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输变电精品工程:设计一流 管理高效
西部电力设计 时间: 2014-10-11   作者:林春燕

~ 实现经济和社会效益双提升

  项目名称:浙江苍南电厂—南雁500千伏双回输电线路

  建设时间:2012年9月开工,2013年10月投产

  获奖奖项:公司2014年度输变电工程优秀设计一等奖

  获奖关键词:紧缩型线路 “零距离”开接

  精心构思 线路合二为一

  浙江500千伏苍南电厂—南雁双回输电线路是华润苍南电厂送出的重要通道,路径总长度51.47千米。设计人员在路径规划时贯彻“资源节约型、环境友好型”、“全寿命周期”理念,合理选择路径方案,做到电网建设与地方经济建设有机结合,显著提高社会效益。

  针对部分线路位于平阳县钱仓镇段,走廊紧缺,新辟一条线路通道难度较大的情况,设计人员多次深入现场勘察,提出了“合二为一”的概念,该段路径与已建的220千伏南雁—龙港双回线合并改造成混压四回路,利用原220千伏南雁—龙港线路通道走线,既保证了高压线路走廊,又保护了当地宝贵的土地资源。

  此外,设计人员巧妙设计,将线路在苍南电厂出口、苍南段尽可能从人员相对稀疏的金乡镇与钱库镇之间穿过,同时采用“V”串紧缩型同塔双回路,较常规“I”串布置的线路节省走廊宽度约7~8米,减少房屋拆迁约5000平方米,节约走廊面积约115亩。

  超前规划 节约工程投资

  国网浙江省电力公司在500千伏苍南电厂—南雁双回输电线路工程设计过程中,结合远景电力系统规划,提前准备,为后期线路建设节约了可观的工程投资。

  根据系统远景规划,该工程将在500千伏苍南变电站进行开接,在选择路径时,浙江省电力研究院充分结合该站落点位置,预先考虑开接点,经现场反复勘察,最终提出了通过“零距离”开接本线路工程、实现接入系统的方案,避免了工程重复投资,缩短了线路运行长度。

  为满足华润苍南电厂远景4台100万千瓦机组的电能送出,浙江省电力设计院从节约土地资源、提高社会经济效益出发,对多种导线型号进行经济技术比较和全寿命周期计算,采用了4**800平方毫米大截面导线。由于500千伏苍南变建设周期早于苍南电厂另两台机组的投运时间,届时该变将分流一部分负荷,苍南变—南雁变段导线采用4**630平方毫米截面就能满足系统要求,对此,该院提出了工程导线采用分段设计的方案,即苍南电厂—苍南变段采用4**800平方毫米截面导线,苍南变—南雁变段采用4**630平方毫米截面导线。

  以先进理念引领科学施工

  项目名称:天津陈塘庄电厂—迎丰变220千伏双回线路工程

  建设时间:2012年12月开工,2013年9月投产

  获奖奖项:公司2014年度输变电工程优秀设计一等奖

  获奖关键词:理念先进 技术创新

  打开设计新理念

  天津陈塘庄电厂—迎丰变220千伏双回线路工程是天津市节能减排重点配套工程,全长26.1千米。在工程设计阶段,国网天津市电力公司打破传统思维,以全寿命周期管理理念为指导,从导线选型、铁塔设计型式、基础型式等多方面创新方案设计和施工工艺,将资源节约、环境友好的理念落实在工程设计中,实现经济和环境效益双赢。

  国网天津电力贯彻资产全寿命周期管理要求,抓好可研、设计、制造、施工、调试、运行全过程质量管控,把困难考虑在前、措施制定在前,统筹考虑电力规划及天津市域规划,利用新技术科学优选路径。

  工程数基铁塔需要在独流减河河道中央施工,难度极大。对此,国网天津电力一方面认真分析工程地质特征、建设实施难点、建设管理特点,另一方面,加派牵张设备,积极与地方园林部门配合,优先选用跨越设计,最大限度保护自然生态环境,确保在汛期来临前完成施工。该公司对河道中设立铁塔工程进行方案优化,制定出搭设施工栈桥的方式开展施工,大幅节约成本,缩短工期。同时,将河道内基础护坡顺水流方向设计为船型,减小水阻,保持水土。

