編者按：準東-皖南±1100千伏特高壓直流輸電線路工程（以下簡稱“準東-皖南工程”），是目前世界電壓等級最高、輸送容量最大、輸電距離最遠、技術水平最先進的世界“四最”特高壓輸電工程，±1100千伏特高壓直流輸電也是目前世界最高效、最經濟的能源輸送方式。

準東-皖南工程實現了“直流電壓、交流電壓和輸送容量”的全面提升，標志著我國成為世界首個具備3000至5000千米范圍內輸送千萬千瓦級電能能力的國家，對于構建全球能源互聯網也具有重大示范作用。

9月26日，歷經10年研究、3年半建設，準東-皖南工程投運。

工程建設中，中國能建西北院負責匯總設計，中國能建所屬15家電力設計院參與設計，電規總院參與可研、初設評審和施工圖評審，3家建設企業參與施工，6家裝備制造企業提供設備，共同助力中國樹起國際高壓直流輸電的重要里程碑。

勠力同心再添“疆電外送”新通道

每年可送電600至850億千瓦時，滿足華東地區5000萬家庭的用電需求

近年來，受輸電能力、走廊資源的限制，現有“疆電外送”首個特高壓直流輸電工程——哈密南—鄭州±800千伏特高壓直流工程已不能滿足大規模電力外送的需求。2016年，“疆電外送”的第二條特高壓輸電工程——準東—皖南工程開工建設。該工程起于新疆昌吉換流站，止于安徽古泉換流站，途經新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、安徽6省（自治區），全長3324千米，額定電壓±1100千伏，輸送容量1200萬千瓦。

準東-皖南工程投運后，每年可送電600至850億千瓦時，滿足華東地區5000萬家庭的用電需求，對推動新疆能源基地集約化開發，實現火電、風電、太陽能發電打捆外送，保障華東地區電力供應，落實大氣污染防治行動計劃具有重要意義。此外，該工程還是落地安徽省的首個特高壓直流輸電工程，連同已經投運的皖電東送淮南至上海特高壓交流輸電工程，共同構成安徽電網特高壓交直流混聯新格局，標志著安徽省由單純電力送出省向送受并舉省轉變。

“新疆段跨越各類交叉56次，創造了新疆電力施工史上的多項第一?！薄案拭C段全長約1280千米，是工程最長的線段，跨越黃河1次、±800千伏特高壓祁紹線1次、750千伏線路8次?！薄鞍不斩谓骺v橫、密布河網，多基鐵塔鄰近帶電體，展放導線跨越長江1次，多次跨越高鐵、高速公路和1000千伏、500千伏、220千伏等電壓等級線路。”……

準東-皖南工程每項技術跨越的背后都是設計人員一次次的“登高”。所經地區，既有人煙罕至的沙漠戈壁，也有連綿起伏的丘陵山峰，既要翻越嚴寒刺骨的天山，又要穿越風災頻發的百里風區，地理環境及氣候條件十分惡劣，加之地理氣象資料缺乏，工作面臨極大困難。

借助全息大場景立體影像平臺、海拉瓦技術、DEM等新手段，東北院和山西院優化了路徑方案選擇，較可研路徑進一步縮短；在新疆百里風區，江蘇院確定了合理的設計風速取值，解決了桿塔超長懸臂設計等技術難題；在長江大跨越中，華東院在世界上首次采用900平方毫米大截面跨江導線，減少了損耗，降低了投資；采用地面三維激光掃描技術，復核全線耐張塔電氣間隙，安徽院精確校驗了電氣安全距離，提高了工程運行的可靠性。

針對工程特點和所處區域環境特點，中國能建各設計院采用大噸位絕緣子、大規格高強度建材、大荷載特高壓桿塔設計、F型塔布置方式、基礎防腐設計、銅覆鋼及柔性石墨接地等方法，降低了線路損耗，節約了土地和走廊資源，提高了工程的經濟性，每千公里輸電損耗也降低至約1.5%。

