智达万家 创新引航
——西南电力设计院成立50周年系列报道之电网篇
万家灯火,条条银线带来源源电能;崇山峻岭,座座铁塔树立奋斗形象。由中国电力工程顾问集团西南电力设计院绘制的输变电勘测设计蓝图,从山一样的图纸上飞架到海一般的广袤天地里,在智慧的引领下履行着创新的职责。从地冻严寒到酷暑盛夏,从覆冰技术到特高压建设,每一座站点都承载着责任,每一条线路都传递着希望。
热血融冰战极限
1980年秋天,在海拔2500米至3500米的四川大凉山上,西南电力设计院组成的科研观测队来到这片荒凉奇寒的世界,创建了当时世界上唯一的一座高原观冰站。每年,在冰雪封山之前,他们登上这座世界上海拔最高的人工观冰站,面对孤寂与寒冷,坚持每天在不同时段开展观冰测试工作,一直到第二年冰雪消融后,才能下山,并如此坚持了15年。
就是在这样的环境下,西南电力设院的科研人员创建出了一套全方位立体观测网络,其广度和深度都在世界上遥遥领先,长期的观测取得了一系列完整的原始数据。根据这一成果撰写出40多份研究报告,并将观冰成果成功运用于当时中国最大水电站——二滩水电站的送出线路和变电工程,引起了国内外同行的震撼和关注,荣获1995年国家科技进步二等奖。我国第一个《重冰区架空输电线路设计技术规程》,也正是将这项首创的科研成果与重冰地区线路设计经验相结合而编写出来的,现已成为我国电力行业重冰区输电线路设计的工作规范。
在西南电力设计院完成的覆冰线路设计研究中,这样的项目很多。由该院设计的二滩—自贡500千伏超高压输电线路,是国内途径海拔最高、重冰区段最长的输电线路。该工程成功地解决了高海拔、重冰区、大档距、大高差、所经地区森林覆盖面广、地质条件十分复杂、交通运输极其困难等世界级难题。设计中,该院技术人员采取航测成图与GPS技术在局部困难地段选定线路走向相结合的方式,采用地质遥感避开区域性地质灾害地段,从源头上确保线路运行的安全可靠性。根据覆冰观测资料确定冰区划分和覆冰厚度,合理确定重冰区的线路长度。首次依据绝缘子覆冰的大小和特性,在绝缘子串的选取中对绝缘子串的复冰耐压进行修正。针对50毫米冰区导线强度要求高的特点,首次采用特高强度钢芯铝合金绞线。为了提高特重冰区铁塔的抗冰能力,增加了各种不均匀覆冰情况下的荷载组合,对铁塔横向、纵向和受扭进行实验,提高了线路运行的可靠性。结合山峰地形复杂陡峭,选配高低不同的塔腿,既避免了塔基大开挖,保持了山坡原有地形、地貌,又保护了塔基环境。一项又一项全国第一,让该项目荣获国家勘测设计金奖,并在2008年初的特大雨雪冰冻灾害中经受了严峻考验,确保了川渝电网的安全。
锐意突破开先河
开拓者的步伐,因理想而坚定。早在上世纪,西南电力设计院就率先成功地解决了高海拔、重污秽地区绝缘配合难题,设计了海拔1900米的云南草铺变电站。这是当时国内海拔最高的交流500千伏变电站,获得国家优秀勘测设计金奖。进入新世纪,该院在云南省大昆线交流500千伏线路的勘测设计中,采用3相V型串技术,成功地解决了大量砍伐森林的难题。根据西南山区送电线路的特点,在国内首创并普遍采用线路铁塔采用全方位高低腿塔型,并对塔身布置和长短腿极差进行优化,既降低了工程造价,又保护了生态环境。在福建嵩厦线路工程中,首次设计了在海中连续三跨1280米档距、塔高181米的跨海220千伏双回路高塔线路工程。
2004年,云南罗平至广西百色段交流500千伏紧凑型线路设计竞标中,西南电力设计院一举中标,使该院在紧凑型输电技术上的研究和储备得以应用。紧凑型线路具有缩小线路走廊,减少森林砍伐和拆迁,保护生态环境的优势。按照业主要求,全部设计要在8个月内完成。工期紧、难度大,该院又一次面对严峻考验,他们迅速与相关院校联合成立了紧凑型线路设计中关键技术问题的科研攻关小组,因地制宜地制定设计方案,结合试验研究配套设计了19种新塔型,比同类塔型减重5%以上,仅用半年多时间就按期交付施工图。
为了提高输电质量和输电能力,直流输电成为我国“西电东送”的重要方式。西南电力设计院一直把直流输电作为电网设计的主攻方向,在使用已有技术储备的基础上,设计人员通过走出去、请进来等多种方式,学习、消化和吸收国内外直流输电技术,利用国家重点实验室与有关专家联合对高海拔、重冰区直流输变电关键技术进行攻关。通过大量试验研究和理论分析,该院在国内外率先摸清了具有工程指导意义的高海拔地区直流绝缘子覆冰放电特性基本规律,提出了高海拔、覆冰地区直流绝缘子放电电压校正公式,并对这种环境中的超高压直流输电线路的外绝缘选择进行了研究,填补了国内、外空白,在贵——广±交流500千伏两回直流输电线路勘测设计中得到了成功应用,为“西电东送”工程在高海拔重冰区直流输电线路的设计做出了重要贡献。
截至目前,西南电力设计院在我国开展的交直流特高压线路设计中承担了大量勘测设计工作,在导线选型、杆塔方案、荷载、绝缘配合、覆冰观测研究等方面取得了丰硕的科研成果。先后承担了750千伏交流、1000千伏交流和±800千伏直流特高压线路和换流站的勘测设计。目前,世界上最大的直流换流站只有4个,西南电力设计院就承担了云南楚雄(±800千伏/5000兆瓦)和四川复龙(±800千伏/6400兆瓦)直流换流站两个项目的勘测设计工作,并顺利投产。
院长周大吉说,科学技术是在不断创新和发展,我们必须时刻关注和跟踪中国和世界电力前沿高端技术,不断提高我院的核心竞争力,这样才能在激烈的市场竞争中立于不败之地,才能为我国乃至世界电网建设做出更大的贡献。在我国今后的电网建设中,这艘电力勘测设计巨轮,必将乘风破浪,再创辉煌。
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