低壓直流電源是發(fā)電廠、變電站及其保護設(shè)施正常安全運行的低壓基礎(chǔ)專業(yè)裝備，也是國家機械、化工、信息等工業(yè)企業(yè)正常安全運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)裝備。在國家改革開放大潮中，中國電力工業(yè)低壓直流電源系統(tǒng)革新面貌、取得了重大創(chuàng)新發(fā)展。認真回顧總結(jié)，啟示良多。

20世紀(jì)80、90年代，原電力部安生司在推進發(fā)電廠、供電企業(yè)安全文明生產(chǎn)達標(biāo)創(chuàng)一流工作的同時，聽取吸收了一批科技專家的意見建議，于 1991 年啟動成立“電力部直流電源聯(lián)合設(shè)計組”，組織調(diào)研、總結(jié)、設(shè)計，推進直流電源專業(yè)的革新。經(jīng)過 20 多年各方科技人員持久艱苦奮斗，追蹤新技術(shù)應(yīng)用，多次更新?lián)Q代、優(yōu)化設(shè)計和試驗，從根本上革新了直流電源裝備各項功能，形成了新型系列直流電源設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、夯實和提高了電力工業(yè)安全運行基礎(chǔ)水平，適應(yīng)并促進了智能化發(fā)展的需求。諸如把低壓直流系統(tǒng)中常見的一個刀閘加保險絲的手動操作的簡陋設(shè)備（俗稱刀閘+保險），設(shè)計更新為智能化的微機控制、性能優(yōu)越的直流電源系統(tǒng)；把技術(shù)參數(shù)低劣的磁放大器及相控整流器，設(shè)計創(chuàng)新為高技術(shù)參數(shù)的高頻開關(guān)整流器（如圖一），并自主研發(fā)成功具有保護特性的直流空氣斷路器；把污染大的液態(tài)鉛酸蓄電池設(shè)計更新為閥控式密封鉛酸蓄電池及高能鋰電池；把用電阻絲對蓄電池組的活化放電，設(shè)計更新為高頻有源逆變器（如圖二），可實現(xiàn)將蓄電池組的化學(xué)能按需要轉(zhuǎn)換為電能、安全可靠地返回到電網(wǎng)中，并在放電的過程中實現(xiàn)自動抄表和數(shù)據(jù)儲存（如圖三）；把落后的絕緣監(jiān)測，設(shè)計更新為高精準(zhǔn)的微機控制的絕緣監(jiān)測（如圖四）、支路定位方式等；把以往對單個蓄電池進行端電壓檢測的落后方式，設(shè)計更新為微機控制對蓄電池及其整組進行自動掃描測量，并儲存數(shù)據(jù)方式（如圖五）。從而顯著地提高了新型直流電源系統(tǒng)的可靠性、運行維護的高效性，為現(xiàn)代智能電網(wǎng)的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

 

01 電力系統(tǒng)直流電源裝置的創(chuàng)新發(fā)展簡要回顧

眾所周知，20世紀(jì)70、80年代，低壓直流控制和操作電源大小故障或事故頻發(fā)，時有配電站（間）開關(guān)柜火燒聯(lián)營，造成區(qū)域停電事故；甚至低壓直流電源系統(tǒng)起火斷電，導(dǎo)致保護失壓，造成開關(guān)柜、變壓器等大型設(shè)備燒毀。那時期，直流電源設(shè)施及其落后：元器件性能極差；充電機穩(wěn)壓精度低，紋波系數(shù)大，無法控制充電和浮充電流，導(dǎo)致嚴(yán)重過充或欠充；蓄電池組常有內(nèi)部短路，時有一、二只蓄電池失效，就造成整組蓄電池很快損壞；充電機電氣線路五花八門，沒有統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；直流熔斷器與控制保護開關(guān)級差配合差，經(jīng)常越級跳閘或熔斷器非正常熔斷等。問題很多，而又缺乏專業(yè)技術(shù)人員或規(guī)范管理，積重難返。

1991年成立“電力部直流電源聯(lián)合設(shè)計組”，組織調(diào)研，開展鎘鎳直流屏典型設(shè)計和樣機研制。由中國電力科學(xué)研究院、四川電力科學(xué)研究院牽頭、北京供電局、黑龍江省電力局、上海市電力局、青島電業(yè)局、徐州電業(yè)局、許昌繼電器廠、西安電力整流器廠、北京長河機電有限公司、廣東電控設(shè)備廠、四川電器廠、北京電器研究所、新鄉(xiāng)東海配電設(shè)備廠、徐州電力修造廠等15個單位組成。針對運行部門提出的問題，對直流電源的主要部件、蓄電池和整流器技術(shù)指標(biāo)、重新設(shè)計試制。

