5月29日，湖北宜昌供电公司黄南工作室传出了工作室带头人黄南和工作室成员们的欢呼声——团队自主设计的第四代两充四馈直流系统研发成功了。连续5年的不懈努力，让两充四馈直流系统从图纸里走出来，走进了变电站，也让团队创新创造的梦想变成了现实。
和220千伏变电站应用的其他直流系统相比，两充四馈直流系统优化了整体结构，更换系统更加安全方便快捷，降低了后续改造时的安全风险，提升了改造工作效率。目前，该系统已经在宜昌3座220千伏变电站应用。
发现问题 立足实际解决问题
“直流系统是给变电站继电保护、自动化等装置供电的重要电源，相当于给大脑供血的血管。直流系统一旦出问题，变电站就会瘫痪。”6月2日，黄南在220千伏小雁溪变电站检查直流系统设备时向笔者介绍道。
黄南已经从事变电站检修工作22年，一直和设备打交道。2016年，参与变电站直流系统改造时，黄南发现改造工程不仅工作量大，还存在不少安全风险。过去的做法是搭建一套临时直流系统，要将需要更换的直流系统所有电线转接上去，新的直流系统改造完成后，再把电线原样接回。在两次转接过程中，检修人员需要完成数千次接线，如有一处接线错误后果就不堪设想。而直流系统每12年需要更换一次，每次更换用时需要1个月以上。
从2016年起，黄南和团队就开始思考如何减小直流系统改造难度。先后讨论了十几种思路后，黄南发现，可以用单个依次更换的方式来替代同时更换7个直流屏柜的方式。这样不仅可以减少屏柜的数量，也可以减小更换操作的工作量。
从理论构思到实际运用是创新创造最困难的过程。黄南和团队花费了近两年时间，经历了一次次失败、一次次优化后，终于设计出了原理图。新设计的直流系统有两块充电屏、四块馈线屏。黄南将它命名为“两充四馈直流系统”。
2019年3月，第一代两充四馈直流系统通过实验室检测。与旧系统相比，该系统优化了接线和屏柜布置方式，把屏柜数量从7个减为6个，占地面积减少了15%左右。而且，该系统更换时也不用搭建临时直流系统，只要按特定顺序改变几根电缆接线，就能任意更换屏柜，且改造期间不用停电，最快一周就能完成更换工作。
优化升级 在更大范围推广应用
2020年8月11日，对黄南和团队来说是个难忘的日子。这一天，两充四馈直流系统在宜昌市220千伏小雁溪变电站投入运行。
“在设计中我们考虑了每种可能，对线路图进行了不下千次的模拟，也经过了开普实验室检测。”黄南工作室队员杨骐说。
两充四馈直流系统更安全、更可靠、更便捷，成为变电站直流系统更换的首选。黄南团队却没有满足，开始了设备优化升级工作。今年1月，宜昌220千伏猇亭变电站投运两充四馈直流系统；3月，220千伏车站变投运该直流系统。这两套系统是两充四馈直流系统的第三代。
为了让设备在更换时更安全、运行时更可靠，黄南团队设计第三代系统时，在四块馈线屏上都加装了独立的绝缘监测装置和电流电压监视表，进一步优化系统结构，大幅度降低后续更换改造的安全风险。截至目前，投运的系统均运行正常。
两充四馈直流系统和不停电改造模式，提升了直流系统技改工作安全性和便捷性，在业内引发广泛关注，也成为国网湖北省电力有限公司的科技推广项目。
两充四馈直流系统吸引了不少设备生产厂家前来合作。目前，宜昌供电公司与相关厂家签订了总额130万元的试点应用合同。
精益求精 持续更新技术优化方案
如今，黄南工作室的电子屏上还显示着第四代两充四馈直流系统的设计思路和展示图。工作室随处可见设计图纸和成堆的技术资料。黄南团队还在开展技术更新和方案优化。
面对综合自动化变电站向智能化变电站转型的挑战，黄南和团队从2020年开始又组建了学习小组，重点学习站用交直流一体化电源、源网荷储一体化微电网等方面的新知识、新技术。
功夫不负有心人。5月29日，第四代两充四馈直流系统研发成功。新系统可以自行锁定直流系统故障设备，并在抢修人员到达现场前隔离故障设备，保障非故障设备安全运行。
“新系统可以提高检修和操作的便捷性和可靠性，目前我们正在申请专利。我们也在对下一代系统进行初步的思考规划，希望能早日完成第五代设计，让更多的变电站用上我们的直流系统。”对下一步的创新，黄南有着清晰的规划。
黄南工作室成立6年来，不仅研发了两充四馈直流系统，还创新研发了多种设备和工具。“自己要回家的接地线”“会说YES和NO的空气开关跨接仪”……这些创新发明累计获得实用新型专利授权20项、发明专利授权10项、软件著作权授权6项、外观专利授权1项。黄南工作室在2018年被授予湖北省技能大师工作室称号，黄南则获评2019年湖北省首席技师。
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