(4-2)高壓開關設備行業(yè)概況及技術發(fā)展趨勢(2)徐國政

1、1提提 供供 服服 務務滿滿 足足 需需 求求引引 導導 需需 求求尋尋 找找 商商 機機1、母線室、母線室2、SF6三工位三工位 負荷開關負荷開關3、電纜室、電纜室4、機構室、機構室5、低壓箱、低壓箱6、斷路器、斷路器負荷開關柜負荷開關柜斷路器柜斷路器柜接觸器柜接觸器柜三個間隔三個間隔（三工位）（三工位）負荷開關負荷開關熔斷器熔斷器（三工位）（三工位）負荷開關負荷開關熔斷器熔斷器重合器重合器分段器分段器我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況高壓開關需求旺盛高壓開關需求旺盛 無論大量需求的配電開關設備，無論大量需求的配電開關設備，還是具有世界水平的高參數(shù)設備；還是具有世界水平

2、的高參數(shù)設備； 無論是價廉、簡易的傳統(tǒng)開關設備無論是價廉、簡易的傳統(tǒng)開關設備，還是與高新技術結合的高性能的開，還是與高新技術結合的高性能的開關設備；都有很好的市場前景。關設備；都有很好的市場前景。我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況 我國開關設備制造行業(yè)經(jīng)過多年的努力我國開關設備制造行業(yè)經(jīng)過多年的努力特別是改革開放后的發(fā)展，已具備了為國家特別是改革開放后的發(fā)展，已具備了為國家電力工業(yè)發(fā)展提供重大技術裝備的能力，并電力工業(yè)發(fā)展提供重大技術裝備的能力，并已形成了一批民族龍頭大企業(yè)。已形成了一批民族龍頭大企業(yè)。 但是與世界一些專業(yè)電力設備制造公司但是與世界一些專業(yè)電力設備制造公司

3、相比，我們還存在許多問題。相比，我們還存在許多問題。 由于高壓開關需求旺盛，改革開放后，由于高壓開關需求旺盛，改革開放后，國內高壓開關廠持續(xù)增加。國內高壓開關廠持續(xù)增加。 整個行業(yè)的生產(chǎn)集中程度低，制造成本整個行業(yè)的生產(chǎn)集中程度低，制造成本較高；技術開發(fā)投入少，技術創(chuàng)新能力弱，較高；技術開發(fā)投入少，技術創(chuàng)新能力弱，產(chǎn)品的競爭能力較弱。產(chǎn)品的競爭能力較弱。我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況 過去我國能生產(chǎn)過去我國能生產(chǎn)126kV以上的高壓以上的高壓開關廠只有開關廠只有5 家，號稱家，號稱“五大開五大開”，即，即西安高壓開關廠，沈陽高壓開關廠，西安高壓開關廠，沈陽高壓開關廠，

4、平項山高壓開關廠，上海華通開關廠平項山高壓開關廠，上海華通開關廠和北京開關廠。和北京開關廠。 現(xiàn)在能生產(chǎn)上述開關的廠家已達現(xiàn)在能生產(chǎn)上述開關的廠家已達10家以上。全國高壓開關廠家以上。全國高壓開關廠10001000多家多家，具一定規(guī)模的至少在，具一定規(guī)模的至少在400家以上。家以上。 我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況國內高壓開關設備廠中引入了兩股生力軍國內高壓開關設備廠中引入了兩股生力軍（1 1）一些私營企業(yè)，資金相對雄厚，工藝設備先進）一些私營企業(yè)，資金相對雄厚，工藝設備先進，沒有國企種種負擔，管理上容易趨于合理，效率較，沒有國企種種負擔，管理上容易趨于合理，效率較高

5、。高。 再加便于用高薪挖掘人才，銷售中更靈活，產(chǎn)品再加便于用高薪挖掘人才，銷售中更靈活，產(chǎn)品較單一、產(chǎn)品技術較低，因而有較好的效益和發(fā)展勢較單一、產(chǎn)品技術較低，因而有較好的效益和發(fā)展勢頭。頭。（2 2）一些外資企業(yè)，依靠在國外多年的基礎、技術）一些外資企業(yè)，依靠在國外多年的基礎、技術和經(jīng)驗，利用其先進的技術，可靠性較高的產(chǎn)品，在和經(jīng)驗，利用其先進的技術，可靠性較高的產(chǎn)品，在國內市場占有相當?shù)姆蓊~，利稅率亦明顯高于國內企國內市場占有相當?shù)姆蓊~，利稅率亦明顯高于國內企業(yè)（但合資企業(yè)，多以產(chǎn)品組裝為主，并未真正引進業(yè)（但合資企業(yè)，多以產(chǎn)品組裝為主，并未真正引進國外先進的核心技術國外先進的核心技術 ）

