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      電纜設備產業市場要求更高可靠性和環保功能

      時間:2019-12-09 09:08     點擊:
      (一)、電纜等設備未來市場發展分析 

        根據國家電網公司“十一五”期間電網規劃及2020年遠景目標報告,“十一五”期間,國家電網公司將新增330千伏及以上輸電線路6萬千米、變電容量3億千伏安,投資9000億元左右。到2010年,跨區輸電能力將達到4000多萬千瓦、輸送電量1800多億千瓦時。國家電網公司"十一五"期間平均每年投資1800億元,考慮到南方電網公司投資一般為國家電網公司的1/3~1/4,國家電網跟南方電網的投資總和將可能達到2250億元,和"十五"相比增幅達到了90%,電氣設備和輸變電設備行業面臨著比較光明的發展前景。我們咨詢專家認為,我國變壓器行業主要有兩個發展方向:一是向高壓、超高壓方向發展,尤其是750千伏、1100千伏。二是向節能化、小型化方向發展,前者主要應用在長距離的輸變電線路上,后者主要應用在城市輸變電線路上。配電變壓器市場容量較大,但是由于技術壁壘較低,生產廠家眾多,且企業規模小,行業集中度低,市場爭奪仍很激烈。但是總體上,配電變壓器行業的發展機遇大于困難。中商情報網公司預計到2010年,中國干式變壓器的需求量將會達到5000萬kVA。

        我國每年發電裝機容量要超過30GW,與之對應的變壓器新增容量為發電裝機容量的倍數,過去一般認為11倍,現在可達到13倍,甚至還要超過,也就是說,每年變壓器的產量要超過400GVA,據中國電器工業協會分析,2007年變壓器預計完成600GVA,同比增長9%,近年來我國電網建設和改造資金每年都要超過1000億元,加上在電站工程中所用的電氣設備如廠用電設備、升壓站設備、保護和監控設備等一般也要占電站設備投資的16%~20%。

        (二)、輸配電設備未來市場技術開發方向

        目前輸配電系統面臨著一些新的問題,如受到環保制約的程度將越來越大,由于高壓、超高壓輸電線路和變電站可能產生的電磁干擾、噪音、靜電感應以及景觀協調等問題,新建輸電線路和變電站所需建設用地也受到限制等;由于能源分布和經濟發展的不平衡,大容量遠距離輸電仍有比較強的發展勢頭;電網互聯運行的巨大效益,使大電網互聯、跨國聯網輸電的趨勢也在發展;在全球范圍內正在逐步實行電力系統市場化的改革以及電力用戶對電能質量要求越來越高(防閃變、減低諧波)等。

        這就要求輸配電系統具有良好的環境性能、高的可靠性、高的電能質量以及對潮流的靈活控制等,要求輸配電設備能夠適應未來電力系統的新特點和滿足電力系統的新要求。輸配電技術的發展趨勢大致是:

        1.高壓、超高壓交流輸電方面為了實現遠距離、大容量輸電,交流輸電的電壓等級逐步提高,在20世紀60年代末,交流輸電電壓已經提高到735kV,765kV和800kV,許多國家建成了345kV,400kV,500kV,750kV,800kV電網。

        2.高壓直流輸電技術發展很快,高壓直流輸電技術的主要優點是:適用于長距離輸電不增加系統的短路容量;便于實現兩大電力系統的非同期聯網運行和不同頻率的電力系統的聯網;利用直流系統的功率調制能提高電力系統的阻尼,抑制低頻振蕩,提高并列運行的交流輸電線的輸電能力。

        直流輸電線路的造價低于交流輸電線路,但其換流站造價卻比交流變電站高得多。一般認為架空線路超過600~800km,電纜線路超過40~60km,直流輸電較交流輸電經濟。隨著高電壓大容量晶閘管及控制保護技術的發展,換流設備造價逐漸降低,直流輸電近年來發展較快。

        從"十一五"到2020年,我國規劃新建的高壓直流輸電工程有十多項。在國外兩端直流輸電已經是比較成熟的技術,而且,已經研究出多端直流輸電技術,現在已有三端直流輸電在加拿大運行。還有輕型直流輸電也在發展中,國外已在研究與應用輕型直流輸電(ABB公司稱為HVDCLight,西門子公司稱為HVDCPlus)。輕型直流輸電系統,它采用GTO,IGBT等可關斷的器件組成換流器,省去了換流變壓器,整個換流站可以搬遷,可以使中等容量的直流輸電工程在較短的輸送距離也能與交流輸電競爭。此外,可關斷的器件組成換流器,由于采用可關斷的電力電子器件,可以免除換相失敗的問題,對受端系統的容量沒有要求,故可用于向孤立小系統(海上石油平臺、海島)的供電,今后還可用于城市配電系統,并用于接入燃料電池、光伏發電(PhotovoltaicPowerGeneration)等分布式電源。

        目前,國內超高壓直流輸電工程換流站設備主要是ABB公司和西門子公司提供的,國內西電公司等已經在引進技術,進行國產化工作,F在新建的直流輸電線路又比較多,這也就要求加快高壓直流輸電設備國產化的進程。

        3.關于柔性交流輸電系統技術(FACTS)

        關于柔性交流輸電技術(也稱靈活交流輸電技術)是基于電力電子技術與現代控制技術對交流輸電系統的阻抗、電壓、相位實施靈活快速調節的輸電技術,能改善交流輸電系統的可控性、輸送容量和穩定性。

