特高壓：讓傳統(tǒng)能源實現(xiàn)“空中行走”

哈鄭特高壓從新疆送電至中原，不但面臨復(fù)雜地理環(huán)境，還須攻克電流電壓轉(zhuǎn)換、長途輸送兩大難關(guān)

“夏季拼水，冬季拼煤”,這對許多能源缺乏的城市而言，是每年不得不面對的兩道能源關(guān)卡。而對于能源充足的新疆來說，如果將能源輸送出去實現(xiàn)“疆電外送”，也是不得不面對的技術(shù)高峰。

隨著我國能源戰(zhàn)略西移，大型能源基地與能源消費中心的距離越來越遠(yuǎn)，能源輸送的規(guī)模也將越來越大。而特高壓將長距離輸送電力的夢想變成現(xiàn)實，將“煤從空中走”變成了現(xiàn)實。

哈密南湖戈壁腹地，夏天地面溫度最高達(dá)到60℃以上，幾乎寸草不生，只有荒灘、碎石、還有飛沙走石的大風(fēng)。就在記者抵達(dá)采訪的前兩天，有個工程隊的廚房帳篷被風(fēng)吹跑了，鍋也被吹跑了，到現(xiàn)在還沒找回來。

哈密南-鄭州±800千伏特高壓直流項目(以下簡稱哈鄭直流)126號基坑就位于這里，數(shù)百名工人在這邊搭建著2210公里的輸電“長龍”。

4人挖坑一天只能挖30厘米

5月13日，哈鄭直流正式開工。全程2210公里被分為24個標(biāo)段同時開工。哈密段是第一標(biāo)段，全程101.274公里，共分為200個基坑作業(yè)點，這一段是條件最為艱苦的地方，施工地點全在戈壁上。

126號基坑附近最大的基地，工人過百。因為距離大本營哈密郊外太遠(yuǎn)，來回一趟就要4個小時，路上又顛簸，工人們寧愿在這里搭帳篷，住地窩子。

剛開始這里路都沒通，工程隊來到的第一件事是先花了20天修路。哈密特高壓的第一標(biāo)段項目經(jīng)理李波說，“如果按照方便施工來看，應(yīng)該把坡修得平坦些更好，這樣每天運來的混凝土?xí)嘈┕び协h(huán)保要求，我們要盡量少地改變原來的地形地貌。填路的土也都是從外面一點點拉進(jìn)來的。”

現(xiàn)在他們的主要工作是挖下一個5米深的坑，然后再扎上鋼筋，用混凝土澆筑作為電網(wǎng)鐵塔的基座。

李波從20歲退伍后就來到了新疆送變電工程公司干電網(wǎng)工程，這是第一次在戈壁上建特高壓。在戈壁，物資匱乏是常要面臨的問題。混凝土進(jìn)不來，就要自己建裝置自己攪，攪拌用水也要從70公里外的駱駝圈子拉上來，拉一趟水40方，每天花費2000塊錢。

“特高壓的施工要求高，為了適應(yīng)戈壁的氣候，基礎(chǔ)圓形底座立柱的倒角也要求是圓形的，這樣可以提高耐用性，以前從來沒有過。”李波告訴記者，原來大家還有僥幸心理，以為到送變電工程公司直接拿個現(xiàn)成的模板就行了，沒想到不但他們沒有，而且在全國找了好幾家鋼鐵廠，都沒有現(xiàn)成的模板。峰回路轉(zhuǎn)，終于有個廠家答應(yīng)能做模板，但是一套模板報價高達(dá)20萬。“太貴了，這逼得我們自己完全用手工的辦法，反復(fù)琢磨制作出模具，把成本降到了5萬。工期這么緊，光倒角就花了20天，這是最出乎我們意料的。”

在戈壁施工，即使是最簡單的挖坑也困難重重。在戈壁腹地，地面下有堅硬的巖石層，用普通的風(fēng)鎬設(shè)備挖掘基本沒用，最后也只得租來一臺少有的旋挖鉆。這樣一臺機(jī)器擺在荒漠戈壁上，若只見照片活像是月球探測車。“我們曾經(jīng)試過，但3、4個工人一天只挖出來二三十厘米。”項目部26歲年輕的總工程師楊云雷說。按照工程設(shè)計要求，基坑的深度在5米左右，挖好后還要人工再下去掏挖出一個更大面積的底座。

