4月1日,陇东—山东±800千伏特高压直流输电工程东平换流站全面进入端对端直流系统调试阶段,标志着该工程向建成投运迈出坚实的一步。

图为建设中的东平换流站。 徐可/摄

作为国家西电东送大通道之一,陇东—山东工程是我国首个“风光火储一体化”大型综合能源基地外送项目,通过特高压将我国西北地区的煤电、风电、光伏发电“打捆”送往山东,每年可向山东输送电量超400亿千瓦时,其中绿电占比达50%。工程投运后,将有效打破能源要素“天花板”,助力黄河流域生态保护和高质量发展,对于加速我国电力绿色低碳转型、助力实现“双碳”目标具有重要意义。

图为陇东—山东工程山东段输电线路。 徐可/摄

国网山东省电力公司高度重视陇东—山东工程建设,精心组织、科学管理,认真践行安全第一、质量至上理念,积极应用新设备、新技术、新工艺,大力推广机械化施工,加强智能化管控,保护沿线生态环境,确保了工程建设安全优质高效推进。

全线率先开工 高效组立铁塔

2023年7月13日,陇东—山东工程山东段N2550号塔基础施工正式开工,标志着山东段在全线率先开工,并充分验证了施工方案的可行性,为全线建设打造了样板。

陇东—山东工程线路全长926.4千米,其中山东段线路长141.4千米,共需组立铁塔299基。山东段线路途经聊城、济南、泰安3市6县,共跨越铁路2处、高速公路3处、国道省道9处、220千伏输电线路8处、110千伏及以下电力线路164处,并在济南市平阴县与聊城市东阿县交界处跨越黄河。

图为山东段黄河跨越施工。 徐可/摄

在山东段线路工程建设过程中,国网山东电力大力推广机械化施工。在平原地区优先采用吊车组塔作业方式,并根据铁塔的高度选用不同吨位的吊车;在山区等地形复杂的地区,则选用安全性更高的落地抱杆组塔方式,以机械化施工保证安全作业。

“组塔作业时,吊车指挥人员一定要跟司机统一口令和手势。安全警示标志要放在醒目的位置,防止人员靠近危险区域。”在东阿县鱼山镇陇东—山东特高压线路工程黄河大跨越N2570号铁塔组立现场,山东送变电工程有限公司施工项目部总工李鹏再三强调现场安全管控细节。

2024年8月9日,随着开工指令的下达,700吨大型流动式履带起重机稳稳地把长达54.44米的铁塔横担吊升至138米的高空。20分钟后,塔上作业人员顺利完成对接就位,将横担牢牢固定,标志着陇东—山东工程全线最高、最重的铁塔组立完成。

图为山东段线路高空作业。 徐可/摄

“这基铁塔高159.5米,单基塔重达到530吨。为确保安全高效地完成组立工作,我们在国内首次应用700吨大型流动式履带起重机组立输电铁塔,比与传统的组立方式效率提升了30%以上,作业时间减少近1个月。也为超高型输电铁塔的组立拓展了装备选择,积累了宝贵的经验。”陇东—山东特高压线路山东段业主项目部执行经理、国网山东建设公司赵建文介绍说。

为确保组塔作业安全,国网山东电力以落实“最后一公里的最后一百米”安全管理理念为抓手,创新研发了安全质量管控平台,关口前移,组塔安全管理全过程无死角。他们在黄河大跨越铁塔组立现场,配备了高空、地面不同纬度的5组高清摄像头,以及无人机、高倍望远镜等装备,同时,配置新型钢绞线式攀登自锁器和高空作业平台,安装倒伞型防护网、水平防护网,使用大跨越专用安全带,全方位保证高空作业人员安全。