  挖掘建设新思路

  工程建设过程中,国网天津电力开展“双日例会”,组织各参建单位协调工程细节,确定了以“两型三新”为载体,对线路建设进行全面细化、优化,将标准工艺中的施工要点、工艺标准、观感质量等要求全面落实到作业过程中。

  国网天津电力工程建设采用新塔型,运用新型后注浆钻孔灌注桩基础等各项新技术,降低铁塔和基础的材料用量及造价;应用新型节能中强度铝合金导线和Q420高强钢,直线塔节省钢材3.3%、转角塔节省7.5%。此外,地线采用分段绝缘、单点接地的运行方式,预计将节能461.12万千瓦时。

  针对线路走廊紧张的外部环境,国网天津电力整合现有走廊资源,设计规划四回路混压并架铁塔,将220千伏线路与原有35千伏线路同塔架设,节约走廊占地127亩。为保证工程质量,该公司技术人员深入生产导线连接压接管的厂家进行考察,并委托第三方进行试验,在施工过程中,定制专用压接模具,由厂家全程指导,使得工程建设按计划优质推进。

  新技术让运行更智能

  项目名称:河南500千伏开封西变电站

  建设时间:2013年1月开工,

  2013年9月30日投产

  获奖奖项:公司2014年度输变电工程

  优秀设计一等奖

  获奖关键词:新设备 新技术 智能化

  节约占地面积

  如何在有限的场地上建立一座500千伏变电站并合理出线,满足城市规划要求,保证疆电入豫的东送通道,这向工程设计人员提出了挑战。

  “想压缩电气配电装置占地面积,只能在无功区域动点脑筋。”河南省电力设计院副总工程师顾尔重说。国网河南省电力公司大胆尝试,申报该项目作为国家电网公司500千伏变电站主变低压侧设计优化研究成果的试点应用工程,将电容器三相叠放,以高度换面积,为电抗器加装磁屏蔽罩,优化电气布置尺寸。此外,采用新型无功设备紧凑型框架式并联电容器和并联磁屏蔽电抗器,优化了电气布置,66千伏区域占地10296平方米,与同电压、同规模通用设计模块占地面积相比减少44.14%,节约用地效果显著。

  降低电网投资

  500千伏开封西变电站是国网河南电力投运的首座500千伏智能变电站,设计人员进一步优化设计,该站围墙内占地面积仅49亩,比同等规模减少占地约22%,降低了电网投资。

  其中,500千伏联合构架在高架柱与出线梁之间增设纵向斜撑,改善了联合构架受力形式;全站应用高强钢材,用钢量较国内相同规模变电站节约143.7吨。“从合理选用构架材料到优化构架形式,我们一直琢磨着如何在保证安全可靠的前提下合理控制钢材用量,有效节约投资。”该站土建负责人韩选民说。该站二次设计高度集成整合,减少屏柜数量,较通用设计减少约37%;优化光缆选择与敷设,整合相同去向的光缆,较常规变电站控制电缆用量减少50%以上。

  运行检修更智能

  为构建信息共享的自动化系统,500千伏开封西变电站计算机监控系统采用了开放式分层分布式系统,统一建模、统一组网,并应用一体化平台的关键技术,整合各应用系统功能,提高变电站自动化水平,实现了无人值班运行要求。

  该站还采用了信息一体化关键技术,通过时间序列数据库等信息化技术对系统高度整合,实现站内数据的深度挖掘分析。“通过基于信息一体化的关键技术实现准确的数据采集,将一次设备操作与对应二次保护装置的软压板投退结合起来,实现一次、二次设备完整的顺序控制功能,大量减少中间环节,提升工作效率。”该站二次设计工程师于广耀说。

  智能化与标准配送有效融合

  项目名称:安徽220千伏清竹变电站

  建设时间:2013年6月开工,

  2013年12月投产

  获奖奖项:公司2014年度输变电工程

  优秀设计二等奖

  获奖关键词:装配式建设 工厂化加工

  全新设计理念

  220千伏清竹变电站采用标准配送式变电站的设计理念,施工周期仅为6个月,较常规变电站节省工期50%以上。

  相比传统的钢筋混凝土结构,设计人员大胆采用装配式钢结构,应用复合外墙装饰板体系,减少了现场作业,有利于工厂化加工标准化生产,缩短了施工周期约58天。在围墙施工中,一改传统的砌筑方式,采用装配式结构,利用预制混凝土柱加ALC板实体围墙,体现了资源节约和节能环保的设计理念,节约工期35天。