按照工程進(jìn)度要求，春節(jié)前立完鐵塔，春節(jié)后將開始放線。

90米高鐵塔只能“拼”起來

特高壓的電壓等級高，鐵塔高度和導(dǎo)線重量都不同于以往，也給組塔和架設(shè)導(dǎo)線帶來了難度。

普通220千伏電壓等級的鐵塔高度最高30米，重量在7、8噸，但特高壓鐵塔最矮的也有54米，最高的鐵塔達(dá)90米，重量在50噸左右。

由于傳輸功率大，哈鄭特高壓首次使用6分裂1000平方毫米的大截面導(dǎo)線，使得導(dǎo)線重量增加，也給放線增加了難度。對于較矮的鐵塔采取的辦法是在地面組塔，然后用130噸的吊車吊起來。

但是，對于90米的鐵塔，就只能采取傳統(tǒng)的抱桿法了。即在塔中心位置先立桿子，以此為中心將組件吊上去組裝起來。“一次只能吊3噸左右的組件，在60米高處必須設(shè)有休息區(qū)讓員工休息。”

放線的難度也不小，一般一次性展放距離6公里，而導(dǎo)線的重量就8、9噸，要將如此重的導(dǎo)線牽引并搭上鐵塔，對牽引設(shè)備要求很高。“現(xiàn)在這樣的設(shè)備國內(nèi)可能還沒有，需要從國外引進(jìn)，我們預(yù)計的方案是先牽4根導(dǎo)線，再牽兩根導(dǎo)線。”李波非常謹(jǐn)慎地解釋，并再三強(qiáng)調(diào)這可能還不是最終的方案。

核心設(shè)備制造要求達(dá)世界極限

哈鄭特高壓線路的核心是兩座換流站，兩頭各一座，作用是改變電壓和電流。一邊負(fù)責(zé)將電廠發(fā)來的電送上特高壓電線，一邊將新疆送來的電接下來，送到華中電網(wǎng)。

在哈密南湖戈壁，哈密南換流站目前還在土建階段，這里距離羅布泊只有300公里。占地24萬平方米的區(qū)域被分割成三塊正在施工，分別是750千伏、500千伏線路接入工程以及換流站的核心設(shè)備區(qū)域。它要實現(xiàn)的功能是將從哈密送出的風(fēng)電、火電等從500千伏、750千伏的交流電轉(zhuǎn)換成正負(fù)800千伏的直流電送出。

國家電網(wǎng)直流建設(shè)部換流站副處長黃勇告訴記者，換流站中最核心的設(shè)備就是換流變壓器和換流閥。由于輸送功率太大，對設(shè)備制造的要求已經(jīng)快達(dá)到世界電工設(shè)備制造的極限，現(xiàn)有設(shè)備無法承載。“如果簡單地增加設(shè)備元件和數(shù)量或許可以解決問題，但如果造成一座樓那么大也不現(xiàn)實，運輸條件也不滿足，因此只能不斷地優(yōu)化方案，例如提高換流閥通過電流的能力，增強(qiáng)單個設(shè)備元件的承受能力等。”

在前期設(shè)計中，電網(wǎng)公司還要考察設(shè)備廠商的制造能力。目前哈鄭直流所用的變壓器等設(shè)備在全球范圍內(nèi)也是首次研發(fā)，國內(nèi)多家電器設(shè)備廠商，特變電工[5.90-0.17%股吧研報]、西變、許繼集團(tuán)等正在參與研制。

此外，800萬千瓦功率的電力在2000多公里的導(dǎo)線中如果安全運行，這也是最難的事情。黃勇給記者做了一個比喻，“這就像是一股非常大的水流，通過高速通道長途奔襲而來，我們不僅要解決它平穩(wěn)流動，還要保證水沖過來后不對其他道路帶來大的沖擊。”

黃勇說，在做哈鄭直流方案之前首先要考慮的就是系統(tǒng)網(wǎng)架的設(shè)計方案，比如說要看受端電網(wǎng)能否承受這么大的能力，對其需求做出預(yù)測，對現(xiàn)有電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化，進(jìn)行穩(wěn)定控制的措施，一旦一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就可能出現(xiàn)大停電的情況，“這項準(zhǔn)備工作就花了1年多時間。”

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