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直流电源系统精益化管理、技术创新与实践

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成果主要完成人

杨忠亮、黄 力、唐赛秋、付 渊、刘 斌、郑润蓝、刘 芹、巨彧龙、周永光、王 成、曹建伟、罗智燃

项目概况

项目针对变电站直流电源系统运维方面存在的技术难点,以解决站用直流电源生产运行中存在的关键问题为导向,创造性提出了变电站直流电源系统精益化管理、专业运维新技术。通过设备管理方法及其运维技术的集成,取得了一批原创性技术及应用成果,形成了较为完整的变电站直流电源设备精益化科学运维方案及其配套的运维设备,主要体现在: 1、变电站交直流电源系统管理技术创新: 从2013年开始,先后对目前变电站交直流电源系统的运行状况、管理技术标准、运维技术、运维工具等方面进行了调研,并根据调研情况制定了一系列的管理标准、管理办法、实施技术方案等。开展了110kV变电站站用交直流电源系统双重化改造,完成22座110kV变电站直流电源系统双重化改造、6座110kV变电站交流电源系统双重化改造,显著增强了110kV变电站站用交直流电源系统的可靠性和灵活性;开展蓄电池到货解体验收工作,使厂家到货合格率从71%提高到了95%;开展应急发电车快速接入装置改造方案制定及改造工作,增强了电网的应急供电能力;提出防止变电站蓄电池开路的方法及快速判断措施,制定统一的带负荷检测表单并推广,防止蓄电池开路故障的发生;牵头编制团体、行业标准各1项,《电力用蓄电池组远程充放电技术规范》及《电力用直流电源系统验收规范》;建立蓄电池组全生命周期试验数据管理模型,预防电池故障的发生。多种管理手段的应用,有效推动南方电网公司变电站交直流电源系统的运维工作、提升交直流电源设备的健康水平。 2、变电站直流电源系统运维技术创新。 本项目针对变电站直流电源系统运检方面存在的技术难点,先后研究了基于浮充式保护型磷酸铁锂电池的智能直流电源系统研究与应用、串联蓄电池单体电压在线均衡技术、蓄电池在线内阻测量技术、蓄电池开路在线检测技术、蓄电池在线核容技术、直流接地智能查找新技术、蓄电池无极性跨接技术。首次研发了适用于电力系统要求的浮充式保护型磷酸铁锂电池直流电源系统,开发了基于可逆氧化还原穿梭反应的电解液组分,有效地防止了电池过充,优化了浮充电压,并结合充电被动均衡,突破了长寿命磷酸铁锂电池系统连续浮充的技术瓶颈;提出了容量换算系数、电压特性、充放电策略、短路特性的分析方法,为智能充电策略、保护报警信息分级、系统选择性配合、系统参数确定提供了可靠依据;对蓄电池、电缆、保护电器的选择性配合问题进行了设计、计算和试验,解决了保护电器选择性配合不完善、越级跳闸造成直流系统事故扩大的问题,提高了系统可靠性。 通过直流运维关键技术的集成,形成了一套完整的直流系统科学运维方案及配套运检仪器及工具。完成并可形成产品的设备有蓄电池在线监测系统(含在线监测蓄电池电压、内阻、单体在线均压、远程核对性放电)、蓄电池开路在线检测装置。已完成并可形成产品的工具仪器有手腕式蓄电池内阻单手快速测量仪、手腕式蓄电池电压单手快速测量仪、蓄电池在线核容辅助工具、单体蓄电池更换无极性跨接工具,便携式单体蓄电池均压工具。正在研究的技术有直流智能馈线及直流接地故障隔离系统、新型直流接地故障判断装置、多功能直流充电机特性测试仪等。 截至2020年12月止,项目技术产品分别在贵州电网公司、深圳供电局等多家单位应用,部分产品进入公司科技推广目录。申请发明专利14项(授权1项、实审13项),实用型专利9项(授权),软件著作权3项,发表论文3篇,第三方检测报告5份,先后获中国电力企业联合会、南方电网公司、中国能源化学地质工会全国委员会、贵州电网公司、贵州省总工会各类奖21项。