72.5kV及以上高压开关设备的市场状况及发展趋势分析
2021-07-20
来源:步旅网
晨望)S可困V⑥匡强匿慰泓鞋矿口⑨圈成市化进程加快1020、电源建设突飞猛进的前提下,,国家建设大容量坚强智能电网是必然的选择,。近几年大量资金电网建设和改造中既是应对国际金融危机需要,更是我国经济发展和电力发展的需要。。最近国家电网公司宣年完成电网智能化建设这必将进一步推动电网设备的技术改造这就是我国高压开关设备市场快速发展辋以来驹投入,我国电力投资偏重于发电,放松了对输的特点67%,。1.1100kVi咽800kV一,呈现出“重发轻输不管用”我600我国第条特高压输电线路晋东南,一南阳一荆门约阳电源的投资比例大约维持在33%:而国外,多km工业性试验线路。于2008年底投入运行至今运资比例为60%:线建设滞后顶。,40%,以至于有些电厂建成后,由行正常预期1000kv交流输电线路及±800kv直流特高一发出来的电到不了用户,出现了输220kv压(向家坝1000kV上海、云南一广东)将加快建设,。第一条,我国的主输电电压等级提升缓慢,电压特高压交流线路将修复线,往西北延长到陕北、为主网架电压维持了30多年直到上世纪80年代,往东北延长到北京设计和基建阶段。往南延长到武汉,长沙,均已进入辛电网的平武500kv输电线建成才开始了超高压第二条输电线,由内蒙锡盟经江苏徐。斫时期(西北电网的330kV电压等级在70年代初就)。州、浙北到上海西已论证即将开建国网公司规划于,我国城乡电网直接到用户的主配电电压,一直2020年前,建设53个交流特高压变电站.变电容量3.36担当千。延续了近60年,直到前年才宣布推广20kv亿kwA,线路长度4。45万km,并首先在交直流特高压电,网上实施智能化就特高压输变电设备来讲变压器基本完成国产化,GIs和sF。断路器还需在操动机构及灭弧还需在主阀系统做国产化工作。匝开关设备的市场状况系统做工作,±800kv当DQGY18然能进入特高压输变电设备市场,分享这块大蛋糕的企 业,国内主要是三大变和三大开,国外主要是参与合作 的大电气公司。 1。 从表1可以看出,2005年以前550kV开关设备70%以 上是进口的,用户对国产设备不放心,因此国内企业 750kV电压等级是西北地区特有的,是西北网的主 网架电压。西北地区人口仅占全国6%,但土地面积占 销量少。2005年后,研发1 100kV特高压开关设备带动 了550kV国产化工作,加上500kV电网快速发展,因此 550kV开关设备国内企业的产量逐年上升。2008年GIs+ CB总产销量 ̄2007年增加了52%,2007年 ̄2006年增长 了56%,2006年比2005年增长20%。1998~2008年的11年 间,国内企业共生产550kVGIS 692间隔,CB 957台。在 前几年进口较多的情况下,国内企业也做了贡献。 330kV电压等级是西北电网特有的,原是西北主网架 电压,目前职能演变为消纳与分配由750kV线路所输送的 全国的1/3,西北电网目前总装机容量不大,但未开 发的煤、石油、天然气、水电及太阳能、风能十分丰 富,是我国动力资源的聚宝盆。有色金属、非金属矿也 很丰富。近几年西北电网有多条750kV线路正在建设, 800kV输变电设备市场已起动。西北网已规 ̄U750kV电 网,有22个变电站,38条输电线;陕西、甘肃正在实施 省内的750kV主网架。西北地处高原,冬春常受沙尘暴 袭击,开关设备以GIS/HGIS为主,也用一些罐式sF 断 路器。2007年全行业生产GIS 6个间隔,CB(断路器) 电能。1998年以来363kV开关设备的产销量见表2。2008 年GIS产量106间隔,SF6断路器(CB)171台,G[S+CB  ̄g2oo7年增长50%,GIS与CB之比为0.62,2007年GIs+ cB ̄g2oo6年增 ̄D41%,GIS与CB之比为1.03。