环保设备丨环保开关柜仍处于启动应用阶段

原创 2020-02-03 02:14  阅读

  编者按 今年的《政府工作报告》提出“坚决打好蓝天保卫战”,作为输配电环节关键支撑设备的开关柜环保性升级正加速推进。截至目前,我国环保开关柜研发应用取得了一定成果,但整体上还处于初步发展阶段,仍需紧跟行业发展趋势,解决运行、使用中出现的问题,不断提升研发、应用水平。

  在国家大力推进新型城市化和智能电网建设,大力实施节能减排,发展绿色经济的背景下,我国电力产业转型升级步伐加速,输配电设备向更高安全性、可靠性和小型化,特别是环保性方向发展已成为行业共识,而研发应用环保开关设备也成为题中之义。

  “近年来,我国环保开关柜研发推广与应用取得了一定成果。”中国电力科学研究院(简称“中国电科院”)教授级高工王承玉介绍说,环保气体环网柜已成为开关柜市场的热点。

  有数据统计显示,在2014年,环保气体环网柜需求量已经超过5000台,预计到2018年,我国配电网中环保气体环网柜的应用数量将占环网柜整体应用量的30%。预计到2020年,国内对环保开关柜的需求量不低于10万台,环保开关柜市场潜力巨大。

  不过,在中国电科院配电研究所新技术推广室主任韩筛根看来,目前我国环保开关柜仍处于启动应用阶段,其发展还需要补足产品模块化程度低、智能化水平低、环保性低等短板。

  “配电开关柜分为开关柜和环网柜,两者隶属相同的标准,因用途和结构差异而被区分。”王承玉表示,环保气体环网柜是在原SF6气体环网柜工艺的基础上研发的产品,结构与传统SF6充气柜 (C-GIS)相似。它将原SF6气体作为绝缘、灭弧介质,改为以N2、CO2、干燥空气等环保气体作为绝缘介质和以真空作为灭弧介质,再经过内部电场优化和灭弧性能研究、设计,形成了尺寸远小于常规空气开关柜,性能与SF6充气柜相当的环保气体环网柜。

  当前市场上的环保气体环网柜主要以充N2或干燥空气为主,其中主流产品是充N2的C-GIS开关柜和传统的KYN28系列开关柜。王承玉认为,前者体积小、环保性和可靠性高,后者技术成熟、应用量大、制造工艺简单、价格低,但环保性能低于前者。

  “在外绝缘介质(气体和固体材料)、支撑绝缘件材料方面,未来环保开关柜将进一步采用环保材料,提高产品整体的环保 性,在操作机构方面,进一步提高耐腐蚀性,减小动作分散性。”韩筛根说,新型灭弧触头材料研究和结构优化设计将是未来环保开关柜技术发展的重点,选相技术的发展将为环保开关柜实现过零分合提供支撑。智能化、标准化和免维护是环保开关柜发展的趋势。其中,基于一二次技术融合的智能化是环保开关柜的主要发展方向。

  近年来,随着开断技术不断进步,我国环保开关柜产品性能不断提升和完善。不过,截至目前,我国配电网中的开关柜包括环保开关柜在内,还存在模块化程度低、互换性差、操作机构耐腐蚀性差、运行时动作分散性大、智能化水平低、环保性低等短板。这些短板导致设备研发、使用、管理成本高,运行可靠性低,阻碍了配电网智能化建设。

  “例如,由于智能化水平低,很多运行中发生的各类故障不能实时监测、判断、自动控制和故障自愈处理,极大影响了配电网运行的供电质量、安全性及经济性等。”韩筛根表示,我国环保开关柜仍处于启动应用阶段,需不断跟踪、解决运行和使用中出现的 问题,使其在推广应用中少走弯路,少反复。

  对此,中国电科院正积极开展配电开关设备标准化研究和智能型配电开关设备探索、集成与开发等。韩筛根介绍说,其中主要基于环保、高集成度的一二次融合智能开关设备技术,重点在结构模块化、接口标准化、电场均匀优化、在线状态监测与控制等方面进行系统研究,形成了适用于开关柜、环网柜不同类型及12~40.5千伏系列化产品体系。目前,相关产品正在进行样机加工。

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