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巴西纪行 之七——丛林科幻城换流站

巴西纪行 之七——丛林科幻城换流站
2019年06月19日 05:25 新浪网 作者 环球网

  有无数好莱坞电影会描述出这样的场景 – 当主人公历尽千辛万苦走出丛林或者沙漠,会忽然发现前方出现一座神秘的城堡,而随后便是匪夷所思的奇迹等待着他。

  巴西纪行 之七——丛林科幻城换流站

  当美丽山水电±800千伏特高压直流送出二期项目里约换流站突然在树林中出现在我的面前时,我脑子里想到的,便是这样的情节-- 只不过,出现在我面前的不是古老的城堡,而是一座充满神秘色彩的高科技之城-- 一座中国人设计、施工和调试的科幻之城。

  巴西纪行 之七——丛林科幻城换流站

  换流站不仅仅是一个“站”,它包括了林立的大型露天交流输电设施和直流输电设施,深藏在阀厅和主控楼内的从中国漂洋过海过来的换流阀、特高压直流控制保护系统等各种核心设备,以及备品备件库甚至医务室等单位,宛然一座形态特别的城堡,一批中国和巴西员工就在这里携手工作。由于那些高科技含量的输电设施大多不为人们所熟识,又体量庞大,宛若巨人,这“城堡”便也得了未来世界的三味。

  这种科幻的感觉在我站立于它的建筑群之前时,感受更加深刻。其中一座建筑,我想如果文学家看了,也许会用“壁立千仞”这样的词句来形容,老萨虽然没有那么夸张,但面对如此不明的巨大建筑也不由自主产生了一份敬意。我想起在历史上,无论东西方的帝国,都有修建标志性大型建筑的习惯。有的时候是城堡,有的时候是教堂,有的时候干脆是没有什么用处的巨形拱门或者高塔。这一切都会让外来者产生天然的敬畏。

  巴西纪行 之七——丛林科幻城换流站

  然而,正当我在这里留影纪念的时候,一位巴西工程师拉着已经在里约和我混熟了的中方工作人员赵炜炜走了过来,好奇地问我:“老萨,你干吗和我们的‘空调’合影啊?”

  “空调?!”

  这个“壁立千仞”的玩意儿居然是空调,我又回头看了看,心中涌起了想砸我们家空调的欲望。如果空调的概念是这样的,那我们都会怀疑自己被卖空调的给忽悠了,它和家里用的那个“空调”毫无共通之处啊。咱好歹也是个有证的工程师,怎么混到连空调也不认识了?

  看到我的尴尬和惊讶,那位巴西工程师肯定是早有预料,哈哈大笑起来。赵炜炜也忍不住笑,对我说道:“这确实是换流变压器的‘空调’,准确说是‘电风扇’”

  “你们干吗要这么大的电风扇?巴西的夏天非常热吗?”我瞠目结舌地问。

  “不,巴西夏天的确很热,但这个玩意儿可不是为了给我们人类服务的,它们是换流变压器的冷却器,通过其中的散热器对变压器里的绝缘油进行冷却的”

  ‘风扇’要如此强大,并非因为巴西是热带地区,而是因为美丽山二期工程是一个特高压直流输电项目。

  传统上,我们使用的输电方式是交流的,但是交流输电需要经常落地,形成一个个变电站,效率相对较低,能量损耗较大。为此,人们开始重新思考直流输电技术,并在技术上得以实现,而且输电电压不断提高。这方面,中国在世界上处在领先地位。在中国西部有众多大型的发电基地,而东部地区用电需求很大,通过特高压直流技术,可以直接将电源基地的电力送至负荷中心,输电效果很高, 同时在满足绝缘要求的范围内,输电电压越高,输电功率越大,可以更好地满足需求,中国的电源基地在西部,负荷中心在东部,巴西的电源基地在北部,负荷中心在南部,两国负荷中心到电源中心都有2000公里左右的距离,因此巴西引入中国的特高压输电技术,成为世界上第二个采用特高压直流输电技术的国家。

  听说这件事当年还曾经引发过争论。在美丽山水电站配套输电工程投标前,巴西有官员曾提请相关部门考虑,是否允许国网巴控公司以正负800千伏特高压直流输电技术为基础的提案进场,理由是“没有其它公司具备这种技术,因此可能导致国网公司的竞标对手处于不利地位。”

  这种提议当然没有被采纳,因为技术进步本身就是竞争力。但是,由这套中国独门绝技引发的震动,也可以感受到其强大。

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  说起来特高压直流输电技术直观地看甚至有点儿“诡异” – 以美丽山二期工程为例,两千五百多公里的输电线路上,只有南部的里约州Paracambi市郊和北部的欣古河边各设有一个节点,中间漫长的线路跨越森林大河,仿佛一条中间连一个收费站都没有的空中高速公路。这两个节点,算是高速公路的出口和入口,便是一对功能强大的换流站。

  仔细想想,这事儿可能比直观看来更加玄幻 – 在这条线路上,我们可以感到电“奔跑”的速度。众所周知,电和光的传播速度一样,都是每秒三十万公里,我们的线路长2,500多公里,加上传输媒介带来的延迟,电从欣古换流站发出,到被里约换流站收到,时间正好是0.01秒,也就是10毫秒。尽管这个时间微不足道,但这可能是我们人类很少的可以感受到电传输时也会有延迟的机会-- 想象一下,用慢镜头重现一下真实的世界中,电是怎么跑的,这大概只有在美丽山二期的线路上可以实现。

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  再这么说下去,咱们就成科普读物了,言归正传。

  换流站这个设计和空调有关系吗?