GIS从1998 ~3台,2008年上升为GIS 87间隔,CB 37台,其中GIS: CB=2.35,说明开关设备市场已快速起动。 2.550kV及330kV 2008年国内累计生产了275间隔。从表2中可以看出, 在1 100kV电压等级未采用前,550kV是西北以外全 国其他地区的主网架电压。目前华东、华南、华北、华 中等几个区域电网的装机容量和高峰负荷都已超过1亿 kW,强化区域电网内部结构已是必然趋势。上海已实现 500kV双环,北京、广东等地也实现了环网,因此550kV 从1999年~2003年的4年问,363kV开关设备进口量较 多,其中国内供货量GIS为零,与550kV开关设备情况类 似。 3.252kV开关设备 220kV电压等级是高压进城、向高耗电企业送电及向 开关设备需求快速上升。近年由于1 100kV特高压开关设 备国产化带动,国内企业550kV产销量持续上升,见表 中压电网馈电的重要电压等级。近1 1年,国内企业产品 产销量见表3。 表1 55OkV近1 1年开关设备产销统计 年代 2008 2007 GIS间隔 CB台 GIS+CB GlS,CB 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1O9 127 236 O.86 293 266 559 1.1 188 18O 368 1.04 82 114 196 0_72 8 77 85 4 73 77 2 36 38 O 20 20 O 11 11 1 42 43 5 11 16 GIS+CB比上年增长 52% 56% 2O% 裹2 363kV开关设备历年来产销统计 年代 GlS间隔 2008 106 2007 94 2006 29 2005 19 2004 19 2003 0 2002 0 2001 0 2000 0 1999 0 1998 8 CB台 GIS+CB GIS+CB 171 277 5O% 91 185 41% 102 131 一9% 119 138 123% 43 62 182% 22 22 38 38 4 4 0 0 38 38 40 48 比上年增长 GIS,CB 0.62 1.03 OI28 0.16 0.44 2010.01.DQGY 19 - 回凹 耐I行业晨皇 @图 哥 嗍 近几年由于电网新增装机容量快速增长,与之配套 的各级电压设备随之发展,加之追加的电网改造的投 资,加快了开关设备的使用量。近几年252kV开关设备产 量年增长率在2o~50%。而GIS装用量从2006年开始超过 敞开式断路器(CB)。近三年装用比例在1.5以上,用户 与上一级电压220kV ̄合比较合理,因此东北坚持采用 66kV电压等级。淘汰44kV电压等级。近几年,72.5kV开 关设备产销情况见表5。 从上面列举情况看,72.5kV GIS使用数量不多,GIS 与CB之比在0.04一O.06范围之内。72.5kV与126kV国内有 已体会 ̄IJGIS可以显著节省变电站的占地面积,可有效抵 御高海拔、重污秽等苛酷环境条件,国内252kV GIS工艺 技术已日趋成熟。1998~2008年间,252kV GIS、CB国 内累计产销量达8920个间隔,取得较好市场业绩。 4.126kV和72.5kV 的厂用进口的真空灭弧室生产过少量的真空断路器,1 1 年共生产GIS 240个间隔。 GIL的市场状况 GIL是“刚性气体绝缘输电线路”的英文缩写。以前 由于多数城市在限制35kV电压等级,因此126kV电 压等级在城网中发展比较快。126kV电压等级直接进入大 中城市,有的城市还参与了城市配电。126kV:g ̄大部分超 高压电网电能配送给中压电网,具有中流砥柱作用。表4 列出了126kV开关设备近1 1年国内行业产销量统计。 126kV由于电压等级低,GIS与CB产量之比,在2006 年才高于0.5,N2oo8年才接近1。