云广工程

南方电网:自主打造“智慧”的“绿色动脉”

2014年11月14日

云广工程,全线纵深1373千米,从地处我国西南的云南省一路延伸至广东,从峰峦起伏的山区一路延绵至千里之外的珠江三角洲,云广工程穿越着不同的人文与地理环境。

不难想象,以此打造世界第一条±800千伏直流输电工程需要应对多少挑战。动态变化,动情处理。无法拼力打单点“突击战”,又要在这场“持久战”中保持长期作战的“体力”。急,不躁;忙,不乱。南网公司借助前瞻性规划与强有力的执行收获了稳定运行的云广工程,在工程自主化方面表现更是尤为突出。

对于南方电网而言,云广工程自主化大体可分为三大部分:系统研究与成套技术、系统试验、工程设备监造,三者互相关联、密不可分,同等重要,且缺一不可。

其中系统研究与成套技术是整条特高压工程中的核心,被外界评价为整个工程的“大脑”。过去的直流工程建设由于中方相关技术能力不强,该领域不得不一直依赖外方,此次南方电网自主设计、自主选择,形成了一套具有自主知识产权,涵盖研究、设计、安装、施工、调试、验收等方面的技术规范和工艺标准,堪称赋予了云广工程“生命的智慧”。

有遭遇挫折时的茫然与迷惑,也有途经技术分岔路口的犹豫,更在施工过程中被自然条件无情地限制,南网人一路走来的确辛与倦;但从某种意义上说,“云广工程”却不只属于南方电网,它更承载着一代又一代中国电力人的光荣与梦想,并非所有电工人幸运的赶上了这一载入世界输变电史的大事件,如此说来,南网人又是如此幸运。

打造特高压直流的“大智慧”

过去直流输电工程,均采用油浸式平波电抗器,缘何云广工程可以开创干式平波电抗器的先例?过去高端变压器绝缘引线均从正面走,缘何云广工程中设备的引线却从侧面走?

这正是系统研究与成套技术实现自主化,为我国特高压直流输电带来最直观的益处,如若将这条“绿色动脉”形容为一条生命,那么毫无疑问系统研究与成套技术便是整个工程的“大脑”。

据了解,若在国外电网工程中,制造商不但负责提供项目所需设备,更将成套设计包含其中,可以说这两者打包出售,然而由于当时国内输变电制造企业力量相对薄弱,特高压工程一直通过引进技术、引进生产线、购买原材料,按照国外图纸来生产,缺乏自主判断、分析能力。为此作为工程承建方的南方电网,顶住巨大压力将系统研究与成套技术工作承担下来。

南方电网科学研究院(以下简称“南网科研院”),便是此项工作的主要承担者。

南网科研院院长饶宏说:“我们不是设计变压器,而是要解读变压器不同设计对系统的影响,设备的空间、物理位置都对系统、其他设备产生很大影响。过去国内制造企业均从国外引进技术,但并不知道相关原理,我们通过与制造商分享研究结论,使它们获得了技术参数,更令其在原材料选择、加工工序、生产制造等的能力实现大幅提升。”

正如上文所述,改变变压器绝缘引线的位置,不但使高达300吨的高端变压器满足工程需求,更满足了产品运输的客观条件(铁路运输对设备厚度的限制是3.95米)。

而在这一过程中,南方电网聚合了国内各方力量,将产、学、研相结合,为国内输变电产业打造了一个创新性、开放性的平台。

说其创新,是因在这个平台中创新性地集合了全国各大设备制造商、行业协会、产业科研院所、高校等各方力量,没有“甲方、乙方”,“亦敌”更“亦友”:存在竞争关系的两家企业竟然相互交换了相关产品图纸进行生产;某跨国公司供应商产品试验失败后,各方聚集一起分析故障原因,不分彼此地交流生产经验……

说其开放,更因为彼此间真正实现了资源共享。在合成绝缘子的研究中,为模拟特高压及高海拔环境进行实验,国内的实验室无法达到预期效果,只好在瑞典的STRI实验室进行,为此南方电网与清华大学联合建设了昆明特高压工程技术国家工程实验室,实验室成果不但运用在了云广工程中,南方电网更将其面向全社会开放,有时甚至资助高校等科研机构来此进行试验。

在这个平台里,云广工程真正成为一个纽带,各方相互学习、共同提高。在这期间南方电网共起草国家和行业标准25项,申请或获授权专利106项,登记软件着作权8项。

“上述成绩不仅仅属于南方电网,它们无一不是通过一开放性的平台编写,因此可以说云广工程提升了各方的实力,整体推动了我国输变电装备水平。若将来一方实力不断增强,则完全可以成长为‘中国的西门子、ABB’。”饶宏如是说。

