特高壓電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)階段大件運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)分析及對策

冷傳波+郭錫文+蔡偉龍+蔣小廣+李文濤+韓傳鼎+肖毅

[摘要]隨著特高壓工程數(shù)量的增多和變壓器運(yùn)輸參數(shù)的增大，大件運(yùn)輸實(shí)施難度和風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。為有效地降低運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)輸費(fèi)用，需要設(shè)計(jì)單位從站址選擇開始，對大件運(yùn)輸進(jìn)行深入研究。文章分析了不同因素對公路、鐵路和水運(yùn)等大件運(yùn)輸?shù)挠绊懀岢隽恕霸O(shè)計(jì)院站址提資”“大件運(yùn)輸研究單位資質(zhì)及業(yè)績”“完整大件運(yùn)輸方案涵蓋的內(nèi)容”以及“大件運(yùn)輸方案不斷更新”等具體要求，對站址選擇和降低大件運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)有一定的指導(dǎo)意義。

[關(guān)鍵詞]特高壓工程；變壓器；大件運(yùn)輸；風(fēng)險(xiǎn)分析

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.25.111

1 引 言

進(jìn)入21世紀(jì)后，我國能源供需矛盾凸顯，國內(nèi)開始了特高壓工程建設(shè)。目前我國境內(nèi)的特高壓工程主要指+1100kV直流工程、+800kV直流工程和1000kV交流工程等。這些工程變壓器運(yùn)輸重量在250～600噸，運(yùn)輸難度很大。[1]截至2016年年底，我國先后建設(shè)了十余條特高壓線路。在這些重點(diǎn)工程建設(shè)過程中，大件運(yùn)輸成為影響工程按期投運(yùn)的關(guān)鍵因素之一。

我國電力工業(yè)的蓬勃發(fā)展以及電力裝備制造業(yè)的調(diào)整和振興，給電力大件運(yùn)輸企業(yè)帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在追求安全、快捷、高效的現(xiàn)代社會，電力建設(shè)管理單位要求承運(yùn)單位能夠安全、可靠、高效地完成運(yùn)輸任務(wù)。

2 特高壓工程大件運(yùn)輸存在的問題

（1）公路距離偏遠(yuǎn)，導(dǎo)致公路改造難度和費(fèi)用大幅度上升。

（2）公路橋梁對特高壓變壓器公路運(yùn)輸影響大，采取措施費(fèi)用高。

一方面，公路橋梁由于設(shè)計(jì)荷載等級的限制，特別是早期修建的橋梁，荷載等級均不能滿足特高壓工程變壓器運(yùn)輸?shù)男枰涣硪环矫?，現(xiàn)有橋梁由于設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)等各個(gè)方面的原因，存在不同程度的缺損。同時(shí)一些老舊橋梁則由于年代較久、長期超負(fù)荷營運(yùn)等原因造成承載能力嚴(yán)重不足。為解決橋梁承載能力不足的問題，常常要花費(fèi)巨大代價(jià)增加橋梁承載能力。[2]

（3）鐵路專用運(yùn)輸車輛偏少，而且受鐵路限界影響大。國內(nèi)滿足特高壓變壓器運(yùn)輸?shù)蔫F路車型有DK36（A）/DK29/D26B等三種落下孔車型。目前這三種運(yùn)輸車型在全國不足20臺，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了大型變壓器的運(yùn)輸需要。

（4）水運(yùn)受季節(jié)和航道條件影響大。水運(yùn)分為近海運(yùn)輸和內(nèi)河運(yùn)輸。近海運(yùn)輸主要受到臺風(fēng)、專用船型、吊裝設(shè)備等因素影響。內(nèi)河運(yùn)輸受到航道等級、枯水期和洪水期、船閘等因素的影響，對運(yùn)輸時(shí)間和費(fèi)用有很大的制約。

（5）承運(yùn)單位間水平相差大，存在著多次分包情況。承運(yùn)單位是特高壓工程大件運(yùn)輸?shù)闹黧w。近年發(fā)生重大安全事故，都是安全觀念淡薄、多次分包以及安全投入不足造成的，給整個(gè)工程帶來了不可估量的損失。[3]

（6）大件運(yùn)輸法律法規(guī)不健全。我國已經(jīng)制定了大件運(yùn)輸基本法律法規(guī)，但具體到每個(gè)工程，由于運(yùn)輸線路差異，需要改造的障礙千差萬別，導(dǎo)致許多障礙排除費(fèi)用沒有法律規(guī)定。另外涉及一些宗教、信仰等，也影響到大件運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用。

