何治民

城市發(fā)展，電力先行；智慧城市建設(shè)，電力技術(shù)升級先行。

當(dāng)下，人工智能、區(qū)塊鏈、云計算、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)的應(yīng)用，一場前所未有的產(chǎn)業(yè)革命襲來，可以預(yù)見的是，在萬物互聯(lián)的智能時代，電力革命的競爭將是全球發(fā)展的另一個戰(zhàn)略制高點，如何搶占這一輪競爭的制高點，技術(shù)創(chuàng)新是突破。

廣州電網(wǎng)是全國供電負荷密度最大的城市電網(wǎng)之一，南方電網(wǎng)廣州供電局對這種競爭的感知力更強，主動扛起了技術(shù)創(chuàng)新的大旗。從自主研發(fā)的中國第一臺大型植物油電力變壓器，到正在建的中國距離最長、電壓最高、容量最大的500千伏陸上交聯(lián)電纜項目—楚庭輸變電工程，他們用技術(shù)引領(lǐng)電力設(shè)備的革新，提升供電能力的同時，也確保了供電安全。

自主研發(fā)式的創(chuàng)新，注定是一條坎坷的路，但廣州供電人，一路披荊斬棘，突破技術(shù)難題，讓廣州電力勇立潮頭。

自主研發(fā) 做行業(yè)“領(lǐng)頭羊”

廣州漫長的用電史也見證了變壓器絕緣油的變遷。100多年前，來源廣、穩(wěn)定性好的礦物絕緣油變壓器被人類開發(fā)使用，但其燃點低容易引發(fā)電力火災(zāi)，各國一直在尋找新的替代品，先后嘗試硅油、氣體式變壓器，最終因成本大、無法擴容等因素沒能廣泛普及。直到20世紀(jì)末，美國人研發(fā)出植物油變壓器，并在南美、北美推廣，引發(fā)世界各國關(guān)注。

為什么是植物絕緣油？答案很簡單，植物絕緣油燃點高，能較大程度上緩解電力火災(zāi)事故，同時，植物絕緣油能延長變壓器壽命且易降解，經(jīng)濟又環(huán)保，“1臺110千伏植物油主變壓器，比傳統(tǒng)的礦物油變壓器能節(jié)省全壽命周期成本100萬元?！?p>

時間回撥到2010年，廣州供電局試圖開展植物油變壓器自主研發(fā)，將目標(biāo)定為國內(nèi)首臺110千伏植物油變壓器，理由是“要做就做到最好”，兩年后，110千伏植物油變壓器的研制正式立項。此時，國外已經(jīng)掌握了110至420千伏電壓等級的植物油變壓器關(guān)鍵技術(shù)，并對中國進行技術(shù)封鎖，這就意味著自主研發(fā)是異常艱難。

一般而言，植物油變壓器的絕緣性能由變壓器內(nèi)部的植物絕緣油和絕緣紙決定，這也間接決定著變壓器能承載多大的電壓等級和傳輸容量。但植物絕緣油有兩個致命缺點，其一，因它容易降解，它的穩(wěn)定性比礦物絕緣油差，被氧化后會降低其介電性能；其二，在不均勻電場等某些特定情況下，植物油抗雷電沖擊的能力比較弱。

只有消除植物絕緣油的缺點才能最大限度發(fā)揮植物油變壓器的優(yōu)勢，這也是研制植物油變壓器需要攻破的難題。改善植物絕緣油穩(wěn)定性的秘訣在于不斷優(yōu)化植物油的添加劑配方。經(jīng)過廣州供電局和合作方重慶大學(xué)研發(fā)人員兩年多的努力，他們提煉的植物絕緣油順利通過國內(nèi)權(quán)威機構(gòu)檢測，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于進口產(chǎn)品。