1992年召開電力系統(tǒng)直流電源柜設(shè)計方案審查會，由51個設(shè)計、科研、運行、使用、制造單位參加，提出了“五統(tǒng)一”的要求。1993年3月完成GZD直流電源柜產(chǎn)品樣機制造及型式試驗，并通過了產(chǎn)品技術(shù)鑒定。隨后由電力部辦公廳發(fā)文，通過龍源電氣公司進行技術(shù)轉(zhuǎn)讓，推廣GZD直流電源柜在電網(wǎng)中的使用。1994年GZD系列直流電源柜獲實用新型專利（專利號：ZL93 2 23344.9）。國內(nèi)有近百家企業(yè)制造生產(chǎn)，每年上千套產(chǎn)品進入電力系統(tǒng)中運行，使電力系統(tǒng)直流電源裝置進入了新水平階段。

1995年在上海和成都兩次對GZDW微機控制直流電源柜技術(shù)條件和設(shè)計方案進行審查，創(chuàng)新地提出了自動化運行過程曲線圖，開發(fā)研制了微機監(jiān)控裝置（如圖三），并確定了一系列的整定技術(shù)參數(shù)，目的是為滿足無人值班的要求。1998年設(shè)計開發(fā)了高頻開關(guān)整流器，GZDW型高頻開關(guān)直流電源柜開始推廣使用，這效率高、體積小、穩(wěn)流穩(wěn)壓精度高、功能完善的高頻開關(guān)直流電源柜躍入更先進的水平。

1999年在廣西北海召開了GZD、 GZDW聯(lián)合設(shè)計工作總結(jié)會，對10年來的直流電源工作進行了總結(jié)，肯定了GZD和 GZDW系列直流電源柜在研制、開發(fā)、試驗及推廣應(yīng)用中，各主要承辦單位和配套元器件廠的團結(jié)合作和保證質(zhì)量的精神。從此GZD和 GZDW（如圖六）系列直流電源柜進入了城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，納入了國家經(jīng)貿(mào)委第三批產(chǎn)品入網(wǎng)名錄中。

2000年蓄電池組用整流逆變裝置聯(lián)合設(shè)計組成立，并成立了電力系統(tǒng)直流電源技術(shù)委員會。它以設(shè)計開發(fā)®研制®型式試驗®產(chǎn)品評審®推廣應(yīng)用®運行意見返回®標(biāo)準(zhǔn)編寫及修訂等形成了一個封閉的循環(huán)，使運行、設(shè)計、研制、開發(fā)、試驗、標(biāo)準(zhǔn)等成為一體化管理。

2004年,《發(fā)電廠變電所蓄電池用整流逆變設(shè)備》通過電力工業(yè)電力設(shè)備及儀表質(zhì)量檢驗測試中心按DL/T 857-2004國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行了全部型式試驗并經(jīng)試運行后，由中國電力企業(yè)聯(lián)合會邀請了全國電力系統(tǒng)的專家進行會議審定，并通過了產(chǎn)品鑒定。同時，對新開發(fā)的高頻開關(guān)有源逆變模塊、蓄電池巡檢儀、安時計等配套元器件也通過了產(chǎn)品鑒定。2005年第三代高頻開關(guān)整流逆變直流電源柜（GCFW（如圖七）和KCFW）開始推廣和使用。填補了我國有源逆變活化蓄電池組的空白。

02 編寫修訂低壓直流電源標(biāo)準(zhǔn)

遵循國家標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)，1991~2019年完成了一系列低壓直流電源標(biāo)準(zhǔn)的起草、審稿、報批、出版及全國發(fā)行。從GZD系列直流電源柜聯(lián)合設(shè)計開始，相應(yīng)的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也隨之產(chǎn)生，1991年第一個直流電源標(biāo)準(zhǔn)DL/T 459-1991《鎘鎳蓄電池直流屏訂貨技術(shù)條件》發(fā)布；伴隨直流電源裝置技術(shù)的不斷創(chuàng)新進步，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)不斷編寫和修訂，現(xiàn)在在中國電網(wǎng)低壓直流電源系統(tǒng)中，已有了一個系列的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

系列標(biāo)準(zhǔn)

