09-隔离开关技术发展动态[兼容模式]

隔离开关及接地开关隔离开关及接地开关技术发展动态技术发展动态2013年10月目录第一部分概况第二部分第三部分当前状态技术动态第三部分第四部分技术动态努力方向第五部分概况隔离开关及接地开关是输变电系统中用量最大的设备之一。使用状态复杂，结构型式多样。使用环境分类户外户内封闭环境内使用环境分类：户外、户内、封闭环境内电压等级分类：高压、超高压、特高压电压等级分类：高压、超高压、特高压输电系统分类：交流、直流概况★使用条件十分恶劣★使用条件十分恶劣★维护检修周期长★容易出现导体回路发热、操作卡涩、绝缘子断裂等问题缘子断裂等问题★基础技术进展较缓★基础技术进展较缓★生产制造工艺发展较快目录第一部分概况第二部分第三部分当前状态技术动态第三部分第四部分技术动态努力方向第五部分努力方向当前状态制造厂及产能★隔离开关制造企业数量逐步减少，市场份额逐步集中★制造企业专业化全系列化优势明显★制造企业专业化、全系列化优势明显★各制造企业产能有很大提升★国内制造企业与合资企业、外资企业在同一平台上竞争当前状态制造工艺及质量控制★高精度、高效率的自动化机床加工★专用制造工装及流水线装配工艺★专用制造工装及流水线装配工艺★铝焊、镀银等采用先进工艺★铝焊、镀银等采用先进工艺★抽检和监造机制广泛采用★检测设备及手段提升当前状态标准化要求提高★国家及行业标准贯彻和应用更深入★国家及行业标准贯彻和应用更深入★各厂家设备类型统一性和通用性加强★用户对安装支架、一次端子、二次端子等主接步始标准化化等主要接口逐步开始标准化和通用化★加强了镀银层、绝缘子等重要部位的标★加强了镀银层、绝缘子等重要部位的标准控制和检测当前状态设计能力提高★各种结构的原理和优劣得到了详尽的研究和实际应用★多数采用SolidWorks、Pro/E等软件进行三维设计和计算★采用ANSYS、Cosmos等有限元分析软件进行强度、电场、通流能力的计算与校核当前状态试验能力提高★国内各行业试验室试验能力大大加强★部分特殊试验如人工环境逐渐具备试验条件★企业自有实验室建设完善★企业自有实验室建设完善★用户抽检及现场试验手段得到完善和提高目录第一部分概况第二部分第三部分当前状态技术动态第三部分第四部分技术动态努力方向第五部分努力方向技术动态超特高压发展迅猛交流输变电：超高压是主流、特高压是方向★交流500kV-750kV主干网络已全面建成★超高压隔离开关完全实现国产化★超高压隔离开关完全实现国产化技术动态超特高压发展迅猛★交流1000kV特高压逐步推进，但目前整体技术方案为GIS，故户外隔离开关需求仅用于串补区。★特高压隔离开关完全国产化且技术领先世界水★特高压隔离开关完全国产化且技术领先世界水平技术动态超特高压发展迅猛直流输电：特高压成主流★±500kV±660kV基本无新建计划★±500kV、±660kV基本无新建计划★±800kV成为直流输电主要电压等级，已建成四★±800kV成为直流输电主要电压等级，已建成四条线路、其他在建和计划建设项目正陆续推进★±1100kV直流项目预计2014年开工建设技术动态超特高压发展迅猛在超、特高压下，隔离开关需解决以下难点决以下难点：★绝缘配合及结构尺寸确定★绝缘配合及结构尺寸确定★电磁环境控制及防电晕结构★结构刚度与抗震性★恶劣环境条件下的高可靠性★恶劣环境条件下的高可靠性技术动态额定电流增长较快★城乡电网容量快速增加，线路走廊紧张★252kV及以上隔离开关额定电流已全面达到★252kV及以上隔离开关额定电流已全面达到3150-4000A，部分用户需求至5000-6300A31504000A，部分用户需求至50006300A★隔离开关大电流触头结构设计技术和制造工艺日趋成熟技术动态智能电网技术结合应用★隔离开关与光电互感器的有机结合★基于光电传感器的智能在线监测应用★抗干扰技术和系统可靠性有待加强★抗干扰技术和系统可靠性有待加强技术动态直流输电并驾齐驱★直流隔离开关需求总量较少★直流隔离开关性能和可靠性要求极高极高★各电压等级直流场隔离开关已完全实现国产化★柔性直流输电技术应用已初步开展术应用已初步开展技术动态高参数B系列接地开关★同塔双回(多回)线路应用的快速增长及耦合长度不断的快速增长及耦合长度不断增加增加★B类、超B类接地开关普遍应用，感应电流参数越来越高部分工程需求参数静电高，部分工程需求参数静电感应电压达到150kV,电磁感感应电压达到150kV,电磁感应电流达到500A。