6、。）。 在我國的各高壓開關設備制造廠中，真在我國的各高壓開關設備制造廠中，真正有較強高壓開關設備新產(chǎn)品研發(fā)能力的，正有較強高壓開關設備新產(chǎn)品研發(fā)能力的，應只有西安高壓開關廠、平頂山高壓開關廠應只有西安高壓開關廠、平頂山高壓開關廠、沈陽高壓開關廠及西安高壓電器研究所四、沈陽高壓開關廠及西安高壓電器研究所四家，這幾家的創(chuàng)新意識濃厚，技術力量亦比家，這幾家的創(chuàng)新意識濃厚，技術力量亦比較雄厚。較雄厚。 北京開關廠真空開關的王國。北京開關廠真空開關的王國。 其余眾多廠家除少數(shù)廠家研發(fā)一些小型其余眾多廠家除少數(shù)廠家研發(fā)一些小型開關設備外，均靠引進技術、引進圖紙。開關設備外，均靠引進技術、引進圖紙。 我國高

7、壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況 國內能夠生產(chǎn)國內能夠生產(chǎn)126kV及以上電壓等級的六氟化硫及以上電壓等級的六氟化硫斷路器及氣體絕緣全封閉式組合電器的廠家不多，斷路器及氣體絕緣全封閉式組合電器的廠家不多，且基本上于且基本上于80年代先后引進了國外公司的生產(chǎn)技術年代先后引進了國外公司的生產(chǎn)技術。 其中，平頂山高壓開關廠（法國其中，平頂山高壓開關廠（法國MG ），），西安西安高壓開關廠（三菱），沈陽高壓開關廠（日立），高壓開關廠（三菱），沈陽高壓開關廠（日立），上海華通開關廠和北京開關廠（西門子、日新）。上海華通開關廠和北京開關廠（西門子、日新）。 當然，多年來，在引進了國外公司

8、的生產(chǎn)技術后當然，多年來，在引進了國外公司的生產(chǎn)技術后在零部件國產(chǎn)化方面取得了很大的進展，在產(chǎn)品設在零部件國產(chǎn)化方面取得了很大的進展，在產(chǎn)品設計上也有改進和提高。目前生產(chǎn)的六氟化硫斷路器計上也有改進和提高。目前生產(chǎn)的六氟化硫斷路器已基本上滿足了電力系統(tǒng)使用的要求。已基本上滿足了電力系統(tǒng)使用的要求。我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況 我國雖然目前有我國雖然目前有1000多家高壓電器生產(chǎn)多家高壓電器生產(chǎn)企業(yè)（具一定規(guī)模的至少在企業(yè)（具一定規(guī)模的至少在400家以上），家以上），年產(chǎn)值在年產(chǎn)值在200億元左右，在世界首屈一指

9、，億元左右，在世界首屈一指，但是我國每年都還需大量進口高壓電器產(chǎn)品但是我國每年都還需大量進口高壓電器產(chǎn)品，主要是技術尖端的產(chǎn)品。，主要是技術尖端的產(chǎn)品。 這是歷來我國電器企業(yè)過分依賴國外技這是歷來我國電器企業(yè)過分依賴國外技術導致的，企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)能力，技術水平術導致的，企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)能力，技術水平并沒有實質的提高，使電器企業(yè)創(chuàng)新能力不并沒有實質的提高，使電器企業(yè)創(chuàng)新能力不強。強。我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況我國高壓開關設備生產(chǎn)企業(yè)簡況 要尋求民族產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大之路，要尋求民族產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大之路，只有國內企業(yè)有效聯(lián)合起來，才能集只有國內企業(yè)有效聯(lián)合起來，才能集中國內各企業(yè)的優(yōu)勢，避免惡性競爭中國

