5月29日，湖北宜昌供電公司黃南工作室傳出了工作室?guī)ь^人黃南和工作室成員們的歡呼聲——團隊自主設計的第四代兩充四饋直流系統(tǒng)研發(fā)成功了。連續(xù)5年的不懈努力，讓兩充四饋直流系統(tǒng)從圖紙里走出來，走進了變電站，也讓團隊創(chuàng)新創(chuàng)造的夢想變成了現(xiàn)實。
和220千伏變電站應用的其他直流系統(tǒng)相比，兩充四饋直流系統(tǒng)優(yōu)化了整體結構，更換系統(tǒng)更加安全方便快捷，降低了后續(xù)改造時的安全風險，提升了改造工作效率。目前，該系統(tǒng)已經在宜昌3座220千伏變電站應用。
發(fā)現(xiàn)問題 立足實際解決問題
“直流系統(tǒng)是給變電站繼電保護、自動化等裝置供電的重要電源，相當于給大腦供血的血管。直流系統(tǒng)一旦出問題，變電站就會癱瘓。”6月2日，黃南在220千伏小雁溪變電站檢查直流系統(tǒng)設備時向筆者介紹道。
黃南已經從事變電站檢修工作22年，一直和設備打交道。2016年，參與變電站直流系統(tǒng)改造時，黃南發(fā)現(xiàn)改造工程不僅工作量大，還存在不少安全風險。過去的做法是搭建一套臨時直流系統(tǒng)，要將需要更換的直流系統(tǒng)所有電線轉接上去，新的直流系統(tǒng)改造完成后，再把電線原樣接回。在兩次轉接過程中，檢修人員需要完成數(shù)千次接線，如有一處接線錯誤后果就不堪設想。而直流系統(tǒng)每12年需要更換一次，每次更換用時需要1個月以上。
從2016年起，黃南和團隊就開始思考如何減小直流系統(tǒng)改造難度。先后討論了十幾種思路后，黃南發(fā)現(xiàn)，可以用單個依次更換的方式來替代同時更換7個直流屏柜的方式。這樣不僅可以減少屏柜的數(shù)量，也可以減小更換操作的工作量。
從理論構思到實際運用是創(chuàng)新創(chuàng)造最困難的過程。黃南和團隊花費了近兩年時間，經歷了一次次失敗、一次次優(yōu)化后，終于設計出了原理圖。新設計的直流系統(tǒng)有兩塊充電屏、四塊饋線屏。黃南將它命名為“兩充四饋直流系統(tǒng)”。
2019年3月，第一代兩充四饋直流系統(tǒng)通過實驗室檢測。與舊系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)優(yōu)化了接線和屏柜布置方式，把屏柜數(shù)量從7個減為6個，占地面積減少了15%左右。而且，該系統(tǒng)更換時也不用搭建臨時直流系統(tǒng)，只要按特定順序改變幾根電纜接線，就能任意更換屏柜，且改造期間不用停電，最快一周就能完成更換工作。
優(yōu)化升級 在更大范圍推廣應用
2020年8月11日，對黃南和團隊來說是個難忘的日子。這一天，兩充四饋直流系統(tǒng)在宜昌市220千伏小雁溪變電站投入運行。
“在設計中我們考慮了每種可能，對線路圖進行了不下千次的模擬，也經過了開普實驗室檢測。”黃南工作室隊員楊騏說。
兩充四饋直流系統(tǒng)更安全、更可靠、更便捷，成為變電站直流系統(tǒng)更換的首選。黃南團隊卻沒有滿足，開始了設備優(yōu)化升級工作。今年1月，宜昌220千伏猇亭變電站投運兩充四饋直流系統(tǒng)；3月，220千伏車站變投運該直流系統(tǒng)。這兩套系統(tǒng)是兩充四饋直流系統(tǒng)的第三代。
為了讓設備在更換時更安全、運行時更可靠，黃南團隊設計第三代系統(tǒng)時，在四塊饋線屏上都加裝了獨立的絕緣監(jiān)測裝置和電流電壓監(jiān)視表，進一步優(yōu)化系統(tǒng)結構，大幅度降低后續(xù)更換改造的安全風險。截至目前，投運的系統(tǒng)均運行正常。
兩充四饋直流系統(tǒng)和不停電改造模式，提升了直流系統(tǒng)技改工作安全性和便捷性，在業(yè)內引發(fā)廣泛關注，也成為國網湖北省電力有限公司的科技推廣項目。
兩充四饋直流系統(tǒng)吸引了不少設備生產廠家前來合作。目前，宜昌供電公司與相關廠家簽訂了總額130萬元的試點應用合同。
精益求精 持續(xù)更新技術優(yōu)化方案
如今，黃南工作室的電子屏上還顯示著第四代兩充四饋直流系統(tǒng)的設計思路和展示圖。工作室隨處可見設計圖紙和成堆的技術資料。黃南團隊還在開展技術更新和方案優(yōu)化。
面對綜合自動化變電站向智能化變電站轉型的挑戰(zhàn)，黃南和團隊從2020年開始又組建了學習小組，重點學習站用交直流一體化電源、源網荷儲一體化微電網等方面的新知識、新技術。
功夫不負有心人。5月29日，第四代兩充四饋直流系統(tǒng)研發(fā)成功。新系統(tǒng)可以自行鎖定直流系統(tǒng)故障設備，并在搶修人員到達現(xiàn)場前隔離故障設備，保障非故障設備安全運行。
“新系統(tǒng)可以提高檢修和操作的便捷性和可靠性，目前我們正在申請專利。我們也在對下一代系統(tǒng)進行初步的思考規(guī)劃，希望能早日完成第五代設計，讓更多的變電站用上我們的直流系統(tǒng)。”對下一步的創(chuàng)新，黃南有著清晰的規(guī)劃。
黃南工作室成立6年來，不僅研發(fā)了兩充四饋直流系統(tǒng)，還創(chuàng)新研發(fā)了多種設備和工具。“自己要回家的接地線”“會說YES和NO的空氣開關跨接儀”……這些創(chuàng)新發(fā)明累計獲得實用新型專利授權20項、發(fā)明專利授權10項、軟件著作權授權6項、外觀專利授權1項。黃南工作室在2018年被授予湖北省技能大師工作室稱號，黃南則獲評2019年湖北省首席技師。
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