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news甘肅慶陽換流站，我國首個“風光火儲一體化”大型綜合能源基地外送工程“心臟”，是國家首批數(shù)字化換流站應用工程，是我國首批基于數(shù)字化e基建2.0應用工程。中國能建天津電建項目全員深入科研一線，積極實踐調研，建設以數(shù)字化工器具為基礎、智慧安裝為特征，涵蓋環(huán)水保業(yè)務的新時代特高壓標準版智慧工地，實現(xiàn)智慧工地系統(tǒng)低成本建設、高效率應用目標，助力向“新”躍升、以“質”致遠的數(shù)字化轉型持續(xù)升級。
科技引領技術精耕細作
天津電建綜合過往特高壓換流站智慧工地建設經(jīng)驗和標準版智慧工地系統(tǒng)的建設內容，分析±800千伏慶陽換流站工程的特點、難點、痛點，開展工程安全、質量、進度、隊伍、物資、三維應用、環(huán)保水保、智慧安裝、數(shù)字黨建、綜合管理等業(yè)務，實現(xiàn)對特高壓工程的實時監(jiān)控、遠程診斷與應急指揮，為保障工程建設提供服務。
11月27日，隨著現(xiàn)場運行人員操作指令發(fā)布，慶陽換流站交流場的刀閘開關慢慢合上，電流瞬間從隴東源源不斷地奔向千里之外的齊魯?shù)貐^(qū)。這標志著特高壓換流變壓器國產(chǎn)分接開關實現(xiàn)了工程化應用，填補了我國在特高壓分接開關領域的空白，切實解決了電力裝備領域國產(chǎn)化替代關鍵難題。
國產(chǎn)分接開關通過樣機研發(fā)、仿真試驗、第三方檢驗等全面驗證了平臺與設備性能的可靠性，打破了特高壓直流控制保護設備關鍵芯片依賴進口的局面，首次在特高壓直流工程直流控保系統(tǒng)及閥控、閥冷系統(tǒng)中試點應用國產(chǎn)芯片，首次實現(xiàn)了國內特高壓直流控制保護設備的自主可控。
“換流變壓器有載分接開關好比汽車的自動‘變速箱’，電壓調高調低、負荷調多調少、電流調大調小，都要通過它來調節(jié)?！睉c陽換流站項目經(jīng)理穆衛(wèi)華說道。
據(jù)介紹，換流變壓器有載分接開關有1000多個零部件，切換次數(shù)非常頻繁，一年高達6000余次，一次切換包括9個過程，每次動作涉及到400多個零部件的精密配合，而且每個過程的時序配合為毫秒級，動作過程中涉及到電、熱、力多場耦合作用，這種時序配合的精度堪比機械手表。
“由于可靠性要求極高，制造難度極大，這項技術一直掌握在國外少數(shù)廠家手里。一旦發(fā)生故障，只能更換同型號的進口產(chǎn)品，訂貨周期需要3至4個月。”穆衛(wèi)華說，“有載分接開關的國產(chǎn)化，大大降低了成本和風險?！?/p>
慶陽換流站項目突破高端電力裝備“卡脖子”技術，首次應用國產(chǎn)化換流變壓閥有載分接開關和基于自主可控芯片的直流控制保護系統(tǒng)，實現(xiàn)了“從無到有，從有到優(yōu)”的跨越式突破，高壓直流輸電系統(tǒng)“變速箱”實現(xiàn)了中國制造。
天津電建緊扣“敢”為人先、“干”字當頭、“趕”超跨越，拉高標桿找差距，對標先進補短板，向新求進，以質圖強，依托慶陽換流站項目建設，協(xié)同業(yè)主單位開展11項科技項目，以實干實績培育高緯度競爭優(yōu)勢，科技研發(fā)呈現(xiàn)常態(tài)化態(tài)勢。
空天一體上接天氣。天津電建項目團隊基于“空天一體化”特高壓工程安全、質量、環(huán)水保管理檢測、監(jiān)測技術應用研究，采用高分辨衛(wèi)星航天平臺、無人機測量空中平臺、地面計量儀器檢測平臺聯(lián)合監(jiān)測方式，實現(xiàn)了特高壓換流站主體結構、主設備基礎沉降觀測監(jiān)測與預警，交流場750GIS設備同軸度、平行度動態(tài)控制，避免僅依靠地面測量方式產(chǎn)生的技術、人員、累積誤差。
基坑加固下承地氣。因黃土高原土壤濕陷性、直立性緣故，換流站土建基坑需要格外加固，項目提前挖設基坑并安裝防護裝置，防止基坑內壁土塊掉落，對施工人員造成危害。項目部還研發(fā)出一種便于組裝的基坑開挖防塌設備，通過設置動力機構，固定板給支撐板、轉動桿、定位桿提供支撐力，開啟電機即可工作，緊固效果更高。項目部在設備上加裝傳感設備，對基坑支護實施全過程中的變形等參數(shù)進行監(jiān)測，檢測數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡傳回數(shù)據(jù)庫進行整理分析，以便為工程施工提供科學有效的數(shù)據(jù)支撐。
