3大棚钢构的柱、梁、檩条等主要构件安装就位后,应立即进行校正、固定。
4.2.4钢构件形成稳定的空间体系。
钢结构安装、矫正时,应根据风力、温差、日照等外界环境和焊接变形等因素的影响,采取相应的调整措施。
4.2.5安装高强度螺栓时,螺栓应自由穿入孔内,不得作为临时安装螺栓。
高强度螺栓的安装应按一定的顺序拧紧,宜由螺栓群中央顺序向外拧,并应在当天终拧完毕。
4.3.大棚组件支架和光伏组件安装
4.3.1.安装位置测量放线
大棚顶部安装测量放线:
以施工图为依据找准屋面参考轴线通过钢拉尺定出各组件方阵基准线,并用夹具和棉线将基准线标出。
在测量区域内进行闭合测量和对角线测量,修正误差,以保证放线的准确性。
4.3.2.大棚组件支架安装
4.3.2.1根据图纸所示,光伏大棚顶棚结构下图所示:
4.3.2.2代号为LT1的钢檩条(轻型槽钢C120×50×20×2.0)安装在钢梁上,连接方式为M12高强度螺栓,如下图所示:
4.3.2.3代号为LT2的钢檩条(轻型槽钢C75×35×15×1.5)安装在代号为LT1的钢檩条上,连接方式为M12高强度螺栓,如下图所示:
4.3.3.光伏组件的安装
(1)光伏组件定位:
按照施工图及现场实际情况,4块电池组件对应两根钢檩条LT2在地面安装,经调整、紧固、吊装等工序安装至预定位置。
(2)检查电池板:
首先目测电池板是否有结构损伤,玻璃、电池片、边框有无破损。
然后用万用表测量电池板在阳光下的开路电压及短路电流是否在正常范围内。
注意不能用手直接触摸电池板组件出线接头,更不能直接短路组件正负两极。
安装电池板时注意搬运电池板时要轻拿、轻放,避免碰撞损坏电池板,避免将工具放在安装好的电池板上,不能将工具等硬物放在未安装的电池板的背面,电池板上不能站人,切勿将组建上下左右安装调换(接线盒向下)。
固定电池板的螺栓要适度拧紧,太紧容易引起滑丝。
(3)固定方法
4块光伏组件与2根LT2钢檩条通过组件安装螺栓固定。
安装光伏板的的开孔位置及大小详见光伏板开孔。
(4)电池组件吊装方式如下图所示:
(5)光伏组件至汇流箱的连接调试
1)光伏组件的测试:
检查组件接线盒盖子是否松动,轻扯连接盒处电缆,检查电缆是否松动、脱落;
2)连线要求:
组件与组件之间的连线应全用MC4插头连接,组件间的连线应用尼龙带等把电缆固定在支架横梁上,电缆线需整齐,无凌乱松散现场;
3)每串组件连线:
按组件编号图把每串组件串联,只需MC4插头对接,对接需牢固;
4)预制连接电缆:
每串组件出线至汇流箱的连接电缆,需用MC4插头对接,用专用工具将MC4插头与电缆连接;
5)组串电缆拉至汇流箱并标上标码:
每一串至汇流箱的电缆按电缆接线图编上标码,标码位置及质量应方便汇流箱接线和日后检查维修;
6)施工数字万用表检查串联组件的开路电压。
测量值应等于单个组件开路电压的总和。
可在所用类型的组件的技术说明书汇总找到额定电压。
如果测量值比预期值低很多,按照“电压过低故障排除”中的说明进行处理;
7)鉴别正常的低电压和故障低电压。
正常低电压是指组件开路电压的降低,是由天阳能电池温度升高或辐射度降低造成的。
故障低电压同城是由于终端连接不正确或旁路二极管损坏引起的。
检查所有的电线连接,确定没有开路,连接良好。
