昌吉换流站的“大”与“小”——西北院 ±1100 千伏昌吉换流站设计纪实

电力18讯：

 

    近日，西北院牵头设计的昌吉—古泉±1100 千伏特高压直流输电工程（以下简称“昌古线”）也进入了最后的投运冲刺阶段。

    昌古线是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输电距离最远、技术水平最先进的特高压直流工程。工程起于新疆昌吉换流站，止于安徽古泉换流站，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽6 省区，全长3324 千米，输送容量1200 万千瓦。

    作为该项目送端换流站——昌吉换流站的设计总工程师，王黎彦对工程顺利投运充满了企盼：“在这项举世瞩目的伟大工程中，我们承担了昌吉站设计A 包及全站设计牵头、阀厅及换流区域及全站电气二次等设计工作。在工程设计中，我们通过一系列技术创新和设计优化，擘画大格局，精雕小细节，为客户奉献了又一项经典之作！”

    擘画大格局

    据王黎彦介绍，昌吉站与五彩湾750 千伏变电站合并建设，两站总用地面积达到41.1 公顷。其中，昌吉站占地面积28.1 公顷，工程总投资80.5 亿元，工程规模之大前所未有。

    “如果说昌古线是一条疆电外送大动脉，那么昌吉换流站就是它的心脏！”王黎彦形象地比喻，“昌吉站将从准东煤电基地各个电厂汇集来的交流电能转换成直流电，然后通过昌古线直接输送到3000 多公里外的华东负荷中心，实现了能源中心与负荷中心的优势互补！”

     擘画大格局当然需要大手笔，昌吉站的设计也轻松地创造了诸项世界之最：输送容量1200 千瓦，是世界上输送容量最大的换流站；高、低端阀厅的檐口高度分别为39.1 米和23.8 米，是目前世界上最高的阀厅；紧邻阀厅的换流变压器，单台容量为607 兆伏安，是世界上电压等级最高、制造难度最大的变压器；高、低端阀厅的中间区域及换流区东侧布置的有搬运轨道，其中主搬运轨道长度达到599 米，是目前世界上最长的变压器运输轨道；750 千伏GIS 配电装置采用了3 ／2 断路器接线，共21 回进出线，组成了10 个完整串和一个不完整串，安装了32 台断路器，是目前国内建设规模最大的配电装置区……

    除了这些世界和国内纪录，昌吉站内的大多建筑也时刻向人们展示着它的大气恢弘。例如，户内直流场采用L 型设计，是全站体量最大的建筑，单个建筑面积7352 平方米，仅屋架下弦标就高达42.5 米，有十三四层楼那么高。此外，换流站750 千伏交流配电装置区的GIS 基础长达618 米，从头走到尾需要8 多分钟。

    “因为电压等级世界最高、工程规模世界最大，在设计过程中是完全没有成熟的经验可供借鉴的！”王黎彦介绍，“即便是一些看似常规的结构设计，由于体积的增大，量变引起质变，设计思路就完全不同了。但是，我们的团队经历了无数的科技攻关、设计优化，终于克服了重重困难，交出了一份满意的答卷！”

    精雕小细节

    如果说昌吉站恢弘的规模让人们第一眼就对它叹为观止，那么从细节处透露出精雕细琢的匠心更让人对它的设计师感佩不已。

    昌吉站两极的低端阀厅位于换流区中间，高端阀厅位于南北两侧，形成了高、低端阀厅“面对面”、低端阀厅“背靠背”的布置格局。高低端阀厅内部分别安装1100 千伏和550 千伏的晶闸管换流阀。这样的布局不仅紧凑合理，而且安全可靠。

    紧邻每极阀厅的是6 台换流变压器，换流变压器之间是防火墙。高、低端防火墙全部采用了清水混凝土施工工艺，分为9 板浇筑，垂直度、平整度的关键控制指标分别为不超过2 毫米和6 毫米。精度要求之高，实在令人赞叹。无独有偶，前面所说的高、低端阀厅中间区域的世界上最长的变压器运输轨道，轨道间标高误差竟然控制在1 毫米以内，从而保证了换流变压器的安装精度。

    除了毫米级的“特例”外，在其它方面的细节设计事例也比比皆是。例如，四座阀外冷空冷器采用了“空冷+ 水冷”设计方案，布置上有效地利用了主辅控制楼与阀厅之间的场地，节约了空间。户内直流场采用了简化直流滤波器这一创新成果，大幅降低了户内直流场的建筑体量。交流滤波器大组采用了改进“田”字型布置，将滤波器进线从母线上部跨越改为从滤波器组小组上方进线的方式，不但使得大组滤波器的进线位置更加灵活，节约了GIL 管道，而且使得构架数量大大减少，节约了投资。

    “虽然我们是在空旷的戈壁滩上建造世界最大的换流站，但是我们绝不轻易浪费一丝空间，浪费一米材料！”王黎彦说，“一流的设计团队，既要能放，更要能收，在大处展实力，在微末处显身手。西北院昌吉换流站设计团队，以实际行动诠释了我们的‘行业领先世界一流' ！”

（西北院  张先扬）