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国家的神经系统 那些获奖的精品输变电工程

行业上下游中国仪表网2013年11月28日 15:09人气:13833

  中国仪表网讯   一个国家的经济发展速度与电网输变电发展密切相关。如果说山川河流是国家的血肉,那么电网就是国家的神经系统。没有神经系统,那就是行尸走肉了。让我们一起来领略那些获奖的输变电精品工程。
  
  GIS 搬上屋顶的智能变电站
  


 
  项目名称:安徽云谷220千伏变电站
  
  建设时间:2012年2月开工,2013年2月投产
  
  获奖奖项:2013年下半年度公司输变电工程优秀设计一等奖
  
  获奖关键词:资源节约、三维设计、智能化
  
  2013年2月5日,位于包公故里安徽合肥的云谷220千伏变电站成功投运,为这座充满人文气息的城市平添了几分色彩。
  
  这座位于合肥经济开发区工业园区的变电站与周边大面积的工厂厂区比起来,占地面积显得有些狭小。但是它的作用却不容小觑,这是一座封闭式组合电器(GIS)建在了屋顶上的智能变电站,也是合肥市首座户外220千伏GIS智能变电站。
  
  科技攻关
  
  破解城市变电站用地难题
  
  “通过平面向立面的转换,提高建筑物空间利用率,占地仅为同类型GIS变电站的四分之三大。”站内的运行人员介绍说。为了减小工程占地面积,经过深入研究和反复论证,建设者最终决定将225个110千伏GIS设备全部布置在35千伏开关室的屋顶上。
  
  据了解,云谷变电站总体布置采用了“正三角形”出线方案,将110千伏配电装置布置在35千伏开关室屋顶。全站围墙内占地面积为6912平方米,较通用设计方案节省约26.8%。
  
  将110千伏GIS设备全部布置在35千伏开关室的屋顶上,有哪些好处呢?电气安装的项目经理李远介绍说:“屋面GIS基础施工技术研究与应用,其主要优点是将常规变电站中的110千伏GIS设备基础移至35千伏开关室屋面上,充分利用变电站的空间资源,有效减少了占地面积,降低工程建设总投资,从源头上破解城市变电站选址难题。在技术方面,该项目要求屋面混凝土结构承载力更强、屋面防水等级更高,以及设备基础施工更加精细。”
  
  据悉,这种布置改变了经典的电力设计,提高了建筑物屋面的造价和施工难度,与常规变电站相比,因占地面积减少了,整体投资降低了,具有显著的经济效益和社会效益。同时,作为安徽省内变电站建设的首例,无论是设计还是施工技术,云谷变电站都可为未来变电站建设提供诸多借鉴。
  
  资源节约
  
  优化整合二次设计
  
  220千伏云谷变电站大胆采用三维设计技术,结合变电站三维设计及数字化移交发展的情况,对全站采用全方位数字化三维设计。该站在向运行维护单位移交真实的物理变电站工程的同时,移交另一个数字化变电站,为运维期的变电站信息系统和设备管理提供完整的规范化的基础数据支撑。
  
  云谷变电站优化整合二次设计,减少交换机光口数量。故障录波与网络记录分析采用一体化装置,共用前端采集与后端分析平台,共用统一数据源和时标,软件模块按功能设定,对比组合分析实现故障精确判别。设计中优化整合二次设备功能,110千伏采用保护测控一体化装置;35千伏采用保护测控、计量一体化装置;跨间隔多参量共用监测IED,利用一体化信息平台实现状态可视化。由于采用一体化监控信息平台集成保信子站、状态监测、智能辅助系统后台功能,该站实现了全景数据监测,为高级功能应用提供统一数据源。站内应用“绿色照明”理念设计全站照明系统,针对具体场所配置相应的LED节能灯具,降低能耗,打造“低碳、环保”变电站。
  
