10月12日和11月20日,“國(guó)家電網(wǎng)公司特高壓交流試驗(yàn)基地建設(shè)”、“國(guó)家電網(wǎng)公司特高壓直流試驗(yàn)基地”兩個(gè)科技項(xiàng)目分別在武漢和北京通過(guò)了第一階段專家驗(yàn)收。由中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)陸延昌、中國(guó)工程院院士朱英浩、中國(guó)科學(xué)院院士盧強(qiáng)領(lǐng)銜的驗(yàn)收專家委員會(huì)認(rèn)為,特高壓交流試驗(yàn)基地的綜合試驗(yàn)?zāi)芰Τ^(guò)了國(guó)際上所有的交流試驗(yàn)場(chǎng);特高壓直流試驗(yàn)基地具備的直流電磁環(huán)境試驗(yàn)研究、沖擊電壓及直流外絕緣試驗(yàn)研究等綜合試驗(yàn)?zāi)芰μ幱谑澜珙I(lǐng)先水平。
這當(dāng)然僅僅是一個(gè)開始。因?yàn)檫@兩個(gè)試驗(yàn)基地建設(shè)的最終目標(biāo),都直指12項(xiàng)“世界之最”。
當(dāng)我們今天站在湖北省武漢市江夏區(qū)鳳凰山南大向村和北京中關(guān)村科技園區(qū)昌平園東區(qū),看到有史以來(lái)最為宏大壯觀的輸配電塔架結(jié)構(gòu),驚喜之余,心中不免一絲疑惑:從2006年下半年開始,國(guó)家電網(wǎng)公司投資8億多元在國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院、中國(guó)電力科學(xué)研究院分別建設(shè)的特高壓交、直流試驗(yàn)基地,究竟是做什么用的?
水到渠成???已完成關(guān)鍵技術(shù)研究課題88項(xiàng)
2004年11月,國(guó)家電網(wǎng)公司作出“建設(shè)以特高壓為骨干網(wǎng)架,各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的國(guó)家電網(wǎng)”重大決策之時(shí),在技術(shù)層面上有兩項(xiàng)清醒認(rèn)識(shí),可視為其基本立足點(diǎn):現(xiàn)階段建設(shè)特高壓電網(wǎng),技術(shù)上不存在不可逾越的障礙;但特高壓作為世界電網(wǎng)科技的制高點(diǎn),尚有許多重大技術(shù)難題有待攻克。
特高壓輸電技術(shù)是世界能源領(lǐng)域的重大前沿技術(shù)。在世界范圍內(nèi),新的電壓等級(jí)應(yīng)用之前一般都需作大量研究,尤其是特高壓輸電電壓等級(jí),會(huì)面臨新的技術(shù)和環(huán)境問(wèn)題,因此許多電力工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家如前蘇聯(lián)、美國(guó)、日本、意大利等,從上世紀(jì)60?70年代開始都投入了大量人力、物力、財(cái)力對(duì)其進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。其中,特高壓輸電工程的外絕緣、電磁環(huán)境等重要特性,只有通過(guò)真型模型下試驗(yàn)研究得到的結(jié)果才能實(shí)際應(yīng)用。
從2005年起到現(xiàn)在,針對(duì)特高壓交、直流工程建設(shè),國(guó)網(wǎng)公司組織旗下中國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院、國(guó)網(wǎng)電力建設(shè)研究院等,聯(lián)合國(guó)內(nèi)重點(diǎn)大專院校、設(shè)計(jì)單位、設(shè)備制造企業(yè)開展聯(lián)合攻關(guān),共下達(dá)特高壓交、直流關(guān)鍵技術(shù)研究課題126項(xiàng),目前已經(jīng)完成88項(xiàng),取得豐碩的科研成果。建設(shè)特高壓試驗(yàn)基地由此應(yīng)時(shí)順勢(shì),水到渠成。
謀定后動(dòng)???從前期調(diào)研到施工建設(shè)都慎重決策
特高壓作為世界電網(wǎng)科技的制高點(diǎn),決定了特高壓試驗(yàn)基地建設(shè)目標(biāo)的高起點(diǎn)。
