直擊世界最大特高壓換流站給“巨無霸”安裝“超級心臟”
5月6日，涼山彝族自治州布拖縣特木里鎮(zhèn)，世界占地面積最大的特高壓換流站——±800千伏布拖換流站，靜靜地躺在大涼山的山巒起伏之處。
走進(jìn)站內(nèi)，一片熱火朝天的施工景象，這里正在進(jìn)行最具技術(shù)含量的設(shè)備安裝工作：技術(shù)人員需要給這座大涼山深處的特高壓“巨無霸”換流站，安裝上“超級心臟”。作為白鶴灘—江蘇、白鶴灘—浙江兩條特高壓直流工程的換流起點(diǎn)站，布拖換流站設(shè)計(jì)占地面積62萬平方米，相當(dāng)于約87個標(biāo)準(zhǔn)足球場大小。其一期工程預(yù)計(jì)將于6月底投運(yùn)，屆時，隨著“超級心臟”跳動，白鶴灘水電站的電能不到1秒鐘就能抵達(dá)江浙地區(qū)。“換流閥被稱為換流站的‘心臟’，設(shè)備價值高，對安裝精密度要求也非常高。”國網(wǎng)四川送變電公司布拖換流站電氣A包施工項(xiàng)目副經(jīng)理陳靜遠(yuǎn)介紹，布拖換流站一期工程共設(shè)置雙極低端和雙極高端四個換流閥閥廳，每個閥廳都會各裝6個換流閥閥塔，是一項(xiàng)巨大的工程。5月6日這天，低端換流閥閥廳迎來關(guān)鍵工序——“空中組裝”換流閥閥塔，其安裝面臨多個挑戰(zhàn)。首先，是無塵化安裝。放置換流閥的閥廳需要良好的電磁屏蔽性能，對溫度、清潔度都有極高要求。然而，布拖當(dāng)?shù)貧夂蚋稍铮紶栠€有沙塵。技術(shù)人員們想了很多辦法來實(shí)現(xiàn)無塵化安裝。“設(shè)備從北側(cè)進(jìn)，人從南側(cè)進(jìn)，進(jìn)入閥廳要先穿鞋套，再到風(fēng)淋間除塵，最后穿上防塵服?！标愳o遠(yuǎn)說，通過凈塵、隔塵、阻塵、吸塵、測塵五級防塵法，終于達(dá)到了無塵化安裝的參數(shù)指標(biāo)。“空中組裝”也是極大的挑戰(zhàn)。之前，400箱、數(shù)百種、數(shù)萬個零部件早已運(yùn)達(dá)換流站。在高達(dá)20多米的閥廳里，經(jīng)過10多天組裝，技術(shù)人員將其組裝成了一個個換流閥模塊?，F(xiàn)在，需要把一個個模塊組裝到15米高的空中，最終形成懸吊式結(jié)構(gòu)的閥塔。一個紅色的吊裝平臺緩緩從地面升到15米高空，技術(shù)員吳星遠(yuǎn)在平臺上把在地面組裝好的換流閥模塊小心翼翼安裝到閥塔上。他頭戴的安全帽有些特別，采用了射頻識別技術(shù)，攝像頭、話筒一應(yīng)俱全，名叫“5G安全帽”?！白⒁獠僮骶龋笃稽c(diǎn)。”通過5G安全帽傳回的實(shí)時畫面，技術(shù)專家可隨時看到他的操作過程，并遠(yuǎn)程指導(dǎo)。一層接著一層，技術(shù)人員站在吊裝平臺上，足足壘了6層模塊，組成一個高約10米、重達(dá)15噸的換流閥閥塔。一天過去，吊裝平臺徐徐向地面下降。吳星遠(yuǎn)仰望著懸吊在鋼梁上閥塔里面的組件、螺栓、水管，“覺得很有成就感?！?/section>陳靜遠(yuǎn)介紹，閥塔吊裝對安全和質(zhì)量要求很高，為此項(xiàng)目部專門成立科技攻關(guān)組，形成了一套優(yōu)質(zhì)高效的換流閥安裝典型布置及施工方法，自主研發(fā)和引進(jìn)的一百多套新型機(jī)械和裝備運(yùn)用到工程建設(shè)中，以往7天才能吊裝完成一個閥塔，如今只需1天就吊裝完成，施工效率大幅提升。“空中組裝”完成后，將對這顆“超級心臟”開展觸發(fā)試驗(yàn)，這是換流閥安裝過程中至關(guān)重要的一環(huán)，也標(biāo)志著工程進(jìn)入了閥廳設(shè)備安裝的沖刺階段。布拖換流站工程一期投資數(shù)十億元，為什么要花這么多功夫建一座大型換流站？“簡單說，特高壓換流站的作用就是把交流電變成直流電，同時把電壓升高到特高壓級?！眹W(wǎng)四川送變電公司布拖換流站電氣A包項(xiàng)目調(diào)試負(fù)責(zé)人潘勇告訴記者，從直流工程投資額構(gòu)成來看，換流站要占約一半左右，是特高壓工程的關(guān)鍵。100多公里外的白鶴灘水電站，百萬千瓦裝機(jī)的水輪機(jī)組發(fā)電之后，水能轉(zhuǎn)化為電能，一段“長途旅行”就此開始。旅行的第一站，即是布拖換流站。在這里，電流要進(jìn)行一次“變身”，從交流電變成直流電。