5月29日，湖北宜昌供電公司黃南工作室傳出了工作室帶頭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研發成功了。連續5年的不懈努力，讓兩充四饋直流系統從圖紙里走出來，走進了變電站，也讓團隊創新創造的夢想變成了現實。
和220千伏變電站應用的其他直流系統相比，兩充四饋直流系統優化了整體結構，更換系統更加安全方便快捷，降低了后續改造時的安全風險，提升了改造工作效率。目前，該系統已經在宜昌3座220千伏變電站應用。
發現問題 立足實際解決問題
“直流系統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改造時，黃南發現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，要將需要更換的直流系統所有電線轉接上去，新的直流系統改造完成后，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千次接線，如有一處接線錯誤后果就不堪設想。而直流系統每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改造難度。先后討論了十幾種思路后，黃南發現，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新創造最困難的過程。黃南和團隊花費了近兩年時間，經歷了一次次失敗、一次次優化后，終于設計出了原理圖。新設計的直流系統有兩塊充電屏、四塊饋線屏。黃南將它命名為“兩充四饋直流系統”。
2019年3月，第一代兩充四饋直流系統通過實驗室檢測。與舊系統相比，該系統優化了接線和屏柜布置方式，把屏柜數量從7個減為6個，占地面積減少了15%左右。而且，該系統更換時也不用搭建臨時直流系統，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。
兩充四饋直流系統更安全、更可靠、更便捷，成為變電站直流系統更換的首選。黃南團隊卻沒有滿足，開始了設備優化升級工作。今年1月，宜昌220千伏猇亭變電站投運兩充四饋直流系統；3月，220千伏車站變投運該直流系統。這兩套系統是兩充四饋直流系統的第三代。
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時，在四塊饋線屏上都加裝了獨立的絕緣監測裝置和電流電壓監視表，進一步優化系統結構，大幅度降低后續更換改造的安全風險。截至目前，投運的系統均運行正常。
兩充四饋直流系統和不停電改造模式，提升了直流系統技改工作安全性和便捷性，在業內引發廣泛關注，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 持續更新技術優化方案
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化。
面對綜合自動化變電站向智能化變電站轉型的挑戰，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研發成功。新系統可以自行鎖定直流系統故障設備，并在搶修人員到達現場前隔離故障設備，保障非故障設備安全運行。
“新系統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進行初步的思考規劃，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。”對下一步的創新，黃南有著清晰的規劃。
黃南工作室成立6年來，不僅研發了兩充四饋直流系統，還創新研發了多種設備和工具。“自己要回家的接地線”“會說YES和NO的空氣開關跨接儀”……這些創新發明累計獲得實用新型專利授權20項、發明專利授權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。
作者：李治飛 劉婷
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