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江苏凤城至梅里50万伏长江大跨越工程–385米全球最高输电塔大抱杆伺服控制原位连续智能同步顶升项目

赫曼于2021年为国网江苏送变电公司提供了一套1500吨SL2型LPV系列多点高精度电脑控制比例伺服闭环原位同步顶升系统,用于江苏凤城至梅里50万伏线路长江大跨越工程中的385米全球第一高特高压输电塔的中心塔吊高精度同步顶升,在将近一年时间内在输电塔底部连续为中心塔吊的同步顶升标准节,从而将中心塔吊顶升至高于385米的高空,完成输电塔的建造。

世界第一输电高塔:385米

凤城至梅里500千伏长江大跨越工程是江苏境内第六条穿越长江的高等级电力通道。工程起自泰州凤城500千伏变电站,止于无锡梅里500千伏变电站,新建及改造500千伏线路178.1千米,跨越长江段档距2550米,设计最大输送容量660万千瓦,是我国电力建设史上规模最大、技术难度最大的跨江联网输变电工程。

特高压输电塔横跨长江效果图:北侧靖江,南侧江阴

凤城至梅里工程于2020年9月25日开工,计划于2022年竣工。除创下385米的最高输电铁塔世界纪录外,该工程还在跨越塔根开尺寸、电梯提升高度、组塔抱杆施工高度等7项建造数据上创下行业内世界第一,为世界相关领域在输电特高塔组立、远距离跨越铁塔建设等领域积累宝贵的中国经验。

凤城梅里50万伏工程概况
输电塔横跨长江相关尺寸参数

凤城至梅里500千伏长江大跨越工程的385米的世界最高输电铁塔,比2018年建成的浙江舟山跨海特高压输电塔还高5米。

SL2型LPV系列设备在江苏大跨越的靖江现场

SL2型LPV系列比例伺服闭环同步顶升系统具备如下特点:

  • 采用比例伺服闭环同步技术,在慢速情况下可实现最高0.1mm的同步精度,本项目多个油缸每分钟300mm的高速顶升速度前提下,可实现不低于1.5mm的同步顶升精度;
  • 采用运动逻辑控制器,可以在前端直接处理传感器信息并发出运动控制指令以驱动比例伺服阀控制油缸动作,减轻中央处理器的工作压力,全系统响应速度快;
  • 比例伺服阀贴近油缸安装,采用油路通径的开启度调节替代通断调节流量,从而实现连续高速顶升过程中的平稳,实现平稳无冲击的特色;
  • 无论是同步顶升还是同步下降,两者具备同样的同步控制精度。

SL2型LPV系列超高精度比例伺服智能控制同步顶升设备应用视频

SL2型LPV系列电脑控制比例伺服同步顶升系统应用于江苏凤城至梅里50万伏长江大跨越工程和浙江舟山50万伏跨海交流输电工程
SL2型LPV系列电脑控制比例伺服同步顶升系统应用于南阳-荆门-长沙 100万伏特高压输电螺山长江大跨越工程 (内容来自国家电网视频号)

赫曼各系列同步顶升设备的技术类型归属表

同步类型
SL1型
SL2型
SL3型
SL4型
SL5型
SL6型
归属系列
LP系列
LPV系列
SP系列
S系列
VP系列
MP系列
VMP系列
SV系列
系统特点
程序控制
高频阀通断
闭环同步
程序控制
伺服控制
闭环同步
程序控制
伺服控制
闭环同步
机械强制同步
开环同步
等容积同步
开环同步
等容积同步
开环同步
无线控制
等容积同步
开环同步
无线控制
连通分流
经济型系统
同步系统
操作方式
工业型电脑
触摸屏设置
按钮操作
工业型电脑
触摸屏设置
按钮操作
工业型电脑
触摸屏设置
按钮操作
工业型电脑
触摸屏设置
按钮操作
数字显示仪
触摸屏设置
按钮操作
数字显示仪
无线遥控器
数字显示仪
无线遥控器
手动阀操作
按钮操作
同步精度
类别
高精度
超高精度
超高精度
高精度
高精度
高精度
高精度
位移同步
最高精度

0.5-1mm

0.1-1mm
0.01mm
0.1mm
1%-5%FS
3%-10%FS
3%-10%FS
凭经验
位移定位
最高精度

0.5-1mm

0.1-1mm
0.01mm
0.1mm
1%-5%FS
3%-10%FS
3%-10%FS
凭经验
力同步
控制精度
1MPa
0.1MPa
0.05MPa
同步速度
常规速度
常规速度
高速度
常规速度
慢速度
常规速度
慢速度
常规速度
常规速度
常规速度
常规速度
30mm/min
30mm/min
300mm/min
30mm/min
3mm/min
30mm/min
3mm/min
30mm/min
30mm/min
30mm/min
30mm/min
控制策略
闭环控制策略
传感器反馈型
闭环控制策略
传感器反馈型
闭环控制策略
传感器反馈型
开环控制策略
机械强制同步
开环控制策略
独立油路同步
开环控制策略
独立油路同步
开环控制策略
独立油路同步
开环控制策略
油路连通分流
传感器策略