  220千伏云谷变电站采用直流、交流、通信、UPS一体化电源系统,可减少直流系统设备,减少建筑面积15平方米。
  
  实现智能、节能双跨越
  

 
  项目名称:山东220千伏鑫岳(鲁北)变电站
  
  建设时间:2012年4月开工,2013年4月投产
  
  获奖奖项:2013年下半年度公司输变电工程优秀设计一等奖
  
  获奖关键词:智能辅助控制系统、节能环保
  
  在著名的吕剧发源地—山东省滨州市,坐落着一座造型整齐又别出机杼的建筑,这就是山东省目前规模最大的220千伏智能变电站—鑫岳(鲁北)变电站。
  
  全站智能设计、控制
  
  一大早,山东滨州供电公司变电运行工区操作队员工来到220千伏鑫岳(鲁北)站进行日常巡视。在门禁刷卡后,变电站大门缓缓打开。该站的内外入口均装有门禁系统,一张智能卡代替了传统的一大串钥匙,可以实现远程监控大门的开启和对人员的出入记录管理。
  
  “这只是鑫岳站智能监测辅助控制系统的冰山一角,真正的核心在二楼二次设备室,那才是鑫岳站的智能监测司令部。”工作人员说。走进配电装置楼,在二次设备室的显示屏上,所有数据全部在此集纳。这个“大脑”控制着整个变电站的数据状态,并负责将这些信息远传到市调度中心,便于远传监控和管理。
  
  该站在国内首次实现消防蓄水、给水、稳压二次控制系统的设计整合,研发了变电站消防蓄给水系统智能控制装置。智能变电站设计平台软件的应用提升了设计质量和效率、缩短了建设周期。先进的三维设计软件,改变了传统变电站设计手段和移交方式,实现各电压等级变电站协同设计,简化了设计流程,大幅度提高了设计质量和效率。
  
  该站利用智能辅助控制系统,将传统变电站各自独立的图像监视、火灾报警等辅助生产系统集成应用,与设备在线监测系统一起构成了全站的智能在线监测系统。这样远方的监控中心可随时掌握站内设备和辅控系统的运行情况,及时诊断并处理出线的异常现象,全面实现变电站智能运行管理。
  
  鑫岳变电站在设计和建设期间,共获得变电站消防蓄水与给水智能控制系统及控制方法、利用智能装置通用模型实现互换设计的方法2项发明专利,以及智能变电站智能组件柜、拱式电缆桥架2项实用新型专利。
  
  节能与环保并重
  
  走进鑫岳站,两栋灰绿相间的建筑整齐地矗立在主道路的两侧,户外是明亮耀眼的太阳能高效节能绿色照明灯具,节能型维护结构的外墙和中空玻璃铝合金窗,户内是洁净的高光效光源LED灯具和节能型的电容器。“节能环保,是鑫岳变电站的一个重要特点。”国网山东省电力公司创优复核的专家组组长说。
  
  环保也体现在对噪声的控制上。该站主变压器紧挨着110千伏生产综合楼,虽然已带电运行,但听不到一点噪声。滨州供电公司运维检修部主任指着面前的2台主变压器说:“鑫岳变电站采用了低噪声变压器,并运用了噪声预测程序对主变设备进行噪声计算,采取了有效的控制噪声措施,所以运行声音很小。”
  
  “传统变电站多采用钢支架,鑫岳站使用的这种新型复合材料强度高、表面光滑、能折叠,而且能避免电腐蚀,可根据线缆数量灵活设置支架层数和高度,还减少了贵金属使用量,更便于施工安装和检修。”滨州供电公司工程公司经理说。值得一提的是,这种新型复合材料是从随处可取的黄沙中提取二氧化硅制成的玻璃材料,全站通过新型设备支架和复合材料的代用,减少用钢量20.5吨。
  
  据了解,与常规变电站相比,鑫岳变电站全年总能耗可减少约35%;节省了全站45%的屏位和全站56%的缆材;降低网络负载32%,节省小修成本200万元,节省大修成本460万元。
  
