高海拔高电压实验室远景。本报记者 张鹏 摄
高海拔高电压实验室开展金上-湖北特高压套管高原适应性试验。 国网电科院供图
高海拔高电压实验室高压试验设备组装中。国网青海电科院供图本报记者 芈 峤 张 鹏
金沙江水奔腾汹涌，大国重器电力澎湃！
刚刚过去的6月28日，在我国长江上游金沙江，装机容量世界第二的白鹤滩水电站首批单机容量百万千瓦机组正式投产发电三周年。作为世界第二大水电站和实施“西电东送”的国家重大工程之一，白鹤滩水电站以六项世界第一被誉为“大国重器”。
今天，崇山峻岭间，宛如银丝的特高压线路将自然的震撼与人类的智慧紧紧相连，也证明了千余年来华夏民族用智慧沉淀出的“中国智慧”“中国创造”的强大。
从白鹤滩水电站，到黄河上游第一座大型梯级电站——龙羊峡水电站，再到世界首条清洁能源特高压大通道——青豫±800千伏特高压直流工程……其实，这一个个大国工程的背后，不无青海电力技术的强大支撑。
没错，正是青海这个祖国内陆省份，经过几代电力人的接续奋斗，破解了我国高压电发展中的一个个难题，尽所能支撑着我国电力事业发展的高速挺进，成为我国电力工业70余年进程中的重要“脊梁”。
今天，记者走进位于青海的国家电网高海拔高电压实验室（以下称“双高实验室”），探究大国工程背后的密码……
一个个国家重大电力工程——
有青海支持
青海到西藏的电力“天路”总是闪络、频繁跳闸影响电网运行怎么办？
青豫直流输电项目所需的高端换流变压器重量过重、尺寸过大，难以实现远程运输，该如何破解？
白鹤滩水电站需要进行现场空载试验及低频空载试验，试验存在高海拔高电压和现场试验两大难题，国内外尚无先例，该如何进行？
……
在青海省西宁市南川工业园区有着世界上净空高度最高且硬件条件最先进的高电压实验室，也是世界上能源电力企业中唯一同时具备交流1500千伏、直流±1100千伏电压等级输变电设备组装和试验能力的综合实验室。
“‘双高实验室’具有两个显著的优势：一是特高压外绝缘研究不可替代的海拔优势，大厅所在位置海拔2494米，位于海拔接近0米的北京、武汉特高压试验基地和海拔4312米的西藏羊八井户外高海拔基地之间，补充了不同海拔梯度外绝缘试验研究的布点；二是综合试验能力优势，实验室既可以开展双百万特高压外绝缘试验，同时也可以开展变压器温升、冲击截波等型式试验，是目前国内国外综合能力最强的特高压试验大厅。”国网青海电科院设备状态评价中心副主任蒋玲介绍。
在我国，当电力重大工程建设及运用中遇到高难度“考题”，位于青海的“双高实验室”就会挺身而出亮出“学霸”体质。
世界首条清洁能源特高压大通道——青海至河南±800千伏特高压直流工程建设期，由于青海侧所需的7台±800千伏高端换流变压器重量过重、尺寸过大，难以实现远程运输。工程建设者利用“双高实验室”在国内外首次采用了现场组装和试验的技术方案。
针对青藏直流等重点工程投运初期频繁跳闸等问题，实验室开展了50余项研究，提出了增加外绝缘配置、调整防鸟害半径等多套方案，有效解决了工程安全运行问题，为青藏地区电力可靠供应、经济社会发展发挥了重要作用。
此外，为完成白鹤滩水电站±800千伏布拖外送工程送端换流站国内外尚无先例的两项试验，负责“双高实验室”的国网青海电科院工作人员将试验设备拆解，在现场重新组装，圆满完成了试验，还开创了我国在高海拔地区对大型三相组装变压器实施现场空载和低频负载试验的先河。
蒋玲自豪地说：“布拖换流站500千伏主变试验的完成为白鹤滩至江苏、白鹤滩至浙江特高压直流输电工程的顺利投运奠定了重要基础，为丰富提升大型组装变压器的现场调试诊断提供了重要借鉴，同时，也验证了‘双高实验室’具备现场开展大型变压器空载试验能力。”
从高海拔高电压运行数据收集、到高电压新型技术研究、再到电力发展难题的破解等，“双高实验室”通过35年的沉淀与探索，为我国新型电力系统建设作出了卓越贡献。
从“0到1”的技术跨越——
有青海解答
进入7月，已是一年中最为炎热的时段，此时，拨动开关，空调、电扇等电器开始运转，顿时享受炎炎夏日的清凉。这就是现代社会人们的生活，其实，在现代高效舒适的生产生活背后，是迄今为止最复杂的电力系统。
新中国成立70多年来，我国电力工业从无到有，直到今天建成了世界上覆盖范围最广、能源资源配置能力最强、运行水平最高的电网，也使得中国正式进入世界电力领先行列！
从全国回到青海。1949年9月，青海全省仅有西宁一座电站，总装机容量为198千瓦。
据上了岁数的青海人回忆，那时，夜里只有西宁星星点点闪着昏暗的灯光，其他地区几乎一片漆黑，蜡烛和羊油灯是百姓日常照明的宝贝。
从过去回到当下。截至2023年底，青海电源总装机达到5497.08万千瓦，经过70余年的发展，实现了电力总装机2.5万倍的跨越！
跳出数据，其实也能直观感受到变化，从解放初漆黑的高原之夜到不论海拔如何攀升灯光伴你而行，再到青海绿电点亮祖国万家灯火。变的是青海能源发展实力，不变的是几代青海电力人不断探索与奋斗的精神。这其中，不得不提及“双高实验室”对青海电力发展及我国电力事业的支撑。