  此外,设计人员改变传统二次设备现场接线的工作模式,全站配置3个40尺的预制舱,就地布置在各配电装置区内。预制舱内备用屏柜本期一次上齐,远期扩建时仅上装置即可,扩建方便。舱内屏柜之间的二次接线在工厂内完成,整体运输到现场,全站现场二次接线的工作量减少50%以上,节省工期约45天。此外,还采用预制式光缆、电缆替代常规的光缆、电缆,省去了光缆现场熔接的环节,大幅提高了现场二次接线效率。

  大幅缩短工期

  220千伏清竹变电站全面贯彻智能变电站的设计思路,创新将智能化变电站和标准配送式变电站完美融合,采用“高压设备+传感器+智能组件”方案,实现一次设备的测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化等智能化功能。其中,110千伏、10千伏采用合并单元、智能终端一体化装置,减少过程层设备及交换机光口数量,主变智能组件集成非电量保护、风冷、调压功能。

  在智能化的基础上,220千伏清竹变电站采用标准配送式设计思路,推广应用多项新设计、新技术、新设备、新材料,使得各项指标均优于同规模变电站工程,施工周期仅为6个月,较常规变电站节省工期50%以上。该站采用预制舱替代传统二次设备室,全站建筑面积仅为420平方米,同通用设计相比节省52.6%,变电站工程竣工决算总投资大幅降低,有效降低了工程造价,加快了工程建设速度,提高了工程建设质量,为今后的变电站设计积累了宝贵的设计经验。

  巧妙设计适应城市要求

  项目名称:上海500千伏新余变电站

  220千伏出线工程

  建设时间:2010年10月开工,

  2013年6月投产

  获奖奖项:公司2014年度输变电工程

  优秀设计二等奖

  获奖关键词:双层架构 紧凑设计

  紧凑设计 节约走廊

  随着上海城市化进程的加快,架空输电线路走廊日趋紧张。受周边环境限制,500千伏新余变电站西侧临河南侧靠路,无法按照常规的出线方式建设进出线。对此,设计人员开拓思路,大胆创新,将220千伏出线构架设计成双层垂直布置的方式,站外终端塔设计成四回路形式,这是该布置方式在上海电网的首次应用。同时,通过三维设计新理念,验算了进站档导线间的电气间隙,优化了四回路塔头,保证线路的安全可靠,克服了双层构架与四回路终端杆配合的难题。

  500千伏新余变电站220千伏出线工程沿线走廊位于工业区和高速的夹档中,走廊狭窄,周边环境复杂。如采用普通双回路建设,工程成本极高。为此,在工程设计过程中,设计人员根据全寿命周期理念,采用了220/220千伏四回路建设,比普通双回路节省了走廊宽度约30米,并大幅降低了成本。

  本工程杆塔采用窄基钢管塔和钢管杆。窄基钢管塔和钢管杆占地面积小,视觉效果美观,具有缩小线路走廊、协调周边环境,节约用地的优势。其中,在四回路钢管杆基础设计时,设计人员针对上海地区土质地基软弱的地质情况,采用了钢管杆钢管桩实用新型技术,实用新颖,技术结构简单,不仅给施工带来方便,而且结构十分可靠,同时无噪声、无震动、无污染,符合环境保护的要求。

  融入环境 安全可靠

  输电线路作为城市发展建设中重要且不可分割的组成部分,有着不可或缺的作用。本工程直线杆塔采用钢管杆,大转角杆塔采用优化根开的钢管塔,在减少占地面积的同时,使塔身线条更优美,与周边的高速公路及河流有完美融合。

  该工程全线双回路、四回路杆塔、基础均按新规范全新设计,根据上海电网技术原则的要求,全线铁塔荷载按照1.1安全系数进行设计。工程中对于重要道路、河流交叉跨越,均按照国家电网公司要求,采用“耐—直—直—耐”方案设计,便于今后运行维护,跨越段铁塔按照1.1重要性系数设计。针对工程中走廊有多处靠近公路的实际,设计人员对靠近机动车道的铁塔及钢管,在基础周围设置保护桩,防止车辆发生撞击,保证线路安全运行。从外,每基杆塔均安装了防坠装置,保证线路运行检修人员的安全。
  



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