500千伏交联聚乙烯海底电缆研制成功,把海洋输

2019-11-29 作者:中国历史   |   浏览(120)

8月20日,历时一年半的世界首条500千伏交联聚乙烯海底电缆预鉴定试验在国家电网海洋输电工程技术实验室顺利完成,标志着该型号海底电缆可以正式投入使用并彻底实现国产化。

新华社杭州8月20日电记者20日从国网舟山供电公司了解到,国产500千伏交联聚乙烯海缆已完成预鉴定试验,意味着该型号海缆能够正式投入使用。500千伏交联聚乙烯海缆的国产化将为舟山群岛新区建设提供电力保障。

澳门金莎娱乐 1

作为海底电缆试验团队的负责人,从2009年加入国网舟山供电公司到现在,郑新龙已经在海洋输电工程技术研究和开发应用一线工作了近10年。

预鉴定试验用于验证投入运行的海缆是否质量达标,是海缆投运不可缺少的重要环节。舟山供电公司海洋输电研究中心技术负责人郑新龙表示,500千伏交联聚乙烯海缆预鉴定试验历时一年半,检测了海缆系统绝缘性能、附件绝缘性能、绝缘配合性能、热机械的长期特性和工厂接头性能等5方面性能,试验结果表明该海缆性能可靠,能够满足工程需求。

4月13日,由浙江舟山海洋输电技术研究中心自主研发的500千伏交联聚乙烯海底电缆通过出厂试验,具备交付舟山500千伏联网输变电工程的实际使用条件。预计6~8月,海底电缆将在工程中进行现场敷设。

在这10年时间里,面对国内海洋输电领域研究空白的现状,郑新龙参与组建了海洋输电工程技术科技攻关团队,负责过多项海底电缆的国内首试,改变了我国在相关领域缺乏系统性研究的局面,在跨海输电工程设计、高压试验研究,运维监测和标准化体系建设等方面填补了多项国内空白。

据了解,在该项目投入试验之前,国内还没有500千伏等级的交流海底电缆的生产能力,技术与产品都依赖进口。高电压等级海底电缆实现国产化,将对我国海洋输电技术的发展起到巨大的推动作用。

浙江舟山海洋输电技术研究中心位于舟山本岛,是国内唯一一家专业从事海洋输电领域技术研究的机构。在综合楼办公室里,我们见到了舟山海洋输电技术研究中心副主任郑新龙,听他介绍关于500千伏交联聚乙烯海缆的情况。

凭借在海洋输电领域的科研成就,郑新龙先后获得中国电力科技进步奖、浙江省科学技术进步奖等诸多奖项,获授权发明专利7项,发表论文40余篇,被评选为2016-2017年度“全国青年岗位能手标兵”。

国产500千伏交联聚乙烯海缆将首先应用于500千伏舟山与大陆联网工程中。该工程是浙江电网建设史上规模最大、难度最大的500千伏跨市联网工程,新建海缆路由17公里。该工程建成后将成为世界上第一个交流500千伏聚乙烯绝缘海底电缆工程。

海底电缆的前世今生

建设海洋输电试验研究基地 迈出“创业”第一步

海洋输电主要方式为海底电力电缆和海上架空线路。正在施工建设的舟山500千伏联网输变电工程有17千米的海路需敷设海缆。这段海缆完全采用国产500千伏交联聚乙烯技术,建成后将成为世界上第一个投入商业运行的500千伏交联聚乙烯绝缘海底电缆工程,也将彻底改变我国500千伏海缆依赖进口的现状。

在建设海洋强国的道路上,能源供给是一项非常重要的工程。浙江省舟山市东临东海,西靠杭州湾,岛屿众多,海上风力资源丰富。但是海上风力发电依靠自然风,不仅不能提供稳定的电能,如何长距离传输到陆地并接入电网也成问题。

郑新龙指着桌子上摆放的一段约1米长的海缆样本介绍:“这是一根交联聚乙烯海缆内核,里面露出部分为阻水铜导体,而包裹着铜导体的白色部分,就是用聚乙烯材料做成的绝缘体,这之外应该还包裹着阻水缓冲层、铅套、铜丝、沥青等一共16层材料,直径长达180毫米。虽然这段海缆只有1米长,却重达82公斤。”

“其实,欧洲在上世纪90年代就开始轻型直流的研究与实践,也就是国内现在流行的柔性直流。”郑新龙说,“我们在2010年就与当时的中国电力科学研究院直流团队一起开展了海岛地区实施柔性直流可行性的前期研究工作,为舟山柔性直流输电示范工程建设奠定了基础。”

那以前的海缆是什么样?