準東-皖南工程所經不少地段生態脆弱。采用接地極線路與直流線路共塔，以挖孔基礎為主的原狀土基礎型式、巖石錨桿基礎，種植草方格固沙，耕作區表土剝離及回覆、土地整治、礫石壓蓋護沙……中國能建各設計院將減少對地表擾動貫穿設計方案始終。

完善的管理體系、嚴格的安全管控、全面的質量保證、可靠的技術保障，中國能建各設計院勠力同心，舞好設計“龍頭”，實現了準東-皖南工程“自主創新、經濟合理、安全可靠、環境友好、國際一流”的和諧統一。

超強換流站搶占電網技術制高點

換流站是工程的心臟，代表了目前頂級的電力設備技術

在全球范圍內，首次將電壓等級提高到±1100千伏，準東—皖南工程對系統穩定性、絕緣配合、換流站布置和設備性能等都提出了更高的要求。

“準東—皖南工程的技術創新有九成體現在換流站中。”昌吉換流站西北院設總王黎彥說，“昌吉換流站和古泉換流站是工程的心臟，二者各有特色，代表了目前頂級的電力設備技術?！?/p>

據王黎彥介紹，昌吉換流站與五彩灣750千伏變電站合并建設。世界輸送容量最大的換流站——輸送容量1200萬千瓦，擁有世界最高的閥廳——高、低端閥廳檐口分別高39.1米、23.8米，擁有世界電壓等級最高、制造難度最大的變壓器——緊鄰閥廳的換流變壓器單臺容量607兆伏安，擁有世界最長的變壓器運輸軌道——高、低端閥廳的中間區域及換流區東側布置的主搬運軌道長599米……作為世界電壓等級最高的輸電工程送端，昌吉換流站成就了多項世界換流站“之最”。

承擔昌吉換流站直流場與接地極設計，空氣間隙進入飽和區域、設備尺寸和重量大幅提升，是廣東院面臨的最大挑戰。

首創戶內直流場L型布置方案、三肢管桁架結構方案，首次應用±1100千伏“鼓型”均壓屏蔽裝置和雙層屏蔽籠，首次采用±1100千伏隔離開關共靜觸頭、地刀一體化設計，創新設計±1100千伏站內菱形出線塔、V形絕緣子串，廣東院創新優化了昌吉換流站戶內直流場布置，將相關設備研發和安裝難度降低，長期運行可靠性顯著提高。

作為具備交流電和直流電轉換功能的換流站，古泉換流站分別接入目前電壓等級最高的1000千伏電網和超高壓500千伏電網，直流側更是首創±1100千伏電壓等級。同時，該換流站也有多項世界之最“加冕”——世界最大的換流變壓器、最重的戶內平波電抗器、最高的戶內直流場、最復雜的網側交流系統分層介入等。值得一提的是，該換流站還是國內首個特高壓5G基站。

“全新的±1100千伏換流變壓器規模、閥廳戶內直流場聯合建筑物、交流側接于不同電壓等級的系統要求，對整站的設計提出了更為復雜的要求。”古泉換流站整體牽頭設計單位中南院副總經理彭開軍說。

首次提出并應用“±1100千伏特高壓直流工程總平面布置結構”“±1100千伏換流站的閥廳及換流區域布置結構”“±1100千伏關鍵主設備端子受力及解決措施研究”等專利和科研成果；首次提出±1100千伏戶內直流場布置方案、六柱并聯絕緣子減少套管端子受力方案、適用戶內±1100千伏設備均壓屏蔽設計方案、戶內直流場雙層屏蔽籠設計方案、雙向開門安裝平波電抗器方案、從閥廳側安裝套管方案；1000千伏交流濾波器場采用改進“田”字形布置、五柱式隔離開關，優化進線型式改善端子板受力，優化防雷設計滿足絕緣配合要求……

面對古泉換流站的種種未知，中南院、西南院、華東院撥云見霧，開創了多項全球設計首創，刷新了世界電網技術的新高度，開啟了特高壓輸電技術發展的新紀元。

數字賦能給工地裝上“智慧大腦”

