盤點(diǎn)那些獲獎的輸變電精品工程

GIS搬上屋頂?shù)?strong>智能變電站

項目名稱：安徽云谷220千伏變電站

建設(shè)時間：2012年2月開工，2013年2月投產(chǎn)

獲獎獎項：2013年下半年度公司輸變電工程優(yōu)秀設(shè)計一等獎

獲獎關(guān)鍵詞：資源節(jié)約 三維設(shè)計 智能化

2013年2月5日，位于包公故里安徽合肥的云谷220千伏變電站成功投運(yùn)，為這座充滿人文氣息的城市平添了幾分色彩。

這座位于合肥經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)工業(yè)園區(qū)的變電站與周邊大面積的工廠廠區(qū)比起來，占地面積顯得有些狹小。但是它的作用卻不容小覷，這是一座封閉式組合電器(GIS)建在了屋頂上的智能變電站，也是合肥市首座戶外220千伏GIS智能變電站。

科技攻關(guān)

破解城市變電站用地難題

“通過平面向立面的轉(zhuǎn)換，提高建筑物空間利用率，占地僅為同類型GIS變電站的四分之三大。”站內(nèi)的運(yùn)行人員介紹說。為了減小工程占地面積，經(jīng)過深入研究和反復(fù)論證，建設(shè)者最終決定將225個110千伏GIS設(shè)備全部布置在35千伏開關(guān)室的屋頂上。

據(jù)了解，云谷變電站總體布置采用了“正三角形”出線方案，將110千伏配電裝置布置在35千伏開關(guān)室屋頂。全站圍墻內(nèi)占地面積為6912平方米，較通用設(shè)計方案節(jié)省約26.8%。

將110千伏GIS設(shè)備全部布置在35千伏開關(guān)室的屋頂上，有哪些好處呢?電氣安裝的項目經(jīng)理李遠(yuǎn)介紹說：“屋面GIS基礎(chǔ)施工技術(shù)研究與應(yīng)用，其主要優(yōu)點(diǎn)是將常規(guī)變電站中的110千伏GIS設(shè)備基礎(chǔ)移至35千伏開關(guān)室屋面上，充分利用變電站的空間資源，有效減少了占地面積，降低工程建設(shè)總投資，從源頭上破解城市變電站選址難題。在技術(shù)方面，該項目要求屋面混凝土結(jié)構(gòu)承載力更強(qiáng)、屋面防水等級更高，以及設(shè)備基礎(chǔ)施工更加精細(xì)。”

據(jù)悉，這種布置改變了經(jīng)典的電力設(shè)計，提高了建筑物屋面的造價和施工難度，與常規(guī)變電站相比，因占地面積減少了，整體投資降低了，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。同時，作為安徽省內(nèi)變電站建設(shè)的首例，無論是設(shè)計還是施工技術(shù)，云谷變電站都可為未來變電站建設(shè)提供諸多借鑒。

資源節(jié)約

優(yōu)化整合二次設(shè)計

220千伏云谷變電站大膽采用三維設(shè)計技術(shù)，結(jié)合變電站三維設(shè)計及數(shù)字化移交發(fā)展的情況，對全站采用全方位數(shù)字化三維設(shè)計。該站在向運(yùn)行維護(hù)單位移交真實的物理變電站工程的同時，移交另一個數(shù)字化變電站，為運(yùn)維期的變電站信息系統(tǒng)和設(shè)備管理提供完整的規(guī)范化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

云谷變電站優(yōu)化整合二次設(shè)計，減少交換機(jī)光口數(shù)量。故障錄波與網(wǎng)絡(luò)記錄分析采用一體化裝置，共用前端采集與后端分析平臺，共用統(tǒng)一數(shù)據(jù)源和時標(biāo)，軟件模塊按功能設(shè)定，對比組合分析實現(xiàn)故障精確判別。設(shè)計中優(yōu)化整合二次設(shè)備功能，110千伏采用保護(hù)測控一體化裝置;35千伏采用保護(hù)測控、計量一體化裝置;跨間隔多參量共用監(jiān)測IED，利用一體化信息平臺實現(xiàn)狀態(tài)可視化。由于采用一體化監(jiān)控信息平臺集成保信子站、狀態(tài)監(jiān)測、智能輔助系統(tǒng)后臺功能，該站實現(xiàn)了全景數(shù)據(jù)監(jiān)測，為高級功能應(yīng)用提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)源。站內(nèi)應(yīng)用“綠色照明”理念設(shè)計全站照明系統(tǒng)，針對具體場所配置相應(yīng)的LED節(jié)能燈具，降低能耗，打造“低碳、環(huán)保”變電站。

