低壓直流電(diàn)源是發電(diàn)廠、變電(diàn)站及其保護設施正常安全運行的低壓基礎專業裝備，也是國家機械、化工(gōng)、信息等工(gōng)業企業正常安全運轉的基礎裝備。在國家改革開(kāi)放(fàng)大(dà)潮中(zhōng)，中(zhōng)國電(diàn)力工(gōng)業低壓直流電(diàn)源系統革新面貌、取得了重大(dà)創新發展。認真回顧總結，啓示良多。

20世紀80、90年代，原電(diàn)力部安生(shēng)司在推進發電(diàn)廠、供電(diàn)企業安全文明生(shēng)産達标創一(yī)流工(gōng)作的同時，聽(tīng)取吸收了一(yī)批科技專家的意見建議，于 1991 年啓動成立“電(diàn)力部直流電(diàn)源聯合設計組”，組織調研、總結、設計，推進直流電(diàn)源專業的革新。經過 20 多年各方科技人員(yuán)持久艱苦奮鬥，追蹤新技術應用，多次更新換代、優化設計和試驗，從根本上革新了直流電(diàn)源裝備各項功能，形成了新型系列直流電(diàn)源設備标準化生(shēng)産、夯實和提高了電(diàn)力工(gōng)業安全運行基礎水平，适應并促進了智能化發展的需求。諸如把低壓直流系統中(zhōng)常見的一(yī)個刀閘加保險絲的手動操作的簡陋設備（俗稱刀閘+保險），設計更新爲智能化的微機控制、性能優越的直流電(diàn)源系統；把技術參數低劣的磁放(fàng)大(dà)器及相控整流器，設計創新爲高技術參數的高頻(pín)開(kāi)關整流器（如圖一(yī)），并自主研發成功具有保護特性的直流空氣斷路器；把污染大(dà)的液态鉛酸蓄電(diàn)池設計更新爲閥控式密封鉛酸蓄電(diàn)池及高能锂電(diàn)池；把用電(diàn)阻絲對蓄電(diàn)池組的活化放(fàng)電(diàn)，設計更新爲高頻(pín)有源逆變器（如圖二），可實現将蓄電(diàn)池組的化學能按需要轉換爲電(diàn)能、安全可靠地返回到電(diàn)網中(zhōng)，并在放(fàng)電(diàn)的過程中(zhōng)實現自動抄表和數據儲存（如圖三）；把落後的絕緣監測，設計更新爲高精準的微機控制的絕緣監測（如圖四）、支路定位方式等；把以往對單個蓄電(diàn)池進行端電(diàn)壓檢測的落後方式，設計更新爲微機控制對蓄電(diàn)池及其整組進行自動掃描測量，并儲存數據方式（如圖五）。從而顯著地提高了新型直流電(diàn)源系統的可靠性、運行維護的高效性，爲現代智能電(diàn)網的發展奠定了良好基礎。

 

01 電(diàn)力系統直流電(diàn)源裝置的創新發展簡要回顧

衆所周知(zhī)，20世紀70、80年代，低壓直流控制和操作電(diàn)源大(dà)小(xiǎo)故障或事故頻(pín)發，時有配電(diàn)站（間）開(kāi)關櫃火(huǒ)燒聯營，造成區域停電(diàn)事故；甚至低壓直流電(diàn)源系統起火(huǒ)斷電(diàn)，導緻保護失壓，造成開(kāi)關櫃、變壓器等大(dà)型設備燒毀。那時期，直流電(diàn)源設施及其落後：元器件性能極差；充電(diàn)機穩壓精度低，紋波系數大(dà)，無法控制充電(diàn)和浮充電(diàn)流，導緻嚴重過充或欠充；蓄電(diàn)池組常有内部短路，時有一(yī)、二隻蓄電(diàn)池失效，就造成整組蓄電(diàn)池很快損壞；充電(diàn)機電(diàn)氣線路五花八門，沒有統一(yī)規範标準；直流熔斷器與控制保護開(kāi)關級差配合差，經常越級跳閘或熔斷器非正常熔斷等。問題很多，而又(yòu)缺乏專業技術人員(yuán)或規範管理，積重難返。

1991年成立“電(diàn)力部直流電(diàn)源聯合設計組”，組織調研，開(kāi)展镉鎳直流屏典型設計和樣機研制。由中(zhōng)國電(diàn)力科學研究院、四川電(diàn)力科學研究院牽頭、北(běi)京供電(diàn)局、黑龍江省電(diàn)力局、上海市電(diàn)力局、青島電(diàn)業局、徐州電(diàn)業局、許昌繼電(diàn)器廠、西安電(diàn)力整流器廠、北(běi)京長河機電(diàn)有限公司、廣東電(diàn)控設備廠、四川電(diàn)器廠、北(běi)京電(diàn)器研究所、新鄉東海配電(diàn)設備廠、徐州電(diàn)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(diàn)源的主要部件、蓄電(diàn)池和整流器技術指标、重新設計試制。

