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(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)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(jìn)了變電站，也讓團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新創(chuàng)造的夢想變成了現(xiàn)實(shí)。
和220千伏變電站應(yīng)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(jié)構(gòu)，更換系統(tǒng)更加安全方便快捷，降低了后續(xù)改造時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)，提升了改造工作效率。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在宜昌3座220千伏變電站應(yīng)用。
發(fā)現(xiàn)問題 立足實(shí)際解決問題
“直流系統(tǒng)是給變電站繼電保護(hù)、自動化等裝置供電的重要電源，相當(dāng)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(shè)備時(shí)向筆者介紹道。
黃南已經(jīng)從事變電站檢修工作22年，一直和設(shè)備打交道。2016年，參與變電站直流系統(tǒng)改造時(shí)，黃南發(fā)現(xiàn)改造工程不僅工作量大，還存在不少安全風(fēng)險(xiǎn)。過去的做法是搭建一套臨時(shí)直流系統(tǒng)，要將需要更換的直流系統(tǒng)所有電線轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(cuò)誤后果就不堪設(shè)想。而直流系統(tǒng)每12年需要更換一次，每次更換用時(shí)需要1個(gè)月以上。
從2016年起，黃南和團(tuán)隊(duì)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(gè)依次更換的方式來替代同時(shí)更換7個(gè)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(gòu)思到實(shí)際運(yùn)用是創(chuàng)新創(chuàng)造最困難的過程。黃南和團(tuán)隊(duì)花費(fèi)了近兩年時(shí)間，經(jīng)歷了一次次失敗、一次次優(yōu)化后，終于設(shè)計(jì)出了原理圖。新設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)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(gè)減為6個(gè)，占地面積減少了15%左右。而且，該系統(tǒng)更換時(shí)也不用搭建臨時(shí)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(yīng)用
2020年8月11日，對黃南和團(tuán)隊(duì)來說是個(gè)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(yùn)行。
“在設(shè)計(jì)中我們考慮了每種可能，對線路圖進(jìn)行了不下千次的模擬，也經(jīng)過了開普實(shí)驗(yàn)室檢測。”黃南工作室隊(duì)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(tuán)隊(duì)卻沒有滿足，開始了設(shè)備優(yōu)化升級工作。今年1月，宜昌220千伏猇亭變電站投運(yùn)兩充四饋直流系統(tǒng)；3月，220千伏車站變投運(yùn)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(shè)備在更換時(shí)更安全、運(yùn)行時(shí)更可靠，黃南團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)第三代系統(tǒng)時(shí)，在四塊饋線屏上都加裝了獨(dú)立的絕緣監(jiān)測裝置和電流電壓監(jiān)視表，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大幅度降低后續(xù)更換改造的安全風(fēng)險(xiǎn)。截至目前，投運(yùn)的系統(tǒng)均運(yùn)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(nèi)引發(fā)廣泛關(guān)注，也成為國網(wǎng)湖北省電力有限公司的科技推廣項(xiàng)目。
兩充四饋直流系統(tǒng)吸引了不少設(shè)備生產(chǎn)廠家前來合作。目前，宜昌供電公司與相關(guān)廠家簽訂了總額130萬元的試點(diǎn)應(yīng)用合同。
精益求精 持續(xù)更新技術(shù)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(shè)計(jì)思路和展示圖。工作室隨處可見設(shè)計(jì)圖紙和成堆的技術(shù)資料。黃南團(tuán)隊(duì)還在開展技術(shù)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(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)，黃南和團(tuán)隊(duì)從2020年開始又組建了學(xué)習(xí)小組，重點(diǎn)學(xué)習(xí)站用交直流一體化電源、源網(wǎng)荷儲一體化微電網(wǎng)等方面的新知識、新技術(shù)。
功夫不負(fù)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(shè)備，并在搶修人員到達(dá)現(xiàn)場前隔離故障設(shè)備，保障非故障設(shè)備安全運(yùn)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(jìn)行初步的思考規(guī)劃，希望能早日完成第五代設(shè)計(jì)，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(shè)備和工具。“自己要回家的接地線”“會說YES和NO的空氣開關(guān)跨接儀”……這些創(chuàng)新發(fā)明累計(jì)獲得實(shí)用新型專利授權(quán)20項(xiàng)、發(fā)明專利授權(quán)10項(xiàng)、軟件著作權(quán)授權(quán)6項(xiàng)、外觀專利授權(quán)1項(xiàng)。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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