DL/T 637-2019閥控式密封鉛酸蓄電池訂貨技術(shù)條件

DL/T 459-2017電力系統(tǒng)直流電源柜訂貨技術(shù)條件

DL/T 724-2000電力系統(tǒng)蓄電池直流電源裝置運行與維護技術(shù)規(guī)程

DL/T 781-2001電力用高頻開關(guān)整流模塊

DL/T 856-2018電力用直流電源監(jiān)控裝置

DL/T 857-2004發(fā)電廠、變電站蓄電池用整流逆變設(shè)備技術(shù)條件

DL/T 1074-2019電力用直流和交流一體化不間斷電源設(shè)備

DL/T 329-2010 基于DLT 860 的變電站低壓電源設(shè)備通信接口

DL/T 1392-2014 直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置技術(shù)條件

DL/T 1397.1-2014 ～ DL/T 1397.6-2014 直流電源系統(tǒng)用測試設(shè)備通用技術(shù)條件 第1 ～ 6部分

DL/T 5044-2014電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程

這些標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)了我國直流電源專責(zé)人員的技術(shù)管理及現(xiàn)場運維人員的具體工作；指導(dǎo)了直流電源生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)把關(guān)，推進了我國低壓直流電源設(shè)備生產(chǎn)能力的大發(fā)展，也使電力、石化、冶金、軌道交通等多行業(yè)在安全用電技術(shù)上得到了很大的提升。

03 貢獻與啟示

通過電力部直流電源聯(lián)合設(shè)計組這個技術(shù)紐帶，實施更新設(shè)計，創(chuàng)新開發(fā)出了一代又一代的智能化直流電源成套設(shè)備，目前中國在低壓直流電源成套設(shè)備的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平上，已經(jīng)進入了世界的領(lǐng)先行列，先進的智能化的低壓直流電源成套設(shè)備已大量運行在世界各國的電網(wǎng)中（在亞非拉、中東、中亞、歐洲、美國及俄羅斯等國的電網(wǎng)或核電站中），為中國爭了光，獲得了很好的聲譽。

這些成就的取得，歸功于原電力部安生司領(lǐng)導(dǎo)的頂層設(shè)計、指導(dǎo)、協(xié)調(diào)和支持，歸功于廣大低壓直流電源科研人員、運維人員及生產(chǎn)企業(yè)。

聯(lián)合設(shè)計組廣大科技人員在組長顧霓鴻、總設(shè)計師王典偉，及楊忠亮、趙夢欣等領(lǐng)軍人物的帶領(lǐng)下，得到上海凱華電源成套設(shè)備有限公司及珠海泰坦科技股份有限公司、北京人民電器廠有限公司及深圳市英可瑞科技股份有限公司、上海航天電源技術(shù)有限責(zé)任公司及雙登集團股份有限公司等企業(yè)的密切協(xié)作，為各個階段提供了優(yōu)質(zhì)的試制樣機，也取得了豐碩專利；通過對直流電源設(shè)備的大量試驗、探索和創(chuàng)新，使中國電網(wǎng)低壓直流電源系統(tǒng)，形成了對產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計、試驗、制造、運維有了一套完整的管理模式；使開發(fā)制造出的智能化高頻開關(guān)直流電源成套設(shè)備，在交流10~1000kV變電站，直流±500~±800kV變電站及國外配套設(shè)備中已廣泛使用；為我國電網(wǎng)低壓直流電源系統(tǒng)的更新?lián)Q代做出了重大貢獻！

回顧低壓直流電源系統(tǒng)創(chuàng)新的發(fā)展歷程、為我國發(fā)供電的安全可靠運行做出的重要貢獻，期間實施主管職能部門統(tǒng)一組織、與科研和制造企業(yè)相結(jié)合；技術(shù)主管指導(dǎo)與開發(fā)設(shè)計、運行骨干相結(jié)合；堅持研制與統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相結(jié)合，這三個類型的三結(jié)合精神起到了重大的根本性的保證作用，是值得總結(jié)懷念的。我們向上述明星企業(yè)及其領(lǐng)軍人物在“三結(jié)合”歷程中作出的貢獻及其孜孜不倦的精神致以崇高敬意！要繼承發(fā)揚“三結(jié)合”的創(chuàng)新精神，在我國電網(wǎng)低壓直流電源系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展中做出更大的貢獻！

作者簡介

王承玉，1993年畢業(yè)于西安交通大學(xué)，博士，教授級高級工程師，國家高壓開關(guān)設(shè)備標(biāo)委會副主任委員、電力行業(yè)高壓開關(guān)設(shè)備與直流電源標(biāo)委會副主任委員兼秘書長，長期從事高壓開關(guān)設(shè)備科研、運行及技術(shù)管理工作。