電力開關(guān)設備現(xiàn)狀和發(fā)展方向

劉熒 華建培

【摘 要】隨著國家建設步伐的加快，國家電力公司逐步推行實施電網(wǎng)和配網(wǎng)設備智能化自動化方案，電力開關(guān)設備是實現(xiàn)上述目標的基本項目和平臺，多年來，國內(nèi)電力開關(guān)設備制造業(yè)，和制造產(chǎn)品工藝水平等存在著產(chǎn)品質(zhì)量不高，技術(shù)含量低，產(chǎn)品檔次低的問題，與國際先進水平存在較大差距，隨著中國已加入世貿(mào)組織多年的實踐，改革開放速度加快，在參與國際分工合作的良好國際和平環(huán)境中，解決那些阻礙市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)矛盾，按市經(jīng)濟規(guī)律，建立和實現(xiàn)企業(yè)的自主發(fā)展，不斷創(chuàng)新，特別是電力開關(guān)設備產(chǎn)品的升級換代，不斷開發(fā)適合中國國情的電力開關(guān)設備，研究電力開關(guān)設備的發(fā)展前景和方向。

【關(guān)鍵詞】電力開關(guān)設備 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展方向

隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化建設帶來的用電負荷較快增加，特別是我國正處于工業(yè)化建設、城鎮(zhèn)化進程不斷加快，電力需求將在較長的時間內(nèi)保持快速發(fā)展，但我國電網(wǎng)發(fā)展和電力變配電開關(guān)設備發(fā)展相對滯后，資源優(yōu)化配置能力不強，電力開關(guān)設備缺乏高技術(shù)含量和自主知識產(chǎn)權(quán)的先進設備，由于低端產(chǎn)品的落后重復生產(chǎn)，市場面臨殘酷的競爭和低水平的重復，產(chǎn)量質(zhì)量和技術(shù)水平穩(wěn)定性面臨挑戰(zhàn)。

0.4KV-40.5KV高、低壓開關(guān)設備，箱式變電站等產(chǎn)品是構(gòu)成城市電網(wǎng)電能分配和控制的主要電力設備，國內(nèi)主要產(chǎn)品有10KV、20KV、35KV KYN系列中置式開關(guān)柜，10KV、20KV、HXGN系列、SM6系列、RM6系列 六氟化硫環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜，0.4KV、GCK、GGD GXL系列低壓開關(guān)柜，變壓器以及戶外箱式變電站等電力開關(guān)設備，存在著具有共性產(chǎn)品技術(shù)落后的問題，主要表現(xiàn)為：

（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)龐大，耗費金屬材料多，資源相對造成很大浪費。

（2）開關(guān)柜設備一般采用空氣作為絕緣介質(zhì)，除開關(guān)滅弧室采用真空 或SF6氣體絕緣外，柜內(nèi)設備間、母線室等均采用空氣絕緣介質(zhì)， 影響了產(chǎn)品的可靠性，產(chǎn)品外形相對較大。

（3）公共設施使用的電力設備一般都放置在地面上，對環(huán)境和人的視覺 造成比較大的影響，特別是造成公共設施中電力設備的人為損壞、被盜等現(xiàn)象客觀存在。

（4）大多電力開關(guān)設備存在無法實現(xiàn)智能化控制，以及開關(guān)柜設備的自動化、程序化功能不完善，甚至根本無法實現(xiàn)，無法滿足國家電力公司大力推行的電網(wǎng)智能化和配網(wǎng)自動化進程。

（5）很多大型工程，如地鐵、核電、電氣自動化項目中，國產(chǎn)電力開關(guān)設備還無法與國際著名企業(yè)施耐德，ABB，西門子等企業(yè)競爭、國產(chǎn)產(chǎn)品甚至無法進入國家重點工程的項目投標資格。

（6）電力開關(guān)設備的制造工藝水平低、產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量相對存在較大波動，使用壽命不高，一般無法實現(xiàn)免維護。

以上幾點，初步分析了電力開關(guān)設備的發(fā)展現(xiàn)狀，產(chǎn)品存在的帶有普遍性的低端重復生產(chǎn)，技術(shù)含量不高的問題。

