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我国首个同塔双回特高压交流工程投运

文章来源:中国能源建设集团有限公司  发布时间:2013-09-29

  9月25日,皖电东送淮南-上海1000千伏特高压交流示范工程(简称“皖电东送特高压工程”)顺利完成168小时带电试运行,全线正式投入商业运行。该工程西起安徽淮南,经皖南、浙北到达上海,全长656公里,年输电能力达500亿千瓦时,远期送电能力可达到1000万千瓦,工程投运将有力促进安徽两淮煤电基地电力送出,大大缓解华东地区用电紧张局面。

  皖电东送特高压工程是我国首个同塔双回路特高压交流输电工程,是目前世界上电压等级最高、输电能力最强、技术水平最高的输电工程。在工程的设计、建设、设备制造安装过程中,中国能源建设集团有限公司旗下多家企业充分发挥在特高压输变电建设领域的技术实力,向着世界电网技术研究和工程应用的最高水平再次发起冲击。

  挑战电网设计最高难度

  1000千伏浙北变电站是皖电东送工程4个特高压变电站中规模最大、投资最多的一个,其电压等级之高、变电容量和1000千伏传输容量之大堪称世界之最。

  “浙北变电站可以说是皖电东送工程中建设规模最大、设计难度最高的变电站”,东北电力设计院(简称“东北院”)副总工程师、电网分公司总经理、浙北变电站设计项目总负责人张福生在提起该站的设计历程时深有感触。

  为满足不占用耕地、符合当地规划和环保要求,浙北变电站站址选定在山前坡地,位于两座大山环抱之中,周围布满丘陵和沟壑,地势高低起伏,场平工作量巨大,挖填方总量高达132万方。巨大的挖填工程给地基处理带来较大难度,如果地基沉降量不能达到控制标准,将给后续的GIS设备安装带来难以估量的风险,给将来变电站的安全运行埋下隐患。

  如何既能确保地基安全,又最大程度减少工程量,成为设计人员需要解决的难题。东北院与浙江省电力设计院(简称“浙江院”)在土建设计中密切配合,大胆提出强夯、碾压相结合的地基处理技术,应用筏板基础和梁板基础相结合的方案,在填方区采用梁板基础,挖方区则采用筏板基础,突破了以往变电站GIS设备基础全部采用筏板基础的做法。这一设计方案取得了较大成功,截止到投运时,场区1000千伏GIS基础最大沉降仅为2.95毫米,远小于GIS沉降的要求值,满足了安全运行的要求。

  1000千伏钢管人字柱构架在浙北变电站中首次成功应用,为特高压交流工程变电构架的设计优化提供了新方向。这一重大专利成果是东北院依托皖电东送特高压工程开展的一项重要的技术创新。应用该技术成果使变电站构架间隔由传统的54米缩短至51米,工程出线构架总长度比以往同等规模工程的格构式钢管构架的总长度减少了30米,共减少占地面积5000平方米,减少1000千伏母线筒183米,减少钢材用量392吨,降低工程费用1730万元。

  华北电力设计院工程有限公司在工程中承担了淮南1000千伏变电站、淮南至杨庙镇段线路和淮河大跨越的设计工作。其中,淮河大跨越工程线路全长2.445千米,在200米高空成功完成跨越,再次实现了我国电网建设的历史性突破。浙江院在浙江段全线塔位最多、地形条件最复杂、工程难度最大的标段设计施工过程中,与施工单位紧密配合,针对性地制定解决方案,为线路贯通提供了有力的技术保障。

  标准工艺铸造精品工程

  1000千伏淮南变电站是皖电东送工程的“桥头堡”,是淮南地区电力送出的汇集点。承建该站的安徽电建二公司把项目列入“三百工程”(百万火电、百万核电、百万特高压)战略中,精心管理,力铸精品。

  “从破土动工到建成投运的整个过程中,我们始终坚持高起点开工,高标准建设,高质量投运的工作思路,认真贯彻超前策划,样板引路,过程控制,一次成优的质量管理理念,安全、优质、高效完成了各项施工任务,淮南变电站工程可以说是皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程名副其实的标杆工程”, 安徽电建二公司淮南特高压项目部经理李传兵自豪地对笔者说。

