一、500千伏楚庭—广南线路工程概述
为满足广州中南部电力需求增长的需要,缓解500千伏广南变电站供电压力。广州供电局从2009年10月开始开展500千伏楚庭—广南输变电工程可行性研究工作。经过长达2年多选址选线,于2012年12月明确了位于广东省广州市番禺区石壁街道的500千伏楚庭变电站站址。因500千伏楚庭—广南线路新辟线路将自西向东横跨整个番禺区中北部核心区,对地区重点规划项目以及市政景观的影响巨大,沿线土规调整工作无法协调各方利益,无法支持楚庭—广南线路采用架空型式,故楚庭—广南线路导线选择为电缆型式。经与城市规划部门协商,广州市政府明确支持楚庭—广南线路采用电缆型式,并承诺在南大干线市政道路项目中统筹考虑隧道管线建设。500千伏楚庭站建成后,将使片区220千伏电网获得另一个重要网供电源,加强电网结构,对降低电网运行风险、提高供电可靠性具有重要作用,远期还可兼顾向佛山中南部地区的供电,为广佛同城化和“广佛肇”经济圈的建设创造条件。
目前,500千伏楚庭—广南电缆线路工程是我国当前输送距离最长、输送容量最大的500千伏陆上交联电缆工程,线路总长达40km,横跨城市中心、工/农业用地,自然景区等复杂的社会及自然环境,对电缆选型、沟道施工、敷设安装、质量控制以及人力物力资源调配等带来严峻挑战。同时,该工程亦为全国首个两回线路均采用国产电缆的500千伏城市电网工程,这为工程的整体可靠性保障提出了更加严格的要求。因此,楚庭—广南电缆线路工程建设难度之大、技术要求之高,均为历史之最,其在工程层面、科技层面以及管理层面均面临着前所未有的挑战。特别是工程中500千伏电缆因其重量大、段长长、电场强度高,在设计、施工、运维、管理等过程中均存在诸多难点。
二、工程篇
500千伏楚庭—广南电缆线路工程作为目前我国陆上电缆输送距离最长、输送容量最大的电缆工程,在工程的整体规划设计、电缆及其附件结构的选型、电缆沟道土建、电缆敷设及安装中均面临诸多技术挑战,本部分对于建设团队在上述几方面所秉承的核心理念思路、采用的关键工程技术以及取得的工程攻关成果做简要介绍。
(一)电缆及附件结构选型
建设工程基于500千伏楚庭—广南电缆线路容量、运行环境等重要边界条件,并结合电缆全生命周期的可靠性、经济性等目标需求,分别针对500千伏广楚甲线与500千伏广楚乙线的电缆本体及附件选型开展了多方论证研究,最终对500千伏广楚甲线选取由特变电工山东鲁能泰山电缆股份有限公司生产电缆本体,型号规格:ZB-YJLW02-Z-290/500kV 1×2500mm2,对于500千伏广楚乙线由青岛汉缆股份有限公司生产,型号规格:ZB-YJLW02-Z-290/500kV 1×2500mm2。
对于电缆附件结构,500千伏广楚甲线电缆附件选用特变电工山东鲁能泰山电缆股份有限公司生产,并采用日本昭和工艺,附件结构及基本参数如图1(a)所示;500千伏广楚乙线电缆附件由日本VISCAS公司生产。中间接头均为组合预制式附件,应力锥材料为三元乙丙橡胶,附件结构及基本参数如图1(b)所示。

(a) 特变昭和公司中间接头结构

(b) VISCAS公司中间接头结构
图1 (a) 500千伏广楚甲线 (b) 500千伏广楚乙线 电缆中间接头结构示意图
(二)隧道土建
500千伏楚庭电缆线路工程全线采用隧道敷设,隧道总长18.9公里,分别采用盾构、顶管及明挖工法,管径4.1米,埋深8~17米,可以容纳4回500千伏和4回220千伏电缆。其中楚庭站内附属隧道长度为0.32公里,设置1个工作井;西段电力隧道电缆隧道长度为1.76公里,设置4个工作井。南大干线段隧道长度为12.4公里,设置13个工作井。东段隧道,长度约4.42公里,设置13个工作井。其中南大干线隧道为广州市政府投资建设,东段、西段和楚庭站内附属隧道为广州供电局投资建设。
广州供电局从2017年开始首段隧道土建施工,在2022年12月完成全线隧道贯通,历时六年。在盾构段有两处转弯半径仅有80米,是国内同类盾构的最小转弯半径,刷新了工程纪录。同时为了避免开仓换刀期间软弱地层发生塌陷,工程中创新性地采用了冷冻刀盘开仓换刀技术,增加冷冻管路和智能设备,利用冷冻刀盘将地层冻结加固,使地层稳定,达到开仓换刀的要求。此外,工程建设中合理地利用了BIM技术集成隧道及相关地下构筑物的数据模型,对项目设施实体进行三维数字仿真展示,实现隧道电缆模拟布置、与现有地下构筑物交叉碰撞分析等功能,提高了关键环节的技术和风险管控能力。

图2 楚庭隧道截面
(三)附件安装
楚庭电缆工程中总计使用电缆接头186个,62组。其中中间接头58组,终端接头4组。大量电缆附件的应用为其安装的一致性与质量控制带来较大挑战。建设团队针对这一问题开展了工程技术攻关,秉承安全第一、优质高效、工期合理、科学配置的原则,通过加强督导、强化管理,确保附件生产质量合格率和附件安装质量合格率双百分百。同时根据工程整体工期要求,编制科学、合理、周密的施工实施方案。采用现代化信息技术实施监控施工进度,合理调度人、机、料资源配置、保障工序衔接,确保实现工期目标,满足建设要求。另外,结合工程实际及目标责任要求,在施工组织中实行科学配置,选派经验丰富的管理人员和专业化的施工队伍,投入高效先进的施工设备,选用优质的材料,保障工程顺利实施。最终,建设团队形成了针对500千伏电缆的高可靠性技术流程:
其中500千伏广楚甲线电缆附件均由山东鲁能泰山电缆股份有限公司安装,每组接头制作周期约18天,包括加温校直、屏蔽处理、打磨、硫化、组装、封铅等环节,工作流程如表1(a)所示。
表1 (a)500千伏广楚甲线电缆附件工作流程

500千伏广楚乙线中间接头和GIS附件由上海惠东公司安装,户外终端由日方人员安装,每组接头制作周期约12天,包括加温校直、镜面处理、硫化、组装、封铅等环节,工作流程如表1(b)所示。
2022年11月楚庭工程开始首个电缆接头的制作,2023年4月15日高效完成全部附件组装工作,并一次性顺利通过了交接试验。
表1 (b)500千伏广楚乙线电缆附件工作流程




