哈鄭特高壓從新疆送電至中原，不但面臨復(fù)雜地理環(huán)境，還須攻克電流電壓轉(zhuǎn)換、長(zhǎng)途輸送兩大難關(guān)
“夏季拼水，冬季拼煤”,這對(duì)許多能源缺乏的城市而言，是每年不得不面對(duì)的兩道能源關(guān)卡。而對(duì)于能源充足的新疆來說，如果將能源輸送出去實(shí)現(xiàn)“疆電外送”，也是不得不面對(duì)的技術(shù)高峰。
隨著我國(guó)能源戰(zhàn)略西移，大型能源基地與能源消費(fèi)中心的距離越來越遠(yuǎn)，能源輸送的規(guī)模也將越來越大。而特高壓將長(zhǎng)距離輸送電力的夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)，將“煤從空中走”變成了現(xiàn)實(shí)。
哈密南湖戈壁腹地，夏天地面溫度最高達(dá)到60℃以上，幾乎寸草不生，只有荒灘、碎石、還有飛沙走石的大風(fēng)。就在記者抵達(dá)采訪的前兩天，有個(gè)工程隊(duì)的廚房帳篷被風(fēng)吹跑了，鍋也被吹跑了，到現(xiàn)在還沒找回來。
哈密南－鄭州±800千伏特高壓直流項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱哈鄭直流）126號(hào)基坑就位于這里，數(shù)百名工人在這邊搭建著2210公里的輸電“長(zhǎng)龍”。
4人挖坑一天只能挖30厘米
5月13日，哈鄭直流正式開工。全程2210公里被分為24個(gè)標(biāo)段同時(shí)開工。哈密段是第一標(biāo)段，全程101.274公里，共分為200個(gè)基坑作業(yè)點(diǎn)，這一段是條件最為艱苦的地方，施工地點(diǎn)全在戈壁上。
126號(hào)基坑附近最大的基地，工人過百。因?yàn)榫嚯x大本營(yíng)哈密郊外太遠(yuǎn)，來回一趟就要4個(gè)小時(shí)，路上又顛簸，工人們寧愿在這里搭帳篷，住地窩子。
剛開始這里路都沒通，工程隊(duì)來到的第一件事是先花了20天修路。哈密特高壓的第一標(biāo)段項(xiàng)目經(jīng)理李波說，“如果按照方便施工來看，應(yīng)該把坡修得平坦些更好，這樣每天運(yùn)來的混凝土?xí)嘈?，但施工有環(huán)保要求，我們要盡量少地改變?cè)瓉淼牡匦蔚孛?。填路的土也都是從外面一點(diǎn)點(diǎn)拉進(jìn)來的。”
現(xiàn)在他們的主要工作是挖下一個(gè)5米深的坑，然后再扎上鋼筋，用混凝土澆筑作為電網(wǎng)鐵塔的基座。
李波從20歲退伍后就來到了新疆送變電工程公司干電網(wǎng)工程，這是第一次在戈壁上建特高壓。在戈壁，物資匱乏是常要面臨的問題?；炷吝M(jìn)不來，就要自己建裝置自己攪，攪拌用水也要從70公里外的駱駝圈子拉上來，拉一趟水40方，每天花費(fèi)2000塊錢。
“特高壓的施工要求高，為了適應(yīng)戈壁的氣候，基礎(chǔ)圓形底座立柱的倒角也要求是圓形的，這樣可以提高耐用性，以前從來沒有過。”李波告訴記者，原來大家還有僥幸心理，以為到送變電工程公司直接拿個(gè)現(xiàn)成的模板就行了，沒想到不但他們沒有，而且在全國(guó)找了好幾家鋼鐵廠，都沒有現(xiàn)成的模板。峰回路轉(zhuǎn)，終于有個(gè)廠家答應(yīng)能做模板，但是一套模板報(bào)價(jià)高達(dá)20萬(wàn)。“太貴了，這逼得我們自己完全用手工的辦法，反復(fù)琢磨制作出模具，把成本降到了5萬(wàn)。工期這么緊，光倒角就花了20天，這是最出乎我們意料的。”
在戈壁施工，即使是最簡(jiǎn)單的挖坑也困難重重。在戈壁腹地，地面下有堅(jiān)硬的巖石層，用普通的風(fēng)鎬設(shè)備挖掘基本沒用，最后也只得租來一臺(tái)少有的旋挖鉆。這樣一臺(tái)機(jī)器擺在荒漠戈壁上，若只見照片活像是月球探測(cè)車。“我們?cè)?jīng)試過，但3、4個(gè)工人一天只挖出來二三十厘米。”項(xiàng)目部26歲年輕的總工程師楊云雷說。按照工程設(shè)計(jì)要求，基坑的深度在5米左右，挖好后還要人工再下去掏挖出一個(gè)更大面積的底座。
