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国家电网竟然可以点亮“云端”!极限挑战世界电力难题!

2020-09-11 19:30:29浏览:78编辑:青灯古城

当地人说,只有“疯子”才会在冬天来安多。

在平均海拔超过5000米的西藏那曲安多县,10月就已经是冬季了。这里的最低气温能达到零下47摄氏度,一年中降雪日超过100天。在长达9个月的冰冻期里,连鸟儿飞到十几米的高空都可能被冻得一头栽下来。

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青藏电力联网工程施工现场

西藏被称为“世界第三极”,这里海拔高、气候寒冷、空气稀薄、地质复杂。因为自然条件恶劣,用电难的问题一直困扰着这里的人们。当时,不少人还过着点油灯照明,烧牛粪取暖的日子。

2010年10月,一群电网建设者来到这里。他们要建一条联通青海和西藏的输电通道。眼前是滴水成冰的茫茫雪原,脚下是坚硬的高原冻土,在这里施工,他们面临的难题都是世界级的。

这么难?为什么还要选择在最冷的时候来?

前无古人:攻克世界级电力难题

2010年10月,当时40岁的藏族汉子罗布次仁和他的团队进驻安多县沼泽冻土区,开始铁塔的基础施工。一向坚硬无比的冲击钻在安多竟然也产生了“高原反应”,顶着钻头使劲往下钻,发出刺耳的声音,一天下来,只能钻进去10厘米。

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电力天路在雪山戈壁上延伸

他们要修的这条输电通道叫青藏电力联网工程,这是第一条“电力天路”。工程建成后,除了能彻底解决西藏冬季枯水期严重的缺电问题,还能在夏季将西藏中部的富余水电输送至青海电网转化为经济效益。

但要建成这样一个前无古人的工程并不容易,四大世界性难题像四座大山一样横在了电网建设者们面前。要翻越这些大山,除了铁一般的意志,还要依靠什么?

可以说,青藏电力联网工程前进的每一步,都离不开科技的支撑。科技,在这里真正是决定性的力量。

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从2008年工程前期准备到项目核准再到施工,国家电网公司先后对15类课题60多项子课题进行了深入研究,早早就做好了各项准备。

01、 和冻土“猛兽”和平共处

在冻土区施工,施工人员最怕的就是发生冻土“扰动”。高原冻土如同一头沉寂多年的猛兽。如果贸然打扰,没和它“处好关系”,那么在“冻拔力”的作用下,它能将百十吨重的铁塔基础“抬“出地面。

如何破解冻土施工难题?

一是选择冬季施工。

冻土沼泽地在夏天就是一片稀泥,大型施工机械和人都会陷在里面。所以,电网建设者们只能选择冬季沼泽地冻坚硬了再进场施工。这就是罗布次仁和同事明知高原冷、偏向高原行的根本原因。

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冻土区施工现场

二是改进施工技术。

工程要求快开挖、快浇制,开挖工作要做好遮阳、防雨、防雪和保温措施;大量采用了单项传热的热棒,把地下的热量带到地面,加强冻土强度;在地形复杂的地方,将基础牢牢打入永冻层,从而保证了铁塔基础的稳定……

虽然是首次在冻土上开展电网施工,但工程的建设者们创新地采用了高原施工工艺,硬是将铁塔基础开挖成型并浇筑成功,破解了这一世界性难题。

02、保护睫毛一般珍贵的植被

2010年10月,工程冻土专家王国尚到某标段施工现场检查。施工人员正准备移植草皮。

“这绝对不行!”没想到,王国尚一看到施工方案就拉长了脸,“青藏高原上的植被比人的眼睫毛还珍贵,有的几亿年才长成这样。不能随便搬!”