柔性直流输电工程的建设,首先要有相应的海底电缆。郑新龙回忆道:“那个时候上海有一个柔性直流项目,用的是30千伏的直流电缆。这个电压等级的产品,与我们需要的200千伏柔性直流高压海底电缆是有差异的。”

在一楼的海洋输电技术研究展厅,陈列着之前使用的油纸绝缘海缆,横截面没有交联绝缘电缆复杂,共12层,主要区别是绝缘体采用油纸绝缘。在外压影响下,油很容易泄漏,导致环境污染,而聚乙烯海缆具有安装维护方便、性能安全可靠的优势。

2012年初,当国网公司准备立项进行多端柔性直流输电工程建设的时候,国内仅有上海电缆研究所在配合电缆厂家开发160千伏的直流电缆相关试验。“超高压海底电缆从设计生产到投入使用,需要长时间的型式试验和预鉴定试验来测定其性能和使用寿命。当时我们定位是500千伏,当然首先确保200千伏,为我国500千伏交直流海底电缆开发、工程建设与试验服务。”

澳门金莎娱乐,全方位检测海底电缆性能

在郑新龙团队的坚持和努力下,国网公司在舟山建设柔直配套试验能力,这也是目前国内唯一专业从事海洋输电工程技术研究的实验基地。

电气性能试验大厅是一幢占地面积为3000多平方米,总长78米、宽40米、高27米的单层建筑,里面是一个独立的敞开式大空间,由屏蔽厅、预鉴定设备厅、控制室等部分组成。

秉承“攀高峰、接地气”的创新理念

因为海缆试验需要在没有电磁影响的情况下进行,整个试验大厅由钢板做成,需模拟一个巨大的法拉第笼,避免电磁信号干扰。一道玻璃墙把屏蔽厅和狭长的控制室隔开,试验时,值班人员在控制室内通过电脑监控电气试验的电压、电流和电缆温度等数据。为减少干扰源,不能开空调,夏天这里像在蒸笼一样,操作人员不到两分钟就是一身大汗。

海洋输电实验基地建成之后,郑新龙和他的团队面临的第一个挑战就是世界第一个五端柔性直流输电工程所用的海底电缆的预鉴定试验。

500千伏交联聚乙烯海缆在屏蔽厅里开展电气性能方面检测,局部放电试验、热循环电压试验、操作冲击电压试验、雷电冲击电压试验和无线电干扰试验等均在此进行。施工技术研究室主任敬强说,他们遇到最难、最耗时的试验是局部放电试验,因日常电气设备的局部放电量有几百皮库,而海缆试验要求检测出的局部放电量少于5皮库,难度非常高,最终他们用时26天排查问题、完成试验。

作为考核电缆长期性能的预鉴定试验极为重要,在国内尚无标准的情况下,郑新龙组织建立了柔性直流电缆试验场,编制了直流电缆试验方案,首次在国内开展了200千伏直流电缆预鉴定试验工作。

试验大厅外有一个户外试验场,一根170米长的海缆贯穿各个模拟区域。这里正在进行海缆带电试验,以30至40年使用期限为标准,检测国产电缆的长期运行、绝缘性、接头连接可靠性等方面性能。

“50多公里的电缆在现场试验,其实我们也没干过,但是第一次干还挺成功的。”回忆起这次特殊的试验,郑新龙语气很轻松。但这么大容量电缆的直流耐压试验在国内是第一次,其中艰辛,怕是只有他们自己知道。

技术攻关取得创新成果

50多公里的电缆在现场试验结束之后,整个电缆绝缘里面存储的能量仍然非常大。为了在短时间内安全释放掉这些电荷,郑新龙想出了一个阶梯放电的方案:“我们多次给它替换电阻,最后电压变得很小的时候,就放电成功了。”

海底电缆是实现电网国际化、区域电网互联以及海上可再生能源并网的物理基础和关键装备,舟山500千伏联网输变电工程所应用的500千伏交联聚乙烯海缆及铁塔制造属重大技术创新设备。

试验成功之后的直流电缆目前已经投入使用,连接在舟山定海、岱山、衢山、洋山、泗礁五座岛屿之间,保障了各岛供电的高效稳定。

从2015年开始,国网浙江省电力公司调动全省技术力量,联合中国电科院、国网电科院等单位,以及国内4家顶尖的电缆厂共同组成研发团队,开展技术攻关,在设计、制造、试验、安装敷设等领域开展11项专题研究,在软接头及本体制造技术、试验及标准体系等方面取得多项技术创新,而舟山海洋输电技术研究中心则承担了海缆的型式试验和预鉴定试验工作。