  当然有关系。

  美丽山二期工程的送电方向是由北向南,正负800千伏的直流电,经过2,500公里的传输一头撞进终点里约热内卢的换流站,这里的所有系统会即时忙碌起来,要把正负800千伏的直流电转换为500千伏的交流电,并转入地方电网,要消除传输中的不稳定性,还要去除强烈的静电,而这一切都需要在瞬间完成。其结果便是这里瞬间产生巨大的热能。这种能量巨大到什么程度呢?俊峰给我形容过,假如不予降温,它足以使换流阀元件一个一个地被融化掉。

  那么,作为起点的欣古站那边,情况会不会好一些呢?一样。欣古站的电是从美丽山水电站送过来的,来的时候是五百千伏交流电。于是欣古站接收到这样的电,之后也要迅速进行交直流转换,从五百千瓦交流转为八百千瓦直流,这个过程也要产生大量的热能。

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  所以,两个换流站还需为换流阀配置冷却系统,形成两面庞大的“空调”阵列,来保障温度的稳定,并且设置有复杂的保障系统,以保证“空调”系统能够在极端环境下保持工作。这套保障系统也让我们煞费苦心,但这种付出是值得的-- 试想,如果电不断地送过来,空调系统却因为跳闸或者机械故障不工作了,那将是怎样可怕的一种情景?而这个庞大的怪物,倒是把老萨搞糊涂了。

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  其实,在换流站会把人搞糊涂的事情很多,比如仅仅看站前广场的两侧,我们可能会怀疑这是一个军事机构,因为那里各放置着一座双联装的“战列舰炮塔”。

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  这当然不是什么作战装备,却有着一个比“战列舰炮塔”更为魔幻的名字 – “换流变”。这很容易让我们想起“降魔变”一类与神界战争有关的仙家法器来。它真实的作用是配合换流阀完成长距离直流输电的电能转换,是一种巨型变压设备 – “换流变”的变,是变压的意思。那么,这玩意儿为何如同礼炮一样放在这里呢?我们看到的是站里的备用设备,一旦使用中的换流变出现问题,便可以立即替换上去。这么大的家伙,按照操作规程是安放在户外的,备用设备也是露天存放,结果因为没有接电缆,给存出了一个人间大炮的感觉。

  换流变要承受交直流转换过程中的送入和送出交流功率的任务,在换流站的地位可说一夫当关,类似堡垒的地位。而堡垒掩护下的作战部队,则是藏在阀厅里的换流阀。

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  当我们走进换流站最核心的阀厅时,一组组银光闪闪的换流阀如同巨人一样高悬头顶,顿时让人产生一种进入圣殿的感觉。这些换流阀的关键内核是晶闸管,它是真正完成交直流转变和获得稳定交、直流转换的换流站核心部件,可说集电力电子技术,光控转换技术,高压技术,控制技术等于一体,在高科技领域堪称明珠。

  站在阀厅里看着半空中一组组巨大的换流阀,正在感慨之际,赵炜炜在一旁叹道:“换流变是西电常州厂的,换流阀是北京良乡厂的,控保系统是南瑞的,这里所有关键部件都是中国生产的。”

  一时间,感慨之外,只能是感动。

  里约站这里几年前只是一片山丘牧场,对面的欣古换流站原来是一片丛林,靠了中国人的勤奋与中巴双方的共同努力,如今这里已经成为一座高科技的殿堂了。

  听赵炜炜讲换流站还有一些设备是看不到的,比如和“换流变”名字之魔幻有一拼的则是“接地极”,听来让人觉得像土行孙转世 – 实际上它也的确有些类似土行孙,是个专往土里钻的家伙。接地极其实连接着埋入地中专门用作接地金属导体,接地极和换流站直流场之间的线路就是“接地极线路”其实是直流输电线路的地线,—接地极,两个换流站各有一根,便与大地形成回路。然而,特高压直流输电线路正负800千伏的超高电压,正常情况下都是“双极”同时运行的,在特殊情况下或者故障情况下,则必须形成单极直流线路和接地极线路的回路,会使得成使它的负担极大,故此,一方面“接地极”的设计需要以精确的计算为基础,另一方面它的周围会形成相当面积的一个场,十分霸道。于是,接地极往往要被设置到人迹罕至的荒凉地方,即便距离换流站也会有数十公里,我们在这里只能看到为它接出的线路,真正的接地极长什么样,就无从知晓。

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  《封神演义》中的土行孙。

  看我好奇,赵炜炜介绍道这站里还有一个土行孙,那就是整个站的避雷设备。一般的建筑只需要一根避雷针,接到地下就可以,但输电设备带点运行以后,本身就是一个“雷公” – 国网巴控地员工开玩笑,说站在输电线塔下面拿一串钥匙可以做电弧试验的。这样一来,在换流站怎样应对雷电就成为一个专业技术。

  “埋一个大铜管下去?那你们可要当心盗贼啊,来偷走了卖废品他可赚了。”我随口开个玩笑。

  “那这个贼可发了大财了,就怕他搬不走,我们的防雷击系统是地下整个一个网格状的结构,除非他把整个换流站翻过来,他可是拿不走啊。”赵炜炜道。

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  “这么大?你们开始基建的时候,把整个换流站都挖了一遍?

  “是的,”赵炜炜道,“不这样不够安全啊。当时做得很艰苦,不过,也有有趣的地方,我们的工人曾经挖出过鳄鱼和大蟒蛇来!”

  “地下挖出鳄鱼来,这是怎么回事儿呢?”我接着追问,“是在你们这里?”

  “不是,是在欣古那边。”

  当我到达欣古站的时候,得知这还真不是开玩笑。

  [待续]

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