检查每个组件开路电压;用一块透明的材料完全覆盖组件,断开组件两端的导线;取掉组件上的不透明材料,检查并测量终端的开路电压。
如果测量的电压只是额定电压值的一半,说明旁路二极管已坏。
在辐射度不是很低的情况下,如果终端的电压与额定电压值相差5%以上,说明组件了连接不好。
8)接入汇流箱:
测量数据符合要求后接入汇流箱,不符合要求需排查问题;
9)在整个系统调试完成投入运行好,要求用钳流表在汇流箱输入端测量每串的工作电流,并做好记录。
4.4.主要设备安装和电缆敷设
4.4.1.汇流箱安装
1)汇流箱运抵现场后应仔细检查汇流箱及其附件有无损坏,特别要检查配件是否齐全,如与清单或设计不符或有缺陷,应及时写相应的报告。
2)汇流箱开箱检查后,如不立即进行安装,须储存于干燥、通风良好室内,用塑料覆盖物罩住,防止灰尘,如有加热器的话,根据气候情况采用临时电源投入加热器以防结露。
3)按照施工图纸在大棚钢柱标记汇流箱的具体安装位置,利用汇流箱支架使汇流箱与钢柱有效结合,保证汇流箱安装牢固。
4.4.2.逆变器和高压柜的安装
4.4.2.1安装前的检查
1)设备运抵现场后应仔细检查逆变器和高压柜及其附件有无损坏,特别要检查配件是否齐全,如与清单或设计不符或有缺陷,应及时写相应的报告。
2)设备开箱检查后,如不立即进行安装,须储存于干燥、通风良好室内,用塑料覆盖物罩住,防止灰尘,如有加热器的话,根据气候情况采用临时电源投入加热器以防结露。
3)配电室应符合设计要求,包括预留孔洞、预埋件、标高、地面平整度、门窗完好,确保室内无水、湿气、尘埃及其它易使屏柜受损的因素,若安装完毕符合要求,则办理相关交接手续。
4.4.2.2逆变器和高压柜基础制作
1)根据图纸设计尺寸及核对逆变器和高压柜底部尺寸制作基础,要求直流柜、逆变器和高压柜基础采用槽钢对角拼焊。
有小车的开关柜的基础的标高必须与建筑最终地坪标高相配合。
屏柜的基础接地应按要求在其就位固定后一并完成。
2)盘柜基础的位置和标高经检查验收,应符合设计及规范标准。
3)按图纸上盘柜底部的螺孔位置在基础槽钢上划出屏柜的螺孔中心线,钻孔攻丝。
4.4.2.3直流柜、逆变器和高压柜运输和就位
直流柜、逆变器和高压柜运输到现场,采用吊具和液压运输小车相配合运至安装场所,运输过程中防止屏柜倾倒和损坏设备,严禁采用滚杠置于屏底移动直流柜、逆变器和高压柜,防止直流柜、逆变器和高压柜底部变形。
4.4.2.4直流柜、逆变器和高压柜的安装
1)从边上第一个柜或从中间的一块开始,第一个柜安装要特别仔细,位置应准确,柜的垂直误差不大于1.5mm/m。
调整柜体垂直度和水平度,然后固定。
2)安装好的第一块屏柜为基础,依次安装同一列其它的柜,垂直度误差小于1.5mm/m,相邻两柜的间隙不大于1mm,水平整列柜的柜面不平度小于3mm,水平误差小于3mm。
3)若室内存在的不少预留屏柜位置,注意核实好其预留尺寸的准确性后再对现有的屏柜进行固定。
4)成列屏柜拼装中,如有必要须在屏柜顶部铺设木板,以防踩坏设备或使屏柜变形。
4.4.2.5高压柜母线安装
1)拆下有关的盖板,确保母线安装通道畅通。
2)按照厂家规定处理好母线的接触面。
3)按照厂家提供安装程序上规定的力矩值,用合适的力矩扳手紧固母线连接螺栓,并做好标记(母线螺栓力矩值必须有质检员和总承包单位的签证)。