10、內各企業(yè)的優(yōu)勢，避免惡性競爭，加大，加大技術開發(fā)投入，提高技術創(chuàng)新技術開發(fā)投入，提高技術創(chuàng)新能力，積累自己的核心技術能力，積累自己的核心技術 ，加大產(chǎn)，加大產(chǎn)品的競爭能力品的競爭能力與國外企業(yè)展開積極競與國外企業(yè)展開積極競爭。爭。高壓開關電器的發(fā)展趨勢高壓開關電器的發(fā)展趨勢 高壓開關電器的發(fā)展趨勢高壓開關電器的發(fā)展趨勢 當前，高壓開關的發(fā)展熱點和前沿主要有：當前，高壓開關的發(fā)展熱點和前沿主要有： 1、超高壓開關設備：從國內情況看，、超高壓開關設備：從國內情況看，550 kV級的級的高壓開關設備已經(jīng)解決。高壓開關設備已經(jīng)解決。 但從大西北正在上的但從大西北正在上的750 kV的輸電系統(tǒng)看，的輸電

11、系統(tǒng)看，所有電力設備的國內供應都已解決，惟一國內不能所有電力設備的國內供應都已解決，惟一國內不能供貨的就是高壓斷路器。至于考慮不久將來要上馬供貨的就是高壓斷路器。至于考慮不久將來要上馬的的1000 kV的高壓斷路器，則國內供貨更為嚴重。的高壓斷路器，則國內供貨更為嚴重。2大容量發(fā)電機斷路器：隨著發(fā)電機容量日趨加大容量發(fā)電機斷路器：隨著發(fā)電機容量日趨加大，保護發(fā)電機的大容量斷路器無法供應，這將妨大，保護發(fā)電機的大容量斷路器無法供應，這將妨礙發(fā)電廠的靈活調動，在經(jīng)濟上十分不利。礙發(fā)電廠的靈活調動，在經(jīng)濟上十分不利。 高壓開關電器的發(fā)展趨勢高壓開關電器的發(fā)展趨勢 3 3、大容量的配電斷路器：、大容量

12、的配電斷路器： 當前電力系統(tǒng)缺少開斷當前電力系統(tǒng)缺少開斷100 kA的中壓配電斷路的中壓配電斷路器，電網(wǎng)中只能使用高阻抗變壓器和電抗器（還要器，電網(wǎng)中只能使用高阻抗變壓器和電抗器（還要裝設電容器及其附屬設備），經(jīng)濟上、運行上均很裝設電容器及其附屬設備），經(jīng)濟上、運行上均很不合理。不合理。 4 4、高開斷電流的、高開斷電流的 SFSF6 6自能式斷路器，可以相當?shù)販p自能式斷路器，可以相當?shù)販p小對操動機構的要求，采用經(jīng)濟合理的操動機構。小對操動機構的要求，采用經(jīng)濟合理的操動機構。5 5、高電壓、大容量真空斷路器，真空斷路器結構簡、高電壓、大容量真空斷路器，真空斷路器結構簡單，不像單，不像 SFSF

13、6 6 那樣有一定溫室效應。那樣有一定溫室效應。 但主要由于真空絕緣上的困難，相應參數(shù)的產(chǎn)但主要由于真空絕緣上的困難，相應參數(shù)的產(chǎn)品還未開發(fā)出來，價格也無優(yōu)勢可言。品還未開發(fā)出來，價格也無優(yōu)勢可言。 高壓開關電器的發(fā)展趨勢高壓開關電器的發(fā)展趨勢 6 6、小尺寸、高可靠性的高壓開關柜及環(huán)網(wǎng)柜，特、小尺寸、高可靠性的高壓開關柜及環(huán)網(wǎng)柜，特別適用于對供電可靠性及占地面積要求極高的場合別適用于對供電可靠性及占地面積要求極高的場合。近年來國外推出不少新結構，包括充氣（。近年來國外推出不少新結構，包括充氣（SFSF6 6）柜及固體絕緣柜等。這也是當前發(fā)展的一個熱門。柜及固體絕緣柜等。這也是當前發(fā)展的一個熱