3 特高壓變壓器運(yùn)輸技術(shù)要求及運(yùn)輸車型的特點(diǎn)

特高壓工程大件設(shè)備主要包括+1100kV換流變、+800kV換流變、1000kV主變壓器等。目前我國已經(jīng)建設(shè)了多條特高壓直流和交流工程。特高壓變壓器屬于精密儀器，制造和實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜，同時(shí)對運(yùn)輸也提出了許多要求。[4]

3.1 特高壓變壓器運(yùn)輸技術(shù)要求

根據(jù)變壓器設(shè)計(jì)及制造特點(diǎn)，變壓器運(yùn)輸過程中有嚴(yán)格的安全控制標(biāo)準(zhǔn)（如表1所示）。

3.2 變壓器運(yùn)輸工具的特點(diǎn)

目前國內(nèi)特高壓工程大件運(yùn)輸?shù)姆绞街饕需F路、公路、水運(yùn)以及它們之間二者或者三者的組合。下面簡要分析它們之間的特點(diǎn)（如表2所示）。

4 設(shè)計(jì)階段對大件風(fēng)險(xiǎn)分析

變電站（換流站）在初步設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分考慮大件運(yùn)輸費(fèi)用及存在風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)目前國內(nèi)大件運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式，大件風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)在公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、水運(yùn)和運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換過程中。

4.1 公路運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)

影響大件設(shè)備公路運(yùn)輸?shù)囊蛩睾芏?，常見的影響條件有：橋梁、空障、海拔高度、山區(qū)道路、低等級公路、少數(shù)民族聚居區(qū)等。[5]

（1）橋梁。橋梁是制約大件運(yùn)輸?shù)闹匾蛩亍＜庸檀胧┲饕蛄合麓罱ㄅR時(shí)支撐墩加固、橋板附鋼板和碳纖維加固，橋上橋方式加固以及加厚拱橋拱圈加固等。

（2）山區(qū)道路。特高壓變電站常常位于山區(qū)，不可避免需要經(jīng)過一段山區(qū)道路。山區(qū)道路轉(zhuǎn)彎半徑小，坡度大，需要結(jié)合變壓器運(yùn)輸重量和坡道情況，擴(kuò)大轉(zhuǎn)彎半徑和增加牽引力。拓寬轉(zhuǎn)彎半徑需要結(jié)合地形條件進(jìn)行。

（3）等級外道路。有些變電站的位置相對比較偏僻，站址附近交通條件較差，常常會有機(jī)耕道路、村級公路等級外公路通向站址。

等級外道路最大特點(diǎn)為：道路寬度不足，常常為3～4米；轉(zhuǎn)彎半徑??；路基差或者沒有路基，路面承載能力不足；道路產(chǎn)權(quán)屬于村鎮(zhèn)；工程實(shí)施前需要進(jìn)行全線拓寬改造。

（4）其他影響公路運(yùn)輸因素。其他影響公路運(yùn)輸?shù)囊蛩睾芏啵踔翢o法預(yù)料。比如海拔高度、空障、少數(shù)民族聚集區(qū)、天氣、洪水、信仰等。這里不再進(jìn)一步說明。

4.2 鐵路運(yùn)輸影響因素

大件設(shè)備鐵路專列運(yùn)輸主要由鐵路總公司組織承運(yùn)。所以鐵路運(yùn)輸總承包單位需要熟悉鐵路運(yùn)輸專業(yè)知識，比如落下孔車，以便與鐵路專業(yè)部門有效溝通。

（1）鐵路運(yùn)輸限界。根據(jù)貨物的超限程度，超限貨物分為三個(gè)等級：一級超限、二級超限和超級超限。而根據(jù)貨物超限部位所在的高度，超限貨物分為三種類型：上部超限、中部超限和下部超限。

（2）專列運(yùn)輸組織。對電網(wǎng)工程特大型設(shè)備和需要派人監(jiān)護(hù)、監(jiān)測運(yùn)行的重車，可開行超限、超重貨物運(yùn)輸專列?？缂叭诌\(yùn)輸時(shí)，由鐵道部批準(zhǔn)；跨及兩局運(yùn)輸時(shí)，由相關(guān)鐵路局協(xié)商決定；局管內(nèi)運(yùn)輸時(shí)，由鐵路局自定。endprint