如何應(yīng)對植物絕緣油抗雷電沖擊弱的特性，才是決定植物油變壓器能否研制成功的關(guān)鍵。雷電沖擊過電壓試驗就是最難的實驗，“國外花了5、6年的時間才搞定，我們也失敗了兩次”，廣州供電局試研院理化二班副班長宋浩永說，面對這個難題只能不斷試驗，尋找規(guī)律。再一個個排查風(fēng)險點，不斷優(yōu)化設(shè)計方案和制造工藝。在這個過程中，還遇到了變壓器油浸紙板被氧化后污染油品的難題?！拔覀冎匦赂淖儔浩髟O(shè)計、制作工藝和技術(shù)方案，才得以解決這個問題?！?/p>

功夫不負有心人，2017年10月21日，廣州供電局研制的植物油變壓器順利通過所有型式試驗項目，這也意味著，廣州供電局歷時5年，率先打破國外技術(shù)封鎖，研制出中國第一臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的110千伏植物絕緣油大型電力變壓器。2018年1月9日，這臺植物油變壓器在廣州市花都區(qū)110千伏芙蓉變電站正式投產(chǎn)。

意義不止于此。這臺植物油變壓器的研制得到的技術(shù)經(jīng)驗，編入1項國家標(biāo)準(zhǔn)、3項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及6項團體標(biāo)準(zhǔn)，極大地推動了植物油變壓器在國內(nèi)的推廣和應(yīng)用，并迫使進口植物絕緣油價格從5萬元/噸降到3萬元/噸以下。2019年3月底，南方電網(wǎng)組織中國、國際變壓器行業(yè)專家團隊對此臺變壓器給出了“整體國際領(lǐng)先”的鑒定結(jié)果。

這份權(quán)威的鑒定結(jié)果是對廣州供電局試研院研發(fā)團隊的莫大鼓勵，目前，他們正在研發(fā)220千伏電壓等級的植物油變壓器，預(yù)計明年掛網(wǎng)。同時，他們將繼續(xù)向500千伏電壓等級發(fā)起“進攻”?！按?00千伏的植物油變壓器研制成功后，那就是世界上最高等級的植物油變壓器了，離這個目標(biāo)的實現(xiàn)應(yīng)該不會太久了。”宋浩永信心滿滿地說。

創(chuàng)新技術(shù) 筑智能安全網(wǎng)

“你們吊車作業(yè)的時候要設(shè)置安全圍欄?！薄澳憧?，這個電纜溝預(yù)制件安全養(yǎng)護要跟進?！狈诖宥M，在建的500千伏楚庭變電站的項目工地上，廣州供電局項目經(jīng)理謝劍翔向《南風(fēng)窗》記者介紹變電站建設(shè)情況的空隙，總會不厭其煩地一再囑咐現(xiàn)場施工人員注意安全。半天采訪下來，給人最大的感受是，如果變電站也有標(biāo)簽或性格，那屬于楚庭變電站的標(biāo)簽就是“技術(shù)確保安全無處不在”。

廣州素有“地質(zhì)博物館”之稱，地質(zhì)情況異常復(fù)雜，如白云區(qū)、花都區(qū)為熔巖、土洞發(fā)育區(qū)，而項目線路經(jīng)過的番禺區(qū)則是以淤泥及砂層為主，對隧道技術(shù)要求更高，電力隧道深達17米。

這里的“安全”，有兩層內(nèi)涵：其一，在施工過程中，用各類先進、智能技術(shù)確保施工過程中的安全；其二，項目投產(chǎn)后，對廣州城市生產(chǎn)、生活安全用電的改善。

“安全”這個標(biāo)簽并非憑空而來，它是楚庭變電站自身稟賦決定的。500千伏楚庭輸變電工程包括楚庭變電站、電力隧道和電纜線路三部分，電纜線路單線長度達20.1千米，是全國距離最長、電壓最高、容量最大的500千伏陸上交聯(lián)電纜項目。因項目橫跨廣州南站商圈和番禺萬博商圈，線路全線采用隧道鋪設(shè)，這就意味著要挖20公里的電力隧道。