技术动态高参数B系列接地开关★低参数情况下多采用紧凑型真空灭弧装置，开断50kV以上静电感应多采用SF6灭弧装置，但真空灭弧室结构目前已能开断100kV感应电压真空灭弧室结构目前已能开断100kV感应电压技术动态高参数B系列接地开关★部分高参数接地开关直接采用相应电压等级断路器灭弧★灭弧装置与主回路的连接有串联和并联两种★灭弧装置与主回路的连接有串联和并联两种方案技术动态串补并联用旁路隔离开关★超、特高压系统由于输电线路过长，常采用电容串联补偿系统以提电容串联补偿系统以提高输送效率串联补偿装置主接线特高压晋东南站串补区技术动态串装联旁串补并联用旁路隔离开关★串补装置并联用旁路隔离开关需开合高参数隔离开关需开合高参数母线转换电流（可达7kV/6300A），远高于国标规定参数国标规定参数操动机构弧触头现场运行中的旁路隔离开关灭弧室主静触动触头主静触头技术动态串补并联用旁路隔离开关★采用专用灭弧装置并联在隔离开关断口间以达到开断母线转换电流的要求★需解决灭弧室操作功的提供及各触头间时★需解决灭弧室操作功的提供及各触头间时序配合的问题技术动态高可靠性要求运行现状及外部因素：★用户要求使用寿命30-40年★电力用户供电可靠性考核的倒逼机制★使用环境条件极其恶劣而且影响因素多样★使用环境条件极其恶劣而且影响因素多样★很难进行停电检修，检修维护周期长次数少★运行中操作次数很少★安装、运行、维护技术力量较弱技术动态高可靠性要求解决措施及效果：★重要部位采用优质不锈钢、铝青铜等高防腐材料★重要部位采用优质不锈钢、铝青铜等高防腐材料★铝型材及铝导电带采用阳极氧化措施★严格控制热镀锌、镀银等表面处理工艺的质量★严格控制热镀锌、镀银等表面处理工艺的质量★针对风沙、极端温度、冰冻、潮湿、盐雾等恶劣条件进行专门的设计条件进行专门的设计★简化结构，减少零部件数量技术动态高抗震性要求★近年的多次地震暴露出隔离开关抗震性能有待加强★一般能满足8度烈度抗震要求少数能达到9度★般能满足8度烈度抗震要求，少数能达到9度烈度抗震能力★已普遍采用有限元方法进行抗震能力校核和验证，专用试验平台考核很少进行。★根据理论校核和实际情况来看，抗震能力最薄★根据理论校核和实际情况来看，抗震能力最薄弱环节一般位于瓷绝缘子技术动态★复合绝缘子在隔离开关产品上相比瓷质绝缘子绝缘子复合化★复合绝缘子在隔离开关产品上相比瓷质绝缘子不具有高性价比阻碍了其使用★目前在西北的严重污秽条件下部分变电站采用★目前在西北的严重污秽条件下部分变电站采用了全复合化设计。（沙洲变、哈密换流站）★需要解决棒形实心复合绝缘子刚度★需要解决棒形实心复合绝缘子刚度不足、成本较高的的问题★抗震能力强★抗震能力强★有逐步推广的趋势目录第一部分概况第二部分第三部分当前状态技术动态第三部分第四部分技术动态努力方向第五部分努力方向努力方向加强基础技术研究★触头材料及镀层工艺研究★各类元件的失效统计及分析★配合部位的防腐工艺研究★配合部位的防腐工艺研究★在线监测系统的设置与应用★在线监测系统的设置与应用努力方向加强企业与用户沟通★开展全寿命周期的产品运行状态监测及统计★利用好用户质量平台系统的反馈信息★利用好用户质量平台系统的反馈信息★与用户研究机构如电科院联合开展研究课题★通过对隔离开关运维情况和顾客抱怨的密切关注并改进，提升产品总体水平努力方向加强前沿技术跟踪★特高压大容量隔离开关的进一步研究和试验★特高压、大容量隔离开关的进步研究和试验★新结构和新理念的了解与应用★智能电网技术在隔离开关上的深度应用发挥高院电科院的行地加行★发挥西高院、电科院的行业领导地位，加强行业引导与交流，积极整理国际国内的最新前沿技业引导与交流，积极整理国际国内的最新前沿技术情报，指导各制造企业进行升级或转型。