这正是南方电网为输变电行业自主化带来的巨大实惠。

系统调试摆脱外方依赖

云广工程因承载较多功能,调试工作因此变成一个庞大的系统,据统计调试项目高达200余项。试验如何来做,以何作为评判标准,试验顺序又该怎样排列?过去上述借助外方力量才能完成的工作,南方电网此次可谓“包揽”,彻底摆脱外方束缚。

楚雄换流站,海拔1850米,这是目前为止世界上海拔最高的换流站,此站所在处地形复杂,进站道路“九曲十八弯”,工作环境十分艰苦。然而就在此站,高端换流变运输重量300余吨,安装完成重量515吨;穿墙套管最长21米;线路铁塔最高108米,最重157吨……从安装至完成调试,工程建设者的毅力和技术水平不得不令人折服。

“系统调试200多个项目,工作量大、十分辛苦,某些项目试验甚至需要24小时连续运行,加班、熬夜对于试验人员来说实在是最普通的家常便饭。”时任云广工程项目部经理的龚天森(现任糯扎渡项目部经理)向记者讲述说。

他迄今也不会忘记外方技术人员曾留给他的一个背影。某日下午,一个关键试验遇到了较多困难,中、外方技术人员集中一起分析、讨论,下班时间刚过,外方工程师便要起身离开,可是正在带电进行的试验、棘手的问题该如何处理?

于是中方技术人员与其沟通能否一同加班,几经周旋,对方却丝毫不肯让步,最后扔下一屋子正在讨论的“战友”,抛下正在进行中的试验扬长而去。望着那个背影,龚天森心中是气愤、更是一种失望,只是将特高压彻底实现自主化的决心却愈加强烈。

此后,中方技术人员坚持出现在调试第一线,即便遇到问题也是中方技术人员相互讨论与协商,而此时外方的技术人员地位明显下降,就连他们也可以清晰地意识到逐渐被工程边缘化。

可以说,通过不断加强自身力量,中方技术人员最终对系统调试做出了清晰而明确的判断。

“如若说云广工程前,直流工程调试严重依赖外方力量,那么云广工程中中方可完全自行决定设计、方案、技术措施,外方只需校核即可;而云广工程后,连校核工作也完全由中方技术人员自行完成,我国完全实现了系统研究与成套技术的自主化。”负责后续直流工程的龚天森十分肯定地介绍道。

鼎力支持国内制造商自主化

南方电网,作为工程建设方不但在前方一派生龙活虎,更在后方强有力地支持着国内制造企业的自主化建设。

2007年6月,南方电网与主设备企业的合同刚刚签订,便立即组织召开了主设备协调会,此后以每月至少一次的频率将之贯穿至所有主设备安全交付。

“对于南方电网来说,主设备协调会要解决以下几个问题:了解对方研发、制造进度,把控各公司产品工艺与质量,更重要的在于了解对方生产中遇到的困难,并全力帮其解决。”龚天森说。

以±800千伏变压器为例,它是当时世界上等级最高的变压器,全球均无成熟的技术,国内企业也均以引进某跨国公司(同时也为南方电网该产品供应商)技术为主,当听闻由该跨国公司在国外的产品试验频出故障时,南方电网不但在国内立刻组织各公司、专家联手分析故障原因,更组织他们出国考察试验详细情况,研究相关对策。

“事实上到工程后期,公司与国内变压器供货商的时间都是按天计算:何时原材料进厂、何时装配完毕、何时发车、何时进驻现场。”他说。大密度的工作在缜密的计划中而变得“忙而不乱”。可以说,在南方电网与供货商的共同努力下,国内三家制造商特变电工沈变公司、天威保变、西变无一不顺利通过了试验。

对国内制造企业而言,对±800千伏输电工程设备的设计、制造和试验技术的掌握,无疑是培育、提升核心竞争力的重大机遇。南方电网关键设备敢于启动国产自主化研发和制造,无疑带动了我国设备制造行业的快速发展,使国内输变电装备研发与制造能力获全面提升。

2012年12月27日,在北京召开的创建国家优质工程总结表彰大会上,云广工程在众多参评工程中脱颖而出,荣获国家优质工程奖金奖(以下简称“国优金奖”)。而1981年设立的国有金奖,至今也不过评选出30个项目。

7年的时间,南方电网用“电压等级最高、技术水平最先进、科技成果最丰硕、经济指标最优异”的云广工程问鼎了国优金奖,而记者在为其拍手的同时,更感动于南方电网推动国内特高压工程自主化背后的故事。采访中,各界无一不对南方电网大加赞赏,一群尊重科学、勇于挑战的人,一份不妥协、不低头的科研精神,更无一不是技术与体力的合体。

相信多年后,人们依旧仍会提起云广工程,但更会提起那些人为特高压直流工程自主化奋斗的日日夜夜……

来源: 电气中国杂志