1998—2008年的1 1年 也称GIC(气体绝缘管道电缆)。从分类看是属于电线 电缆,但从结构和工艺看与传统的电缆不一样,而与GIS 母线相当,因此IEC和中国都把GIL标准的起草和管理放 到高压开关专业,国 ̄bGIL的生产由GIs企业兼任或设置 专业厂生厂。GIL与传统的电缆相比有如下一些特点: ①介质损耗因素低,导电截面可做大,因此允许负载 更大;②电容电流小,可以长距离输电;③对电磁干扰有 较好屏蔽作用;④可高落差敷设;⑤有较好防火性能。 由于有以上诸多优点,加上近几年技术工艺的进 步,国内一些大电力工程也开始应用超高压GIL。主要在 中,境内企业已生产126kVGIS 25684间隔,对电力工业 和国民经济做出了贡献。 66kV电压等级是东北地区特有的,由于66kV电压 表3 252kV开关设鲁近11年产铺统计 年代 GIS间隔 CB台 GlS+CB 2008 2007 2006 2005 2O04 2003 2002 2001 2000 1999 1998 2676 1994 1633 963 679 511 227 68 33 42 94 1626 1284 1036 1274 979 769 623 500 495 767 660 4302 3278 2669 2237 1638 1280 850 O.36 568 528 809 754 O.14 GISq-CBLk上年增长(%) GIS,CB 31 1.65 22.8 19.3 34.9 29.5 50.6 49.6 1.55 1.58 0.76 0.69 0.66 7.6 O.14 -34.6 0.07 7.0 0.05 裹4 126kV开关设鲁近11年国内行业产销量统计 年代 GIS间隔 CB台 GlS+CB GIS,CB 2008 6861 2007 5200 2006 2005 2004 2003 2002 2001 3664 2671 2280 1494 1162 786 2000 1999 1998 471 645 450 2496 1854 1508 0.43 6961 13822 O.99 6640 11840 5111 8775 5958 4758 4010 2702 245O 2025 1209 1058 8629 7038 5504 3864 3236 GlS+CB比上年增长% 16.7 4.34 0.78 1.6 0.72 22.6 0.45 27.9 0.48 42.4 0.37 19.4 0.43 29。6 O.32 34.6 0.23 22.4 0.53 裘5 72.5kV开关设鲁产铺情况 年代 GIS间隔 2008 68 2007 6 2006 1459 (VCB11) 2005 86 2004 46 2003 O 2002 0 2001 0 2000 9 1999 25 CB台 GIS,CB 1618 0.04 1736 0。003 1391 (VCB15) 0.062 1251 0.04 781 430 546 602 0.015 398 0.06 2010.01.DQGY 20 大水电站、核电站、地下变电站、大火电厂及环境恶劣 地区,以替代交联聚乙稀电缆。据一些电力设计院披露 的信息,已采用或已订合同采用GIL的电力工程如下:① 水电站:天生桥(1993年),拉西瓦(2007年),张河 湾(2009年),锦屏一级(2009年),锦屏二级(2010 年),溪洛渡(2010—201 1年)。②核电站:大亚湾 (1993年),岭澳(1999年),田湾(2002年),岭澳 二期(2008年),辽宁红沿海(2008年)。③火电:香 港青山(2002年),浙江瓶窑(2002年),奥里油电 (2006年)。 以上工程除浙江瓶窑由平高东芝供货外,基本由国 外电气公司接标。