8月21日,淮南—南京—上海1000千伏交流特高壓輸變電工程蘇通GIL綜合管廊工程盾構隧道貫通。蘇通GIL綜合管廊工程,是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、技術水平最先進的超長距離GIL創新工程,同時為國內在跨江、跨海、城市人口密集地區建設輸電通道提供了全新解決方案。
特高壓交流環網是怎么形成的
淮南—南京—上海1000千伏交流特高壓輸變電工程是國務院大氣污染治理12個重點輸電通道之一,該工程輸電線路在江蘇南通蘇通大橋上游約1千米處穿越長江,采用隧道中鋪設氣體絕緣金屬封閉輸電線路(Gas-insulatedMetalEnclosedTransmissionLine,GIL)過江方案,是淮南—南京—上海1000千伏交流特高壓輸變電工程的關鍵單體工程和整個工程投運的控制點。工程建成后,淮南—南京—上海工程將與已投運的淮南—皖南—上海特高壓交流工程合環運行,形成貫穿安徽、江蘇、浙江、上海負荷中心的華東1000千伏特高壓交流環網,大幅度提升華東電網接納區外來電能力,提高電網安全穩定水平,對于緩解大氣污染、促進華東地區經濟社會發展具有重要意義。
蘇通長江過江段原設計方案為江中立塔大跨越,后來方案進行調整,于2016年7月獲得核準,采用蘇通GIL綜合管廊工程連接南北特高壓輸電網。管廊工程于2016年8月開工建設,工程起于北岸(南通)引接站,采用敷設于管廊(隧道)中的兩回(6相)1000千伏GIL管線穿越長江,止于南岸(蘇州)引接站。隧道長5468.5米,隧道中預留兩回500千伏電纜以及通信、有線電視等市政通用管線,隧道貫通后,工程進入電氣施工安裝階段。工程計劃于2019年建成投運。
GIL有哪些應用
氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL采用SF6氣體或SF6和N2混合氣體絕緣、外殼與導體同軸布置的高電壓、大電流電力傳輸設備。導體采用鋁合金管材,外殼采用鋁合金卷板封閉。由于采用了壓縮氣體作為絕緣介質,設備尺寸和布置間距大大縮小,能最大限度地減少設備布置所需的占地面積和空間,以及相應的土建工程量。隨著輸電環境條件的日趨復雜以及可靠性要求的不斷提高,GIL得到了一定程度的發展和應用。
從20世紀70年代開始,GIL逐漸在世界范圍內開始投入使用,GIL在國外使用相對國內較多,美國、德國、日本等國家應用于變電站和電站;在國內目前主要用于核電站和大型水電站。
作為一種新型的輸電方式,GIL具有輸電容量大、損耗低、占地少、布置靈活、可靠性高、安全防護性好、免維護、壽命長、與環境相互影響小等優點。采用GIL可解決特殊環境或特殊地段的輸電線路架設問題,通過合理設計,不但可以大大降低系統造價,而且也能提高系統的可靠性。
GIL管廊工程有哪些特點
蘇通管廊工程隧道離江面74.83米,水土壓力超過0.9兆帕,是目前國內埋深最深、水壓最高的隧道,輸送距離長、容量大。因為GIL位于輸電線路中部,因此,對運行可靠性要求很高。新建1000千伏蘇通GIL管廊(隧道),管廊(隧道)線位總長5543.7米,內徑為10.5米,外徑為11.6米。盾構段長度約5481.7米。
技術難度大。蘇通GIL綜合管廊工程兩回(6相)特高壓GIL管線單相長度達5.8公里,6相總長約35公里,是目前世界上電壓等級最高(目前世界上最高為800千伏級)、輸送容量最大、單體GIL最長工程(世界上目前已運行的GIL,最長為日本的275千伏單回3.3公里)。GIL沿江底隧道三維蜿蜒敷設,垂直方向下降/上升近80米,水平方向最大移動近1000米,基本沒有水平段,異形轉角段大幅增加,須開展全管系柔性分析,掌握GIL設備應力分布特性。另外,GIL需適應運行過程中正常環境變化、負荷調整、不平衡負荷,以及地震等特殊工況下累積變形要求。
可靠性要求高。GIL直接串聯于線路中部,絕緣水平有所提高,GIL氣室近400個,單元數量超2000個,SF6氣體用量約780噸,絕緣子數量近6000支,輔控系統電纜約375千米。與變電站內的特高壓GIS相比,單回GIL可靠性與單回線路直接相關,沒有備用的母線間隔,發生一點故障就會導致一回線路停電檢修,直接影響通道輸電能力和系統安全穩定運行,因而要求具備極高的可靠性。
需要重新研發全套設備。GIL設備需要在GIS和GIL試驗段的基礎上,進一步研發垂直段、斜線段和彎角段設備制造技術,進一步提升盆式絕緣子、支柱絕緣子性能,研發混合線路的繼電保護和控制、監測系統,研發長距離GIL試驗技術和設備。與此同時,要形成一整套技術規范,指導工程建設運行。
【延伸閱讀】
蘇通GIL工程中使用的“卓越號”泥水盾構機,是目前世界上工作壓力最高的大直徑泥水盾構機。刀盤開挖直徑為12.07米,總體長度為140米,整機總重2404噸。整機功率為6284千瓦,其中驅動功率為3000千瓦,最大掘進速度為60毫米/分鐘,最小轉彎半徑為700米。
“卓越號”工作艙內的攪拌器代替了傳統的碎石機,該設計增加了砂土的流動性,提高了掘進速度。盾尾密封設計為4道盾尾刷、1道鋼板束、1道止漿板,有效達到密封效果。
本版內容來源于國網江蘇省電力有限公司、國家電網公司交流建設分公司、國網江蘇省電力工程咨詢有限公司等,黃云天、周萬俊、章岑對本文有貢獻。