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中国电力报:加强科技投入 让工程设计智能化精细化 ——中国能建西北院陕北±800千伏换流站设计纪实

  近日,±800千伏陕北—湖北特高压直流工程正式双极投运,标志着陕北能源“西电东送”“北电南供”的一个重要里程碑工程顺利投产。

  该工程起于陕西省榆林市陕北换流站,南至湖北省武汉市武汉换流站。工程未来每年输送电量可达400亿千瓦时,将有力推动陕北煤电和新能源规模化、集约化发展,扩大新能源消纳范围,促进陕西资源优势转化为经济优势,同时可缓解湖北迎峰度夏期间供电紧张局面,强化湖北经济社会发展的电力保障。

  该工程是国计民生的基础工程,设计单位发挥着承上启下的龙头作用。中国能建中电工程西北电力设计院有限公司(以下简称“西北院”)承担了该工程送端陕北±800千伏换流站设计A包、接地极、线路包1和接地极线路的设计任务。陕北—湖北±800千伏特高压直流工程是采用新一代“双八百”特高压直流技术、设备和标准化设计方案的首批工程。在陕北换流站中西北院采用了5G信息通信技术、数字化设计、CAFS新型消防系统等新技术、设备和方案,全面提升了换流站的信息化水平、设计质量、消防能力;同时针对黄土高原特有的千沟万壑、支离破碎的地形,采用了超长桩基、随坡就势布置接地极增加对深厚填土和复杂地形的适应性。在直流线路中,西北院首次使用了石墨接地装置和铠装引下线,有效减少了接地槽开挖对生态环境的破坏、电化学反应对引下装置的腐蚀。

  优化设计让方案更优

  陕北±800千伏换流站用地为原工业园区挖黄土梁峁、填深沟给出的一块台阶式场地。该场地回填土范围大、厚度深、土质极不均匀、密实度差异较大,且局部区域具有二级自重湿陷性,其地基处理难度极大。为了处理大面积欠固结土和消除地基土湿陷性、提高地基土承载力、降低场地变形,西北院经多次专题论证,在填方区选用了“强夯预处理+旋挖成孔灌注桩基”的地基处理方案。

  结合场平进行强夯处理后的欠固结填土可有效减少桩侧的负摩阻力,提高桩基承载力,减少桩数。同时,强夯地基也兼顾了站区道路、广场、电缆沟(隧道)、建筑物室外散水、室内地坪及其他空场地的加固效果。

  技术创新为工程创优

  陕北±800千伏换流站中各类设备与网络相连,实现换流站数据互联互通、设备可视可控。全站配置六氟化硫密度在线监测、避雷器在线监测、油色谱在线监测等系统,并在此基础上建立起统一的数据分析平台,为换流站提供在线监测与故障诊断的整体解决方案,实现广泛的在线监测,使得设备状态检修更加科学可行。

  通过部署智能感知终端、构建大容量骨干传输网和终端接入网,实现站内一体化监测、自动化控制、智能化决策,打造全息感知、全景可视、高速可靠、智能可控,全面提升换流站智能化水平。

  陕北换流站设置换流变智能巡视系统,采用双光谱热成像测温云台摄像机、高清云台摄像机、高清球机、拾音器、微型红外摄像机等设备,实现对换流变大型充油设备外观类巡视项目和安全消防监视点位的全面覆盖。减少运行人员人工巡视任务,提高人员安全性,提高工作效率。

  精细设计创生态工程

  西北院经精密细致现场踏勘多工况实测,在以往工程数字化设计经验的基础上,针对复杂地质条件的接地极进行了数字精细化设计。利用测量提供的地理信息数据,将勘测数据提取转化为数字化地面模型,通过原始地面的高程、坡度、土方等计算分析比较,优化极址设计方案。

  对沟壑纵横、坡度较大、岩石直接出露的陕北接地极,设计采取了接地极极环顺山梁走势绕行,遇大沟壑、岩石出露地段接地极极环断开而电缆绕行敷设等精细化设计措施,实现了优化工程量和减少生态环境影响的双赢。

  来源:中国电力报 5月10日第六版

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