按照工程進(jìn)度要求，春節(jié)前立完鐵塔，春節(jié)后將開始放線。
90米高鐵塔只能“拼”起來
特高壓的電壓等級(jí)高，鐵塔高度和導(dǎo)線重量都不同于以往，也給組塔和架設(shè)導(dǎo)線帶來了難度。
普通220千伏電壓等級(jí)的鐵塔高度最高30米，重量在7、8噸，但特高壓鐵塔最矮的也有54米，最高的鐵塔達(dá)90米，重量在50噸左右。
由于傳輸功率大，哈鄭特高壓首次使用6分裂1000平方毫米的大截面導(dǎo)線，使得導(dǎo)線重量增加，也給放線增加了難度。對(duì)于較矮的鐵塔采取的辦法是在地面組塔，然后用130噸的吊車吊起來。
但是，對(duì)于90米的鐵塔，就只能采取傳統(tǒng)的抱桿法了。即在塔中心位置先立桿子，以此為中心將組件吊上去組裝起來。“一次只能吊3噸左右的組件，在60米高處必須設(shè)有休息區(qū)讓員工休息。”
放線的難度也不小，一般一次性展放距離6公里，而導(dǎo)線的重量就8、9噸，要將如此重的導(dǎo)線牽引并搭上鐵塔，對(duì)牽引設(shè)備要求很高。“現(xiàn)在這樣的設(shè)備國(guó)內(nèi)可能還沒有，需要從國(guó)外引進(jìn)，我們預(yù)計(jì)的方案是先牽4根導(dǎo)線，再牽?jī)筛鶎?dǎo)線。”李波非常謹(jǐn)慎地解釋，并再三強(qiáng)調(diào)這可能還不是最終的方案。
核心設(shè)備制造要求達(dá)世界極限
哈鄭特高壓線路的核心是兩座換流站，兩頭各一座，作用是改變電壓和電流。一邊負(fù)責(zé)將電廠發(fā)來的電送上特高壓電線，一邊將新疆送來的電接下來，送到華中電網(wǎng)。
在哈密南湖戈壁，哈密南換流站目前還在土建階段，這里距離羅布泊只有300公里。占地24萬(wàn)平方米的區(qū)域被分割成三塊正在施工，分別是750千伏、500千伏線路接入工程以及換流站的核心設(shè)備區(qū)域。它要實(shí)現(xiàn)的功能是將從哈密送出的風(fēng)電、火電等從500千伏、750千伏的交流電轉(zhuǎn)換成正負(fù)800千伏的直流電送出。
國(guó)家電網(wǎng)直流建設(shè)部換流站副處長(zhǎng)黃勇告訴記者，換流站中最核心的設(shè)備就是換流變壓器和換流閥。由于輸送功率太大，對(duì)設(shè)備制造的要求已經(jīng)快達(dá)到世界電工設(shè)備制造的極限，現(xiàn)有設(shè)備無法承載。“如果簡(jiǎn)單地增加設(shè)備元件和數(shù)量或許可以解決問題，但如果造成一座樓那么大也不現(xiàn)實(shí)，運(yùn)輸條件也不滿足，因此只能不斷地優(yōu)化方案，例如提高換流閥通過電流的能力，增強(qiáng)單個(gè)設(shè)備元件的承受能力等。”
在前期設(shè)計(jì)中，電網(wǎng)公司還要考察設(shè)備廠商的制造能力。目前哈鄭直流所用的變壓器等設(shè)備在全球范圍內(nèi)也是首次研發(fā)，國(guó)內(nèi)多家電器設(shè)備廠商，特變電工、西變、許繼集團(tuán)等正在參與研制。
此外，800萬(wàn)千瓦功率的電力在2000多公里的導(dǎo)線中如果安全運(yùn)行，這也是最難的事情。黃勇給記者做了一個(gè)比喻，“這就像是一股非常大的水流，通過高速通道長(zhǎng)途奔襲而來，我們不僅要解決它平穩(wěn)流動(dòng)，還要保證水沖過來后不對(duì)其他道路帶來大的沖擊。”
黃勇說，在做哈鄭直流方案之前首先要考慮的就是系統(tǒng)網(wǎng)架的設(shè)計(jì)方案，比如說要看受端電網(wǎng)能否承受這么大的能力，對(duì)其需求做出預(yù)測(cè)，對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化，進(jìn)行穩(wěn)定控制的措施，一旦一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就可能出現(xiàn)大停電的情況，“這項(xiàng)準(zhǔn)備工作就花了1年多時(shí)間。”
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