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变电站直流系统不停电检修技术及配套装置

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成果主要完成人

黄 南、胡翰文、陈 刚、杨 骐、李黛琳、冯 强、郭余翔、杜 萌

项目概况

直流电源系统是变电站控保系统的核心支撑,其中,直流屏是系统的中枢。变电站直流系统供电中断将引起保护拒动、测控装置失电等问题,造成主设备损坏或电网大面积停电等严重后果。2012年国网新版十八项反措继电保护专业要求规定控制、保护电源需分设,传统直流系统两充两馈一联五屏结构因馈线支路不足需扩充至两充四馈一联七屏结构,但变电站主控室普遍存在预留空间不足的问题,无法满足反措需求。另一方面,传统直流系统检修倒闸切换时,存在蓄电池短暂脱离母线的问题,2010年贵州乌江流域某水电站直流系统倒闸操作时曾发生充电机交流输入异常、直流失压的事故。直流系统检修维护和主要元器件更新换代,是保障变电站安全运行的有效手段。但直流系统存在搭建旁路系统进行不停电检修工序繁杂、耗时费力且有安全隐患的问题,直流系统七屏结构因贯通硬质母排连接方式存在双投联络把手必须在联络屏内独立安装难以集约化的难题。国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司黄南创新团队潜心钻研直流系统不停电检修技术二十余年,对直流屏的架构、单元件及其配套检修工器具进行了系统研究和实践,研制出了直流系统两充四馈六屏结构及其配套工器具,为我国直流系统不停电检修技术创新保驾护航。 1、提出了变电站直流系统两充四馈软接线方式,发明了单屏母排、主备双把手联络结构,对直流屏柜进行模块化设计,取代传统联络屏及贯通式硬质母排,在原有变电站空间内实现了六屏布置,实现任一屏柜可在安全状态下单独从系统隔离而不影响整体功能,减少14.29%屏柜占用空间。 2、提出了变电站直流系统不停电检修更换技术工法,实现了不搭建旁路系统下的单屏更换,通过新的三通端子排结构,实现了闭口霍尔电流互感器、断路器等元件和电缆的单体更换,相比于原结构,节省了临时电缆材料耗费,工期缩短一半,大大降低了安全风险。 3、发明了变电站两充四馈直流系统的配套检修工器具,针对于单屏不停电检修,研发了带机械锁止功能的标识牌保证安全,针对霍尔电流互感器和断路器更换,研发直流空气开关跨接仪,针对整个系统,还研发了充电机远程监控仪,提升了变电站直流运检作业主动安全性。 成果获批国家发明专利6项、实用新型专利8项、外观设计专利1项、软件著作权5项,获全国能源化学地质系统工技术创新优秀成果二等奖、国网公司职工技术创新优秀成果三等奖。通过国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心、许昌开普检测研究院的检验。中国电工技术学会鉴定委员会评价“成果达到国内领先水平”。成果在湖北电网获得广泛应用,获国家电网报报道,220千伏、110千伏、35千伏变电站直流系统改造平均分别节省工期23天、9天、5天,并在新疆电网直流系统改造工程中得到有效应用,近三年直接取得经济效益四百余万元,社会经济效益明显。黄南受国网高培等公司邀请,对变电二次专业人员开展变电站不停电检修培训及现场作业技术指导,为我国直流电源系统检修技术创新做出重要贡献。