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“请王博士给我们出个主意。”

“用碎石垫路进去,石头缝隙透气,保温通风,对环境影响小。”王国尚说。

“好!明天推进的方案彻底放弃,待碎石运来后,再铺路进去。”

这是青藏电力联网工程建设中的一个小故事。

建设者们珍惜保护每一棵草木,他们设立隔离带、铺设草垫;熟土生土分开、避开动物迁徙通道和迁徙时间;垃圾集中回收处理……青藏联网工程坚持植被恢复全覆盖,植被种植面积达到221万平方公里。一项又一项创新措施,让生态环境脆弱的难题迎刃而解。

此外,冻土基础、植被恢复现场试验、高海拔空气间隙试验、高原生理保障等科研成果全面应用于工程建设。

许多史无前例的试验,填补了国际空白。这对我国乃至世界高海拔输变电工程的设计、建设和电气制造,都具有重要意义。

科技创新为青藏电力联网工程注入最强劲的力量,科研课题、标准规范、专利、论文……全都融入到了这片冰雪高原的基基铁塔和条条银线中,也为之后多条“电力天路”的建设,积累了宝贵的经验财富。

传承基因:持续攀登创新高峰

蜀道难,难于上青天!

2014年3月18日,第二条电力天路——川藏电力联网工程正式开工建设。同样是高寒、高海拔地区,工程全线地质构造复杂,要穿越地震、泥石流、风灾等自然灾害频发地带。它的难和青藏联网工程又不一样。探索创新依然是这条“电力天路”的标签。

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地形复杂、险峰峻岭的横断山脉纵贯巴塘全县,很难找到一块面积足够大的平地建设500千伏变电站,方圆几十公里只有象鼻山符合站址条件。

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施工人员正在进行塔材组装就位

川藏电力联网工程500千伏巴塘—昌都输电线路从巴塘变电站出来后正好遇上金沙江“C”形弯,根据这一特殊地形,加上要绕开竹巴龙自然保护区,输电线路需要连续5次跨越金沙江,迂回前行。

2014年8月3日上午9点多,一架八旋翼无人飞机迎着峡谷的晨风,载着一根一级导引绳飞往河谷对岸的铁塔上。这是川藏联网工程施工最难的“硬骨头”——“五跨金沙江”放线现场。

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飞行器飞出500米后,开始完全由地面人员遥控。9点38分,飞机飞抵既定铁塔上空后后准确地进行了抛线。一级导线成功搭在铁塔上,放线成功!

5次导线牵引完成后,建设者们又正式牵引成功了重量达2~3吨的电缆,啃下了这块“硬骨头”。这是我国电力建设史上首次完成同一等级输变电工程在高原、高海拔地区连续进行5次大档距、长高差的跨越。

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第三条电力天路——藏中电力联网工程穿越横断山脉核心地带和青藏高原腹地,位于世界上地质结构最复杂、地质灾害分布最广的“三江”断裂带,穿越全世界最复杂、最险峻、地质最不稳定的横断山脉核心地带。

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电网建设者行走在几无立锥之力的陡峭山崖上

相邻塔位间最大海拔高差最大达500米。工程让电网建设者们再一次面临前所未有的难题。

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运输建设材料是藏中电力联网工程建设中要解决的一大难题。在陡峭的山峰上修建运送材料的公路成本高、施工难、工期长。藏中联网工程全线需要的物资超过100万吨,只有建设物资、生活物资都到位了,才能建好工程。这是建设者讲述的故事——

这条“看一眼天旋地转,走一遭腿脚发软”的天梯,是藏中电力联网建设者们每天必走的上班路。身边是岩石裸露的峭壁,眼底是滚滚而来的怒江……

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它是项目经理刘文锦带着30个兄弟在74度的陡坡上,一个个站定位置,一点点搬运材料,一级级搭建钢管,一个个紧固扣件,冒着风雪,花了60天,用了3万多根钢管和20多万个扣件修建而成的。这条2.8公里的钢梯共有9658级台阶!

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在天梯修建之前,施工人员只能通过旁边的小道,一路下山到达147、148和149号塔位。从驻扎营地走到149号塔,需要耗费4个小时。天梯修好后,原本的生死攀爬变成了一个半小时的安全行走。靠这座天梯,318国道上震撼人心的“怒江72道拐”景观得到了保护,电力天路的建设也有了基石。

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穿越云端的藏中电力联网工程

多级接力索道在山脊上修建。龙门吊占地面积小,对环境的影响也小。这样的索道每次可以运送3吨塔材。藏中联网工程架设了将近1000条索道,总长1200公里,相当于北京到上海的距离。

电力天路:提供高海拔电网建设的中国方案

花这么大力气建设这么多连创历史记录的电网工程,意义何在?作家阿来在文章《书写这一片电力的热土》中写道:“我深感电力带给人民的福祉绵延永存……它为西藏送去了电能,带来了新生活、新希望。”