220千伏云谷變電站采用直流、交流、通信、UPS一體化電源系統(tǒng)，可減少直流系統(tǒng)設(shè)備，減少建筑面積15平方米。

實現(xiàn)智能、節(jié)能雙跨越

項目名稱：山東220千伏鑫岳(魯北)變電站

建設(shè)時間：2012年4月開工，2013年4月投產(chǎn)

獲獎獎項：2013年下半年度公司輸變電工程優(yōu)秀設(shè)計一等獎

獲獎關(guān)鍵詞：智能輔助控制系統(tǒng) 節(jié)能環(huán)保

在著名的呂劇發(fā)源地—山東省濱州市，坐落著一座造型整齊又別出機(jī)杼的建筑，這就是山東省目前規(guī)模最大的220千伏智能變電站—鑫岳(魯北)變電站。

全站智能設(shè)計、控制

一大早，山東濱州供電公司變電運(yùn)行工區(qū)操作隊員工來到220千伏鑫岳(魯北)站進(jìn)行日常巡視。在門禁刷卡后，變電站大門緩緩打開。該站的內(nèi)外入口均裝有門禁系統(tǒng)，一張智能卡代替了傳統(tǒng)的一大串鑰匙，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控大門的開啟和對人員的出入記錄管理。

“這只是鑫岳站智能監(jiān)測輔助控制系統(tǒng)的冰山一角，真正的核心在二樓二次設(shè)備室，那才是鑫岳站的智能監(jiān)測司令部。”工作人員說。走進(jìn)配電裝置樓，在二次設(shè)備室的顯示屏上，所有數(shù)據(jù)全部在此集納。這個“大腦”控制著整個變電站的數(shù)據(jù)狀態(tài)，并負(fù)責(zé)將這些信息遠(yuǎn)傳到市調(diào)度中心，便于遠(yuǎn)傳監(jiān)控和管理。

該站在國內(nèi)首次實現(xiàn)消防蓄水、給水、穩(wěn)壓二次控制系統(tǒng)的設(shè)計整合，研發(fā)了變電站消防蓄給水系統(tǒng)智能控制裝置。智能變電站設(shè)計平臺軟件的應(yīng)用提升了設(shè)計質(zhì)量和效率、縮短了建設(shè)周期。先進(jìn)的三維設(shè)計軟件，改變了傳統(tǒng)變電站設(shè)計手段和移交方式，實現(xiàn)各電壓等級變電站協(xié)同設(shè)計，簡化了設(shè)計流程，大幅度提高了設(shè)計質(zhì)量和效率。

該站利用智能輔助控制系統(tǒng)，將傳統(tǒng)變電站各自獨(dú)立的圖像監(jiān)視、火災(zāi)報警等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)集成應(yīng)用，與設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)一起構(gòu)成了全站的智能在線監(jiān)測系統(tǒng)。這樣遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心可隨時掌握站內(nèi)設(shè)備和輔控系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時診斷并處理出線的異?，F(xiàn)象，全面實現(xiàn)變電站智能運(yùn)行管理。

鑫岳變電站在設(shè)計和建設(shè)期間，共獲得變電站消防蓄水與給水智能控制系統(tǒng)及控制方法、利用智能裝置通用模型實現(xiàn)互換設(shè)計的方法2項發(fā)明專利，以及智能變電站智能組件柜、拱式電纜橋架2項實用新型專利。

