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從技術(shù)設(shè)計到實際應(yīng)用,創(chuàng)新不停止——湖北宜昌供電公司黃南工作室創(chuàng)新設(shè)計變電站直流系統(tǒng)減小改造難度

國家電網(wǎng)報發(fā)布時間:2021-06-08 11:03:42  作者:李治飛 劉婷

  

  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(shè)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(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)改造時的安全風(fēng)險,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(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,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。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(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(gòu)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(jīng)歷了一次次失敗、一次次優(yōu)化后,終于設(shè)計出了原理圖。新設(shè)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(yīng)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(shè)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(jīng)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(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(shè)備在更換時更安全、運行時更可靠,黃南團隊設(shè)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(jié)構(gòu),大幅度降低后續(xù)更換改造的安全風(fēng)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(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)計思路和展示圖。工作室隨處可見設(shè)計圖紙和成堆的技術(shù)資料。黃南團隊還在開展技術(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),黃南和團隊從2020年開始又組建了學(xué)習(xí)小組,重點學(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,并在搶修人員到達現(xiàn)場前隔離故障設(shè)備,保障非故障設(shè)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(shè)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(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)明累計獲得實用新型專利授權(quán)20項、發(fā)明專利授權(quán)10項、軟件著作權(quán)授權(quán)6項、外觀專利授權(quán)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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