高原雪域的科技之光——西北院青藏电力联网工程科技创新纪实
2016年1月,2015年度国家科学技术奖在人民大会堂揭晓,西北电力设计院有限公司牵头设计的青藏电力联网工程再获殊荣,荣获国家科技进步二等奖(获奖编码J-217-2-05)!至此,连同之前所获得的电力行业优秀工程咨询成果一等奖、电力行业优秀工程勘测一等奖、电力行业优秀工程设计一等奖、中国电力优质工程奖、中国建设工程鲁班奖、国家优质工程奖金奖、国家优质投资项目特别奖,青藏电力联网工程将咨询、勘测、设计、建设、投资等各方面,以及行优、部优、国优等各层面的8大奖项全部集齐,荣膺电力工程奖项大满贯!
青藏电力联网工程是国家西部大开发战略中2010年开工的二十三项重点工程之一,是实现西北电网和西藏电网互联的“电力天路”,对于加快西部大开发、振兴青海和西藏两省区的地方经济、维护民族团结、构建和谐社会,具有极其重要的政治意义和社会意义。青藏电力联网工程由“青海~西藏±400千伏直流联网工程”与“青海西宁~日月山~乌兰~格尔木750千伏输变电工程”两大子工程组成。其中,“青海~西藏±400千伏直流联网工程”为目前世界上海拔最高的直流输电工程,线路总长达1038千米;“青海西宁~日月山~乌兰~格尔木750千伏输变电工程”为目前世界上规模最大的高原750千伏交流输变电工程,线路总长达1492千米。在工程建设过程中,公司作为牵头设计单位,从2007年可研开始,参与了全过程的科研及设计工作,并承担了468千米直流线路、2×341.3千米流线路,以及格尔木±400千伏换流站、西宁750千伏变电站、日月山750千伏变电站和格尔木750千伏变电站“四站两线”将近一半的设计任务。
青藏电力联网工程是世界上沿线海拔最高、冻土区最长的输电工程,创造了公司成立以来“线路定位勘察条件最为艰苦、施工图设计工期最为紧张、科研课题研究最为全面、环保设计要求最为严格”四项之最,尤其是在科研课题研究、科技创新方面,公司投入了大量的科研力量,进行了两年多全面而深入的研究,针对高海拔外绝缘设计、冻土地基处理与基础设计、环境保护等科研难题刻苦攻关,并将研究成果转化为实际生产力,运用到工程中,终于建成了青藏电力联网工程这一世界电力工程史上的里程碑式工程。可以说青藏电力联网工程之所以荣获前文所说的如此多的殊荣,其关键在于整个工程都闪耀着科技创新的光芒。
绝缘配合,建设成败的首道难关
在海拔4000m以上的高原建设超高压输电线路工程,在世界上尚属首次,并无前人的建设经验可以依据和遵循。其中,高海拔地区输电线路过电压与绝缘配合问题是工程建设成败的首道难关,也是先决条件。为此公司积极对高海拔过电压与绝缘配合进行了多项专题研究:《青藏直流联网工程线路污秽外绝缘研究》、《高海拔地区直流线路杆塔冲击放电特性试验研究》、《青藏直流联网工程输电线路雷电性能的研究》、《青藏直流联网工程线路绝缘配合研究》、《750千伏高海拔绝缘配合及绝缘子选型》。经过无数的计算推演,并通过电气试验,工程组终于解决了±400千伏直流和750千伏交流高海拔过电压与绝缘配合的难题,获得了各项准确的设计参数,为工程的顺利开展扫清了首道障碍。
冻土研究,基础稳固的根本条件
青藏电力联网工程沿线湿地广布,高地温、高含冰量冻土地段较长,纷繁复杂的冻土环境,成为制约工程线路铁塔基础选型设计的世界性技术难题。作为工程设计的牵头单位,工程组根据青藏线的特点,有针对性的进行了关于冻土工程问题的专题性研究,完成了《青藏直流联网工程冻土分布及物理力学特性研究综合成果报告》、《高海拔多年冻土区基础选型及设计应用研究》等7个前期专题报告以及《多年冻土地区热棒施工技术研究》等6个施工专题报告,收集并整理了青藏铁路、青藏公路的相关专题报告和后期运行监测报告,为后期的冻土基础设计工作及线路的安全运行提供了强大的理论支持和技术保障。