潘勇介紹道，白鶴灘—江蘇、白鶴灘—浙江兩條特高壓線路都是直流工程，這是因?yàn)榕c交流工程相比，直流工程架設(shè)線路導(dǎo)線更少，占用的通道面積更少，這樣可以節(jié)省材料、安裝、運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用。而且，直流電可以實(shí)現(xiàn)超長距離的運(yùn)輸，同時也更加穩(wěn)定。特高壓換流站，密密麻麻裝滿了各種設(shè)備，主要包含換流閥、換流變壓器、平波電抗器、交流開關(guān)設(shè)備等，共同組成一整套換流系統(tǒng)。而將交流電變成直流電，最關(guān)鍵的設(shè)備就是換流閥和換流變壓器。以閥塔形式懸吊在閥廳頂上的換流閥，猶如電流的中轉(zhuǎn)站?！澳憧撮y塔中間一根根管子和模塊?！敝袊麟娂瘓F(tuán)有限公司技術(shù)人員郭遵令說，那是換流閥的核心部件：晶閘管，“晶閘管就像鑰匙一樣，通過不斷地開、斷，讓經(jīng)過的交流電波變得平順。從換流閥出來的電流，通過導(dǎo)管，進(jìn)入換流變壓器，將電壓等級升高到特高壓級。“一個換流變壓器就有400多噸重，這其中110噸都是起絕緣作用的油?！迸擞抡f。“‘西電東送’最大的難題就是距離遠(yuǎn)?！痹谂擞驴磥?，經(jīng)過換流站的“變身”，電力變得更加穩(wěn)定，損耗更小，更適合長途運(yùn)輸。換流站外，數(shù)百個輸電鐵塔一路向東，翻山越嶺。從這里出發(fā)，白鶴灘水電站的清潔水電，將直接送達(dá)江蘇和浙江，點(diǎn)亮華東地區(qū)的萬家燈火。布拖換流站有約87個標(biāo)準(zhǔn)足球場那么大，占地面積為世界之最，同時也是迄今為止土石方量最多、地質(zhì)條件最差的換流站工程。它并非一次性建成，而是分成了“三站合一”式的建設(shè)，分別由白鶴灘—江蘇（一期）、白鶴灘—浙江（二期）±800千伏換流站和一個500千伏變電站組成。為什么要這樣設(shè)計(jì)？中國能建西南電力設(shè)計(jì)院電網(wǎng)工程公司一級項(xiàng)目經(jīng)理周德才告訴記者，三站合一的設(shè)計(jì)比單建三個站，可以節(jié)省20-30%的占地面積，同時，通過共用公共設(shè)施、共享設(shè)備等，總共可節(jié)省投資3億多元。但超大面積，加之海拔高、場地高差大、高挖填邊坡等特點(diǎn)，給建設(shè)帶來了極大挑戰(zhàn)。為了建換流站，需要挖掉260萬平方米的土石方量，再填上300萬立方米的土石方量，相當(dāng)于把一個標(biāo)準(zhǔn)足球場填高360米，挖填總高差達(dá)65米，約有22層樓那么高。“站址地質(zhì)全是淤積土質(zhì)，沒有石層，土質(zhì)含水率極高?！敝艿虏耪f，類似的場平施工大規(guī)模淤積土質(zhì)處理尚無成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒。為了處理大規(guī)模淤積土質(zhì)，工程建設(shè)方采取了碎石強(qiáng)夯置換的方式開展場平施工。所謂強(qiáng)夯置換，就是將回填的石料用重錘高落差的沖擊力打碎，再將碎石強(qiáng)力擠入泥土中形成復(fù)合地基。布拖換流站場平挖方260萬立方米，填方300萬立方米，需摻填石料180萬立方米，分6層回填強(qiáng)夯置換，挖填總高差達(dá)65米。由于地質(zhì)原因，重錘夯擊時經(jīng)常出現(xiàn)吸錘、埋錘等現(xiàn)象，單機(jī)每日效率只有58擊，施工進(jìn)度緩慢。針對這一情況，施工團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用設(shè)置臨時集水坑和增加錘柄高度的方案?！皢螜C(jī)效率提升為每天150擊，節(jié)約了時間和人力，還節(jié)省碎石約3萬立方米?！眹W(wǎng)四川送變電公司布拖換流站土建項(xiàng)目總工程師孫浩尹說。目前，白鶴灘—江蘇特高壓工程建設(shè)進(jìn)入沖刺階段，計(jì)劃6月底投運(yùn)；白鶴灘—浙江特高壓工程建設(shè)正在處于鐵塔組立階段，計(jì)劃12月投運(yùn)。布拖換流站也進(jìn)入緊張的機(jī)電安裝調(diào)試期，1000多名建設(shè)者正為最后投運(yùn)日夜奮戰(zhàn)。
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