自主研发装备 银线飞架黄河

2024年12月17日,在济南市平阴县东阿镇,随着N2572—N2582段最后6根导线顺利展放完毕,陇东—山东特高压线路工程全线贯通。

图为山东段黄河跨越附件安装。 徐可/摄

位于山东段的黄河大跨越是陇东—山东工程最具挑战的工程之一。“黄河大跨越段线路长约2806米,导线展放最大牵引力达到16.5吨。一般来说,跨越距离越长,放线张力越大,技术难度高。”赵建文说,“为此,我们提前组织各参建单位深入现场复勘,科学制定了详尽的跨越施工方案,并采用山东电力自主研发的集控智能牵张设备及放线架,确保了导线展放安全高效。”

如果使用传统的牵张设备,放线时1名操作人员只能操控1台设备,而采用集控智能牵张设备及放线架,1名操作人员可以同时控制多台设备。同时,通过设置在牵张场、跨越塔横担、走板等关键位置的18组摄像头,操作人员能够清楚地看到跨河放线的实况,实现了全过程机械化施工、智能化控制,大大降低了作业风险和劳动强度,提升了导线展放效率。而施工项目部为黄河大跨越放线段特制的专用导地线牵引管、铠装放线滑车、10吨级链条葫芦等工器具,也为导线展放的顺利实施提供了保障。

图为山东段黄河跨越放线。 徐可/摄

“牵引机减速,张力机增加张力!”2024年10月31日,在平阴县东阿镇黄河大跨越段放线现场,李鹏在智慧张力放线监控平台前仔细观察导线展放情况,并随时向牵张设备操作人员发出指令。随着牵引板在百米高空穿过黄河南岸的导线滑车,陇东—山东特高压线路山东段导线成功跨越黄河。

陇东—山东特高压线路采用1250平方毫米大截面导线,导线铝钢截面比例大、压接难度高,施工过程中容易造成“散股”的问题。对此,施工项目部在导线压接的时候,创新采用耐张管“倒压”、直线管“顺压”的方式,有效避免了导线“散股”,提升了导线压接质量。

破解岩溶难题 铸就坚实底座

2025年3月6日,东平换流站1号调相机成功启动送电,为换流站的整体系统调试和带电试运行夯实了基础。

换流站是直流输电工程的核心组成部分,被誉为“电力语言的转换大师”。作为陇东—山东工程的受端换流站,东平换流站负责将来自陇东的±800千伏直流电转换、降压为交流电,再通过500千伏线路接入山东电网。

图为陇东—山东工程山东段黄河跨越。 徐可摄

东平换流站占地315亩,相当于26个足球场大,站内的电气设备多达359台套,包括28台换流变、2台500千伏降压变、8台平波电抗器、2台300兆乏调相机等“巨无霸”。在已投运的同类工程中,换流变压器等大件设备单台重量平均在300吨左右。

东平换流站站址属于在山东比较罕见的岩溶(又称喀斯特)地质,而且岩溶见洞隙率达35.4%。在这种地质条件下,如何确保东平换流站内几十台对稳定性要求极高、总重量超过万吨的大型电力设备安全可靠运行?是摆在建设者面前的一道难题。

为此,国网山东电力提出了“深桩强基、科学布阵”的工程策略,专门成立了特殊地质攻坚柔性团队,依托享受国务院津贴的专家、行业权威、国网首席专家的技术支撑,联合山东大学设立课题组,共同制定施工勘察标准和施工方案。创新应用智能成像技术,查明地质构造,实现对孔深、孔径和岩层的可视化管控,形成数字化钻孔岩芯,为桩基施工提供了精准的数据支撑。

图为陇东—山东工程山东段线路。 徐可摄

最终,建设者以9858根混凝土灌注桩构建出“地下钢筋混凝根系”,将上万吨电气设备的重量有效分散至深层稳定岩体,通过近万根桩基的群桩效应,将东平换流站打造为“一万个放心”工程。

3月31日10时50分,东平换流站极Ⅰ换流器带线路开路试验顺利通过,标志着国网山东电力圆满完成国网系统首次特高压换流站双极高低端直流系统同时带电调试,实现了24台换流变一次冲击成功、4组换流阀一次解锁成功、38项直流站系统调试一次调试成功、直流线路一次带电成功,为后续特高压直流工程调试积累了宝贵的经验。