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中國能源報:水下管廊 眨眼傳電百萬伏
日期:2019-10-16 訪問次數: 字號:[ ]
  橫跨長江兩岸的蘇通大橋,車水馬龍;寬廣的江面上,舟楫如梭;上游1公里處,水下深藏著一條超大管廊,百萬伏電流通過僅需0.0000165秒。
  9月26日,我國首條特高壓GIL綜合管廊,也是世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸電距離最長、技術水平最先進的創新型工程——蘇通GIL綜合管廊投運。
  該工程南起蘇州,北至南通,長5468.5米。它的投運標志著世界上規模最大的特高壓交流雙環網——華東1000千伏特高壓交流環網全部建成,將顯著增強華東電網的資源優化配置能力、安全穩定水平和接受外來電能力。3年寒來暑往,中國能建華東院(以下簡稱“華東院”)圓滿完成了這條“萬里長江第一廊”的總體設計、電氣設計和勘察設計工作。
  電力高速“水下走”
  如此長距離的電力輸送,為什么不從江上架線,而是穿越地下?
  “因為這次需要跨越的長江江面寬度超過4700米,如果采用架空線路,鐵塔高度將超過450米,鐵塔基礎平臺和防撞設施面積超過4個足球場,加之受到航空限高制約,建設難度大、造價高。塔基長期受江水沖刷,每年還要填充,對港口、基礎設施建設等都會產生影響。因電導體材料技術限制也決定了電纜過江方案無法應用。此外,跨越的江面是長江上的‘水上高速’,采用綜合管廊,可以避免大跨越對航道的影響。”華東院電網工程分公司總經理樂黨救解密道,“這種方式還有一個很大的好處——管廊隧道得以綜合利用。上層敷設兩回6相1000千伏氣體絕緣金屬封閉線路GIL,下層預留兩回500千伏電纜及通信、有線電視等市政通用管線,實現了‘一次建設,多次受益’。”
  為了給這條“潛龍”找到最合適的伸展位置,華東院勘察船每日需避開2000艘次的船舶流量,在霧日、大風、臺風日也不懈“斬波劈浪”。一年里,該公司不斷細化勘察作業窗口、交通組織及維護方案,采取了鉆探取土、標準貫入試驗、靜力觸探試驗等方法,為復雜的河床進行了高精度的“全身體檢”,共完成勘探孔150個,超過15000米總進尺和數以萬計的孔內取樣、原位測試。采用的地球物理探測專題研究成果,整合了世界一流海洋探測設備,利用淺層地震反射波、淺層剖面、旁側聲納、水域高精度磁測等方法,解決了水下障礙物調查及地層劃分等技術難題。
  “穿針引線”工筆精
  進入蘇通GIL綜合管廊,左右兩邊各3根直徑近1米的輸電鋼管整齊擺放。行進2800余米后,耳膜明顯感覺有些腫脹,強大的壓力從四面八方向身體聚集。
  “這里就是江底隧道最深處了,位于水下74.83米,壓力超過0.8兆帕,就像一頭成年大象站在普通汽車單個座椅上,是目前國內江河埋深最深、水壓最高的電力越江隧道。”華東院勘察設總陸武萍說。
  高透水性、高密實度、高石英含量,穿越長江大堤、長距離沼氣地層、江中沖槽段,穿透這條國內獨頭掘進距離最長的隧道,面臨的最大挑戰是高水壓和江底復雜多變的地質狀況。
  江底掘進靠什么?“卓越號” 巨型泥水盾構機。該盾構機是世界上工作壓力最高的大直徑泥水盾構機,也是大直徑盾構隧道技術在電力管廊的全球首次應用,經過419天奮力行走后“重見天日”,創造了大直徑盾構隧道掘進速度新紀錄。
  隧道打通了,管線布置便提上了日程。據了解,蘇通GIL 綜合管廊單回GIL長5.7千米,管線總長34.2千米,單根長18米,最大重量近5噸,但隧道直徑小、長度長、坡度大、蜿蜒曲折。“基本是非水平鋪設,就像一根根筆直的‘鋼針’要穿過彎曲的‘細管’。” 華東院電氣主設熊赟超打了個比方。
  為了將這些“大家伙”精準對接,華東院采用了三維設計,對安裝標高、位置精細化定位,將安裝精度控制在2毫米以內。“對接中,每隔72米還要裝上一段帶伸縮節的單元,以適應設備運行中環境溫度變化、極限負荷情況和地震等特殊工況下的累積變形要求,使GIL設備滿足‘零漏氣、零放電、一次投運成功,長期安全運行’的總體建設目標。”華東院(三維)數字化主設唐玨菁補充道。
  科技含金分量足
  蘇通GIL綜合管廊是世界上首次在重要輸電通道中采用特高壓GIL技術,為確保隧道、GIL設備的安全穩定運行,華東院設計了完備的輔助保障系統。
  GIL設備發熱量大,還需要排除泄漏的六氟化硫氣體。華東院設計了“南送北排”的機械通風方案和六氟化硫專用排除系統方案,以滿足隧道內設備和人員的通風需求。
  為確保全線的電力輸送安全,華東院創新采用了對全線路配置大差動保護、對GIL段配置小差動保護的“大小差保護”方式,可以保護GIL設備本體,確定故障范圍,快速切除故障。
  另據華東院二次主任工程師李佑淮介紹,蘇通GIL綜合管廊還全面應用了物聯網技術,提高了設備管理的自動化水平,實現了設備在設計、制造、運輸、施工、運維的全生命周期信息化、三維數據管理。例如,隧道內及南北引接站分別設置了一體化計算機監控系統,輔以環境監測、通風排水控制等子系統,在接入GIL本體六氟化硫監測、隧道結構健康監測、軌道式巡檢機器人等系統后,使整個管廊“分區采集、統一監控”,達到了數據流的合理管理,保證了控制系統的通信暢通。


    (《中國能源報》2019年10月14日第26版)

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