節(jié)能與環(huán)保并重

走進(jìn)鑫岳站，兩棟灰綠相間的建筑整齊地矗立在主道路的兩側(cè)，戶外是明亮耀眼的太陽能高效節(jié)能綠色照明燈具，節(jié)能型維護(hù)結(jié)構(gòu)的外墻和中空玻璃鋁合金窗，戶內(nèi)是潔凈的高光效光源LED燈具和節(jié)能型的電容器。“節(jié)能環(huán)保，是鑫岳變電站的一個重要特點(diǎn)。”國網(wǎng)山東省電力公司創(chuàng)優(yōu)復(fù)核的專家組組長說。

環(huán)保也體現(xiàn)在對噪聲的控制上。該站主變壓器緊挨著110千伏生產(chǎn)綜合樓，雖然已帶電運(yùn)行，但聽不到一點(diǎn)噪聲。濱州供電公司運(yùn)維檢修部主任指著面前的2臺主變壓器說：“鑫岳變電站采用了低噪聲變壓器，并運(yùn)用了噪聲預(yù)測程序?qū)χ髯冊O(shè)備進(jìn)行噪聲計算，采取了有效的控制噪聲措施，所以運(yùn)行聲音很小。”

“傳統(tǒng)變電站多采用鋼支架，鑫岳站使用的這種新型復(fù)合材料強(qiáng)度高、表面光滑、能折疊，而且能避免電腐蝕，可根據(jù)線纜數(shù)量靈活設(shè)置支架層數(shù)和高度，還減少了貴金屬使用量，更便于施工安裝和檢修。”濱州供電公司工程公司經(jīng)理說。值得一提的是，這種新型復(fù)合材料是從隨處可取的黃沙中提取二氧化硅制成的玻璃材料，全站通過新型設(shè)備支架和復(fù)合材料的代用，減少用鋼量20.5噸。

據(jù)了解，與常規(guī)變電站相比，鑫岳變電站全年總能耗可減少約35%;節(jié)省了全站45%的屏位和全站56%的纜材;降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載32%，節(jié)省小修成本200萬元，節(jié)省大修成本460萬元。

線路巧妙跨越多種復(fù)雜地形

項目名稱：上海500千伏練塘變電站220千伏出線工程

建設(shè)時間：2010年6月開工，2012年12月正式投產(chǎn)

獲獎獎項：2013年下半年度公司輸變電工程優(yōu)秀設(shè)計一等獎

獲獎關(guān)鍵詞：節(jié)地環(huán)保 雙回路復(fù)合材料橫擔(dān) 鋼管樁基礎(chǔ)

500千伏練塘變電站220千伏出線工程線路全長91千米。工程分南北出線兩批次建設(shè)，出線段多而雜，大部分工程路徑交叉跨越多條道路、河流、魚塘、電力線路、通信線路、村莊等。

巧繞文物 “致敬”先民

“上學(xué)的時候，老師還帶我們來過這里。”上海送變電施工項目負(fù)責(zé)人盛建昌指著身后的四角亭說道，四角亭的邊上保留著上海第一任市長陳毅題詞的“夏允彝、夏完淳父子之墓”。

此時工程進(jìn)入到關(guān)鍵階段，練塘至辰塔、線正好途經(jīng)夏氏父子墓。

這座夏氏父子墓坐落在上海市松江區(qū)蕩灣村北開闊的田野中，旨在紀(jì)念明末名士、文學(xué)家夏允彝、夏完淳兩位民族英雄，是上海市市級文物保護(hù)點(diǎn)。作為工程負(fù)責(zé)人的盛建昌絕沒有想到在二十多年以后，會以這樣的方式與它重逢。

為了減少對文物的影響，項目部和設(shè)計單位一起“頭腦風(fēng)暴”，爭取避開公墓區(qū)域。但這石塊搭成的墓地呈半月形，高約2米，面寬30米，占地超過了1200平方米，要避開也不是那么容易。經(jīng)過幾天的重復(fù)推演，雙方?jīng)Q定采用復(fù)合材料桿。這種復(fù)合材料不僅質(zhì)量輕、造型加工簡便，更重要的是可以減少走廊寬度，縮小塔頭尺寸，使得占地面積變小。這種創(chuàng)新設(shè)計不僅令夏氏父子墓可以得到完好的保護(hù)，同時給予未來的輸電線路架設(shè)很好的榜樣。