1992年召開(kāi)電(diàn)力系統直流電(diàn)源櫃設計方案審查會，由51個設計、科研、運行、使用、制造單位參加，提出了“五統一(yī)”的要求。1993年3月完成GZD直流電(diàn)源櫃産品樣機制造及型式試驗，并通過了産品技術鑒定。随後由電(diàn)力部辦公廳發文，通過龍源電(diàn)氣公司進行技術轉讓，推廣GZD直流電(diàn)源櫃在電(diàn)網中(zhōng)的使用。1994年GZD系列直流電(diàn)源櫃獲實用新型專利（專利号：ZL93 2 23344.9）。國内有近百家企業制造生(shēng)産，每年上千套産品進入電(diàn)力系統中(zhōng)運行，使電(diàn)力系統直流電(diàn)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(diàn)源櫃技術條件和設計方案進行審查，創新地提出了自動化運行過程曲線圖，開(kāi)發研制了微機監控裝置（如圖三），并确定了一(yī)系列的整定技術參數，目的是爲滿足無人值班的要求。1998年設計開(kāi)發了高頻(pín)開(kāi)關整流器，GZDW型高頻(pín)開(kāi)關直流電(diàn)源櫃開(kāi)始推廣使用，這效率高、體(tǐ)積小(xiǎo)、穩流穩壓精度高、功能完善的高頻(pín)開(kāi)關直流電(diàn)源櫃躍入更先進的水平。

1999年在廣西北(běi)海召開(kāi)了GZD、 GZDW聯合設計工(gōng)作總結會，對10年來的直流電(diàn)源工(gōng)作進行了總結，肯定了GZD和 GZDW系列直流電(diàn)源櫃在研制、開(kāi)發、試驗及推廣應用中(zhōng)，各主要承辦單位和配套元器件廠的團結合作和保證質量的精神。從此GZD和 GZDW（如圖六）系列直流電(diàn)源櫃進入了城鄉電(diàn)網改造，納入了國家經貿委第三批産品入網名錄中(zhōng)。

2000年蓄電(diàn)池組用整流逆變裝置聯合設計組成立，并成立了電(diàn)力系統直流電(diàn)源技術委員(yuán)會。它以設計開(kāi)發®研制®型式試驗®産品評審®推廣應用®運行意見返回®标準編寫及修訂等形成了一(yī)個封閉的循環，使運行、設計、研制、開(kāi)發、試驗、标準等成爲一(yī)體(tǐ)化管理。

2004年,《發電(diàn)廠變電(diàn)所蓄電(diàn)池用整流逆變設備》通過電(diàn)力工(gōng)業電(diàn)力設備及儀表質量檢驗測試中(zhōng)心按DL/T 857-2004國家行業标準進行了全部型式試驗并經試運行後，由中(zhōng)國電(diàn)力企業聯合會邀請了全國電(diàn)力系統的專家進行會議審定，并通過了産品鑒定。同時，對新開(kāi)發的高頻(pín)開(kāi)關有源逆變模塊、蓄電(diàn)池巡檢儀、安時計等配套元器件也通過了産品鑒定。2005年第三代高頻(pín)開(kāi)關整流逆變直流電(diàn)源櫃（GCFW（如圖七）和KCFW）開(kāi)始推廣和使用。填補了我(wǒ)國有源逆變活化蓄電(diàn)池組的空白(bái)。

02 編寫修訂低壓直流電(diàn)源标準

遵循國家标準指導，1991~2019年完成了一(yī)系列低壓直流電(diàn)源标準的起草、審稿、報批、出版及全國發行。從GZD系列直流電(diàn)源櫃聯合設計開(kāi)始，相應的電(diàn)力行業标準也随之産生(shēng)，1991年第一(yī)個直流電(diàn)源标準DL/T 459-1991《镉鎳蓄電(diàn)池直流屏訂貨技術條件》發布；伴随直流電(diàn)源裝置技術的不斷創新進步，相應标準不斷編寫和修訂，現在在中(zhōng)國電(diàn)網低壓直流電(diàn)源系統中(zhōng)，已有了一(yī)個系列的電(diàn)力行業标準。

