吳懷權建言高壓開關“十二五”發展
——我國高壓開關行業技術發展現狀和趨勢
http://www.debgrams.com 2011-02-24 10:14 來源：西安高壓電器研究院主任 吳懷權
【導讀：歷史洪流滾滾向前，如今，中國已經開始了“十二五”的新征程。作為電網中的主設備之一，高壓開關的現狀和未來發展方向一直為業內人士所關注。近日，記者特別就此話題向高壓開關行業著名專家、西安高壓電器研究院主任吳懷權約稿。其撰文闡述了我國高壓開關行業技術發展現狀和趨勢，并根據國內電力工業和行業發展狀況，就“十二五”技術發展策略和發展重點提出了建議?！?/span>
我國高壓開關行業發展現狀
回顧國內高壓開關發展歷程，大致經歷了３個發展時段，即20世紀80年代前，行業產品以220 kV及以下高壓少油開關為主的仿制（原蘇聯）產品與國內自行研制相結合的創業打基礎階段，滿足了國內當時電力建設與國民經濟發展需要；20世紀80～90年代，行業產品以高壓SF6開關和真空開關為主導、實現行業產品無油化的更新換代，并基本滿足我國電力工業發展500 kV、220 kV為主網架的需求，初步構建了西電東送、北電南輸、南北互濟、區域聯網的輸電格局；進入21世紀以來，隨著電力工業的持續、快速發展給輸變電設備制造業提供了極好的發展機遇，使高壓開關行業進入第三個發展階段。
目前，國內開關行業形成了以真空開關為主導的中壓設備體系，并向高壓、大容量發展；以SF6斷路器為主的高壓、超特高壓設備體系，呈現交、直流同步發展。行業產品設計與產品質量明顯提高，自主創新與制造能力普遍增強，行業產品事故率不斷下降，涌現出一批專業化、規?；a企業。國產化率顯著提升，其中，國產真空開關約占國內中壓開關市場的95%左右，國產SF6斷路器產品的市場占有率也迅速增長。行業主導產品與技術接近或達到世界先進水平，部分產品與技術位居世界前列。
“十一五”期間，行業整體技術水平大幅度提高，其中最為凸顯的是交、直流特高壓技術和行業試驗檢測技術的跨越式發展，令世人矚目。
這主要體現在，其一，行業交流特高壓開關設備與技術在500 kV、750 kV技術基礎上，取得了高壓SF6自能滅孤技術的重大突破，500 kV單斷口SF6斷路器設備、超大功率操作機構和1000 kV隔離開關等核心技術、關鍵設備與部件的成功研制，為我國百萬伏級交流成套設備自主研制奠定了良好的技術基礎。由行業三大開關企業（西開、沈高、平開）分別承擔研制的國內第一條交流1000kV試驗示范工程（晉東南—荊門特高壓線）的３個變電站成套開關設備，現已投入穩定運行，標志著國內企業已具備了百萬伏級特高壓開關設備的研制能力，并為后續特高壓開關設備全面國產化打下了堅實基礎。
其二，行業（西電公司西高院）通過引進ABB直流輸電系統研究、設計技術，擁有了直流輸電系統研究、摸擬研究的全套軟、硬件和換流站成套設計手段，在短期內掌握了系統研究與成套設計的專有技術，并與國家電網公司、南方電網公司密切配合，參與并完成了“三—上”線、“三—常”線、“云—廣”線、“向—上”線等±500 kV、±800 kV直流工程系統研究、設計工作，承接了“德一寶”等直流工程系統研究與成套設計任務。通過直流輸電系統研究、系統設計技術的引進與再創新，為行業開拓了一項新的重大技術領域，具備了獨立從事直流輸電系統研究與成套設計能力，促進了我國直流輸電工程建設，成為行業引進技術再創新的一項成功典范。
其三，以國家高壓電器試驗檢測中心為代表的行業高壓電器試驗檢測工作，堅持立足國內、自主研發的科研路線，積極開展一系列重大技術改造、建設，不斷提升試驗技術水平與檢測能力， “十一五”以來，又好又快地建成了世界少數幾個具有領先水平的交直流特高壓、大容量試驗室。目前，已具備了交流1100 kV、直流±800 kV等交直設備的試驗、檢測能力，為我國交直流超特高壓裝備的自行研制、自主開發提供了良好的試驗檢測條件。
“十二五”高壓開關行業技術發展趨勢與重點
根據國際能源署預測，2005～2030年全球累計電力投資將超過11萬億美元，其中輸變電占54%，累計投資額達6.1萬億美元。中國、東南亞、西亞、印度、中東及非洲等是最主要的電力增長地區，其中又以我國最為顯著。我國目前已經成為世界最大電力市場和最大高壓電器設備生產國。“十二五”是我國電力方式轉變、堅強智能電網全面建設的階段，國民經濟各領域仍將保持快速發展，這些利好發展環境，必將促進行業各類新產品、新技術開發，帶動行業技術提升，拓展行業產品市場。尤其是交、直流特高壓技術，智能化技術，節能、環保和產品需求多樣化等將成為我國高壓開關行業“十二五”時期的重點技術發展趨勢。
