昆柳龙直流工程世界第一背后的精确和标准

来源： 时间：2021-03-03 09:38

“世界第一”背后的精确和标准

——记中国能建中南院勘察设计的昆柳龙直流工程±800千伏柳北换流站

朱璧君

　　随着乌东德水电站送电广东广西特高压多端直流示范工程（以下简称“昆柳龙直流工程”）建成投产，这项落实国家西电东送战略的重大工程，创造了19项世界第一，技术难度、工程复杂性均属当今输变电领域之最。

　　作为世界上首个±800千伏特高压多端混合直流工程，其受端站——±800千伏柳北换流站也创造了四项世界第一：世界上容量最大的特高压多端直流输电工程、首个特高压多端混合直流工程、首个特高压柔性直流换流站工程、首个具备架空线路直流故障自清除能力的柔性直流输电工程。

　　回顾±800千伏柳北换流站的建设过程，作为勘察设计方，中国能建规划设计集团中南电力设计院（以下简称“中南院”）迎难而上，面对一个个技术难题交出了满意答卷。

　　创新设计 攻坚克难

　　作为昆柳龙直流工程的中间枢纽，±800千伏柳北换流站工程集多项电力行业最复杂、最前沿的技术于一体。

　　自工程伊始，中南院就集中优势技术资源组成核心设计团队。设计团队在中南院副总经理、柳北换流站工程总工程师彭开军、项目经理刘晓瑞和勘测项目经理别传炎的带领下，对多个技术难题进行攻关。“我们将创优策划落实到工程设计图纸之中，另一方面，坚持过程中的持续创新与优化，追求精益求精，争创设计一流、引领行业发展的精品工程。”彭开军说。

　　经过反复研讨，设计团队首次提出了数个特高压多端柔直换流站总平面布置新思路，决定使用换流单元“低高高低”一字型布置方案，“新方案不仅可以统筹管理和维护设备，极大幅度缩短设备长度，减少设备数量，还可以让主控楼内运行人员进出更加便利。”项目经理刘晓瑞介绍。

　　除了在总平面布置上有新突破，设计团队在阀厅等设计上也亮点频出。阀厅是放置换流站核心设备换流阀的地方。±800千伏柳北换流站的高压柔直阀厅是世界首创，对阀厅的面积跨度、高度等结构尺寸要求十分严格。

　　在确定设备外形有所缩小的情况后，设计团队根据实际设备外形尺寸，开展了阀厅和控制楼优化设计，建筑专业主设人王幼军表示，“我们将阀厅及控制楼区域东西向尺寸优化了13米，南北向尺寸优化了10米，从而可以节省电缆约300千米，累计产生经济效益1300万元。”

　　由于阀厅整体跨度非常大，设计团队从安全适用、技术先进、经济合理、质量可靠等方面开展相关研究，对适用于大跨度工业建筑的结构形式进行了多轮次、多方案技术经济比较分析，“我们最后选择了空间网架结构作为阀厅的设计方案，该结构具有自重轻、空间刚度大、抗震能力强、经济性能好等优点。”结构专业主设人赵李源说。

　　优中选优 匠心深耕

　　作为能源勘测设计领域的排头兵和国家队，中南院的设计团队以沉稳专注的匠心，走好每一步。

　　作为世界首个特高压多端柔性直流换流站，打造的数个“世界第一”背后，是无数疑难问题需要逐一破解，大量设计方案需要完善论证。“换流站的设计难点众多，我们没有成熟的标准和案例可以参考，只能摸索着前进。”电气一次主设人韩毅博说。

　　±800千伏柳北换流站所采用的大容量柔直技术方案为国内外首创，启动回路、阀厅及桥臂电抗器接线和布置有着多重方案。韩毅博介绍：“设计初期我们根据启动回路布置位置、桥臂电抗器布置位置、每极单阀组、双阀组接线形式等设计难题研究了多种方案，然后针对不同方案深入比较和分析了它们的技术性和经济型，确保了最终换流站设计方案的技术经济优越性。”