由于GIL有较强抗电磁干扰能力,比电 缆有更高输送能力,随着GIL-["艺技术进一步完善,它必 将更多地替代超特高压电缆及架空输电线,要不了多少 时间,GIL市场也会像GIs一样热起来。 高压开关设备的发晨趋势 近十年来,我国高压开关行业年增长率一直保持在 20%以上,其主要原因在于电网年新增装机持续增长, 开始年新增装机约1500万kW,后来上升 ̄lJ4000~5000 万kW,前几年已达1亿kW,与之直接配套的高压开关 设备必然同步增长。其次,我国的高耗电产业及其用电 量也翻番提升,126kV和252kV电压等级实际充任了配电 角色。其三是高电压进城,城网迅速扩容并向更高电压 发展。以上三因素是高压开关设备持续高增长的主要原 因。 从电源建设来看,今后水电、核电等绿色能源将较 快发展,火电将以高效大火电为主,并淘汰能耗大、环 保差的小火电。总之,年新增装机虽然不像前几年那样 “火”,但还是不少的,而高压进城势头也不会减。 近两年,国家电力投资政策从“重发轻输不管用”转 为加大电网投资政策,对电网投资提高到了50%,而西 电东送,北电南送,区域电网联网及750kV、1000kV、 ±800kV交直流超特高压电网建设,必将进一步提升高压 开关设备市场。 从以上分析可知,80%的72.5kV以上开关设备是为电 力系统服务,仅20%的126kV及252kV的开关设备是为高 耗电工业部门服务,因此快速市场增长的势头会延续到5 年以后。 1.GIS市场快速增长 GIS是一种气体绝缘金属封闭开关设备,是一种高集 成组合式开关设备。它具有尺寸小、占地面积少、能抵 御苛酷环境(如高海拔、重污秽等)、抗电磁干扰、可 靠性高、防火灾等优点,但工艺技术要求高。前几年超 高压GIS没有较快发展的原因是用户对企业产品质量不 放心,部分国内企业技术不够成熟,进口产品又较贵。 但从2005年后,国家要求800kV、1 1 00kV输变电设备不 光技术水平要先进,而且要国产化。近3年,800kV、 1 100kV GIS先后投入工业运行后,运行情况良好,这带 动了550kV及以下各级电压GIS的国产化,生产工艺有 了较大提高。从2006年起252kV GIS装用量首次超过CB (断路器),2008年126kVGIS电网装用量已接近CB, 并126kV及以上各级电压GIS总装用量首次超过敞开式 CB,占总量的54%。总之,GIG市场快速发展的原因有 三:超特高压GIS的国产化带动;国内生产企业的工艺日 趋成熟;用户已积累较多经验,对GIS使用比较热心。 从t998年~2008年的1 1年,国内企业已生产72.5kV 及以上电压等级的GIS共35912个间隔。今后我国各电压 等级GIS装用比例会进一步提高,可达欧美日本水平(占 总量的50%~60%),同时敞开式使用比例会进一步下 降。1 26kV和252kV GISs]\型化水平和可靠性会进一步提 高,以适应高压进城,建设地下变电站及适应严酷环境 的需要。 2.智能化电网建设的市场机遇 高压开关设备是输变电设备中技术较为复杂的,既 是静止的,又要快速运动;既要耐受过电压的绝缘,又 要负载大电流,还要开断强短路电流电弧。在电网中, 特别是智能电网中,高压开关扮演着重要的角色。智能 电网不仅仪表、继电器、传感器、互感器等元器件要满 足数字化、信息化的要求,而且与用户能互动。对于高 压开关主设备来讲,不仅要求配套件智能化,而且要具 备在线检测功能,随时检测开关设备的运行状态,以提 高运行可靠性,如局放、机械特性、发热、密封、微水 等。有人估计电网智能化能拉动1%的GDP增长,可拉动 电网设备20%~30%产值增长,因此对电网智能化要密切 关注。 201 0.01.DoGY 21 _ 回凹 Ⅱ■行业晨苴 @礓强匿 ⑥圈 3.气体绝缘变电站(GIT)和刚性气体绝缘输电线路 (GIL) 随着城市快速发展,城网负荷密度加大,高压、超 高压进城是必然趋势。高压、超高压要进城,相应地要 建地下变电站和地下输电线路,大型变电站和超高压输 电线要下地入洞,这是城网发展的方向之一。