大力發展特高壓交、直流輸電技術與裝備
鑒于我國一次能源（煤、水）主要分布在北、西部地區，而用電負荷中心卻主要集中在我國東、中部一帶，電力遠距離傳輸成為必然。而采取特高壓輸電技術又是電力遠程輸送的最佳選擇。特高壓輸電已被列為國家科學與技術發展重點領域的優先實施項目，也是“十二五”國家電網全面開展堅強智能電網建設的骨干網架，必將帶動各級電網和電力裝備制造業整體技術水平的快速提升與發展。總之，大力發展特高壓技術裝備是國情的需要，更是國家的行為，重中之重，勢在必行。
智能化設備將成為行業發展主流
大力開發、利用清潔能源，實現電力方式轉變，均離不開電網智能化。智能電網是能源安全和環境安全的重要支撐，可以說是電力系統持續發展的一個愿景，是推動我國電力發展方式綠色轉型的戰略支點，有利于提高電網的資源優化配置能力，滿足用戶多樣化需求。“十二五”電力部門將全面開展堅強智能電網建設，作為重要裝備之一的高壓開關設備必須適應電網智能化需求，尤其對高壓開關一次設備和二次控制等提出新的更高要求。開關設備智能化將成為行業發展主流。
小型化、高可靠、少（免）維護產品
國家提倡發展節能、減材、高可靠產品，電力用戶和制造廠家也都有追求輸、配電系統產品的高可靠、少（免）維護的意愿。為此，制造企業積極努力研發、生產小型化、高可靠、系列化真空開關、固封式斷路器、GIS設備等產品，并已取得了可喜成果。但與用戶需求尚有較大距離，仍需加大研制力度。
產品趨于多樣化
進行特高壓輸電和堅強智能電網的建設，必將帶動各級電網發展和各類新能源開發、利用，有力地促進一大批新產品、新技術的自主開發，推進行業產品的多樣化、擴大行業產品需求。如高技術含量的智能化、信息化開關等新型開關的大力研發與廣泛利用，超、特高壓交、直流開關設備、24?kV開關，用于城鄉電網各領域、各行業及各類新能源開關需求量將明顯增加，特殊技術領域和使用場合的專用、短缺開關設備也將不斷被研發，行業產品將趨多樣化。
“十二五”高壓開關技術發展策略與建議
“十二五”時期，我國高壓開關行業應以堅強智能電網全面建設為契機，以特高壓交、直流輸電工程為依托，增強自主創新能力，大力提升開關設備智能化水平，推進環保、節能、減材設備；應以特高壓輸電技術和先進電氣設備及集成技術為重點發展領域，深入開展1000?kV特高壓輸電及關鍵設備、核心技術研究，加速交、直流高壓設備的完全國產化；并通過對先進電氣設備及集成技術的前期研究，力求在超導電力裝備關鍵技術有重點突破；努力促進產業結構優化、升級，進一步提升行業整體技術水平和國際競爭力，努力實現高壓開關行業由大到強的轉變。
建議“十二五”行業大型骨干企業，進一步深入開展特高壓開關設備核心技術與關鍵部件的技術研究，實現特高壓裝備立足國內、自主研發、全面實現國產化的目標。結合智能電網、數字變電站、配網自動化等的建設，大力推進開關設備智能化。由于開關設備智能化技術尚屬行業的弱項，故建議先易后難地開發研制，如：先開發配網用智能斷路器，再研發配網智能化用開關柜，智能電網GIS、GCB及其他智能組件等，重點在開關一次設備和二次控制的整體融合與接口技術的研發。積極開展開關仿真技術領域的研究，126～252kV GIS可靠性理論體系研究，電壓、電流傳感技術與電力設備在線監測技術研究。加大節能環保、高可靠少（免）維護開關設備的研究和開發力度。加強小型化、大容量、共箱型技術與產品研制。積極開展用于特殊場合、專用開關設備和可再生能源發電用（如風電等）開關的開發研制。努力開展帶前瞻性、方向性技術與設備（如高壓旁路開關、超導開關等）的研究和開發。
繼續開展特高壓輸電工程研究，重點圍繞±800kV特高壓直流工程建設，對系統研究與成套設備中的關鍵技術問題進行深入研究，并開展對±1000kV直流工程前期可行性研究所涉及的關鍵問題的研究，重點對特高壓直流工程及同塔雙直流輸電工程系統成套所涉及的關鍵技術的研發；繼續開展交流靈活輸電工程系統與成套技術研究；以工程為依托，繼續與電網公司密切協作，開展超、特高壓直流工程建設等。
同時，在試驗檢測技術領域，繼續開展行業試驗檢測技術研究，進一步拓展檢測服務業務。重點在于進一步完善、提升交、直流特高壓裝備的試驗檢測技術；開展大型發電機短路試驗方法、±800kV直流換流閥運行試驗技術、特高壓直流換流閥絕緣試驗技術、特殊環境試驗技術、高壓電器設備抗震性能試驗技術、開關設備可靠性試驗技術、智能電力設備試驗技術的研究。
編輯精選
