甘肃庆阳换流站，我国首个“风光火储一体化”大型综合能源基地外送工程“心脏”，是国家首批数字化换流站应用工程，是我国首批基于数字化e基建2.0应用工程。中国能建天津电建项目全员深入科研一线，积极实践调研，建设以数字化工器具为基础、智慧安装为特征，涵盖环水保业务的新时代特高压标准版智慧工地，实现智慧工地系统低成本建设、高效率应用目标，助力向“新”跃升、以“质”致远的数字化转型持续升级。

  天津电建综合过往特高压换流站智慧工地建设经验和标准版智慧工地系统的建设内容，分析±800千伏庆阳换流站工程的特点、难点、痛点，开展工程安全、质量、进度、队伍、物资、三维应用、环保水保、智慧安装、数字党建、综合管理等业务，实现对特高压工程的实时监控、远程诊断与应急指挥，为保障工程建设提供服务。

  11月27日，随着现场运行人员操作指令发布，庆阳换流站交流场的刀闸开关慢慢合上，电流瞬间从陇东源源不断地奔向千里之外的齐鲁地区。这标志着特高压换流变压器国产分接开关实现了工程化应用，填补了我国在特高压分接开关领域的空白，切实解决了电力装备领域国产化替代关键难题。

  国产分接开关通过样机研发、仿真试验、第三方检验等全面验证了平台与设备性能的可靠性，打破了特高压直流控制保护设备关键芯片依赖进口的局面，首次在特高压直流工程直流控保系统及阀控、阀冷系统中试点应用国产芯片，首次实现了国内特高压直流控制保护设备的自主可控。

  “换流变压器有载分接开关好比汽车的自动‘变速箱’，电压调高调低、负荷调多调少、电流调大调小，都要通过它来调节。”庆阳换流站项目经理穆卫华说道。

  据介绍，换流变压器有载分接开关有1000多个零部件，切换次数非常频繁，一年高达6000余次，一次切换包括9个过程，每次动作涉及到400多个零部件的精密配合，而且每个过程的时序配合为毫秒级，动作过程中涉及到电、热、力多场耦合作用，这种时序配合的精度堪比机械手表。

  “由于可靠性要求极高，制造难度极大，这项技术一直掌握在国外少数厂家手里。若发生故障，只能更换同型号的进口产品，订货周期需要3至4个月。”穆卫华说，“有载分接开关的国产化，大幅度的降低了成本和风险。”

  庆阳换流站项目突破高端电力装备“卡脖子”技术，首次应用国产化换流变压阀有载分接开关和基于自主可控芯片的直流控制保护系统，实现了“从无到有，从有到优”的跨越式突破，高压直流输电系统“变速箱”实现了中国制造。

  天津电建紧扣“敢”为人先、“干”字当头、“赶”超跨越，拉高标杆找差距，对标先进补短板，向新求进，以质图强，依托庆阳换流站项目建设，协同业主单位开展11项科技项目，以实干实绩培育高纬度竞争优势，科技研发呈现常态化态势。

  空天一体上接天气。天津电建项目团队基于“空天一体化”特高压工程安全、质量、环水保管理检测、监测技术应用研究，采用高分辨卫星航天平台、无人机测量空中平台、地面计量仪器检验测试平台联合监测方式，实现了特高压换流站整体的结构、主设备基础沉降观测监测与预警，交流场750GIS设备同轴度、平行度动态控制，避免仅依靠地面测量方式产生的技术、人员、累积误差。

  基坑加固下承地气。因黄土高原土壤湿陷性、直立性缘故，换流站土建基坑需要格外加固，项目提前挖设基坑并安装防护装置，防止基坑内壁土块掉落，对实施工程人员造成危害。项目部还研发出一种便于组装的基坑开挖防塌设备，通过设置动力机构，固定板给支撑板、转动杆、定位杆提供支撑力，开启电机即可工作，紧固效果更高。项目部在设备上加装传感设备，对基坑支护实施全过程中的变形等参数进行监测，检验测试的数据通过无线网络传回数据库进行整理分析，以便为工程项目施工提供科学有效的数据支撑。

  机械手臂中间补气。因天气冷热、砂浆涨缩等原因，土建施工用墙体会产生裂缝，修补设备就是研发课题，喷料枪、输料管、储料箱相连。项目研发人员研发出一种“机械化手臂”，通过在喷料枪上端安装轴座，伸缩杆一侧安装滚筒，使转轴带动滚筒转动，滚筒的角度、高度可灵活调节，实现修补、找匀一起进行，大幅度的提升工作效率。