鐵路局須成立專列運(yùn)輸領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)組織專列運(yùn)輸方案在本局管內(nèi)的實(shí)施。

（3）電氣化區(qū)段運(yùn)輸。電氣化區(qū)段超限貨物停電、不停電運(yùn)輸?shù)臈l件：①在電氣化區(qū)段，超限貨物頂部距接觸網(wǎng)導(dǎo)線的垂直距離L≥350毫米時(shí)，可不停電運(yùn)輸； 100≤L<350毫米時(shí)，加蓋絕緣軟蓋板后，可不停電運(yùn)輸； 50≤L<100毫米時(shí)，必須停電運(yùn)輸；②超限貨物頂部距接觸網(wǎng)導(dǎo)線的垂直距離，在線路平面海拔高度超過1000米時(shí)，應(yīng)按每超過100米增加3.5毫米的附加安全距離計(jì)算（不足100米時(shí)四舍五入計(jì)算）。

電氣化區(qū)段使用的絕緣軟蓋板必須是經(jīng)過鐵道部科技鑒定，并經(jīng)省部級以上技術(shù)監(jiān)督部門認(rèn)可的檢測機(jī)構(gòu)檢測認(rèn)證的產(chǎn)品。[6]使用前須經(jīng)耐壓試驗(yàn)合格，使用過程應(yīng)嚴(yán)格遵守使用說明書規(guī)定。

（4）建筑限界修改。鐵路局必須按《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定定期對管內(nèi)建筑限界進(jìn)行檢測，并將辦理超限貨物運(yùn)輸線路的建筑限界資料報(bào)鐵道部備案。

辦理超限貨物運(yùn)輸線路上需要臨時(shí)縮小既有限界施工時(shí)，施工單位應(yīng)書面向鐵路局申請，鐵路局審核后上報(bào)鐵道部，經(jīng)批準(zhǔn)后方可施工。

（5）火車站卸車要求。大型變壓器卸車普遍采用頂推方式卸車，這就要求火車站卸貨場場地具備以下條件。

①火車站及連接專用線具備與設(shè)備重量相符的大件運(yùn)輸?shù)竭_(dá)資質(zhì)；②拆除高站臺；③電氣化鐵路應(yīng)臨時(shí)停電；④與車站達(dá)成使用或者賠償協(xié)議。

4.3 水運(yùn)影響因素

水運(yùn)是大件運(yùn)輸最佳的運(yùn)輸方式。水運(yùn)具備費(fèi)用低、安全可靠、對現(xiàn)有條件影響小等特點(diǎn)。

（1）水運(yùn)分類。水運(yùn)分為遠(yuǎn)洋運(yùn)輸、近海運(yùn)輸和內(nèi)河運(yùn)輸。遠(yuǎn)洋運(yùn)輸和近海運(yùn)輸基本滿足600噸以下大件設(shè)備運(yùn)輸條件。遠(yuǎn)洋運(yùn)輸和近海運(yùn)輸?shù)碾y點(diǎn)是碼頭換裝方式。內(nèi)河運(yùn)輸由于航道水深、通航凈空高等對大件運(yùn)輸影響較大。

（2）內(nèi)河運(yùn)輸制約因素。根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》，我國內(nèi)河航道分為七級，各級航道通行的內(nèi)河船舶噸位及航道內(nèi)船閘的有效尺度有明確規(guī)定。對于低等級航道，需要結(jié)合水文條件，進(jìn)行必要疏浚或者采取“上游放水”措施才能組織運(yùn)輸。

4.4 換裝方式

單一的運(yùn)輸方式往往無法完成特高壓變壓器運(yùn)輸，常常需要多次換裝才能完成不同運(yùn)輸方式的轉(zhuǎn)換。

機(jī)械作業(yè)方式可采用的裝卸機(jī)械有：龍門吊、浮吊、桅桿吊、塔機(jī)、汽車吊、履帶吊。具體選用何種換裝方式，需要結(jié)合下列因素：[7]①大件設(shè)備數(shù)量；②碼頭貨場條件；③水文特征等。