  线路巧妙跨越多种复杂地形
  

 
  项目名称:上海500千伏练塘变电站220千伏出线工程
  
  建设时间:2010年6月开工,2012年12月正式投产
  
  获奖奖项:2013年下半年度公司输变电工程优秀设计一等奖
  
  获奖关键词:节地环保、双回路复合材料横担、钢管桩基础
  
  500千伏练塘变电站220千伏出线工程线路全长91千米。工程分南北出线两批次建设,出线段多而杂,大部分工程路径交叉跨越多条道路、河流、鱼塘、电力线路、通信线路、村庄等。
  
  巧绕文物“致敬”先民
  
  “上学的时候,老师还带我们来过这里。”上海送变电施工项目负责人盛建昌指着身后的四角亭说道,四角亭的边上保留着上海第一任市长陈毅题词的“夏允彝、夏完淳父子之墓”。
  
  此时工程进入到关键阶段,练塘至辰塔、线正好途经夏氏父子墓。
  
  这座夏氏父子墓坐落在上海市松江区荡湾村北开阔的田野中,旨在纪念明末名士、文学家夏允彝、夏完淳两位民族英雄,是上海市市级文物保护点。作为工程负责人的盛建昌绝没有想到在二十多年以后,会以这样的方式与它重逢。
  
  为了减少对文物的影响,项目部和设计单位一起“头脑风暴”,争取避开公墓区域。但这石块搭成的墓地呈半月形,高约2米,面宽30米,占地超过了1200平方米,要避开也不是那么容易。经过几天的重复推演,双方决定采用复合材料杆。这种复合材料不仅质量轻、造型加工简便,更重要的是可以减少走廊宽度,缩小塔头尺寸,使得占地面积变小。这种创新设计不仅令夏氏父子墓可以得到完好的保护,同时给予未来的输电线路架设很好的榜样。
  
  筑基架线“大胆”创新
  
  在水乡地区造塔架线,遇到的第一个困难就是脚底下这松软的土质了。而架线施工的第一步,就是要与这特殊的地质打交道,也就是基础的浇筑。
  
  九尺之台起于垒土。基础是组塔最关键的一步,基础做得好,组塔工作事半功倍。基础施工负责人李轶群说。
  
  所以地质条件再不理想,设计师们也要想尽办法把基础弄好。他们在基础型式上开动脑筋,根据不同的杆塔型式,配置了台阶、钢管桩、灌注桩等基础型式。这一系列的设计显著地提高了单桩承载力,也为软土地区架空线采用后注浆钻孔灌注桩技术的推广积累经验。
  
  而水乡地区的第二个困难,便是分布不均的河塘了。河塘不仅给施工方造成了很大麻烦,而且多数情况下,铁塔都要绕着河塘架设。这也直接导致了练塘变电站最终实施位置与规划位置偏差,电力走廊无法对准变电站构架。为此,设计人员及时进行处理,对南、北两侧出线进行优化,调整设计方案,经过不懈努力,终于使得这“好不容易”架起的走廊进入到了练塘站。
  
  小心翼翼“安静”施工
  
  虽然上海市区已经成了钢筋丛林,成了夜的喧闹都市,但是在上海郊区,居住着的老年人还保留着日出而作日落而息的生活节奏。
  
  在这里施工,施工人员必须“小心翼翼”。一方面是要保持现有的安静,另一方面也要注意不破坏周边环境。
  
  以往的打桩过程通常都伴随噪声和污染物,为此,项目部早有准备。单杆钢管杆是一种“新式武器”,在进行基础施工时,采用静压设备,靠上部配载的重量将桩“悄无声息”地压入地下,不会对周边造成震动和污染。
  
  这项技术也取得了“钢管杆用钢管桩”实用新型专利。另外工程根据上海环保部门要求,对居民居住房屋,跨越屋顶按照12米要求设计,保证居民健康安全的同时,也减少不必要的拆迁费用。这一系列的利民举措获得了当地政府的肯定和赞扬。
  
  如今,500千伏练塘变电站220千伏出线工程已经投产接近一年,在此过程中,练塘站不断为青浦以及松江地区人民源源不断送去电力。2013年9月,随着皖电东送1000千伏特高压建成,500千伏练塘站与1000千伏沪西站合并更名为1000千伏练塘变电站。这也使得练塘站220千伏出线更具有前瞻性的意义。
  
