技術革新 廣州供電勇立潮頭

何治民

城市發展，電力先行；智慧城市建設，電力技術升級先行。

當下，人工智能、區塊鏈、云計算、大數據等前沿技術的應用，一場前所未有的產業革命襲來，可以預見的是，在萬物互聯的智能時代，電力革命的競爭將是全球發展的另一個戰略制高點，如何搶占這一輪競爭的制高點，技術創新是突破。

廣州電網是全國供電負荷密度最大的城市電網之一，南方電網廣州供電局對這種競爭的感知力更強，主動扛起了技術創新的大旗。從自主研發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500千伏陸上交聯電纜項目—楚庭輸變電工程，他們用技術引領電力設備的革新，提升供電能力的同時，也確保了供電安全。

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

自主研發 做行業“領頭羊”

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、穩定性好的礦物絕緣油變壓器被人類開發使用，但其燃點低容易引發電力火災，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世紀末，美國人研發出植物油變壓器，并在南美、北美推廣，引發世界各國關注。

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事故，同時，植物絕緣油能延長變壓器壽命且易降解，經濟又環保，“1臺110千伏植物油主變壓器，比傳統的礦物油變壓器能節省全壽命周期成本100萬元。”

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，將目標定為國內首臺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，國外已經掌握了110至420千伏電壓等級的植物油變壓器關鍵技術，并對中國進行技術封鎖，這就意味著自主研發是異常艱難。

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揮植物油變壓器的優勢，這也是研制植物油變壓器需要攻破的難題。改善植物絕緣油穩定性的秘訣在于不斷優化植物油的添加劑配方。經過廣州供電局和合作方重慶大學研發人員兩年多的努力，他們提煉的植物絕緣油順利通過國內權威機構檢測，關鍵技術指標優于進口產品。

如何應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，尋找規律。再一個個排查風險點，不斷優化設計方案和制造工藝。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。“我們重新更改變壓器設計、制作工藝和技術方案，才得以解決這個問題。”

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，率先打破國外技術封鎖，研制出中國第一臺具有完全自主知識產權的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110千伏芙蓉變電站正式投產。

意義不止于此。這臺植物油變壓器的研制得到的技術經驗，編入1項國家標準、3項行業標準以及6項團體標準，極大地推動了植物油變壓器在國內的推廣和應用，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，南方電網組織中國、國際變壓器行業專家團隊對此臺變壓器給出了“整體國際領先”的鑒定結果。

這份權威的鑒定結果是對廣州供電局試研院研發團隊的莫大鼓勵，目前，他們正在研發220千伏電壓等級的植物油變壓器，預計明年掛網。同時，他們將繼續向500千伏電壓等級發起“進攻”。“待500千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，離這個目標的實現應該不會太久了。”宋浩永信心滿滿地說。

創新技術 筑智能安全網

“你們吊車作業的時候要設置安全圍欄。”“你看，這個電纜溝預制件安全養護要跟進。”番禺石壁村二組，在建的500千伏楚庭變電站的項目工地上，廣州供電局項目經理謝劍翔向《南風窗》記者介紹變電站建設情況的空隙，總會不厭其煩地一再囑咐現場施工人員注意安全。半天采訪下來，給人最大的感受是，如果變電站也有標簽或性格，那屬于楚庭變電站的標簽就是“技術確保安全無處不在”。

廣州素有“地質博物館”之稱，地質情況異常復雜，如白云區、花都區為熔巖、土洞發育區，而項目線路經過的番禺區則是以淤泥及砂層為主，對隧道技術要求更高，電力隧道深達17米。

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

“安全”這個標簽并非憑空而來，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，這就意味著要挖20公里的電力隧道。

廣州素有“地質博物館”之稱，地質情況異常復雜，如白云區、花都區為熔巖、土洞發育區，而項目線路經過的番禺區則是以淤泥及砂層為主，對隧道技術要求更高，電力隧道深達17米。

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

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

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

值得一提的是，廣州供電局還運用了智能化手段來監控施工過程中的安全風險。如實時監控盾構機數據，對掘進規律進行智能分析預警和風險管控，在室內變電站建設過程中用智能無線數據采集儀，打造智慧工地，實時掌控施工過程各項指標的變化。

如今，500千伏楚庭變電站建設正在如火如荼進行，預計明年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戶內變電站，也是粵港澳大灣區建設的重點設施項目，建成后，供電范圍將輻射廣州的番禺區西北部、荔灣區中南部、海珠區西部和越秀區西南部，能有效解決600兆瓦負荷。

此外，項目投產后產生的安全效應也不容忽視。2015年，廣州電網500千伏廣南變電站被突發龍卷風正面侵襲，因500千伏變電站布點不足，導致廣州遭遇了20多年來最大范圍的一次停電。楚庭站投產后，將改善城區500千伏環網布局，讓廣州居民生產生活用電更安全。

攻堅克難 引領行業變革

地處廣州南站商圈的番禺區石壁村二組，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號地鐵線經過陳頭崗停車場附近時，像一個大大的問號，將楚庭變電站項目包裹其中，當兩個項目同時施工，楚庭變電站遇到了同類項目中罕見的用水、用電、用路困難。

當天的采訪，項目經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調。“這個工程在建設過程中需要一直協調用水、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，多次上報區政府請求協調，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突破外國核心技術的封鎖。

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傳出來的，”作為主創團隊成員之一，宋浩永立馬做出專業判斷。過了兩個小時，取出油樣分析，果不其然，某部分的放電指標升高了多倍，“但完全不知道放電部位在哪里。”

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計制造的技術指導，被我們毫不猶豫拒絕了。”宋浩永說，這臺變壓器是國內行業標桿，一旦用了外國的技術，這對國內產業是毀滅性打擊，他們選擇了將自主研發走到底。

如何突破？他們逐個排查風險，同時將負責初設的沈陽研究院、設備廠家和重慶大學的專家悉數請到現場，集思廣益，尋找事故原因、商量對策。在經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，創新不止。從自主研發突破國外植物油變壓器核心技術的封鎖，到創新電力隧道挖掘技術，廣州供電人攻堅克難、勇于創新的職業本色展露無遺。

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

這些矚目的成績是廣州供電人職業本色的外化，更是廣州供電局技術創新的結晶，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建設提出的用電需求，如何應對人工智能時代帶來的電力發展挑戰，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繼續前行：攻堅克難助突破，技術創新促變革，讓廣州電力發展勇立潮頭。