廣州素有“地質(zhì)博物館”之稱，地質(zhì)情況異常復(fù)雜，如白云區(qū)、花都區(qū)為熔巖、土洞發(fā)育區(qū)，而項目線路經(jīng)過的番禺區(qū)則是以淤泥及砂層為主，對隧道技術(shù)要求更高，電力隧道深達17米。

電力隧道施工，是項目建設(shè)中的高風(fēng)險作業(yè)。楚庭電力隧道施工以盾構(gòu)工法為主，項目采用的土壓平衡盾構(gòu)機由前端刀盤、土倉和輸送機等組成，盾構(gòu)機在掘進過程，因前端刀片磨損快，需要工作人員進入到土倉內(nèi)換刀。在開倉換刀期間，土倉內(nèi)外壓力不平衡、地層軟弱都有可能發(fā)生坍塌，引發(fā)人員傷亡。

事實上，因盾構(gòu)機換刀而出現(xiàn)的安全事故屢見報端，為了防控風(fēng)險，楚庭電力隧道工程創(chuàng)新性研究了冷凍刀盤開倉換刀技術(shù)，簡單地說，就是在人工換刀之前，在刀盤內(nèi)增加冷凍管路和制冷設(shè)備，利用冷凍刀盤逐步將土倉外的地層冷凍起來，加固讓它穩(wěn)定。

此外，“我們使用的土壓平衡盾構(gòu)機的轉(zhuǎn)彎半為80米，是國內(nèi)同類盾構(gòu)機中最小的，在確保隧道轉(zhuǎn)彎掘進安全的同時，還可以提高掘進效率，”項目部技術(shù)管理工程師王學(xué)良對記者介紹，與此同時，項目在國內(nèi)率先使用單元大容量混合型超級電容運輸車，“減少盾構(gòu)機等待渣土運輸機的時間，讓掘進效率提高5倍?！?/p>

值得一提的是，廣州供電局還運用了智能化手段來監(jiān)控施工過程中的安全風(fēng)險。如實時監(jiān)控盾構(gòu)機數(shù)據(jù)，對掘進規(guī)律進行智能分析預(yù)警和風(fēng)險管控，在室內(nèi)變電站建設(shè)過程中用智能無線數(shù)據(jù)采集儀，打造智慧工地，實時掌控施工過程各項指標(biāo)的變化。

如今，500千伏楚庭變電站建設(shè)正在如火如荼進行，預(yù)計明年4月交付使用。與其他500千伏變電站不同，它是廣州市第一座500千伏GIS戶內(nèi)變電站，也是粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的重點設(shè)施項目，建成后，供電范圍將輻射廣州的番禺區(qū)西北部、荔灣區(qū)中南部、海珠區(qū)西部和越秀區(qū)西南部，能有效解決600兆瓦負荷。

此外，項目投產(chǎn)后產(chǎn)生的安全效應(yīng)也不容忽視。2015年，廣州電網(wǎng)500千伏廣南變電站被突發(fā)龍卷風(fēng)正面侵襲，因500千伏變電站布點不足，導(dǎo)致廣州遭遇了20多年來最大范圍的一次停電。楚庭站投產(chǎn)后，將改善城區(qū)500千伏環(huán)網(wǎng)布局，讓廣州居民生產(chǎn)生活用電更安全。

攻堅克難 引領(lǐng)行業(yè)變革

地處廣州南站商圈的番禺區(qū)石壁村二組，地鐵22號線等多個項目同時施工，好不熱鬧。透過無人機的視角看到，蜿蜒的22號地鐵線經(jīng)過陳頭崗?fù)＼噲龈浇鼤r，像一個大大的問號，將楚庭變電站項目包裹其中，當(dāng)兩個項目同時施工，楚庭變電站遇到了同類項目中罕見的用水、用電、用路困難。