        柔性交流輸電系統技術(FACTS)被稱為電力系統控制技術的"第二次硅的革命"的一個產物。電網發展和大型互聯電網運行對電力系統潮流及其穩定性控制的需要加上電力電子技術的進步,大大推進了全新的輸電技術--柔性交流輸電系統技術的發展和應用。

        4.緊湊型輸電技術.緊湊型輸電技術,通過減少輸電線路的相間距離,改變排列,從而降低線路的電抗,增加容抗,在線路額定電壓不變的條件下,提高額定自然功率,這是一種比較經濟的提高超高壓交流輸電能力的輸電技術。1999年我國華北建成一條500kV緊湊型試驗輸電線(昌平--房山)長85km,子導線采用六分裂結構(如6x240mmz),圓環的直徑為750mm,相間采用倒三角排列,相間距離6.7m,導線對地距離10m,走廊寬度16m,自然功率比常規線路提高了1/3,緊湊型輸電線路應在線路的適當位置安裝并聯電抗器,并且電抗器的容量應該是可控的,以便可以根據線路的負載變化使系統的無功潮流達到動態平衡,保證電網的動態穩定性。這種緊湊型輸電線路所用的可控電抗器是目前需要自主化生產的關鍵設備。

        5.大容量輸配電設備

        大容量輸配電設備主要有:大容量變壓器是指500kV,l000MVA或以上的變壓器,主要是為了適應大負荷中心供電需要,節約變電站所用地,目前我國負荷密集的華東、南京電網中已陸續采用這種500kV,1000MVA大容量變壓器。大截面電纜,如220kV,2500mm2的電力電纜;2x630m.mz以上大截面架空導線和大截面耐熱導線的研制和應用。開斷容量為63kA及以上斷路器的制造等。

        6.氣體絕緣輸電線路(GIL)

        SF6氣體絕緣輸電線路的輸送容量要大于電纜輸電線路,可地面和地下敷設,而且造價要低于電纜線路,目前世界上一些主要輸配電制造企業都已研制成氣體絕緣輸電線路。

        7.高溫超導輸電有發展前景

        美國能源部和南方電線公司合作的一個高溫超導項目為100ft(lft=0.3048m),3相電力電纜系統。未來的十年是高溫超導(含發電機、變壓器、電動機、電纜等)市場發展和材料產業化的十年。據預測,2010年和2020年,世界超導市場將分別達到300億美元/年和2440億美元/年。

        8.高集成、緊湊型、智能化的輸配電設備

        緊湊型的輸配電設備*有代性的就是使用在高壓、超高壓系統的氣體絕緣開關設備(GIS),敞開式的組合開關設備,以及使用在中壓系統的充氣柜(C-GIS)、充氣環網柜等。為適應現代變電站小型化和自動化的發展需要,已經出現了將一次設備(如斷路器、隔離開關、接地開關、電流和電壓互感器、避雷器等)和二次設備(智能型的保護、測量和監控系統)組合在一起的高集成、緊湊型輸配電設備,如ABB公司的PASS系統,西門子公司的HIS系統等。國外已經研制成采用電纜繞制(定子)的高壓發電機(國外稱為Powerformer,這種發電機的輸出電壓為132kV或更高,目前常規的大容量發電機的輸出電壓為20kV),這樣,可不需要升壓變壓器就能將電能送出,大大簡化了電廠的升壓站。超高壓直流輸電的換流站設備和柔性交流輸電設備也是實現高壓、超高壓大容量電能轉換、控制和數字化監控技術的完美集成。在現代電力系統的自動化監控系統中,設備層面上的各個輸配電設備都將成為計算機監控系統的終端設備,實現與變電站的間隔層、站控層以及網絡管理層之間的信息交換。輸配電設備的高可靠性、免維護、智能化、可通信、在線監控和遠程故障診斷將是發展趨勢。

        9.新型的靈活、可靠的智能配電系統

        未來的配電系統能夠根據各個不同的用戶的需要,提供多品質的"靈活"、"可靠"、"敏捷"、"完美"的電能服務;用戶也可以自由地選擇電力品質、種類和供應者。系統中有完善的分布電源和蓄能系統,保證不間斷供電;完善的需求側管理和信息的實時雙向傳輸等等。目前配電管理自動化系統(DMS)是發展非?斓念I域,包括配電系統的SCADA、負荷控制、故障自動隔離、無功自動補償、用電管理和設備管理等。

        10.注重輸配電設備環保性能

        要注重產品的環保性能,特別要重視少用SF6氣體(因為SF6氣體會產生溫室效應),國外已開始使用氮氣、部分氮氣和部分SF6氣體的混合氣體來代替SF6氣體等方案。接觸器等觸頭不使用銀鎬合金(即銀氧化鎬,AgCdO,現國外已用銀氧化,AgSnO2代替)等問題!蛾P于報廢電子電氣設備指令)及《關于在電子電氣設備中限制使用某些有害物質指令)明確要求從2006年7月1日起要確保投放市場的新電子和電氣設備不包括鉛、汞、鎬、六價鉻、聚澳二苯(PBB)和聚澳聯苯(PBDE)六種有害物質。所以,在低壓電器和繼電器的觸頭材料中凡使用含錦的,如銀氧化福的,都要逐步采用不含鎬成分的觸頭。

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