最近,郑新龙和他的团队刚刚完成了世界首批500千伏交联聚乙烯海底电缆预鉴定试验,意味着该型号海底电缆能够正式投入使用。

针对目前我国无高等级现场试验设备的实际情况,舟山海洋输电技术研究中心的工作人员参加系统技术规范、标准制定,在研制过中开展了大量的技术指导、调试、检测和试用,并专门为海缆研制了一套大容量变频串联谐振电压试验系统。

“当时该试验是国内首批,没有先例可以借鉴。”没有前人经验,那就自己沉下心来摸索。在上级公司的指导协调下,他和中国电力科学研究院检测中心同行一起制定了试验方案,双方同步开展试验、相互印证,取得了良好的试验效果。“摸着石头过河”与“联合作战”对郑新龙来说已经习以为常。

到今年12月,总投资达到46亿元的舟山500千伏联网输变电工程将建成投运。建成后可以满足“一带一路”倡议下舟山新区经济快速增长的用电需求,满足舟山国际绿色石化基地建设的用电需求。

“预鉴定试验的热循环耐压需要连续365天不停电进行试验,都是在我们的试验场里完成的,尤其是之后要对这条170米长的海底电缆开展雷电冲击试验,对这么长的500千伏电缆调试标准的雷电波形应该是没有先例的”。郑新龙带领试验团队提出试验方案,检测了海底电缆系统绝缘性能、附件绝缘性能、绝缘配合性能等5方面性能。

这一条海缆,保障了国家级群岛新区的安全可靠供电。

开展国内首批500千伏交联聚乙烯海底电缆型式试验的时候,因为缺乏在同一个屏蔽厅开展多条如此高电压等级海底电缆局放试验的经验,为了利用晚间干扰少的条件,抓紧时间试验,得出可靠的数据,郑新龙不知道在办公室和衣而卧多少次,试验团队的同事们也经常加班,日夜鏖战,大大缩短了试验时间。

在国内尚无可以满足长达18公里的500千伏海底电缆现场试验需求的装备的情况下,郑新龙所在的团队牵头,与设备厂家合作,成功研制出了世界最大容量的变频串联谐振电压试验装置,打破了国外试验设备和技术的垄断,并成功应用于世界首次18公里500千伏交联聚乙烯绝缘海底电缆出厂试验,为海底电缆系统的可靠运行提供技术保障。

“我们做完预鉴定试验之后,设备厂家马上就卖出了一套设备。”郑新龙现在对国产设备充满了信心。

通过试验的国产500千伏交联聚乙烯海底电缆将首先应用于500千伏舟山与大陆联网工程中,建成后将成为世界上第一个交流500千伏聚乙烯绝缘海底电缆工程。

团结协作 将关键技术掌握在自己手里

尽管在海洋输电领域工作了近10年,除了海底电缆试验,还完成了很多科研课题,也拿过许多奖项和荣誉,但是郑新龙仍觉得自己“积累的还不够,有很多想干的事情还远远没有做到”。

“开始做一件事不容易,坚持做一件事更不容易。”郑新龙与团队里的许多成员一样,都是一毕业就来到舟山,参与海洋输电试验研究的相关工作。

“我们团队大家年龄相似,多年下来,大家都配合默契,遇到问题集思广益,加班加点也从不抱怨,对待荣誉也都比较谦虚。正是在这样团结和谐的团队氛围下,每个人才更有信心把工作坚持做下去。”郑新龙说,“虽然试验大厅配备了可以降温的新风系统,为了减少干扰,有的试验过程中我们是不开的。夏天在试验大厅站几分钟就大汗淋漓,但是我的同事们都没有怨言。正是靠着这种执着,才攻克了一项项工程难题,推动了我国海洋输电技术的整体提升,在国家重点科研任务和重大工程建设中不断取得突破。”

21世纪是海洋的世纪。习近平总书记在党的十九大报告中明确要求“坚持陆海统筹,加快建设海洋强国”,为建设海洋强国再一次吹响了号角。我国是拥有300万平方公里主张管辖海域1.8万公里大陆海岸线的海洋大国,海洋经济发展和海洋资源开发对能源供给保障提出了极大的需求。海洋输电对我国破解能源困局、统筹陆海发展,做大做深海洋经济这篇文章具有深远的战略意义。

郑新龙表示,“建设海洋强国,保障电力供应,需要我们在工作过程中做长远规划,同时还需要我们脚踏实地,一步一步做好铺垫,让我们的关键核心技术掌握在自己手里,实现从技术跟踪到引领,站上相关领域的科技制高点。”

本文由澳门金莎娱乐发布于中国历史,转载请注明出处:500千伏交联聚乙烯海底电缆研制成功,把海洋输

关键词: