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创新设计思路 难点亮点并存
据国网直流部相关人员告诉记者,相比其他的特高压直流工程,宁浙特高压直流工程呈现出许多特点。
宁浙特高压直流工程建设条件极为复杂,据介绍,该工程全线海拔在0~1900米之间,高山大岭占线路走廊地形的6.2%,一般山地43.5%,丘陵19.5%,平地24%,泥沼河网6.4%,沙丘及沙漠地形为0.4%。全线需拆迁房屋约35万平方米,封闭厂矿21处;跨越铁路26次,高速和等级公路275次,河流103次(分别在山西吉县和运城两次跨越黄河,在安徽池州跨越长江),特殊管道72次,通信线1768次;跨越或钻越各种电压等级线路2104次。其中,线路经过山西中条山和安徽品林山脉,山势险峻、谷深壁峭,局部区域覆冰严重,建设和运行条件恶劣。
据介绍,送端的灵州换流站网侧首次直接接入750千伏交流电网,一批一次设备需要首次研发,特别是换流变压器,不但网侧电压提升,而且要求铁路运输,尺寸重量限制苛刻,研发难度极大,还有750千伏交流滤波器小组断路器等设备。灵州换流站处于缺水地区,对换流阀及其水冷设备提出了新的要求,工程施工用水需要大量外购,施工组织要求高。而受端的绍兴换流站地质地形条件差,气候多雨,换流站土方工程量大,施工难度大。
“虽然施工难点很多,但各相关单位一定会继续发挥不畏困难、敢啃‘硬骨头’的精神,将工程建设好。我们有这个信心,工程设计单位、施工单位都有这个信心。”国网直流部相关人员说。
针对线路走廊和换流站所在地特点及送受两端的电网特点,国网直流部组织相关设计单位具体问题具体分析,创新亮点频现:
——送端首次接入750千伏交流电网,电网适应性更好;相关设备厂家研发了网侧电压750千伏的换流变压器,并精心设计实现了铁路运输;研制了开断容性无功补偿滤波器的750千伏罐式断路器。
——工程输送容量大,利用小时数高,降低工程损耗和提高工程可靠性的要求也更高。宁浙特高压直流工程首次采用六分裂1250平方毫米大截面导线,试用1250平方毫米型线,使该工程成为目前单位距离损耗最低的高压直流输电工程,即使考虑5000安的大直流电流,每千公里的输电损耗也仅为2.79%,在哈密南—郑州特高压直流工程3.4%的先进水平上进一步降低;相关设计单位、设备厂家通过系统分析、设备创新和设计改进挖掘潜力,在换流变压器、换流阀、平抗、交流滤波器等设备和辅助系统及建筑物等方面降低换流站损耗,实现换流站损耗减少0.8万千瓦,降低0.1%。
——与哈郑工程相比,该工程每千公里的输电损耗降低0.61个百分点,全线加上换流站损耗可以降低1.15个百分点,相当于减少功率损耗9.2万千瓦,按照年利用7000小时计算,相当于每年多为浙江送电6.44亿千瓦时,按照浙江2011年单位电量对GDP贡献10.37元计算(《能源数据手册2012年》),可以带动浙江GDP年增长近67亿元。
——换流站占地紧凑,受端绍兴换流站围墙内占地仅14.1公顷,单位占地换流容量相当于56.7万千瓦/公顷,比上海奉贤特高压换流站的42.5万千瓦/公顷还提高近三分之一,达到创纪录的高水平,减少占用经济发达地区宝贵的土地资源。送端灵州换流站接入750千伏交流电网,占地也仅24.5公顷。
——宁浙特高压直流工程线路从北方干燥地区一直架设到南方湿润地区,特高压直流电磁环境影响采用差异化设计,有效地解决了干燥多灰地区电磁环境控制的难题;试点采用免横担组合绝缘子,降低塔高,减小工程量;试点采用84吨复合绝缘子,减少耐张串联数,提高可靠性,为后续更高电压等级、更多分裂数导线应用奠定基础;全面推广机械化施工,试点采用输电线路专用旋挖钻机,提高施工效率和安全性。
国网直流部相关人员告诉记者,该工程的一系列技术创新,对于特高压直流输电技术发展和后续特高压直流工程建设具有十分重要的意义。
据悉,从2013年开始,国网浙江电力就提出“核准即开工”的要求,提前开展宁浙特高压直流工程开工前的各项准备工作。获悉工程核准的消息后,国网浙江电力就开始着手落实浙江段开工准备。在宁夏灵武市,宁浙特高压直流工程送端换流站项目前期工作也正在紧张进行。国网直流公司、国网陕西电力、国网山西电力、国网河南电力、国网安徽电力也早已行动起来,开始了换流站及线路建设的准备工作。两年后,一条特高压巨龙将从宁东跨越崇山峻岭和大江大河,将源源不断的电能送往浙江。
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