根据工程前期的多项研究成果和借鉴国外成功经验,我院研制成锥形立柱基础、装配式基础等多种基础型式,有效地避免或者减小了冻土冻胀力对基础的损害,并获得了四项实用新型专利。此外,工程组还创造性的提出了“主动降温、减少传入地基土的热量、保证多年冻土的热稳定性”的青藏线路工程设计原则,基础采用了热棒技术对塔基处的多年冻土主动降温以及采用了玻璃钢模板及润滑剂等多种防冻胀处理措施,进一步消弱了冻土切向冻胀力,保证了基础的稳定性。近两年来的基础位移观测结果显示,基础的各项位移指标均在规范允许范围内,没有出现冻土工程病害现象。多年冻土问题的解决,不但为青藏线的安全运行奠定了坚实的基础,也使冻土大国中国已跻身于冻土研究国际先进行列。依托于本工程,主编了行业标准《冻土地区架空输电线路基础设计技术规程》和企业标准《高海拔多年冻土地区输电线路杆塔基础施工工艺导则》。
环境保护,和谐发展的必由之路
可持续发展,是时代的主题。工程建设如何与自然和谐共处,已经成为输电工程建设成败的关键性内容之一。
青藏电力联网工程绵延数千公里,海拔从2000m上升至近6000m,穿越了荒漠戈壁、跨过了名山大川,走过了草甸湿地,连接了雪地冰天,沿途的高原自然生态环境敏感而脆弱,一旦破坏就需要数十年乃至数百年才可能恢复。为了尽可能的避免和减少对环境的破坏,在前期可研阶段,工程组对工程建设的电磁环境影响进行了大量的数据分析,详细论证了工程的可行与否;在施工图设计阶段,工程组又首次开展了成套的环保水保施工图设计,对每一个塔位、每一基础的环保水保措施进行了详细设计。例如,对铁塔采用高低腿设计,减少基面土方开挖带来的植被破坏;针对不同的工程地质地段的塔基排水采取了排水沟和挡水捻相结合的水保工程设计措施,对于不存在冻土病害的塔基采用排水沟措施,对于冻土地区遵循“宁填勿挖”的原则采用挡水捻,既保护了冻土,防止了冻土病害,又起到了塔基周边排水的效果;玻璃钢外表面距离地表400mm高度部分不再涂刷润滑剂,保证地表植被层不受润滑剂的污染;针对沙漠和易沙化地带的塔基抛弃了碎石铺盖,采取了方格石的防风固沙措施,既起到了防风固沙效果,又保护了地表植被不被覆压。
专项设计,完美工程的纽带连环
在工程中,设计人员加强了对细部构造的专项设计,使得工程的设计质量更加合理可靠。例如,直线塔和耐张塔分别采用了悬垂“V”型绝缘子串和双“V”串笼式跳线等防风偏措施;复合绝缘子采用环环联接,确保不会发生掉串事故,部分采用长棒型瓷绝缘子。全线采用了防滑型防振锤与间隔棒。对于盐渍土等强腐蚀地区,采用玻璃钢包裹基础的形式进行基础防腐处理;对于中等腐蚀地区,在地下水位较浅地段同样采用玻璃钢处理方式,在地下水位较深的地段采用中抗水泥进行防腐处理……
在青藏青藏电力联网工程设计过程中,公司首次对高海拔过电压与绝缘配合进行了四项专题研究,创造性地进行了杆塔真型试验和多种冻土基础型式试验,通过与气象部门合作研究确定了具有突出创新和实用价值的青藏高原工程水文气象资料,开展了涵盖六个研究子课题的青藏直流联网工程±400千伏输电线路冻土分布及物理力学特性研究,进行了环境保护与水土保持方案施工图设计,完成了高原换流站五项专题设计研究……据统计,依托本工程,公司共申请专利40项,完成专著1部,发表科技论文22篇,科技成果可谓硕果累累。青藏电力联网工程荣获国家科技进步二等奖,是从国家层面对公司在高原输变电工程技术领域科研和设计实力的充分肯定,极大的鼓舞了公司上下全体员工的士气,也必将对公司继续开拓和扩大高原输变电市场产生积极的影响。
相关新闻:
-
无相关信息
- 干货!一图读懂中国能建2019年工
2019-01-24
- 中国能建集团(股份)召开2019年工
2019-01-22
- 中国电力规划设计协会企业文化
2018-11-17
- [2017年]全国电力设计院20强 ,
2018-10-18
- 辉煌40年 | 电力规划40年回顾
2018-10-11