鐵路換裝方式主要有兩種：①頂推方式，人工組織卸船；②簡易門吊卸船?？紤]到經(jīng)濟(jì)性及場地要求，鐵路換裝常常選用頂推方式，人工組織卸車。

5 設(shè)計(jì)階段對大件運(yùn)輸專題研究建議

根據(jù)以上分析，大件運(yùn)輸制約因素多，運(yùn)輸實(shí)施難度大，應(yīng)在設(shè)計(jì)階段充分考慮大件運(yùn)輸?shù)碾y度。設(shè)計(jì)階段對后期大件運(yùn)輸影響很大，可以說站址位置和設(shè)備參數(shù)確定后，大件運(yùn)輸?shù)闹萍s因素就已經(jīng)確定，甚至影響到大件運(yùn)輸?shù)陌踩约肮こ掏旯さ倪M(jìn)度。[8]為確保設(shè)計(jì)階段大件運(yùn)輸工作的順利開展，我們提出如下建議：

（1）預(yù)選站址提資需滿足大件運(yùn)輸全面研究條件。預(yù)選站址為大件運(yùn)輸研究基礎(chǔ)，應(yīng)考慮多方面因素（如表3所示）。

（2）編制完整的大件運(yùn)輸專題報(bào)告（見表4）。項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段，存在多種運(yùn)輸方案的可能性，因此大件運(yùn)輸方案應(yīng)包含鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸和水運(yùn)方案等多種方案。

（3）研究單位應(yīng)具備綜合運(yùn)輸能力（如表5所示）。設(shè)計(jì)階段確定的大件運(yùn)輸專題研究方案是業(yè)主招標(biāo)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是實(shí)施階段運(yùn)輸方案指導(dǎo)。因此，大件運(yùn)輸專題研究單位應(yīng)具備綜合運(yùn)輸能力，確保業(yè)主得到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的綜合運(yùn)輸方案，為項(xiàng)目后期順利實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

（4）與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新運(yùn)輸方案。從設(shè)計(jì)階段的研究到變壓器運(yùn)輸方案實(shí)施往往經(jīng)過數(shù)年的時(shí)間。在這期間，大件運(yùn)輸條件會發(fā)生一些改變，比如道路改線、拓寬改造、新建立交橋、路面破損嚴(yán)重等。這些因素將導(dǎo)致運(yùn)輸線路和運(yùn)輸費(fèi)用發(fā)生重大調(diào)整。因此大件設(shè)備運(yùn)輸方案應(yīng)隨著工程進(jìn)度及時(shí)更新，建議在設(shè)備招標(biāo)、大件運(yùn)輸招標(biāo)前對運(yùn)輸方案進(jìn)行核定，確保運(yùn)輸方案和費(fèi)用滿足工程建設(shè)需要。

6 結(jié) 論

大件運(yùn)輸是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)過程，需要考慮的因素多，每個(gè)運(yùn)輸條件變化都涉及經(jīng)濟(jì)費(fèi)用改變。因此，設(shè)計(jì)院從站址選擇開始，就需要對大件運(yùn)輸條件進(jìn)行深入分析，從根源上降低大件運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用。另外大件運(yùn)輸涉及專業(yè)多，操作性強(qiáng)，需要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)單位進(jìn)行深入的分析，才能得到一個(gè)安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方案，為大件設(shè)備招標(biāo)、后期大件運(yùn)輸實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

可喜的是，業(yè)主單位、建設(shè)單位、部分設(shè)計(jì)單位都把設(shè)計(jì)階段的大件運(yùn)輸專題研究放在一個(gè)重要位置，相信隨著特高壓工程經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富，新科技和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，大件運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)會逐漸降低。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張淑君.電力工程大件設(shè)備運(yùn)輸?shù)?“一體化服務(wù)”[J].大眾用電，2010（6）： 9.

[2] 侯棟梁.大件貨物運(yùn)輸方案制定研究[J].西南交通大學(xué)，2009（5）.

[3] 霍樹軍.電網(wǎng)企業(yè)大件運(yùn)輸方案評價(jià)研究[D].北京： 華北電力大學(xué)，2014.

[4] 羅雄.大件物流公路安全運(yùn)輸決策支持系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D].重慶：重慶大學(xué)，2012.

[5] 李馮錦.大件運(yùn)輸方案編制及評價(jià)方法研究[D].成都：西華大學(xué)，2015.

[6] 陳耀標(biāo).浙江省特高壓電力大件運(yùn)輸條件和運(yùn)輸方式研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2011.

[7] 葛鋒.鐵路大件貨物運(yùn)輸發(fā)展對策研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2014.

[8] 孫偉毅.特高壓工程物資配送監(jiān)控管理信息系統(tǒng)研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2014.

[9] 林克.電力物資企業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究[D].北京： 中央民族大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005.endprint