筑基架線 “大膽”創(chuàng)新

在水鄉(xiāng)地區(qū)造塔架線，遇到的第一個困難就是腳底下這松軟的土質(zhì)了。而架線施工的第一步，就是要與這特殊的地質(zhì)打交道，也就是基礎(chǔ)的澆筑。

九尺之臺起于壘土。基礎(chǔ)是組塔最關(guān)鍵的一步，基礎(chǔ)做得好，組塔工作事半功倍?；A(chǔ)施工負(fù)責(zé)人李軼群說。

所以地質(zhì)條件再不理想，設(shè)計師們也要想盡辦法把基礎(chǔ)弄好。他們在基礎(chǔ)型式上開動腦筋，根據(jù)不同的桿塔型式，配置了臺階、鋼管樁、灌注樁等基礎(chǔ)型式。這一系列的設(shè)計顯著地提高了單樁承載力，也為軟土地區(qū)架空線采用后注漿鉆孔灌注樁技術(shù)的推廣積累經(jīng)驗。

而水鄉(xiāng)地區(qū)的第二個困難，便是分布不均的河塘了。河塘不僅給施工方造成了很大麻煩，而且多數(shù)情況下，鐵塔都要繞著河塘架設(shè)。這也直接導(dǎo)致了練塘變電站最終實施位置與規(guī)劃位置偏差，電力走廊無法對準(zhǔn)變電站構(gòu)架。為此，設(shè)計人員及時進(jìn)行處理，對南、北兩側(cè)出線進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整設(shè)計方案，經(jīng)過不懈努力，終于使得這“好不容易”架起的走廊進(jìn)入到了練塘站。

小心翼翼 “安靜”施工

雖然上海市區(qū)已經(jīng)成了鋼筋叢林，成了夜的喧鬧都市，但是在上海郊區(qū)，居住著的老年人還保留著日出而作日落而息的生活節(jié)奏。

在這里施工，施工人員必須“小心翼翼”。一方面是要保持現(xiàn)有的安靜，另一方面也要注意不破壞周邊環(huán)境。

以往的打樁過程通常都伴隨噪聲和污染物，為此，項目部早有準(zhǔn)備。單桿鋼管桿是一種“新式武器”，在進(jìn)行基礎(chǔ)施工時，采用靜壓設(shè)備，靠上部配載的重量將樁“悄無聲息”地壓入地下，不會對周邊造成震動和污染。

這項技術(shù)也取得了“鋼管桿用鋼管樁”實用新型專利。另外工程根據(jù)上海環(huán)保部門要求，對居民居住房屋，跨越屋頂按照12米要求設(shè)計，保證居民健康安全的同時，也減少不必要的拆遷費(fèi)用。這一系列的利民舉措獲得了當(dāng)?shù)卣目隙ê唾潛P(yáng)。

如今，500千伏練塘變電站220千伏出線工程已經(jīng)投產(chǎn)接近一年，在此過程中，練塘站不斷為青浦以及松江地區(qū)人民源源不斷送去電力。2013年9月，隨著皖電東送1000千伏特高壓建成，500千伏練塘站與1000千伏滬西站合并更名為1000千伏練塘變電站。這也使得練塘站220千伏出線更具有前瞻性的意義。

線路走廊利用率提高16倍

項目名稱：福建福清核電廠—東臺500千伏、線

建設(shè)時間：2010年3月開工，2013年4月投產(chǎn)

獲獎獎項：2013年下半年度公司輸變電工程優(yōu)秀設(shè)計二等獎

獲獎關(guān)鍵詞：提高單位走廊輸送能力 節(jié)能環(huán)保

福建省素有“八山一水一分田”之稱，境內(nèi)峰嶺聳峙，丘陵連綿，河谷、盆地穿插其間，土地資源十分緊張。如何解決土地緊張和電網(wǎng)建設(shè)之間的矛盾，打造綠色堅強(qiáng)海西電網(wǎng)，福清核電廠—東臺500千伏、線路的建設(shè)，給出了答案。

