電力開關設備現(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和配網設備智能化自動化方案，電力開關設備是實現(xiàn)上述目標的基本項目和平臺，多年來，國內電力開關設備制造業(yè)，和制造產品工藝水平等存在著產品質量不高，技術含量低，產品檔次低的問題，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品結構矛盾，按市經濟規(guī)律，建立和實現(xiàn)企業(yè)的自主發(fā)展，不斷創(chuàng)新，特別是電力開關設備產品的升級換代，不斷開發(fā)適合中國國情的電力開關設備，研究電力開關設備的發(fā)展前景和方向。

【關鍵詞】電力開關設備 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展方向

隨著國家經濟的快速發(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保持快速發(fā)展，但我國電網發(fā)展和電力變配電開關設備發(fā)展相對滯后，資源優(yōu)化配置能力不強，電力開關設備缺乏高技術含量和自主知識產權的先進設備，由于低端產品的落后重復生產，市場面臨殘酷的競爭和低水平的重復，產量質量和技術水平穩(wěn)定性面臨挑戰(zhàn)。

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

（1）產品結構龐大，耗費金屬材料多，資源相對造成很大浪費。

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

（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）大多電力開關設備存在無法實現(xiàn)智能化控制，以及開關柜設備的自動化、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智能化和配網自動化進程。

（5）很多大型工程，如地鐵、核電、電氣自動化項目中，國產電力開關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、國產產品甚至無法進入國家重點工程的項目投標資格。

（6）電力開關設備的制造工藝水平低、產品性能和產品質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設備的發(fā)展現(xiàn)狀，產品存在的帶有普遍性的低端重復生產，技術含量不高的問題。

根據(jù)國家關于建設統(tǒng)一、堅強智能電網的全面規(guī)劃的預期、能源戰(zhàn)略結構也在發(fā)生重大變化，從設備的規(guī)劃、設計、生產到運行維護，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，電力開關設備相關產品的發(fā)展將賦予新的內涵和發(fā)展機遇，本人結合國家產業(yè)政策和環(huán)保理念以及智能電網建設新要求，提出電力開關設備的發(fā)展方向和若干產品升級換代趨勢：

1固體絕緣環(huán)網開關柜

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)網開關明顯存在著污染環(huán)境的缺陷，固體絕緣環(huán)網開關柜的技術優(yōu)勢將日益顯現(xiàn)，根據(jù)國網公司關于在“十二五”規(guī)劃落實計劃中，SF6環(huán)網開關柜將逐步減少份額，逐步退出市場，固體絕緣環(huán)網開關柜由于采用了具有高絕緣水平的絕緣材料作為環(huán)網開關柜的絕緣介質，使該產品具有絕緣水平高，防護等級高，產品體積小，不存在二次SF6污染的優(yōu)點，預計該產品的發(fā)展將進入快車道。

2地埋式箱式變電站、開關柜

隨著國家經濟的大力發(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、箱式開關柜等產品，嚴重與環(huán)境不匹配、不協(xié)調，給人的視覺造成障礙，有些地面電力開關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、地埋式開關柜等產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設備具有的特點即：將箱變或開關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、地埋式開關柜等產品非常適合市政建設要求的電力開關設備。據(jù)文獻報告，歐洲很多大城市已普遍應用，產品技術成熟，國內還未真正進入市場，但這項產品成為發(fā)展方向已成必然趨勢。

3 產品升級換代：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狀態(tài)、負荷參數(shù)、電能質量、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，該產品的主要技術是采用箱式變的斷路器，選配技術參數(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，實現(xiàn)了產品技術上的數(shù)據(jù)精確傳輸、檢測、故障報警、故障分析，以實現(xiàn)產品智能化、自動化操作，智能箱式變電站這一技術進步的趨勢正在形成并進行新的技術開發(fā)，預計在2～5年內可廣泛進入變配電網絡中運行，最大程度地滿足和提高電能效益。

4 開關設備的配網自動化、程序化

從目前國際、國內變配電設備的發(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)網開關柜，雖然產品發(fā)展比較單一，但技術比較成熟，也是目前國內配電設備的主流產品，但產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)網柜等產品通過技術升級、元器件集成更多測量技術、通訊技術、電能管理技術系統(tǒng)進行智能化監(jiān)控，通過靈活而有效的通訊轉輸方式，達到對電力開關設備的完全自動化、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技術應用在配網系統(tǒng)的信號信息檢測和管理工作，提高開關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、日本等技術先進國家、家庭型電池板的發(fā)電、電力儲存?zhèn)鬏斶@一領域發(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，在實現(xiàn)以上技術過程中，涉及領域包括電能的控制、轉換、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品，并且面廣量大，家庭太陽能儲備電力開關設備必將成為發(fā)展的一大亮點。

6 國際先進技術產品技術轉讓和技術合作

我國電力開關設備產品結構中很大一部分是通過技術合作或技術轉讓來實現(xiàn)產品的技術升級和再開發(fā)的，特別是國際上著名大公司施耐德、ABB、西門子等產品，由于大公司強大的研發(fā)能力而引領國際、國內電力配電領域的最新潮流，通過技術轉讓和技術合作，能在較短時間內，利用較少的資金和人力、物力，快速使高技術的產品國產化，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)，綜合國際產品在國內的適宜性、先進性、符合性進行考量，適時與國際大公司進行技術合作和技術轉讓，必將成為電力開關設備產品發(fā)展方向又一道亮麗的風景線。

7結語

改革開放、自主創(chuàng)新是電力開關設備大力發(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)和電力開關設備制造的各個領域進行升級換代，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、國內經濟發(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，我們相信電力開關設備制造業(yè)發(fā)展的春天已經到來。

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.