8月21日，淮南—南京—上海1000千伏交流特高壓輸變電工程蘇通GIL綜合管廊工程盾構(gòu)隧道貫通。蘇通GIL綜合管廊工程，是目前世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大、技術(shù)水平最先進(jìn)的超長距離GIL創(chuàng)新工程，同時(shí)為國內(nèi)在跨江、跨海、城市人口密集地區(qū)建設(shè)輸電通道提供了全新解決方案。
特高壓交流環(huán)網(wǎng)是怎么形成的
淮南—南京—上海1000千伏交流特高壓輸變電工程是國務(wù)院大氣污染治理12個(gè)重點(diǎn)輸電通道之一，該工程輸電線路在江蘇南通蘇通大橋上游約1千米處穿越長江，采用隧道中鋪設(shè)氣體絕緣金屬封閉輸電線路（Gas-insulatedMetalEnclosedTransmissionLine，GIL）過江方案，是淮南—南京—上海1000千伏交流特高壓輸變電工程的關(guān)鍵單體工程和整個(gè)工程投運(yùn)的控制點(diǎn)。工程建成后，淮南—南京—上海工程將與已投運(yùn)的淮南—皖南—上海特高壓交流工程合環(huán)運(yùn)行，形成貫穿安徽、江蘇、浙江、上海負(fù)荷中心的華東1000千伏特高壓交流環(huán)網(wǎng)，大幅度提升華東電網(wǎng)接納區(qū)外來電能力，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平，對(duì)于緩解大氣污染、促進(jìn)華東地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。
蘇通長江過江段原設(shè)計(jì)方案為江中立塔大跨越，后來方案進(jìn)行調(diào)整，于2016年7月獲得核準(zhǔn)，采用蘇通GIL綜合管廊工程連接南北特高壓輸電網(wǎng)。管廊工程于2016年8月開工建設(shè)，工程起于北岸（南通）引接站，采用敷設(shè)于管廊（隧道）中的兩回（6相）1000千伏GIL管線穿越長江，止于南岸（蘇州）引接站。隧道長5468.5米，隧道中預(yù)留兩回500千伏電纜以及通信、有線電視等市政通用管線，隧道貫通后，工程進(jìn)入電氣施工安裝階段。工程計(jì)劃于2019年建成投運(yùn)。
GIL有哪些應(yīng)用
氣體絕緣金屬封閉輸電線路GIL采用SF6氣體或SF6和N2混合氣體絕緣、外殼與導(dǎo)體同軸布置的高電壓、大電流電力傳輸設(shè)備。導(dǎo)體采用鋁合金管材，外殼采用鋁合金卷板封閉。由于采用了壓縮氣體作為絕緣介質(zhì)，設(shè)備尺寸和布置間距大大縮小，能最大限度地減少設(shè)備布置所需的占地面積和空間，以及相應(yīng)的土建工程量。隨著輸電環(huán)境條件的日趨復(fù)雜以及可靠性要求的不斷提高，GIL得到了一定程度的發(fā)展和應(yīng)用。
從20世紀(jì)70年代開始，GIL逐漸在世界范圍內(nèi)開始投入使用，GIL在國外使用相對(duì)國內(nèi)較多，美國、德國、日本等國家應(yīng)用于變電站和電站；在國內(nèi)目前主要用于核電站和大型水電站。
作為一種新型的輸電方式，GIL具有輸電容量大、損耗低、占地少、布置靈活、可靠性高、安全防護(hù)性好、免維護(hù)、壽命長、與環(huán)境相互影響小等優(yōu)點(diǎn)。采用GIL可解決特殊環(huán)境或特殊地段的輸電線路架設(shè)問題，通過合理設(shè)計(jì)，不但可以大大降低系統(tǒng)造價(jià)，而且也能提高系統(tǒng)的可靠性。
GIL管廊工程有哪些特點(diǎn)
蘇通管廊工程隧道離江面74.83米，水土壓力超過0.9兆帕，是目前國內(nèi)埋深最深、水壓最高的隧道，輸送距離長、容量大。因?yàn)镚IL位于輸電線路中部，因此，對(duì)運(yùn)行可靠性要求很高。新建1000千伏蘇通GIL管廊（隧道），管廊（隧道）線位總長5543.7米，內(nèi)徑為10.5米，外徑為11.6米。盾構(gòu)段長度約5481.7米。
技術(shù)難度大。蘇通GIL綜合管廊工程兩回（6相）特高壓GIL管線單相長度達(dá)5.8公里，6相總長約35公里，是目前世界上電壓等級(jí)最高（目前世界上最高為800千伏級(jí)）、輸送容量最大、單體GIL最長工程（世界上目前已運(yùn)行的GIL，最長為日本的275千伏單回3.3公里）。GIL沿江底隧道三維蜿蜒敷設(shè)，垂直方向下降/上升近80米，水平方向最大移動(dòng)近1000米，基本沒有水平段，異形轉(zhuǎn)角段大幅增加，須開展全管系柔性分析，掌握GIL設(shè)備應(yīng)力分布特性。另外，GIL需適應(yīng)運(yùn)行過程中正常環(huán)境變化、負(fù)荷調(diào)整、不平衡負(fù)荷，以及地震等特殊工況下累積變形要求。
可靠性要求高。GIL直接串聯(lián)于線路中部，絕緣水平有所提高，GIL氣室近400個(gè)，單元數(shù)量超2000個(gè)，SF6氣體用量約780噸，絕緣子數(shù)量近6000支，輔控系統(tǒng)電纜約375千米。與變電站內(nèi)的特高壓GIS相比，單回GIL可靠性與單回線路直接相關(guān)，沒有備用的母線間隔，發(fā)生一點(diǎn)故障就會(huì)導(dǎo)致一回線路停電檢修，直接影響通道輸電能力和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，因而要求具備極高的可靠性。
需要重新研發(fā)全套設(shè)備。GIL設(shè)備需要在GIS和GIL試驗(yàn)段的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研發(fā)垂直段、斜線段和彎角段設(shè)備制造技術(shù)，進(jìn)一步提升盆式絕緣子、支柱絕緣子性能，研發(fā)混合線路的繼電保護(hù)和控制、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，研發(fā)長距離GIL試驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備。與此同時(shí)，要形成一整套技術(shù)規(guī)范，指導(dǎo)工程建設(shè)運(yùn)行。
【延伸閱讀】
蘇通GIL工程中使用的“卓越號(hào)”泥水盾構(gòu)機(jī)，是目前世界上工作壓力最高的大直徑泥水盾構(gòu)機(jī)。刀盤開挖直徑為12.07米，總體長度為140米，整機(jī)總重2404噸。整機(jī)功率為6284千瓦，其中驅(qū)動(dòng)功率為3000千瓦，最大掘進(jìn)速度為60毫米/分鐘,最小轉(zhuǎn)彎半徑為700米。
“卓越號(hào)”工作艙內(nèi)的攪拌器代替了傳統(tǒng)的碎石機(jī)，該設(shè)計(jì)增加了砂土的流動(dòng)性，提高了掘進(jìn)速度。盾尾密封設(shè)計(jì)為4道盾尾刷、1道鋼板束、1道止?jié){板，有效達(dá)到密封效果。
本版內(nèi)容來源于國網(wǎng)江蘇省電力有限公司、國家電網(wǎng)公司交流建設(shè)分公司、國網(wǎng)江蘇省電力工程咨詢有限公司等，黃云天、周萬俊、章岑對(duì)本文有貢獻(xiàn)。