4)再次检查母线表面绝缘层完好,清理灰尘。
5)检查柜内确认没有遗留的工具和杂物,恢复所拆下的部件和盖板。
6)每段母线安装完毕,均应进行检查及时填写有关记录。
7)测量母线的绝缘电阻,并做好记录。
4.4.2.6高压柜柜安装后开关的就位检查
高压柜的断路器抽出和推入通畅。
确保运行位置限位开关动作时,主开关的动、静触点接触良好。
开关五防试验要全部做完。
检查所有机械部分都涂上润滑油,电气接触部分都涂上润滑脂。
清洁所有的绝缘装置、插入部件。
4.4.2.7直流柜、逆变器和高压柜安装后的保护措施
1)直流柜、逆变器和高压柜安装完,为防受潮结露,应及时投入加热器,并对易碰损处加以保护。
2)直流柜、逆变器和高压柜安装完,为防尘应将前后柜门关、封好,室内门窗关好。
3)直流柜、逆变器和高压柜安装完后,要按规定要求进行接地线的连接,并仔细检查屏柜内设备有无损坏现象。
4.4.3.变压器安装
4.3.3.1变压器施工作业程序如下图所示:
4.3.3.2变压器安装
1)运输和装卸
变压器从仓库运输到变电所,利用汽车吊装卸,汽车直接运送到现场进行安装就位。
在搬运过程中,应注意杜绝严重冲击和震动,吊装时,起吊夹角宜≤300角,不得碰、挂瓷瓶。
2)开箱检查
按设备清单查对附件应无缺件或损坏现象,包括:
出厂合格证书,技术文件要齐全,设备铭牌、型号、规格和设计要相符;
检查变压器外观是否良好,包括:
外壳、瓷套管、油枕等有无损伤破裂、箱盖螺栓有无缺损、密封衬是否严密良好,有无渗油现象;
带油并装有油箱的变压器。
油枕内的油位是否在油标的规定范围内;
做好必要的记录,由业主、施工方、监理方三方签证。
4)变压器的就位
变压器就位后,槽轨必须与变压器的接地极干线连接,装有瓦斯继电器的变压器应使其顶盖沿瓦斯继电器方向有0.1~0.15%的升高坡度,再用斜垫铁或设备自带的制动装置使变压器固定牢。
5)变压器抽芯检查
满足下列条件之一时,可不必进行此项工作;
①容量在1000KVA以下且运输过程中无异常情况者;
②就地生产仅作短途运输的变压器,且在运输过程中进行了有效的监督,无紧急制动、无剧烈震动、冲击或严重颠簸等异常情况者;
③制造厂家规定不作抽芯检查的。
需要抽芯检查的变压器应遵守下列规定;
①周围温度不宜低于0°C,变压器本身温度不宜低于周围温度,当器身温度低于周围环境温度时,应加热器身,使其温度高于周围空气温度10°C;
②当空气相对湿度<75%时,铁芯暴露在空气中的时间应≤16h;
③抽芯检查场地的周围应清洁和有防尘措施雨雾天不得在室外进行;
④使用的工具应安全可靠且洁净。
抽芯检查的内容和要求;
①所有螺栓应紧固,并有防松措施,绝缘螺体应无损坏,防松绑扎完好;
②铁芯无变形,铁轭与夹件间的绝缘片良好,铁芯无多点接地,拆开接地连片的铁芯对地绝缘良好,打开夹件与铁轭接地后,铁轭螺杆与铁芯、铁轭与夹件、螺杆与夹件间的绝缘应良好,用2500V摇表测量1min,无闪烁现象;
③绕组绝缘层应完整。
无缺损变位现象,各绕组应排列整齐,间隙均匀,油路无堵塞,绕组压钉应紧固,防松螺母应锁紧;
④绝缘围屏绑扎牢固
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