传感器参与显
示和控制过程

传感器参与显
示和控制过程
传感器参与显
示和控制过程
传感器参与显
示,不参与控制
传感器参与显
示,不参与控制
同步精度
实现策略
电磁换向阀
高频率通断
程序管理控制
比例伺服阀
程序智能管理
伺服电机
程序智能管理
伺服电机
机械强制同步
独立高压油路
高精度制造
独立高压油路
高精度制造
独立高压油路
高精度制造
凭经验
工作压力
70MPa
31.5MPa
70MPa
0.01MPa
21-70MPa
70MPa
21-70MPa
70MPa
适用油缸
双作用油缸
双作用油缸
双作用油缸
单作用油缸
双作用油缸
单作用油缸
双作用油缸
单作用油缸
双作用油缸
单作用油缸
双作用油缸
单作用油缸
适用的
重物大小
大中型荷载
最小几百吨
最大几万吨
大中型荷载
最小几百吨
最大几万吨
中小型荷载
最小几吨
最大几百吨
中小型荷载
最小几吨
最大几十吨
大中型荷载
最小几百吨
最大几万吨
大中型荷载
最小几百吨
最大几万吨
大中型荷载
最小几百吨
最大几万吨
大中型荷载
最小几百吨
最大几千吨

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本项目同步顶升设备技术归属SL2型LPV系列

SL2型LPV系列超高精度比例伺服智能控制同步顶升系统在本项目中的安装位置

SL2型LPV系列比例伺服同步系统正面安装视图
SL2型LPV系列比例伺服同步系统反面安装视图

凤城至梅里工程是国家电力“十三五”规划重点项目。工程建成投运将对承接江苏区外特高压来电,全力消纳风光新能源,全面支撑苏南电力负荷中心需求,服务“强富美高”新江苏、“太湖明珠”美无锡的发展建设具有重要意义。

SL2型LPV系列设备在江苏靖江现场进行同步顶升工作
SL2型LPV系列设备在江苏靖江现场进行同步顶升的总控制台

作为全球最高的特高压输电塔项目对同步顶升系统技术要求

  • SL2型LPV系列在同步顶升过程实现自动化,系统的总顶升能力不小于1500吨;整体顶升速度不小于每分钟300mm;
  • 采用比例伺服闭环同步技术,在慢速情况下可实现最高0.1mm的同步精度,本项目多个油缸每分钟300mm的高速顶升速度前提下,可实现1.5mm的同步顶升精度;
  • 在一年左右的全过程顶升的时间内持续进行大吨位连续同步顶升,在设备接近地面的原位置,连续向高空连续同步顶升塔吊标准节,将60多节每节高度为6米的标标准节顶升至385米以上的高空;
  • 在输电塔整体顶升全过程中,系统充分考虑室外作业环境,不允许出现设备故障,系统应做好充分的预防措施。
  • 中心塔吊越顶越高,顶升过程中的中心塔吊的动态稳定性要求同步顶升具备高平稳性而无冲击性;
SL2型LPV系列设备在同步顶升工作中
STC系列采用触摸屏操作的中央控制台和WTC系列无线遥控器

根据江苏大跨越工程的实际情况,赫曼在这次的SL2型LPV系列同步顶升系统中配置了8个大吨位长行程顶升油缸,每个油缸顶升力270吨,行程3500毫米;8根水平插销油缸;2台同步顶升泵站;2台插销泵站;4个比例伺服阀箱;1个中央同步控制台;1个运动逻辑控制器以及相应的传感器件和液压附件。全部产品由中央同步控制台自动控制运行。

SL2型LPV系列设备在同步顶升工作中
同步顶升系统在赫曼工厂组装和调试过程中

考虑到顶升速度和顶升过程中的同步精度,本项目的顶升系统采用了多点比例伺服同步控制技术,并在中央同步控制台侧设置了运动逻辑控制器,独立处理传感器信息采集,分析并对比例伺服阀发出运动控制指令,加快整套系统的响应速度,以实现整套系统的快速响应特性和高精度同步要求。

相比较于SL1型以高频通断控制流量的的电磁换向阀及基于PLC模块进行的软件运算技术,SL2型采用比例伺服同步控制技术和运动逻辑控制器的系统,具备更快的控制系统运算速度和控制指令灵敏度,加上比例伺服阀采用比例控制流量调节的特性,保证了中心塔吊标准节段的连续同步顶升的技术要求。

SL2型LPV系列比例伺服闭环同步顶升系统相关产品与案例