特高壓交流試驗(yàn)基地將達(dá)到的目標(biāo)是:特高壓試驗(yàn)線段幾何尺寸可調(diào),桿塔優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)功能世界第一;單回試驗(yàn)線段和同塔雙回試驗(yàn)線段同時(shí)進(jìn)行電磁環(huán)境測(cè)量的試驗(yàn)條件世界第一;模擬海拔高達(dá)5500m環(huán)境進(jìn)行外絕緣特性試驗(yàn)的試驗(yàn)條件世界第一;特高壓交流絕緣子串全尺寸污穢試驗(yàn)?zāi)芰κ澜绲谝?;特高壓長(zhǎng)串絕緣子覆冰或融冰閃絡(luò)試驗(yàn)?zāi)芰κ澜绲谝唬惶馗邏篏IS、HGIS、AIS設(shè)備全電壓帶電考核規(guī)模和能力世界第一;1000千伏標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的電壓等級(jí)和測(cè)量不確定度世界第一;工頻諧振試驗(yàn)裝置電壓等級(jí)和容量世界第一;試驗(yàn)線段雷電、污穢、覆冰、振動(dòng)等綜合參數(shù)在線監(jiān)測(cè)功能世界第一;全天候電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)世界第一;特高壓運(yùn)行、檢修、帶電作業(yè)綜合培訓(xùn)功能及條件世界第一;7200kV長(zhǎng)波頭操作沖擊電壓發(fā)生裝置容量、效率世界第一。
特高壓直流試驗(yàn)基地將達(dá)到的目標(biāo)是:同塔雙回直流試驗(yàn)線段試驗(yàn)電壓世界最高;同塔雙回直流試驗(yàn)線段世界最長(zhǎng);結(jié)構(gòu)和電氣參數(shù)調(diào)節(jié)范圍最廣的超/特高壓全電壓等級(jí)直流試驗(yàn)線段;世界最大的兩廂式特高壓交直流電暈籠;7200kV沖擊電壓試驗(yàn)裝置試驗(yàn)?zāi)芰κ澜绲谝?;外絕緣直流與沖擊電壓合成試驗(yàn)?zāi)芰κ澜绲谝?;特高壓直流試?yàn)基地直流電磁環(huán)境試驗(yàn)研究功能世界第一;特高壓直流試驗(yàn)基地交直流外絕緣試驗(yàn)研究能力世界第一;試驗(yàn)大廳沖擊、工頻、直流綜合試驗(yàn)?zāi)芰κ澜绲谝?;同等?guī)模試驗(yàn)大廳電磁屏蔽指標(biāo)世界第一;整支避雷器雷電沖擊殘壓試驗(yàn)?zāi)芰κ澜绲谝?;避雷器加速老化試?yàn)?zāi)芰κ澜绲谝?;絕緣子電氣、機(jī)械和材料理化綜合試驗(yàn)?zāi)芰κ澜绲谝?;世界最大的污穢?覆冰?淋雨?低氣壓多功能交直流污穢及環(huán)境試驗(yàn)室,特高壓直流試驗(yàn)基地綜合試驗(yàn)?zāi)芰κ澜绲谝弧?/P>
因?yàn)槭窡o(wú)前例,特高壓交、直流試驗(yàn)基地建設(shè)項(xiàng)目從前期調(diào)研、方案制定及論證、設(shè)備設(shè)計(jì),到施工建設(shè)和設(shè)備監(jiān)造,每一個(gè)環(huán)節(jié)都按照科學(xué)原則,反復(fù)比較,深入考慮,慎重決策,確保其功能和建設(shè)質(zhì)量能夠滿足特高壓示范工程試驗(yàn)需要。
牛刀小試???兩個(gè)基地試驗(yàn)線段成功投運(yùn)
2007年2月13日,特高壓交流試驗(yàn)基地1000千伏單回試驗(yàn)線段帶電正式啟動(dòng),以此為標(biāo)志,特高壓交流試驗(yàn)基地投入運(yùn)行。5月30日,隨著戶外場(chǎng)上800千伏特高壓直流線路模擬塔頭一道亮光閃過(guò),操作波擊穿了塔頭8米多的空氣間隙,特高壓直流試驗(yàn)基地戶外試驗(yàn)場(chǎng)也成功投運(yùn)。
個(gè)中意義在于,兩個(gè)特高壓試驗(yàn)基地所采用的構(gòu)架及桿塔結(jié)構(gòu)尺寸和特高壓交直流輸變電工程采用的設(shè)計(jì)方案相近,特高壓交流試驗(yàn)基地采用的電氣設(shè)備也基本類似,因此,兩個(gè)基地建設(shè)是特高壓交直流工程的預(yù)演,兩個(gè)基地試驗(yàn)線段的投運(yùn),驗(yàn)證了前期科研成果,表明了特高壓工程建設(shè)是完全可行的。
一系列具有開創(chuàng)性意義的成果因?yàn)閮蓚€(gè)基地的誕生而出現(xiàn),由此,兩個(gè)基地所取得的科研成果與研究數(shù)據(jù)(報(bào)告)顯得極其珍貴。
6月29日,特高壓直流試驗(yàn)基地第一批試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)(報(bào)告)匯總、整理完畢,并向國(guó)網(wǎng)公司正式提交一系列試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)(報(bào)告)。
6月30日,“特高壓交流試驗(yàn)基地變電站噪聲水平及改善措施的研究”項(xiàng)目通過(guò)國(guó)網(wǎng)公司組織的專家評(píng)審,成果獲得充分肯定。自今年2月13日特高壓交流試驗(yàn)基地單回、6月15日同塔雙回試驗(yàn)線段成功帶電以來(lái),國(guó)網(wǎng)武高院積極研究,取得一批科研成果。