  在项目施工过程中,安徽电力建设第二工程公司(简称“安徽电建二公司”)以深化标准工艺应用为切入点,参照《输变电工程标准工艺库》《施工工艺示范手册》要求,先后建立了“围墙”、“1000千伏构架”、“雨水井”、“外墙面砖”等10个土建工程实体样板区,先施工一段样板,经业主、监理、设计单位验收合格后才进行大面积施工。过硬的质量,精湛的工艺,使淮南变电站像一件精雕细琢的艺术品,就连技术过硬的师傅也连连感叹:“这是我几十年来干得最漂亮的活儿!”

  安徽电建二公司对易产生质量通病的工序实行专项技术攻关。针对构架外露基础台口处倒角易出现气泡的问题,采用活动式PVC线条加圆角抹子,成功做到外露基础圆弧倒角线条顺直、美观,无气泡。针对1000千伏GIS基础体积大、埋件多、尺寸不统一、安装精度高等技术难点,认真分析原因,制定对策,使1000千伏GIS基础预埋件安装精度误差均控制在±2毫米以内,高于5毫米的设计要求,同时将技术成果应用于站区各构筑物基础中,全站实现了设备安装无垫片、地脚螺栓无需二次校正的目标。

  此外,中国能建旗下工程企业还积极参建配套工程。安徽电建二公司承建的淮南平圩电厂三期2×100万千瓦超临界燃煤发电机组工程是皖电东送特高压工程唯一一个配套百万千瓦级电源项目。安徽电力建设第一工程公司和浙江省火电建设公司(简称“浙江火电”)承建的田集电厂二期扩建工程,是皖电东送特高压工程重点项目,也是国内首台超超临界改进型机组。浙江火电完成了皖电东送工程全部无损检测工作,超声波检验焊缝40万余米,射线检验焊口2500余米。全部检验焊缝均经过第三方检测单位的验收,受到了业主和主管部门的充分肯定。

  优质装备确保工程质量

  皖电东送特高压工程是世界上首个全线采用双回路钢管塔设计的特高压输电工程,全线采用钢管塔25.7万吨。江苏电力装备有限公司(简称“江苏装备公司”)承担了其中6个塔型49基7200余吨钢管塔制造任务,并提前2个月完成交货,受到业主及相关参建单位的一致好评。

  江苏装备公司承接的任务涉及4个标段,全部为钢管结构型式,主材采用直缝钢管和带颈法兰,焊缝等级和装配精度要求高,结构复杂。针对本工程钢管塔加工的特殊性和重要性,该公司确定了“质量创全优、安全零事故、过程全受控”的总体生产目标,围绕工程加工总体目标,分别制定了详细的安全、生产、技术、工艺、质量等管理措施,建立了技术转换、物料供应、生产协调等全过程管控协调机制。所有塔型先后采用立式与卧式的试组装方式,进行厂内试组装和外部验收,其产品质量满足技术协议和设计图纸要求,得到了验收专家组的好评。

  皖电东送特高压工程金具串图和产品加工图采用标准化统一设计形式,由华东电力设计院牵头,以南京线路器材厂为主的三家单位配合完成了串图设计以及金具加工图的设计、试制和试验等工作。为满足工程对金具质量的要求,南京线路器材厂通过三维造型检查了各部件之间的空间位置关系,确保各金具及导线之间相互配合准确,不会出现干扰等现象,为工程安全运行提供了有力保障。

  复合绝缘子是新疆新能实业公司的拳头产品。在皖电东送工程中,新疆新能实业公司下属新能天宁公司生产提供的优质交流1000千伏悬式复合绝缘子,为确保工程在各种复杂气候条件下安全稳定运行做出了重要贡献。

  在特高压输变电领域,中国能建参与完成的“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”科研项目获得国家科技进步奖特等奖,在我国“两交六直”特高压工程中创造了辉煌业绩。随着皖电东送特高压工程的成功投运,中国能建又一次攀登上世界特高压技术高峰。