  线路走廊利用率提高16倍
  
  项目名称:福建福清核电厂—东台500千伏、线
  

 
  建设时间:2010年3月开工,2013年4月投产
  
  获奖奖项:2013年下半年度公司输变电工程优秀设计二等奖
  
  获奖关键词:提高单位走廊输送能力、节能环保
  
  福建省素有“八山一水一分田”之称,境内峰岭耸峙,丘陵连绵,河谷、盆地穿插其间,土地资源十分紧张。如何解决土地紧张和电网建设之间的矛盾,打造绿色坚强海西电网,福清核电厂—东台500千伏、线路的建设,给出了答案。
  
  节约了一条单回500千伏线路走廊
  
  2013年4月1日,福清核电厂—东台500千伏、线顺利投运。该线路贯穿福清市南北,从兴化湾至福清湾的整个海岸线上经过,全长64.847千米,所经之处多是福清工业发达地区,预留线路建设的走廊极为有限。加上沿线规划区、乡镇企业众多,居民协调难度大,若新开辟一条走廊,势必占用沿线规划用地,同时还要拆迁大量建筑物,施工难度很大。
  
  国网福建省电力有限公司从项目可研阶段就力求在路径选择和塔型设计上进行创新,全力化解难题。考虑到该线路所经地区有多条高压线路的实际情况,工程采用500千伏同塔双回路钢管塔和大截面导线,使原有的线路走廊利用率提高16倍,输送功率也大大提高。据悉,与新开辟线路走廊相比,该线路全线少占用土地约5.98万平方米,减少民房拆迁量约3.84万平方米。
  
  “相当于节约了一条单回500千伏线路走廊。”该公司基建部工作人员说,该线路的建设既解决了路径走廊问题,节省了大量土地资源,又大大降低了工程造价。
  
  福清核电厂—东台500千伏、线直线塔采用500千伏三相垂直排列布置,有效减少了线路走廊宽度,在提高走廊利用率的同时降低了工程造价。此外,该线路钢管塔主材采用刚性法兰连接,斜材为法兰或插板节点连接,全塔结构传力清晰、外观简洁美观。该塔型较常规塔型重量减少15%,可节省基础砼量20%左右,经济效益可观。
  
  以全寿命周期理念优化设计
  
  国网福建电力在该线路的设计建设过程中,全面融入全寿命周期管理理念,从导线选型、绝缘子串型、金具及铁塔布置型式、基础型式等多方面优化设计,并因地制宜,采用各种基础形式,将节约资源、降低能耗、保护环境的理念全面融入电网规划、设计、建设中去。
  
  国网福建电力在条件许可的塔位优先采用斜柱式岩石锚杆基础,与常规基础相比,砼量减少39%,降低工程造价35%。在岩石完整性较差的山区塔位,他们优先选用掏挖基础或人工挖孔桩基础,基面土石方基本实现零开挖。在不能使用上述原状土基础的塔位,他们则优先使用斜柱板式基础,比直柱基础可减少基础混凝土量和钢筋量15%左右。
  
  同时,国网福建电力还采取有效的基面综合治理措施,来保护塔基的植被,防止水土流失,从而有效保护了环境。在铁塔基座开挖的施工上,国网福建电力采用了四腿分别降基的小基面设计,原状土开挖量平均每基可减少70%,与以往的开挖方法相比,土石方开挖量平均每基可减少300立方米,每基可节约土石方开挖费用2.82万元,整条线路共节省工程投资约350万元。同时把工程施工对原始地貌的破坏降到最低,保证了所在山体的稳定,而且还减小了施工难度。
  
  在滨海段塔位,国网福建电力通过对海水、滩涂中的基础采取掺入优质商品粉煤灰,以及加大保护层厚度、控制水胶比、添加阻锈剂、涂刷防腐漆等多种防腐蚀措施,确保工程全寿命周期的可靠性。
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