“‘双高实验室’的建成投运，对促进青海清洁能源开发利用、支撑国家清洁能源产业高地建设意义重大。”国网青海电科院院长杨小库说。
“双高实验室”于2019年年初建成投运，该实验室并不是平地起高楼，它的前身是1989年投入运行的“实验老大厅”。当时，资金缺乏、设备难于采购，但高原电力线路问题时常出现，迫于压力，一批勇于开拓的青海电力工程师们，用自己所学在有限条件下克服万难，实现了实验室建设“0到1”的突破。
“上世纪70年代初，因为地域的特殊很多平原的设备来到高原无法使用，为了能尽快推动青海电力系统的高效发展，在资金、人员极度有限的情况下，我们电科院购置和自行安装了三台实验设备，开启了高原高压电的科研之路。”教授级高级工程师，青海电科院原副院长徐强回忆搭建实验室的过程历历在目。
当时，国内还没有生产实验设备的厂家，电科院的工程师们就想方设法自己制作。
“设备所需的电容器瓷套、绕变压器、电阻……我们都是根据教科书上的原理找一些零配件自己搭接的，没想到还异常好用。”徐强说，不仅如此，为了实验准确，电科院克服万难采购到了德国产1200kV工频电压试验装置，但由于安装费用另外需要5万欧元，这让大家犯了难，一咬牙不行自己来，拿着一本德文加英文的说明书开始安装，仅用4万元人民币实现了设备的正常运行，现在设备还能正常使用。
今天，再次回忆此次实验室“0到1”的跨越，不仅是那个年代人们特有的坚韧和刻苦，也是青海电力勇于开拓的传承与积淀。
“实验老大厅”正式运用以来，不断承接国家级大型实验，一项项试验的高效推进，不仅改写了国际电工委员会的多项行业标准，积累了国际上处于空白的高海拔高电压权威数据，还帮助解决了西昌卫星发射基地线路、电力“天路”、龙羊峡水电站建设等电力难题，同时，在我国特高压这座电力“珠穆朗玛峰”的“攀登”中贡献了重要力量。
翻阅国际电力大事记，看到13年前的今天,青海电力人正是通过实验室的移动设备，在世界上首次进行了5000米高海拔电气间隙放电试验,通过此次试验编制形成了国网企标《高海拔外绝缘配置技术规范》,提出了不同海拔下输变电设备外绝缘配置规范，为高海拔地区电网设计、建设和运维提供了标准支撑，更为高海拔地区开启高电压工程积累了运行经验……
中国特高压工程再攀新高峰——
有青海“双高实验室”
再发力
“5、4、3、2、1！”7月15日，在西宁南川工业园区的“双高实验室”特高压试验大厅内，随着操作员的倒计时，只听“砰”的一声巨响，一次试验就此完成。
蒋玲介绍：“此次试验对高海拔地区换流阀阀层间隙尺寸优化设计提供参考意见，为国内相关设备制造单位节省直流特高压工程设备造价，保障直流特高压设备在高原环境下稳定运行，助力青海清洁能源高效外送。”
随着特高压项目的建设以及青海清洁能源的快速发展，“实验老大厅”已经不能满足电网发展需要，经过十余年的筹建，新的实验大厅于2019年正式投运。
“‘双高实验室’投运5年以来，每年净利用天数达到250余天，大小实验不计其数。”蒋玲说。
新建“双高实验室”净空高度高达60.5米，相当于20层楼房，在面积近5000平方米的超大型试验场地中，共配备八套核心试验设备，为保证实验室的稳定、安全，实验室建筑主体采用单层钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度7度，屋面防水等级为一级，建筑防火等级为二级，可谓是要求极为苛刻。
“为了筹建新的‘双高实验室’，我们考察了国际国内多家实验室，走遍了西宁空置的场地，对建筑方案进行了无数次修改……”作为筹备组参与人之一的徐强介绍道。
“试验大厅长86米，宽68米，建筑高度69.8米，以整体钢网架结构建设。但网架自身高度7米，跨度68.5米，提升高度需要达到60.4米，而钢架的挠度决定建筑物的成败，为此，在网架封顶时我们经过8个半小时的稳步提升、三次中间高度挠度监测，二区网架顺利达到就位高度，最终高度误差5毫米，符合设计及标准要求。”高海拔高电压实验室施工现场负责人李占林回忆施工的不易。
不仅如此，“双高实验室”实验大厅普通混凝土地坪受设备荷载及温度应力的影响，地面很容易产生剥落、开裂、变形等情况，为此采用预应力地坪，即在地坪中加入预应力筋，增强结构的抗裂性能，减少伸缩缝的间距。
“如此大的预应力地坪施工在青海省内尚属首例，我们联合厂家多次沟通后才进行施工，并且30天内不能有中断，必须一气呵成。”李占林继续介绍。
在多方努力下“双高实验室”成功验收。时至今日，站在硕大的试验大厅，看着眼前各庞然大物，听着一声声振聋发聩的放电声，作为青海人的自豪感油然而生。
今天，看着青海清洁能源循着根根银丝注入祖国各地，顿时明白了大国工程背后的支撑是什么？是青海电力人的坚韧不屈、是勇于奋斗、是科技支撑、是继续前行……
未来，中国特高压工程青海将继续鼎力支持，再攀新高峰！
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