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【综合】绘电力互联,助水火互济——中国能建以技术支撑云贵互联通道工程建设
来源:电网工程分公司 作者:张朝煜 日期:2020-06-23 访问次数: 字号:[ ]
  6月11日,由中国能建西南院(以下简称“西南院”)、中南院和广东院参与设计的,世界首个两端改三端±500千伏直流工程——云贵互联通道工程顺利竣工,并一次性实现三端双极投运,比计划时间提前19天。工程的投运标志着云南与贵州正式形成电力互联互济综合体,并且每年可向粤港澳大湾区输送云南清洁水电60亿千瓦时。
  从系统方案到工程实施,中国能建的工程师以专业的设计、精确的数据、精细的图纸、精心的服务,技术助力云贵互联通道工程提前投运,为清洁能源的高效利用贡献智慧与力量。
  两端改三端 从设想到现实
  云贵互联通道工程是国家重点输变电项目,也是践行“西部大开发”战略、落实“新基建”决策部署、助力我国能源转型的标志性工程。
  在工程建设中,“两端改三端”的设想正式从蓝图变为现实。据西南院副总工程师李彬介绍:“随着金沙江流域水电项目的陆续开发和云南省内几座水电站的建成投运,如何提升云南丰水期的水电外送能力,利用已有的输电通道把富余的清洁能源送出去,正是需要解决的问题。”通过对大量数据的分析,“两端改三端”的直流方案逐步成型。即在原有贵州高坡换流站到广东肇庆换流站直流输电工程的基础上,从云南禄劝换流站到高坡换流站新建长约393公里的直流线路,改造高坡换流站、肇庆换流站,形成三端直流输电通道,全长约1283公里,额定容量达到300万千瓦。
  “新建的直流线路途经云南、贵州两省,云南省内线路长约255公里,贵州省内线路长约138公里,线路实际路径与航空直线的曲折系数为1.20。”一项项设计参数牢牢地印在西南院送电电气科副科长周唯的脑中,“西南院设计的线路均位于云南,长度达111公里,杆塔共计263基,线路冰区划分复杂,其中40毫米重冰区3.5公里,30毫米冰区13公里,20毫米冰区31.9公里,如何进行这部分线路的设计工作成为重中之重。”
  面对云南境内首次出现的40毫米冰区段,西南院设计团队进行了多项创新设计,从而保证了工程的经济性和安全性。通过技术经济比选,降低了特重冰区塔位高差,缩短了重覆冰区长度。从8种方案中,选取了机械特性最优的方案,可确保冬季覆冰导线的过载能力。创新V型绝缘子串设计,使工程抗冰闪和抗污闪能力双提升。工程师对稀有覆冰、不均匀冰等特殊工况进行充分验算,提高了杆塔抗冰害能力。同时,积极采用原状土基础,避免了因水土流失对杆塔稳定性造成影响。
  数字化设计 让施工更流畅
  作为该工程唯一的一座新建换流站,禄劝换流站建设周期仅15个月,是目前世界上建设周期最短的超高压换流站,西南院承担了禄劝换流站的设计工作。
  “禄劝换流站海拔2530米,是目前南方电网公司海拔最高的超高压换流站。站内地形条件复杂,场地内几乎全是溶洞,直径最大可达6.1米,这种基础处理起来难度相当大。”西南院副总工程师余波说,“另外,场地内还有47米的大高差,几种限制条件全遇到了,但勘察设计优化就是从这些不利条件着手的,从而降低施工作业难度,减少工程项目投资。”
  西南院提前谋划,为工程按期投运发力。工程师结合实际情况,因地制宜,灵活采用多种方式应对复杂岩溶地质,综合采用溶洞镶嵌、梁板跨越、基础浅埋等方式,克服了常规岩溶处理方式不确定性、方案反复变化的常规弊端,节约投资约1500万元。
  考虑到工期的紧迫性,禄劝换流站分批分步采用了“新基建”独有的数字化设计技术,开启全新的设计咨询和技术服务模式。
  “换流站规模大、设备多、构造复杂。原来,很多碰撞都是在施工时发现,再反馈给设计单位进行调整,'一来一回'耽误时间,在这个工程中行不通。”来自施工单位的项目技术员说,“这个工程从设计之初便采用先进的数字化设计手段,设计院提供的三维图纸解决了原来各专业间经常碰撞的问题,减少了很多不必要的返工时间,使施工更加顺畅了。”
  西南院精心策划组织设计团队,设计人员掌握数字化设计技术,电网工程分公司三维数字化设计科负责专业间的资料整合,通过自主研发的三维协同设计平台,有效结合云计算、移动互联网、VR和AR三维可视化等技术,把数字化成品图纸更加全面、直观地展现在各参建单位眼前。根据参建单位的不同需求,进行点对点的局部优化,保证了供货商加工排产、现场施工的连续性。
  优化程序 保障工期
  时间回溯到2019年3月,西南院成功中标禄劝换流站新建工程,也同时立下2020年6月30日丰水期前工程务必投运的“军令状”。
  在动员会上,西南院副总经理高元说:“以往一个换流站的设计时间需要12-14个月,倒排工期,我们的设计时间不超过3个月。”他深知这对一线设计人员是极大的考验,强调安全、质量、效率缺一不可,采取分阶段、矩阵化设计,分专业、分系统优化设计程序,全力保障施工时间。
  “设计卷册安排前便与现场沟通了解图纸需求时间,将出图时间明确到天。一个卷册细分为若干份,不同卷册人'三班倒'同时负责。主体专业配置多名主管科长进行质量把关,减少不必要的返工。”西南院变电一次主设人樊艳回忆道,党员先锋队和青年突击队火速成立,只为迎接“大考”。
  为了满足工期要求,勘测开始时,施工单位也同时进行场平,西南院勘测工程分公司地质专业主设人何大志介绍道:“我们安全优质高效地完成钻孔394个,总进尺约9600米。对于换流站建设来讲,勘测工作量创下西南院的纪录,在我国电力行业也是屈指可数。”
  换流站设计团队在挑战着“不可能”,线路设计团队也充分展现了责任与担当——从2018年3月29日启动可行性研究设计,到2018年8月31日通过可行性研究审查,仅用时5个月。每个方案都仔细推敲,每段线路都反复踏勘,每张图纸都认真绘制,设计团队克服极短工期以及突如其来的新冠肺炎疫情影响,迎来了云贵互联通道工程比预计工期提前整整19天投运。
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