14、門。7 7、小尺寸的、價廉的高壓組合電器，近年來國外、小尺寸的、價廉的高壓組合電器，近年來國外推出不少新結構，受到一些用戶歡迎。推出不少新結構，受到一些用戶歡迎。 8 8、新型操動機構，目前國外推出不少新型操動機、新型操動機構，目前國外推出不少新型操動機構，如彈簧液壓式、各種永磁式、電動機式、動作構，如彈簧液壓式、各種永磁式、電動機式、動作極快的電磁推力式等。極快的電磁推力式等。 近年來應用電力電子元件組成的高壓斷路器控近年來應用電力電子元件組成的高壓斷路器控制裝置，動作速度快，功能多，無機械式開關可靠制裝置，動作速度快，功能多，無機械式開關可靠性高，也受到重視。性高，也受到重視。 高壓開關電

15、器的發(fā)展趨勢高壓開關電器的發(fā)展趨勢 9、高壓斷路器的在線監(jiān)測和故障診斷技術，高壓斷路器的在線監(jiān)測和故障診斷技術， 采用多種高新技術，包括傳感、光電、微電子、采用多種高新技術，包括傳感、光電、微電子、計算機、信號處理和通信技術用以提高運行可靠性，計算機、信號處理和通信技術用以提高運行可靠性，合理延長工作壽命以及促進狀態(tài)維修技術等，現(xiàn)國內合理延長工作壽命以及促進狀態(tài)維修技術等，現(xiàn)國內、外正處于發(fā)展階段，預期有重要經(jīng)濟前景。、外正處于發(fā)展階段，預期有重要經(jīng)濟前景。 其具體作法是在運行的高壓開關設備上安裝多種傳感器其具體作法是在運行的高壓開關設備上安裝多種傳感器，包括電壓、電流、溫度、氣體密度、壓力、

16、行程、機械振動，包括電壓、電流、溫度、氣體密度、壓力、行程、機械振動、電磁波等傳感器。、電磁波等傳感器。 通過傳感器發(fā)出的信號，經(jīng)過分析、信號處理，通過傳感器發(fā)出的信號，經(jīng)過分析、信號處理，得出各種特征值，與判據(jù)或歷史數(shù)據(jù)進行對比，藉以得出各種特征值，與判據(jù)或歷史數(shù)據(jù)進行對比，藉以判斷高壓開關的各部份的狀態(tài)，這樣就可以偵知設備判斷高壓開關的各部份的狀態(tài)，這樣就可以偵知設備的預伏故障從而降低事故率，并可藉以實行狀態(tài)維修的預伏故障從而降低事故率，并可藉以實行狀態(tài)維修。上述各項均可獲得相當效益。上述各項均可獲得相當效益。 高壓開關電器的發(fā)展趨勢高壓開關電器的發(fā)展趨勢 考慮到電力的可靠供給對國計民生起

17、著越來越考慮到電力的可靠供給對國計民生起著越來越重要的作用，此項技術應有更予期的市場。重要的作用，此項技術應有更予期的市場。 如巴西對供電部門提出，如巴西對供電部門提出， 計劃停電計劃停電1小時，罰電費小時，罰電費10倍；非計劃停電的前倍；非計劃停電的前5小時，每停電小時，每停電1小時，罰電費小時，罰電費150倍。倍。 這樣，非計劃停電小時，則免交電費達這樣，非計劃停電小時，則免交電費達1個月個月之多。之多。 這就提高了各種電力設備的在線監(jiān)測和故障診這就提高了各種電力設備的在線監(jiān)測和故障診斷技術的實際意義。斷技術的實際意義。 高壓開關電器的發(fā)展趨勢高壓開關電器的發(fā)展趨勢 10、相控高壓斷路器，

18、采用自動控制技術，使高壓、相控高壓斷路器，采用自動控制技術，使高壓斷路器根據(jù)不同負荷種類，在電壓或電流的合適相斷路器根據(jù)不同負荷種類，在電壓或電流的合適相位分閘或合閘，以減小涌流或過電壓，藉以降低對位分閘或合閘，以減小涌流或過電壓，藉以降低對絕緣的要求和增加設備工作壽命，因而具有重要的絕緣的要求和增加設備工作壽命，因而具有重要的經(jīng)濟意義。經(jīng)濟意義。 近年來，國內、外的該項技術已有若干發(fā)展，近年來，國內、外的該項技術已有若干發(fā)展，主要用于超高電壓開關設備。并已投入應用相當一主要用于超高電壓開關設備。并已投入應用相當一段時期。段時期。 國內則開發(fā)了一些相控中壓開關設備，主要用國內則開發(fā)了一些相控中