根據(jù)國家關(guān)于建設統(tǒng)一、堅強智能電網(wǎng)的全面規(guī)劃的預期、能源戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)也在發(fā)生重大變化，從設備的規(guī)劃、設計、生產(chǎn)到運行維護，以及太陽能、風電等清潔能源大規(guī)模的應用，在此大背景下，電力開關(guān)設備相關(guān)產(chǎn)品的發(fā)展將賦予新的內(nèi)涵和發(fā)展機遇，本人結(jié)合國家產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)保理念以及智能電網(wǎng)建設新要求，提出電力開關(guān)設備的發(fā)展方向和若干產(chǎn)品升級換代趨勢：

1固體絕緣環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜

隨著國家環(huán)境保護政策與國際標準接軌的趨勢越來越近，傳統(tǒng)SF6環(huán)網(wǎng)開關(guān)明顯存在著污染環(huán)境的缺陷，固體絕緣環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜的技術(shù)優(yōu)勢將日益顯現(xiàn)，根據(jù)國網(wǎng)公司關(guān)于在“十二五”規(guī)劃落實計劃中，SF6環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜將逐步減少份額，逐步退出市場，固體絕緣環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜由于采用了具有高絕緣水平的絕緣材料作為環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜的絕緣介質(zhì)，使該產(chǎn)品具有絕緣水平高，防護等級高，產(chǎn)品體積小，不存在二次SF6污染的優(yōu)點，預計該產(chǎn)品的發(fā)展將進入快車道。

2地埋式箱式變電站、開關(guān)柜

隨著國家經(jīng)濟的大力發(fā)展，城市化建設帶來的用電負荷大幅增加，特別是我國正處于工業(yè)化建設、城鎮(zhèn)化進程不斷加快，交通道路，廣場、公園、住宅小區(qū)建設工程中，坐落在路面或地面上的箱式變電站、箱式開關(guān)柜等產(chǎn)品，嚴重與環(huán)境不匹配、不協(xié)調(diào)，給人的視覺造成障礙，有些地面電力開關(guān)設備有被損壞和被盜的客觀現(xiàn)象存在，而地埋式箱式變電站、地埋式開關(guān)柜等產(chǎn)品將在目前的市政建設中逐步進入市場，由于地埋式電力開關(guān)設備具有的特點即：將箱變或開關(guān)柜安裝于有防水功能的特殊外殼中，并安置于地下，除通風系統(tǒng)進出口設計有逆向防水壓力閥裝置，當水災或其它原因水患時，該逆向防水壓力閥將關(guān)閉，正常情況下，通風系統(tǒng)正常工作，地埋式箱式變、地埋式開關(guān)柜等產(chǎn)品非常適合市政建設要求的電力開關(guān)設備。據(jù)文獻報告，歐洲很多大城市已普遍應用，產(chǎn)品技術(shù)成熟，國內(nèi)還未真正進入市場，但這項產(chǎn)品成為發(fā)展方向已成必然趨勢。

3 產(chǎn)品升級換代：智能箱式變電站

城市化建設帶來的用電負荷增加，使地區(qū)供電公司管理的箱式變電站、配電室數(shù)量劇增，如何通過提高管理效率，管理水平確保了解各分支開關(guān)狀態(tài)、負荷參數(shù)、電能質(zhì)量、環(huán)境數(shù)據(jù)實行節(jié)能增效成了地方供電公司考慮的目標和方向，智能箱式變電站較好的滿足這些需求，該產(chǎn)品的主要技術(shù)是采用箱式變的斷路器，選配技術(shù)參數(shù)監(jiān)測儀等設備，上傳至配電設備終端進行統(tǒng)一處理，配電設備終端通過箱式變中的GPRS信息參數(shù)發(fā)射器發(fā)送數(shù)據(jù)，而現(xiàn)在簡化了這一方面的流程，可通過斷路器中內(nèi)置高精度電流互感器和ASIC信息控制器進行電氣檢測分析及運算分析，并通過先進的通信模塊輕松組網(wǎng)，實現(xiàn)了產(chǎn)品技術(shù)上的數(shù)據(jù)精確傳輸、檢測、故障報警、故障分析，以實現(xiàn)產(chǎn)品智能化、自動化操作，智能箱式變電站這一技術(shù)進步的趨勢正在形成并進行新的技術(shù)開發(fā)，預計在2～5年內(nèi)可廣泛進入變配電網(wǎng)絡中運行，最大程度地滿足和提高電能效益。