機械手臂中間補氣。因天氣冷熱、砂漿漲縮等原因，土建施工用墻體會產(chǎn)生裂縫，修補設備就是研發(fā)課題，噴料槍、輸料管、儲料箱相連。項目研發(fā)人員研發(fā)出一種“機械化手臂”，通過在噴料槍上端安裝軸座，伸縮桿一側安裝滾筒，使轉軸帶動滾筒轉動，滾筒的角度、高度可靈活調節(jié)，實現(xiàn)修補、找勻同時進行，大大提高工作效率。
數(shù)智融合 效能精益求精
慶陽換流站智慧工地技術、檢測、安裝、安全“四象合一”，高維度“智能”運轉。
現(xiàn)場BIM（建筑信息模型）、GIS（地理信息系統(tǒng)）、物聯(lián)監(jiān)測、人工智能分析、云服務、數(shù)據(jù)挖掘等技術高度融合，邊坡監(jiān)測、塔吊防碰撞監(jiān)測、微型氣象站等智慧監(jiān)測應有盡有，加裝換流變油溫、抽真空、開關真空度等智慧安裝系統(tǒng)細致入微，施工人員、車輛、機械、工法、腳手架、塔吊、大體積混凝土、深基坑邊坡等安全質量關鍵點監(jiān)測巨細無遺，實現(xiàn)對特高壓工程的實時監(jiān)控、遠程診斷與應急指揮，四個維度保障工程建設提供服務。
天津電建將設計單位提供的三維圖紙導入，進行輕量化處理，實現(xiàn)與工程安全、質量、進度、造價、設備材料、建設管理的結合，通過將GIM文件中的管理屬性進行標簽編輯，實現(xiàn)模型從設計、建設、到運行一站式管理。
“好比佩戴了VR眼鏡，可視化的三維虛擬換流站和分析技術為現(xiàn)場作業(yè)人員對生產(chǎn)布局方案的評估和優(yōu)化提供了便利。”項目總工程師王俊宇說，“我們在作業(yè)過程中對工藝流程、物流配送和安裝過程進行仿真，直觀清晰地展示出未來換流站實際場景?！爆F(xiàn)場作業(yè)人員最大限度地避免了設計錯誤與浪費，節(jié)約成本，提高效率。在創(chuàng)建工程模型的同時，天津電建基于BIM和GIS技術，構建周邊地形地貌與交通運輸虛擬場景，輔助運用傾斜攝影技術，實現(xiàn)全場景的數(shù)字化展現(xiàn)、分析，通過軟件的可視化良好效果，便于作業(yè)人員理解，消除干涉隱患，為施工打下良好的基礎。
項目部為混凝土“量體溫”，在混凝土監(jiān)測點埋入溫度傳感器，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)匯集終端收集混凝土實時溫度數(shù)據(jù)，現(xiàn)場可實時查看溫度變化情況，當混凝土內外溫差和溫度陡降要求、溫差超出規(guī)范規(guī)定攝氏度要求時，系統(tǒng)自動彈出養(yǎng)護警報和養(yǎng)護措施。
同時，項目人員在腳手架上部署和安裝無線傾斜采集傳感器，對關鍵節(jié)點腳手架架體傾斜角度變化、位移變化的感知信號進行測量。當腳手架異常變化發(fā)生時，系統(tǒng)自動報警。
慶陽換流站項目人員根據(jù)作業(yè)項、投入人數(shù)、風險等級等進行綜合計算，實行風險作業(yè)管控分級管理，三級及以上風險作業(yè)面要求使用移動布控球進行監(jiān)控，智慧工地系統(tǒng)對三級及以上風險進行監(jiān)控，作業(yè)過程可進行畫面查看、遠程操作、錄像抓拍、歷史影像查看等操作，確保全過程全天候安全施工。
“數(shù)據(jù)化的評估方便我們合理安排工作節(jié)奏，避免‘月頭忙死、月底閑壞’，同時，我們對不同風險等級的作業(yè)任務在監(jiān)督管控力度上區(qū)別對待，風險等級越高，管控力度越強?！爆F(xiàn)場經(jīng)理董克忠解釋道。
與此同時，天津電建根據(jù)風險等級等分門別類做好線上線下安全監(jiān)督，應用信息系統(tǒng)加強對安全監(jiān)督情況分析，做好現(xiàn)場違章查處和常態(tài)化隱患排查的閉環(huán)管理。
因隴東站地理位置特殊，天津電建通過無線組網(wǎng)方式及太陽能自供電方式，在站外圍墻及路口部署自供電的監(jiān)控槍機，在現(xiàn)場還搭建“預警槍機+太陽能自供電系統(tǒng)+無線網(wǎng)橋+預警”平臺，計算8路6至8個場景違章分析，通過AI識別技術實時識別施工現(xiàn)場作業(yè)人員的安全違章行為，提升施工現(xiàn)場安全管控能力。
慶陽換流站還支持北斗衛(wèi)星信號，并行通道數(shù)965個，在30°傾斜測量狀況下，精度低于2厘米，大大降低人為誤差；圍墻、廠房等區(qū)域布設沉降監(jiān)測傳感設備，實現(xiàn)對基礎數(shù)字化全方位監(jiān)測，當出現(xiàn)異常信息時，及時轉達給相關管理人員，有效做到防災減災……“這些研究成果有效實現(xiàn)現(xiàn)場大范圍風險點檢測，大大降低了智慧工地建設的繁瑣性?！蓖蹩∮钫f道。
天津電建依托甘肅慶陽換流站，舊瓶裝新酒，從“生產(chǎn)線”走向“實驗室”，向“存量空間”要“增量價值”，成果轉化落地開花，為綠色低碳、數(shù)字化轉型插上了一雙騰飛的翅膀。