19、壓開關設備，主要用于并連電容器投切等。這項技術的關鍵在于高壓開于并連電容器投切等。這項技術的關鍵在于高壓開關動作時間的穩(wěn)定性，包括對周圍溫度，控制電源關動作時間的穩(wěn)定性，包括對周圍溫度，控制電源電壓及開關已操作次數(shù)，或相應的對策、算法等。電壓及開關已操作次數(shù)，或相應的對策、算法等。高壓開關電器的發(fā)展趨勢高壓開關電器的發(fā)展趨勢 1111、智能化電器，將若干高新技術與傳統(tǒng)技術相結、智能化電器，將若干高新技術與傳統(tǒng)技術相結合，即將數(shù)字化的量計、控制、繼電保護、事故處合，即將數(shù)字化的量計、控制、繼電保護、事故處理，在線監(jiān)測和故障診斷及通信等多種功能植入高理，在線監(jiān)測和故障診斷及通信等多種功能植入高壓開

20、關中，可以大大增加傳統(tǒng)設備的功能，滿足當壓開關中，可以大大增加傳統(tǒng)設備的功能，滿足當前正在推廣的電網(wǎng)自動化及變電站無人化的要求。前正在推廣的電網(wǎng)自動化及變電站無人化的要求。 12、固態(tài)斷路器（固態(tài)斷路器（Solid state circuit breaker），），采采用晶閘管、等電力電子器件組成的新型斷路器沒有用晶閘管、等電力電子器件組成的新型斷路器沒有容易磨損的觸頭，沒有動作遲緩的各種部件，動作容易磨損的觸頭，沒有動作遲緩的各種部件，動作速度以微秒計，因而具有明顯的優(yōu)勢。現(xiàn)在，該項速度以微秒計，因而具有明顯的優(yōu)勢?，F(xiàn)在，該項技術總的說來正處于研發(fā)階段。技術總的說來正處于研發(fā)階段。高壓開關電

21、器的發(fā)展趨勢高壓開關電器的發(fā)展趨勢 其主要困難是：其主要困難是： （1）電網(wǎng)是高電壓及強電流領域。電力電子器件的）電網(wǎng)是高電壓及強電流領域。電力電子器件的參數(shù)近年雖不斷發(fā)展，但現(xiàn)有電力電子器件的參數(shù)參數(shù)近年雖不斷發(fā)展，但現(xiàn)有電力電子器件的參數(shù)仍偏低，必需串并聯(lián)使用；（仍偏低，必需串并聯(lián)使用；（2）電力電子器件及其）電力電子器件及其配件包括吸能裝置、控制裝置和散熱裝置等價格昂配件包括吸能裝置、控制裝置和散熱裝置等價格昂貴；（貴；（3）長期的損耗及散熱問題，使得裝置龐大，）長期的損耗及散熱問題，使得裝置龐大，運行費用過高。如一個可控電力電子器件如運行費用過高。如一個可控電力電子器件如GTO等等的導

22、通電壓降可達的導通電壓降可達2V, 10 kV開關每相需開關每相需5個元件串聯(lián)個元件串聯(lián)，如通過電流，如通過電流1，000 A, 則損耗達則損耗達10 kW, 三相則高達三相則高達30 kW之巨，從散熱和電費上看都是一個嚴重的問題之巨，從散熱和電費上看都是一個嚴重的問題。因此當前不可能有大發(fā)展，但在某些特別需要的。因此當前不可能有大發(fā)展，但在某些特別需要的地方則有其特殊的意義及經(jīng)濟效益，如用于地方則有其特殊的意義及經(jīng)濟效益，如用于IT企業(yè)企業(yè)有高電壓質量（電壓陷落不超過有高電壓質量（電壓陷落不超過15 ms）處即是。處即是。 高壓開關電器的發(fā)展趨勢高壓開關電器的發(fā)展趨勢 1313、故障電流限制器（、故障電流限制器（Fault current limiter FCL）, 總的說來，電網(wǎng)短路電流過大會對電網(wǎng)造成多總的說來，電網(wǎng)短路電流過大會對電網(wǎng)造成多方面不利的影響，如方面不利的影響，如（1）影響電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定，因而限制了昂貴的）影響電力系統(tǒng)的動態(tài)