當(dāng)天的采訪，項目經(jīng)理謝劍翔不斷接到項目工地打來的電話，需要他出面和周邊工地協(xié)調(diào)?！斑@個工程在建設(shè)過程中需要一直協(xié)調(diào)用水、用路的問題”。

最艱難的時候，是今年夏天，工地的供水管道“一周被壓斷三次”，因吃飯洗澡的水都沒有，工人都走了，工程進度也因此被耽擱。最危險的時候，是下雨天，因工地被包圍，地勢發(fā)生改變，排水管道被堵，兩米多高的電箱被淹了一半，極容易發(fā)生漏電事故。為了解決這些困難，他們想盡各種辦法，多次上報區(qū)政府請求協(xié)調(diào)，解決了項目用水、用路難的問題。

相比楚庭變電站遇到的項目管理上的難題，植物油變壓器需要克服的困難是用自主研發(fā)突破外國核心技術(shù)的封鎖。

2016年5月中下旬的一天，“砰”的一聲悶響，正在試驗操作現(xiàn)場的宋浩永感到情況不妙，“壞了，出問題了，這聲音是變壓器里面?zhèn)鞒鰜淼?，”作為主?chuàng)團隊成員之一，宋浩永立馬做出專業(yè)判斷。過了兩個小時，取出油樣分析，果不其然，某部分的放電指標(biāo)升高了多倍，“但完全不知道放電部位在哪里?！?/p>

面對突如其來的失敗，一時間，宋浩永和他的團隊不知從何下手，正當(dāng)他們一籌莫展時，“有國外廠家找到我們，愿意免費提供油品并給予大型植物油電力變壓器設(shè)計制造的技術(shù)指導(dǎo)，被我們毫不猶豫拒絕了?！彼魏朴勒f，這臺變壓器是國內(nèi)行業(yè)標(biāo)桿，一旦用了外國的技術(shù)，這對國內(nèi)產(chǎn)業(yè)是毀滅性打擊，他們選擇了將自主研發(fā)走到底。

如何突破？他們逐個排查風(fēng)險，同時將負責(zé)初設(shè)的沈陽研究院、設(shè)備廠家和重慶大學(xué)的專家悉數(shù)請到現(xiàn)場，集思廣益，尋找事故原因、商量對策。在經(jīng)過團隊沒日沒夜地奮斗一個多月后，終于找到了解決問題的方案。

步履不停，創(chuàng)新不止。從自主研發(fā)突破國外植物油變壓器核心技術(shù)的封鎖，到創(chuàng)新電力隧道挖掘技術(shù)，廣州供電人攻堅克難、勇于創(chuàng)新的職業(yè)本色展露無遺。

誠然，每種職業(yè)都有其職業(yè)本色，它們能在艱難的時候，激發(fā)閃耀的人性。但不同的是，廣州供電的職業(yè)本色，造福了廣州1400余萬市民生活用電的便利與安全，創(chuàng)造了一系列的驕人成績：國內(nèi)首臺110千伏植物油電力變壓器，國內(nèi)距離最長、電壓最高、容量最大的500千伏陸上交聯(lián)電纜，國內(nèi)首個3D打印配電房，填補行業(yè)技術(shù)空白，引領(lǐng)行業(yè)變革。

這些矚目的成績是廣州供電人職業(yè)本色的外化，更是廣州供電局技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)晶，也彰顯著廣州電力向高端制造、智能制造、綠色制造進軍的決心。

未來已來，如何滿足粵港澳大灣區(qū)建設(shè)提出的用電需求，如何應(yīng)對人工智能時代帶來的電力發(fā)展挑戰(zhàn)，如何更好地滿足人們對美好生活的電力需求？廣州供電局將以更謙卑的姿態(tài)繼續(xù)前行：攻堅克難助突破，技術(shù)創(chuàng)新促變革，讓廣州電力發(fā)展勇立潮頭。