系列标準

DL/T 637-2019閥控式密封鉛酸蓄電(diàn)池訂貨技術條件

DL/T 459-2017電(diàn)力系統直流電(diàn)源櫃訂貨技術條件

DL/T 724-2000電(diàn)力系統蓄電(diàn)池直流電(diàn)源裝置運行與維護技術規程

DL/T 781-2001電(diàn)力用高頻(pín)開(kāi)關整流模塊

DL/T 856-2018電(diàn)力用直流電(diàn)源監控裝置

DL/T 857-2004發電(diàn)廠、變電(diàn)站蓄電(diàn)池用整流逆變設備技術條件

DL/T 1074-2019電(diàn)力用直流和交流一(yī)體(tǐ)化不間斷電(diàn)源設備

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

DL/T 1392-2014 直流電(diàn)源系統絕緣監測裝置技術條件

DL/T 1397.1-2014 ～ DL/T 1397.6-2014 直流電(diàn)源系統用測試設備通用技術條件 第1 ～ 6部分(fēn)

DL/T 5044-2014電(diàn)力工(gōng)程直流系統設計技術規程

這些标準指導了我(wǒ)國直流電(diàn)源專責人員(yuán)的技術管理及現場運維人員(yuán)的具體(tǐ)工(gōng)作；指導了直流電(diàn)源生(shēng)産企業的技術把關，推進了我(wǒ)國低壓直流電(diàn)源設備生(shēng)産能力的大(dà)發展，也使電(diàn)力、石化、冶金、軌道交通等多行業在安全用電(diàn)技術上得到了很大(dà)的提升。

03 貢獻與啓示

通過電(diàn)力部直流電(diàn)源聯合設計組這個技術紐帶，實施更新設計，創新開(kāi)發出了一(yī)代又(yòu)一(yī)代的智能化直流電(diàn)源成套設備，目前中(zhōng)國在低壓直流電(diàn)源成套設備的生(shēng)産能力和技術水平上，已經進入了世界的領先行列，先進的智能化的低壓直流電(diàn)源成套設備已大(dà)量運行在世界各國的電(diàn)網中(zhōng)（在亞非拉、中(zhōng)東、中(zhōng)亞、歐洲、美國及俄羅斯等國的電(diàn)網或核電(diàn)站中(zhōng)），爲中(zhōng)國争了光，獲得了很好的聲譽。

這些成就的取得，歸功于原電(diàn)力部安生(shēng)司領導的頂層設計、指導、協調和支持，歸功于廣大(dà)低壓直流電(diàn)源科研人員(yuán)、運維人員(yuán)及生(shēng)産企業。

聯合設計組廣大(dà)科技人員(yuán)在組長顧霓鴻、總設計師王典偉，及楊忠亮、趙夢欣等領軍人物(wù)的帶領下(xià)，得到上海凱華電(diàn)源成套設備有限公司及珠海泰坦科技股份有限公司、北(běi)京人民電(diàn)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(diàn)源技術有限責任公司及雙登集團股份有限公司等企業的密切協作，爲各個階段提供了優質的試制樣機，也取得了豐碩專利；通過對直流電(diàn)源設備的大(dà)量試驗、探索和創新，使中(zhōng)國電(diàn)網低壓直流電(diàn)源系統，形成了對産品标準、設計、試驗、制造、運維有了一(yī)套完整的管理模式；使開(kāi)發制造出的智能化高頻(pín)開(kāi)關直流電(diàn)源成套設備，在交流10~1000kV變電(diàn)站，直流±500~±800kV變電(diàn)站及國外(wài)配套設備中(zhōng)已廣泛使用；爲我(wǒ)國電(diàn)網低壓直流電(diàn)源系統的更新換代做出了重大(dà)貢獻！

回顧低壓直流電(diàn)源系統創新的發展曆程、爲我(wǒ)國發供電(diàn)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一(yī)組織、與科研和制造企業相結合；技術主管指導與開(kāi)發設計、運行骨幹相結合；堅持研制與統一(yī)标準規範相結合，這三個類型的三結合精神起到了重大(dà)的根本性的保證作用，是值得總結懷念的。我(wǒ)們向上述明星企業及其領軍人物(wù)在“三結合”曆程中(zhōng)作出的貢獻及其孜孜不倦的精神緻以崇高敬意！要繼承發揚“三結合”的創新精神，在我(wǒ)國電(diàn)網低壓直流電(diàn)源系統的持續發展中(zhōng)做出更大(dà)的貢獻！

作者簡介

王承玉，1993年畢業于西安交通大(dà)學，博士，教授級高級工(gōng)程師，國家高壓開(kāi)關設備标委會副主任委員(yuán)、電(diàn)力行業高壓開(kāi)關設備與直流電(diàn)源标委會副主任委員(yuán)兼秘書(shū)長，長期從事高壓開(kāi)關設備科研、運行及技術管理工(gōng)作。