一、工程概况
苏通GIL综合管廊工程是淮南—南京—上海1000kV交流特高压输变电工程过江段控制性工程,是世界上电压等级最高、输送容量最大、输电距离最长、技术水平最先进的首个特高压GIL输电工程。工程起于长江南岸苏州引接站,止于北岸南通引接站,通过二回敷设于管廊中的GIL穿越长江,隧道全长5468.5m,GIL总长34.2km。
工程开创性地采用“紧凑型特高压GIL+大直径长距离水下隧道”穿越长江,有效保护了长江生态环境和航运安全。在基础研究、工程设计、设备研制等六大领域开展专题研究,取得了多项原创性科技成果,填补了特高压GIL工程技术空白,创造多项世界第一。攻克了高性能绝缘子设计、绝缘子内应力调控和释缓技术、高场强下金属微粒运动特性抑制、GIL全管系柔性设计和密封等设备制造技术难题;攻克了超高水压隧道变形控制、管片结构高可靠度密封、大直径泥水盾构机防爆设计等隧道建造技术难题;攻克了受限空间GIL运输安装、超大容量一体化耐压试验装置、六氟化硫集中供气、故障精准定位等施工和调试技术难题,在世界上率先掌握了特高压GIL输电设备制造、设计、施工和调试全套技术,带动我国GIL输电技术装备水平全面升级,为世界跨江、跨海和人口密集地区的先进紧凑型输电提供了“中国方案”。工程建成后,在我国华东地区形成世界首个特高压交流双环网,对长江大保护、双碳节能、缓解大气污染、提高华东电网电力交换能力、接纳区外电力能力和电网安全稳定水平,起到积极作用。
工程于2016年8月26日开工建设,2019年9月26日正式投运,工程总投资41.33亿元。
二、科技创新与新技术应用
1.首创了特高压GIL与跨江盾构隧道协同设计技术。国际首创“紧凑型特高压GIL+盾构越江隧道”全新建造技术,提出了长距离、多角度变换、三维蜿蜒条件下GIL与隧道的柔性设计方案,研发了盾构法电力管廊结构性能设计、气液密封及抗减震技术,实现了GIL与盾构隧道协同设计。
2.攻克了高可靠性特高压GIL研制技术。研发了全系列绝缘子和新型微粒捕捉器,实现了关键场强较国外设计降低18%~30%;提出了绝缘子内置、双道密封结构,漏气率降至国际标准的1/50,填补了特高压 GIL设备空白。
3.创新了超高水压、高磨蚀、沼气地层盾构隧道施工成套关键技术。开发了超高压密封防水、施工防爆、换刀预测、高质量浆液配置技术,解决了超高水压、高透水、高磨蚀、带压沼气复杂地层盾构掘进难题,实现了5468m一次性穿越长江、月均417m的掘进记录。
4.攻克了长距离受限空间GIL现场安装及试验技术。研制GIL运输和安装专用机具,首次采用SF6集中供气站方案,攻克了紧凑隧道内特高压GIL安装充气难题;研制特高压GIL一体化交流谐振耐压试验装置,成功解决超长距离特高压GIL现场耐压试验难题。
5.研发了特高压GIL智能运维系统。研制了特高压GIL轨道式智能巡检机器人,实现GIL全状态量智能检测;创新提出GIL故障秒级可靠熄弧技术,解决了故障感应电流快速消除难题;研发了基于暂态电压超宽频传感故障定位系统,实现公里级GIL多故障点辨识和米级精准定位。
6.创建了特高压电力管廊工程建设技术标准。研发了特高压GIL管廊工程设计施工成套技术标准,首次编制《特高压GIL电力管廊施工工艺导则》《盾构法电力隧道工程质量验收规范》等标准,填补了特高压电力管廊领域的技术标准空白。
7.工程建设应用国家重点节能低碳技术5项,“建筑业十项新技术”中的9大项31个子项;电力“五新”应用16项,自主创新技术90项。采用的“特高压气体绝缘管线+大直径远距离深水隧道”的紧凑型越江输电模式,为复杂地理和气候环境的输电线路建设提供了新的解决方案。特高压GIL关键技术及装备先后在特高压南阳站、特高压武汉站等工程中实现推广应用,为后续特高压变电站中GIS母线的更新换代指明了方向,具有广阔的市场应用前景。
8.工程建设理念绿色先进、综合效益显著,大幅节约了国土空间面积,保护了长江黄金水道通航安全,有利于长江岸线规划、防洪和节能环保,为“碳达峰碳中和”作出了重要贡献。
三、获奖单位
国网江苏省电力工程咨询有限公司
中铁十四局集团有限公司
江苏省送变电有限公司
中铁第四勘察设计院集团有限公司
国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
四、推荐单位
中国电力建设企业协会