經(jīng)過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析研究,科研人員初步掌握了特高壓輸變電工程電磁環(huán)境的實(shí)際水平,確認(rèn)了線路導(dǎo)線選型、變電母線選型及連接方式等重要設(shè)計(jì)方案,證實(shí)了工程總體設(shè)計(jì)方案的可行性;明確了各均壓環(huán)或金具的表面場(chǎng)強(qiáng)及其噪聲控制必須考慮不同設(shè)備位置及導(dǎo)線之間的相互影響,提出了變電金具是試驗(yàn)基地主要電暈噪聲源。敏感部位金具設(shè)計(jì)得以改進(jìn)后,電暈噪聲情況有明顯改善。參與評(píng)審的專家認(rèn)為,這些成果對(duì)進(jìn)一步優(yōu)化特高壓交流試驗(yàn)示范工程設(shè)計(jì)具有重要指導(dǎo)意義。
承載希望???成為綜合性試驗(yàn)基地滿足多方需求
正負(fù)800千伏,正負(fù)900千伏,正負(fù)950千伏,一切正常?!吧龎褐琳?fù)1000千伏!”隨著操作指令下達(dá),2007年8月16日15時(shí)26分,特高壓直流試驗(yàn)基地試驗(yàn)線段成功升壓至正負(fù)1000千伏,數(shù)據(jù)穩(wěn)定,一切正常。新的世界紀(jì)錄誕生了。4小時(shí)后,紀(jì)錄被再次改寫:試驗(yàn)線段成功升壓至正負(fù)1100千伏,此后又穩(wěn)定運(yùn)行兩小時(shí)。
在特高壓直流試驗(yàn)基地建設(shè)之初,國(guó)網(wǎng)公司就將試驗(yàn)基地定位為:不僅滿足即將建設(shè)的我國(guó)正負(fù)800千伏特高壓直流輸電工程的研究需求,同時(shí)應(yīng)具備更高電壓等級(jí)輸電技術(shù)的前瞻性研究能力。
此前,正負(fù)1000千伏直流的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)在國(guó)內(nèi)外均無(wú)先例。國(guó)網(wǎng)公司為此次試驗(yàn)做了升壓預(yù)案論證及安全防范等前期工作。升壓期間,技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了線下合成場(chǎng)強(qiáng)、無(wú)線電干擾、可聽噪聲等電磁環(huán)境測(cè)量。試驗(yàn)線段成功升壓至正負(fù)1100千伏,表明特高壓直流試驗(yàn)基地有能力進(jìn)行正負(fù)1000千伏及更高電壓等級(jí)的電磁環(huán)境試驗(yàn)研究。
兩個(gè)基地將成為特高壓交、直流輸變電技術(shù)領(lǐng)域集研發(fā)、試驗(yàn)、技術(shù)服務(wù)及培訓(xùn)為一體的綜合性試驗(yàn)基地,可滿足特高壓交、直流輸電工程建設(shè)的科研、設(shè)備檢測(cè)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定以及其他行業(yè)的高電壓試驗(yàn)等需要,并為特高壓交、直流輸電技術(shù)研究、設(shè)備運(yùn)行及檢修等方面培養(yǎng)專門人才。
在兩個(gè)基地建設(shè)中,包括特高壓交流變壓器在內(nèi)的所有主設(shè)備都是由國(guó)內(nèi)生產(chǎn),共有79個(gè)生產(chǎn)廠家的設(shè)備、金具在基地得到應(yīng)用和考驗(yàn)。基地實(shí)際上已經(jīng)成為特高壓輸變電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的試驗(yàn)田。
“特高壓試驗(yàn)基地要事事先走一步,為工程建設(shè)和設(shè)備研制提供經(jīng)驗(yàn)?!痹趪?guó)家電網(wǎng)人這樣的理念支持下,通過(guò)試驗(yàn)基地的建設(shè),中國(guó)電工設(shè)備制造企業(yè)的腰桿挺直了。
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專家介紹,特高壓試驗(yàn)線路(線段)是特高壓輸電線路外絕緣特性、機(jī)械特性和線路電磁環(huán)境試驗(yàn)的主要研究手段。電力發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)一例外地根據(jù)自己的實(shí)際情況,首先建設(shè)特高壓試驗(yàn)線路及其相關(guān)的附屬設(shè)備。在特高壓電壓等級(jí)下,變電設(shè)備的絕緣特性和超高壓設(shè)備相比,也會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題,需要模擬真實(shí)運(yùn)行狀況對(duì)特高壓設(shè)備的運(yùn)行特性進(jìn)行研究,因此,建設(shè)特高壓試驗(yàn)基地也是對(duì)特高壓設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行特性試驗(yàn)研究的有效手段。
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