  庆阳换流站智慧工地技术、检测、安装、安全“四象合一”，高维度“智能”运转。

  现场BIM（建筑信息模型）、GIS（地理信息系统）、物联监测、人工智能分析、云服务、数据挖掘等技术高度融合，边坡监测、塔吊防碰撞监测、微型气象站等智慧监测应有尽有，加装换流变油温、抽真空、开关真空度等智慧安装系统细致入微，实施工程人员、车辆、机械、工法、脚手架、塔吊、大体积混凝土、深基坑边坡等安全质量关键点监测巨细无遗，实现对特高压工程的实时监控、远程诊断与应急指挥，四个维度保障工程建设提供服务。

  天津电建将设计单位提供的三维图纸导入，进行轻量化处理，实现与工程安全、质量、进度、造价、设备材料、建设管理的结合，通过将GIM文件中的管理属性进行标签编辑，实现模型从设计、建设、到运行一站式管理。

  “好比佩戴了VR眼镜，可视化的三维虚拟换流站和分析技术为现场作业人员对生产布局方案的评估和优化提供了便利。”项目总工程师王俊宇说，“我们在作业过程中对工艺流程、物流配送和安装过程进行仿真，直观清晰地展示出未来换流站实际场景。”现场作业人员最大限度地避免了设计错误与浪费，节省本金，提高效率。在创建工程模型的同时，天津电建基于BIM和GIS技术，构建周边地形地貌与交通运输虚拟场景，辅助运用倾斜摄影技术，实现全场景的数字化展现、分析，通过软件的可视化良好效果，便于作业人员理解，消除干涉隐患，为施工打下良好的基础。

  项目部为混凝土“量体温”，在混凝土监测点埋入温度传感器，通过现场数据汇集终端收集混凝土实时温度数据，现场可实时查看温度变动情况，当混凝土内外温差和温度陡降要求、温差超出规范规定摄氏度要求时，系统自动弹出养护警报和养护措施。

  同时，项目人员在脚手架上部署和安装无线倾斜采集传感器，对关键节点脚手架架体倾斜角度变化、位移变化的感知信号做测量。当脚手架异常变化发生时，系统自动报警。

  庆阳换流站项目人员根据作业项、投入人数、风险等级等做综合计算，实行风险作业管控分级管理，三级及以上风险作业面要求使用移动布控球进行监控，智慧工地系统对三级及以上风险进行监控，作业过程可进行画面查看、远程操作、录像抓拍、历史影像查看等操作，确保全过程全天候安全施工。

  “数据化的评估方便我们合理安排工作节奏，避免‘月头忙死、月底闲坏’，同时，我们对不同风险等级的作业任务在监督管控力度上区别对待，风险等级越高，管控力度越强。”现场经理董克忠解释道。

  与此同时，天津电建根据风险等级等分门别类做好线上线下安全监督，应用信息系统加强对安全监督情况分析，做好现场违章查处和常态化隐患排查的闭环管理。

  因陇东站地理位置特殊，天津电建通过无线组网方式及太阳能自供电方式，在站外围墙及路口部署自供电的监控枪机，在现场还搭建“预警枪机+太阳能自供电系统+无线网桥+预警”平台，计算8路6至8个场景违章分析，通过AI识别技术实时识别施工现场作业人员的安全违章行为，提升施工现场安全管控能力。

  庆阳换流站还支持北斗卫星信号，并行通道数965个，在30°倾斜测量状况下，精度低于2厘米，大幅度的降低人为误差；围墙、厂房等区域布设沉降监测传感设备，实现对基础数字化全方位监测，当出现异常信息时，及时转达给相关管理人员，有效做到防灾减灾……“这些研究成果有效实现现场大范围风险点检测，大幅度的降低了智慧工地建设的繁琐性。”王俊宇说道。

  天津电建依托甘肃庆阳换流站，旧瓶装新酒，从“生产线”走向“实验室”，向“存量空间”要“增量价值”，成果转化落地开花，为绿色低碳、数字化转型插上了一双腾飞的翅膀。（天津电建供稿）

  天津电建依托甘肃庆阳换流站，为绿色低碳、数字化转型插上了一双腾飞的翅膀。