4 開關(guān)設備的配網(wǎng)自動化、程序化

從目前國際、國內(nèi)變配電設備的發(fā)展動態(tài)來看，配電設備主要采用真空斷路器，六氟化硫斷路器，固體絕緣斷路器以及環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜，雖然產(chǎn)品發(fā)展比較單一，但技術(shù)比較成熟，也是目前國內(nèi)配電設備的主流產(chǎn)品，但產(chǎn)品正從單一的分配電能的功能向多功能方向發(fā)展，向自動化和程序化方向發(fā)展，如KYN28中置柜、SM6、RM6、SAFE環(huán)網(wǎng)柜等產(chǎn)品通過技術(shù)升級、元器件集成更多測量技術(shù)、通訊技術(shù)、電能管理技術(shù)系統(tǒng)進行智能化監(jiān)控，通過靈活而有效的通訊轉(zhuǎn)輸方式，達到對電力開關(guān)設備的完全自動化、完全程序化操作和控制，并能對出現(xiàn)的事故時做出快速響應，記錄故障并記錄故障數(shù)據(jù)的分布和即時需測量的參數(shù)，提供給用戶和電力管理部門，將SMS技術(shù)應用在配網(wǎng)系統(tǒng)的信號信息檢測和管理工作，提高開關(guān)柜等電力設備運行效率。

5家庭太陽能儲備電力設備

太陽能利用是國際社會、國內(nèi)社會大力發(fā)展的清潔、綠色環(huán)保新型能源，工廠和家庭中的太陽能利用是國家大力提倡以及鼓勵發(fā)展的方向之一，在歐洲、美國、日本等技術(shù)先進國家、家庭型電池板的發(fā)電、電力儲存?zhèn)鬏斶@一領(lǐng)域發(fā)展非常迅猛，白天太陽光比較充足，通過太陽能在屋頂發(fā)電，相當部分工廠和家庭自身需求的照明設備、加熱設備、家電設備、汽車充電設備等用途、多余的電能傳入電網(wǎng)，在實現(xiàn)以上技術(shù)過程中，涉及領(lǐng)域包括電能的控制、轉(zhuǎn)換、電能智能檢測、電能的分配、電能的儲存和使用等一系列配電產(chǎn)品，并且面廣量大，家庭太陽能儲備電力開關(guān)設備必將成為發(fā)展的一大亮點。

6 國際先進技術(shù)產(chǎn)品技術(shù)轉(zhuǎn)讓和技術(shù)合作

我國電力開關(guān)設備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中很大一部分是通過技術(shù)合作或技術(shù)轉(zhuǎn)讓來實現(xiàn)產(chǎn)品的技術(shù)升級和再開發(fā)的，特別是國際上著名大公司施耐德、ABB、西門子等產(chǎn)品，由于大公司強大的研發(fā)能力而引領(lǐng)國際、國內(nèi)電力配電領(lǐng)域的最新潮流，通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓和技術(shù)合作，能在較短時間內(nèi)，利用較少的資金和人力、物力，快速使高技術(shù)的產(chǎn)品國產(chǎn)化，形成較強的競爭優(yōu)勢和市場份額，并進行二次再創(chuàng)新、再開發(fā)，綜合國際產(chǎn)品在國內(nèi)的適宜性、先進性、符合性進行考量，適時與國際大公司進行技術(shù)合作和技術(shù)轉(zhuǎn)讓，必將成為電力開關(guān)設備產(chǎn)品發(fā)展方向又一道亮麗的風景線。

7結(jié)語

改革開放、自主創(chuàng)新是電力開關(guān)設備大力發(fā)展的首要條件，國家號召建設統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)是對我國電力資源優(yōu)化配置的戰(zhàn)略計劃，能夠推動和促進中國電力工業(yè)和電力開關(guān)設備制造的各個領(lǐng)域進行升級換代，推動我國電子信息、通信設備、機電制造、電力設備配套業(yè)進入發(fā)展快車道，在國際、國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的大形勢下，超前考量，精心研究，不斷創(chuàng)新，不斷進步，把握電力開關(guān)設備制造業(yè)新的發(fā)展前景，實現(xiàn)企業(yè)的自主創(chuàng)新，我們相信電力開關(guān)設備制造業(yè)發(fā)展的春天已經(jīng)到來。

參考文獻：

[1]江蘇省工程建設標準（35KV及以下客戶端變電所設計標準DGJ32/J14-2005.