建設實現了“大、云、物、移、智”的結合

“很多任務都是第一次接觸，只能一點點探索?！痹诓獡Q流站，承建單位安徽電建二公司項目經理胡寶說。據他介紹，昌吉換流站全站設備基礎數以千計，大型電氣設備有上千臺，電纜、光纖數以十萬計，±1100千伏直流穿墻套管、高端變壓器、換流閥等諸多設備皆是世界首套、首臺，施工組織、技術方案均沒有可參照的經驗。

“昌吉換流站地處新疆沙漠荒地，地基土鹽漬化普遍，地下水位對混凝土腐蝕性強，建設伊始便遇到了難題?！卑不针娊ǘ卷椖靠偣に紊抡f。在反復查閱資料，與業主、監理、設計院、施工班組多次討論后，他帶領團隊提出了采用瀝青、素混凝土“雙墊層”的方法，既防止了基礎底面被腐蝕的可能，又避免了基礎鋼筋的安裝問題，為工程順利推進邁出了關鍵的第一步。

與此同時，同在該換流站施工的天津電建施工團隊，在50多攝氏度的高溫和零下40多攝氏度的嚴寒中奮戰，保持了施工現場的安全、質量、進度始終可控在控，各指標均符合相關要求。

“通過使用自主研制的‘智能工作牌’‘大型施工機具GPS定位系統’‘微氣象站’等科技成果，準東—皖南工程創新開展了‘智慧工地’構建，將工程建設與大數據、云計算、物聯網、移動端、智慧城市等手段結合了起來?！痹诠湃獡Q流站，安徽電建一公司項目經理任銀漢介紹，所有設備運行狀況都可以通過視頻監控調節，還可以30倍變焦查看局部細節。

“我們積極研究臨建工程、構架基礎、35千伏站用電室及500千伏GIS室中的BIM技術應用，并利用三維信息模型，現場指導施工與交底，提高了出圖效率，節省了材料及人力，控制了成本?！卑不针娊ㄒ还綛IM工作室組員殷仁俊表示，大到林林密密的鋼筋綁扎，上千道模板交接縫的拼接，小到每顆螺絲釘的安裝考究，古泉換流站涉及了電氣工程領域所有五大專業的前沿研究成果，是新技術的一次全面“亮相”。

在變電站最重要、最關鍵設備之一——電抗器基礎埋件的施工中，安徽電建一公司還成立了QC攻關小組，攻關調整優化方案，極大減少了施工誤差，一次合格率超過97%，獲得2018年全國電力建設優秀質量管理QC成果獎。

核心研發實現“中國創造”

工程在關鍵技術研究和關鍵設備研制中取得突破

“超大容量、超遠距離、更低損耗，準東—皖南工程已經達到很多設備的設計極限，一切都要重新開始?！北本┰O備公司±1100千伏平波電抗器負責人張月華說。

作為這項“世界四最”工程的裝備供應商，以北京設備公司為代表的中國能建6家裝備制造企業，深入開展相關設備研制工作，在關鍵技術研究和關鍵設備研制中取得了重大突破。

借鑒±800千伏平波電抗器的研制經驗，設計了±1100千伏平波電抗器多段圓弧狀非閉合均壓屏蔽環，掌握了更高電壓等級的屏蔽技術；設計出±1100千伏平波電抗器的最佳外形比例，開發出單股直徑更小的1.8毫米扁型全絕緣換位鋁導線，降低了整體損耗，減少了設備整體尺寸和重量的增加值；提出了能夠耐受八級地震的支撐體系結構，使重量增大后的±1100千伏平波電抗器能夠滿足穩定運行的要求；制作了模擬線圈，解決了絕緣水平提升后，±1100千伏平波電抗器凈空間隙問題……北京設備公司±1100千伏平波電抗器的研制之路，充滿了汗水與艱辛，也閃耀著光榮與夢想。

技術研發一環扣著一環，創新突破一個接著一個，準東—皖南工程的投運，標志著