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我国自主掌握深井接地极工程应用技术

作者:众彩网 来源:本站原创 日期:2020-07-24 11:51 点击: 

  近日,世界首例千米深井接地极顺利接入新东直流,开始为期一年的试运行。此次深井接地极项目由南网科研院承担,标志着南方电网在全球首次自主掌握深井接地极工程应用全套技术,更是我国电力行业对地下空间进行深度利用的一次开创性尝试。

  通俗来讲,千米深井接地极就是在地面凿出一个直径不足半米、深1000米的洞,把两座广州“小蛮腰”一般高的“热得快”埋入地下,让整个地球作为一个导体,形成电流大回路,保证直流电力系统的正常运行。

  据介绍,千米深井接地极能降低90%的占地面积,彻底解决传统接地极占地面积大的难题。不仅如此,深井接地极还可以与换流站一体化建设,使直流工程省去建设几十公里甚至上百公里的接地极线路,能极大节约工程建设资金和降低工程运维成本。

  “传统的水平接地极要占地1平方千米,而千米深井接地极仅仅需要三口直径不足半米的深井,占地仅为1平方米。从1平方千米到1平方米,在大规模节约土地资源的同时,还能提供更为安全可靠、环境友好的运行方式,更是直流输电技术的重要发展。”南方电网公司首席技术专家、南网科研院党委书记、董事长饶宏告诉记者。

  据了解,提出深井接地极,是在2013年两渡直流工程建设和调试期间,糯扎渡直流工程普洱接地极因占地面积大,几次改选极址,后来被迫采用垂直接地极,但只是在地表浅层30米左右的垂直接地极,不过在当时也是国内首个垂直接地极,但仍然存在占地面积较大的问题,目前的深井接地极比当时垂直接地极节约了占地面积90%。

  饶宏认为,“打一口千米深的井不难,难的是如何将所有的电气设备成功安装到直径只有400多毫米的空间里,还要在承受井底水压大、温度高的情况下保持各种设备的性能处于正常的运行状态,这需要极强的技术突破。”

  “关键技术难题就是技术转化为工程应用,一方面是明确工程结构设计及关键参数,另一方面就是创新施工工艺。”饶宏表示,深井接地极就像把一根“热得快”插到地下,几千安培的电力一通,就会发热,进而产生气膜。40吨重的电气设备,既要保证排气,又不影响导电性能,还要考虑高温、耐腐蚀等因素。

  由于地下每10米一个大气压,每100米温度升高3℃,大地的电气特性有许多不确定的因素。为了把这些“不可捉摸”的东西,变得可视化、透明化,项目科研团队通过建立数字模型,进行计算机数值分析,测算土壤分层情况,还原物理现象。但更重要的,还是走出实验室,在现场进行实践和测试。

  通过各种试验论证,项目团队开创了千米深接地极施工工艺,例如创新研制了深井接地极专用居中保护器,这款神器可以将特殊焊接处理过的套管、馈电棒等电气设备固定在井部中间,并采用分段组装和整体吊装的施工工艺,保证40多吨的电气设备一次性施工成功。

  据介绍,与传统接地极相比,深井接地极还能减小损耗,降低雷击风险,提高直流单极运行的可行性。

  目前,该工程已完成试验验证,各项性能指标达到设计要求,与垂直接地极相比深井接地极与常规接地极相比接地极电阻减少2/3,有效提升系统运行经济效益;接触电势降低80%,提供安全可靠、环境友好的运行方式。

  3月28日,深井接地极已经成功接入新东直流,开始一年期试运行,接受实践检验。项目组也将持续密切关注接地极运行状态,为后续技术推广应用总结经验。

  近日,世界首例千米深井接地极顺利接入新东直流,开始为期一年的试运行。此次深井接地极项目由南网科研院承担,标志着南方电网在全球首次自主掌握深井接地极工程应用全套技术,更是我国电力行业对地下空间进行深度利用的一次开创性尝试。

  通俗来讲,千米深井接地极就是在地面凿出一个直径不足半米、深1000米的洞,把两座广州“小蛮腰”一般高的“热得快”埋入地下,让整个地球作为一个导体,形成电流大回路,保证直流电力系统的正常运行。

  据介绍,千米深井接地极能降低90%的占地面积,彻底解决传统接地极占地面积大的难题。不仅如此,深井接地极还可以与换流站一体化建设,使直流工程省去建设几十公里甚至上百公里的接地极线路,能极大节约工程建设资金和降低工程运维成本。

  “传统的水平接地极要占地1平方千米,而千米深井接地极仅仅需要三口直径不足半米的深井,占地仅为1平方米。从1平方千米到1平方米,在大规模节约土地资源的同时,还能提供更为安全可靠、环境友好的运行方式,更是直流输电技术的重要发展。”南方电网公司首席技术专家、南网科研院党委书记、董事长饶宏告诉记者。

  据了解,提出深井接地极,是在2013年两渡直流工程建设和调试期间,糯扎渡直流工程普洱接地极因占地面积大,几次改选极址,后来被迫采用垂直接地极,但只是在地表浅层30米左右的垂直接地极,不过在当时也是国内首个垂直接地极,但仍然存在占地面积较大的问题,目前的深井接地极比当时垂直接地极节约了占地面积90%。

  饶宏认为,“打一口千米深的井不难,难的是如何将所有的电气设备成功安装到直径只有400多毫米的空间里,还要在承受井底水压大、温度高的情况下保持各种设备的性能处于正常的运行状态,这需要极强的技术突破。”

  “关键技术难题就是技术转化为工程应用,一方面是明确工程结构设计及关键参数,另一方面就是创新施工工艺。”饶宏表示,深井接地极就像把一根“热得快”插到地下,几千安培的电力一通,就会发热,进而产生气膜。40吨重的电气设备,既要保证排气,又不影响导电性能,还要考虑高温、耐腐蚀等因素。

  由于地下每10米一个大气压,每100米温度升高3℃,大地的电气特性有许多不确定的因素。为了把这些“不可捉摸”的东西,变得可视化、透明化,项目科研团队通过建立数字模型,进行计算机数值分析,测算土壤分层情况,还原物理现象。但更重要的,还是走出实验室,在现场进行实践和测试。

  通过各种试验论证,项目团队开创了千米深接地极施工工艺,例如创新研制了深井接地极专用居中保护器,这款神器可以将特殊焊接处理过的套管、馈电棒等电气设备固定在井部中间,并采用分段组装和整体吊装的施工工艺,保证40多吨的电气设备一次性施工成功。

  据介绍,与传统接地极相比,深井接地极还能减小损耗,降低雷击风险,提高直流单极运行的可行性。

  目前,该工程已完成试验验证,各项性能指标达到设计要求,与垂直接地极相比深井接地极与常规接地极相比接地极电阻减少2/3,有效提升系统运行经济效益;接触电势降低80%,提供安全可靠、环境友好的运行方式。

  3月28日,深井接地极已经成功接入新东直流,开始一年期试运行,接受实践检验。项目组也将持续密切关注接地极运行状态,为后续技术推广应用总结经验。

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