節(jié)約了一條單回500千伏線路走廊

2013年4月1日，福清核電廠—東臺500千伏、線順利投運(yùn)。該線路貫穿福清市南北，從興化灣至福清灣的整個海岸線上經(jīng)過，全長64.847千米，所經(jīng)之處多是福清工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，預(yù)留線路建設(shè)的走廊極為有限。加上沿線規(guī)劃區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)眾多，居民協(xié)調(diào)難度大，若新開辟一條走廊，勢必占用沿線規(guī)劃用地，同時還要拆遷大量建筑物，施工難度很大。

國網(wǎng)福建省電力有限公司從項目可研階段就力求在路徑選擇和塔型設(shè)計上進(jìn)行創(chuàng)新，全力化解難題?？紤]到該線路所經(jīng)地區(qū)有多條高壓線路的實際情況，工程采用500千伏同塔雙回路鋼管塔和大截面導(dǎo)線，使原有的線路走廊利用率提高16倍，輸送功率也大大提高。據(jù)悉，與新開辟線路走廊相比，該線路全線少占用土地約5.98萬平方米，減少民房拆遷量約3.84萬平方米。

“相當(dāng)于節(jié)約了一條單回500千伏線路走廊。”該公司基建部工作人員說，該線路的建設(shè)既解決了路徑走廊問題，節(jié)省了大量土地資源，又大大降低了工程造價。

福清核電廠—東臺500千伏、線直線塔采用500千伏三相垂直排列布置，有效減少了線路走廊寬度，在提高走廊利用率的同時降低了工程造價。此外，該線路鋼管塔主材采用剛性法蘭連接，斜材為法蘭或插板節(jié)點(diǎn)連接，全塔結(jié)構(gòu)傳力清晰、外觀簡潔美觀。該塔型較常規(guī)塔型重量減少15%，可節(jié)省基礎(chǔ)砼量20%左右，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

以全壽命周期理念優(yōu)化設(shè)計

國網(wǎng)福建電力在該線路的設(shè)計建設(shè)過程中，全面融入全壽命周期管理理念，從導(dǎo)線選型、絕緣子串型、金具及鐵塔布置型式、基礎(chǔ)型式等多方面優(yōu)化設(shè)計，并因地制宜，采用各種基礎(chǔ)形式，將節(jié)約資源、降低能耗、保護(hù)環(huán)境的理念全面融入電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)中去。

國網(wǎng)福建電力在條件許可的塔位優(yōu)先采用斜柱式巖石錨桿基礎(chǔ)，與常規(guī)基礎(chǔ)相比，砼量減少39%，降低工程造價35%。在巖石完整性較差的山區(qū)塔位，他們優(yōu)先選用掏挖基礎(chǔ)或人工挖孔樁基礎(chǔ)，基面土石方基本實現(xiàn)零開挖。在不能使用上述原狀土基礎(chǔ)的塔位，他們則優(yōu)先使用斜柱板式基礎(chǔ)，比直柱基礎(chǔ)可減少基礎(chǔ)混凝土量和鋼筋量15%左右。

同時，國網(wǎng)福建電力還采取有效的基面綜合治理措施，來保護(hù)塔基的植被，防止水土流失，從而有效保護(hù)了環(huán)境。在鐵塔基座開挖的施工上，國網(wǎng)福建電力采用了四腿分別降基的小基面設(shè)計，原狀土開挖量平均每基可減少70%，與以往的開挖方法相比，土石方開挖量平均每基可減少300立方米，每基可節(jié)約土石方開挖費(fèi)用2.82萬元，整條線路共節(jié)省工程投資約350萬元。同時把工程施工對原始地貌的破壞降到最低，保證了所在山體的穩(wěn)定，而且還減小了施工難度。

在濱海段塔位，國網(wǎng)福建電力通過對海水、灘涂中的基礎(chǔ)采取摻入優(yōu)質(zhì)商品粉煤灰，以及加大保護(hù)層厚度、控制水膠比、添加阻銹劑、涂刷防腐漆等多種防腐蝕措施，確保工程全壽命周期的可靠性。