西藏和平解放后,一代代电力建设者登上“世界第三极”送光明,尤其是国家电网公司实施的西藏“户户通电”工程让这里的农牧民生活发生了很大的变化。

但由于西藏电网孤网运行、缺煤少油、水电受季节影响等,不少地方用电不稳定,缺电问题在西藏仍然比较严重。晚上点油灯、烧牛粪的日子并不舒坦,当地百姓期盼着用上稳定的“大网电”。

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用上“大网电”后,当地群众喜笑开颜

以前,冬季枯水期意味着缺电季节的到来。西藏水能资源丰富,却都一直承受着缺电、停电之苦。电网孤网运行,境内无煤、油、气,能源结构单一,一直以来靠地方小水电勉强支撑,一到冬季枯水期就有心无力。

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10年来,西藏全社会用电量飞速增长

让这些地区并入大电网是唯一出路。虽然投资大、人口少,几百年都难以收回投资。但作为民生工程和德政工程,能让当地群众用上稳定、可靠的电力,让油灯变电灯,让他们告别烧牛粪的日子,这就非常值得!

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安多县扎仁镇果加村通上大网电后,电压稳了,村民顿珠家购买了电脑

电力天路的建设对于促进西藏经济社会发展、增进民族团结、巩固边疆国防安全意义重大,同时也向世界提供了一份破解高海拔地区各种电网建设难题的中国方案。而这份中国方案,还在不断地丰富中。

创新逐浪:实现更大跨越

3次跨越雅鲁藏布江,翻越海拔5300米以上的孔唐拉姆山、马攸木拉山,一条崭新的电力天路从日喀则延伸1689千米,最终到达阿里。不久前,阿里电力联网工程全线贯通。

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施工环境极其恶劣,道路交通极其艰险,后勤保障极其困难,环保要求极其严格,这个工程是继青藏电力联网、川藏电力联网、藏中电力联网工程3条“电力天路”之后,国家电网公司建设的又一项突破生命禁区、挑战生存极限的世界超高海拔、超大难度的输变电工程。

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平均海拔4500米,气温零下30摄氏度,狂风卷集着飞雪……1月13日,在西藏阿里噶尔县,为了完成阿里电力联网工程8个电塔基坑的施工,一群电网建设者们在冬季高寒缺氧的工地上,艰苦拼搏。工程13标段项目总工黄小洪和同事运来了棉被,准备盖在基坑上。

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“要把它盖起来,不然上面挖开,底下的土会继续受冻,明天就钻不下去了。”当天的第一个任务是给大坑盖被子。大家干得是热火朝天,雪却越下越大了。黄小洪从营地调集了一批电暖器来保温。被保温的对象,还是基坑里的土。

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“看,稀的,没冻!”冻土烤着电火,软了下来,只要没冻住,接下来就可以继续干。大家也稍稍安心了。

面对再次升级的挑战,阿里电力联网工程建设者秉承前沿建设理念,实施了多项创新。

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设计创新方面,工程在极高海拔地区应用“海拉瓦”技术开展工程全线航拍;推行“共享铁塔”“共享光缆”建设理念,在沿线铁塔预留通信装置和光缆芯资源安装接口。管理创新方面,工程研发应用了现场安全生产管控、物资供应管控、医疗后勤保障 3 个 APP 和指挥中心全过程信息化管理系统。

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阿里与藏中电力联网工程组塔作业

阿里电力联网工程建成后,西藏将形成覆盖全区74个县300多万人口的统一电网,有效解决西藏长期以来的缺电问题,实现供电水平质的飞跃。

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一道彩虹出现在电力天路上空。

“赤橙黄绿青蓝紫,谁持彩练当空舞?”

创新意味着艰苦攀登,意味着不竭探索,意味着奉献付出。

1300年前,文成公主怀揣日月宝镜,手捧一盏陶灯入藏,古老高原亮起了汉藏文明交汇之光。

在电网科技创新的加持下,一条条电力天路在这里延伸,一幅幅光明长卷在这里翻开篇章,让无数梦想成为现实。

在云端

在世界屋脊

国家电网人勇攀科技高峰

把论文写在了离太阳最近的地方

贡献了破解世界电力难题的中国方案

【本文来自微信公众号“国际能源网”】

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