　　此外，必须提到的是，换流站建设选址也颇费周折。2016年8月，中南院柳北换流站设计团队总图专业主设人张育胜便利用电子地图进行初步选址，在经过多项条件比对和综合考虑，换流站初步站址定在了广西柳州市、桂林市和梧州市，但三大区域内的备选站址仍多达60余个，涉及16个县。随后，中南院组织了由环评、水保、地质、大件运输等10个领域的专家，组成踏勘队伍现场考察。最终，设计团队决定将换流站址定在柳州市鹿寨县中渡镇黄村。鹿寨县不仅离柳州新区比较近，可以满足柳州市的用电需求，同样还靠近桂林市，可以同时为柳州和桂林提供用电支撑。

　　如今的柳北换流站坐落在鹿寨县黄村附近的一大块平地上，这里当初是成片的丘陵地带，因为地形相对复杂，工程涉及土方量多达100多万方，若按常规方法处理土方，不仅会造成大量浪费，还会带来严重的环境污染。

　　面对难题，中南院设计团队采用削峰填谷的设计方案，达到了全站土方综合平衡，“我们做到了无弃土、无购土，最大化利用了土方资源，不构成一点土方浪费或紧缺，非常难得。”张育胜自豪地说。

　　至暗时刻 战“疫”前行

　　2020年，在±800千伏柳北换流站的建设进入“冲刺”阶段时，工程遭遇了年度最大的“黑天鹅”——新冠肺炎疫情。

　　2020年1月23日凌晨，武汉市发布通报：10时起，武汉公交、地铁、轮渡、长途客运暂停运营；机场、火车站离汉通道暂时关闭。武汉正式“封城”。

　　随后，为防止疫情扩散，各地相继采取了相应措施，±800千伏昆柳龙直流工程一度被按下了暂停键。而中南院位于疫情中心武汉，员工的工作与生活都受到了巨大的冲击，为了不影响项目进度，设计团队成员纷纷在家中搭起了临时办公室。

　　疫情期间，设计团队成员面对种种困难毫不退缩，有的成员在家庭受到疫情冲击的情况下依然坚守，在项目需要技术支持时，总能第一时间在线响应。

　　2020年3月，±800千伏柳北换流站全面复工，现场急需中南院技术指导，但当时的武汉依然处于封城状态，为了尽量提高工作配合效率，及时解决现场问题，中南院第一时间调配了在湖北省外的技术骨干赶赴现场，这其中便有刘晓瑞。

　　2020年武汉封城前，刘晓瑞回到了老家江苏镇江。如果是以往，刘晓瑞可以提前一天在南京禄口国际机场附近的酒店住一晚后，乘坐第二天的飞机飞往柳州，但因为疫情，手持武汉籍身份证的她根本订不到酒店，只能请亲友连夜开车送她赶往南京。

　　到达柳州后，因为需要配合当地的防疫政策，本来上午就抵达机场的刘晓瑞，下午才走出机场。她马不停蹄，直接打车来到了工地现场，协调解决各类难题。

　　2020年4月8日，项目团队结构专业主设人吴晟在办好相关证明后，也第一时间从江西景德镇直接奔赴项目现场驰援。

　　在武汉正式解封后，中南院再次调集精兵强将赶赴现场，并成立了党员突击队，全面参与施工、调试、验收环节。从2018年4月工程开工至顺利投产，中南院共派出9位现场工代人员，长驻工代服务累计达1308天。

　　2020年12月27日，在整个项目团队的共同努力下，±800千伏柳北换流站高质量地实现了建成投产。彭开军说，“作为朝气蓬勃、勇于探索的中国能建中南院电力人，攻坚克难是我们的本职和本色，迎难而上是我们的决心与担当，我们必将以开拓创新为己任，不忘初心、牢记使命，在我国电力设计史上书写更多浓墨重彩的篇章。”

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