显然用油 或塑料做绝缘介质是违反安全原则的,而sF 是一种良 好的绝缘介质和灭弧介质,又有防火、防爆性能。目前 有些沿海城市,用进口的sF 变压器+GIS来建地下变电 站。尽管GIT+GIS的气体绝缘变电站今后占的比重不会 太大,但这是一个缺口,应该补上。 建议 受国际金融危机的影响,国外输变电设备市场明显 萎缩,但中国仍然保持着增长,这是政府拉动内需的结 果。目前形势下,国内企业要在可持续发展上下功夫, 做精做强主业,切不可急功近利。笔者在这里提几点建 议,谨供参考。 1.建立公平合理的市场竞争,反对市场垄断,促进 先进生产力发展。目前有的企业靠政府的“输血”来扩 张,把行业所的专业开发转为企业独有,把网外企业变 为网内企业,搞市场垄断,这不符合市场经济的原则。 市场竞争应机会均等,制造和使用应分家,这样才有利 于促进产品技术和质量的提高。对高压、尤其是超特高 压开关设备,政府应规范进入市场准则,应该向国产化 产品倾斜,促进民族工业的发展,这有利于国家安全。 近两年,在126kV GIS产能显著大于市场需求的现 状下,我国招标准则仍以低价取胜,不少企业又搞起了 “压价竞销”的歪风,为降低成本不惜牺牲质量,陷入 了恶性竞争,主管部门应该管一管。 2.保护企业的知识产权。市场竞争是产品的竞争,但 归根结底是人材的竞争。有些企业通过挖人材把产品技 术带走,把别的企业多年辛苦开发的技术,不费吹灰之 力就占为己有,给人家造成了巨大经济损失。国家应制 订相关法律,允许人材流动,但不能把老厂技术无偿带 给新厂,应规定技术人员调离后,五年内不允许搞老厂 同样的技术工作。接受委托型式试验单位,应拒绝对技 术来源不明的新产品进行型式试验。 201 0.01.DQGY 22 3.行业和大公司应成立工艺和材料研究所(室)。 通过技术引进,我国高压开关设备技术水平有了较大提 高,产品的性能参数已接近国际水平,与国外先进产品 的差距主要在工艺材料上。进一步推进小型化GIS的研发 和使用。小型化GIS可以减少sF 使用,具有比较重要的 技术经济意义。应从两方面做工作,其一,要推广550kV 单断口的断路器技术,1100kV、800kV也应该采用这一 技术;其二,要提升三相共箱式GIS电压等级。日本已 有300kV共箱式GIS,我国已有126kV及145kV- ̄相共箱 -GIS,252kV- ̄相共箱GI-S对我国有重要意义,由于其技 术难度大,需要行业攻关。 交直流超特高压电网是我国的未来主网架电网,这 种电网所伴随的低工频强电磁场,对人、动植物生理功 能有影响,建议立项研究,并对GIS和GIL的屏闭效果开 展研究,以采取必要的应对措施。 我国72.5kV以上开关设备使用GIs比率已相当高,早 期使用的sF 断路器和GIS已到了寿命期,建议行业建立 sF 回收处理中心,以便回收利用,不能由用户向大气自 由排放。 4.企业进入GIS市场的途径。高压开关设备尤其是高 压断路器,由于技术复杂型式试验项目多,所需资金投 入多。产品必须按IEC标准及相关标准,在行业指定的单 位通过型式试验,国内用户还要求进行两部鉴定。对于 72.5kV以上开关设备制造企业要有较高品牌和业绩,一 些新上的高压开关生产厂,不可能有几十年生产历史, 也不可能再经历多年的引进消化历程。如何既稳妥,又 快速地进入市场,可以有如下几种模式供参考:①参与 具有较好业绩和品牌的国内外大企业合资、合作,用人 家的品牌生产,就是“踩着巨人的肩膀往上爬”。②兼 并有一定品牌和业绩的中小企业(特别是国外的),沿 着人家的路往前走。③引进技术和人材,具备一定生产 能力和产品质量后,先进入电网试用,取得业绩后,再 进入主网市场。 总之,高压开关设备不同于中压和低压设备,市场门 槛高,不付出较大努力,想轻而易举地进入是不现实的。霉 参考资料 《1998年~2008年高压开关年鉴》