電力設備發(fā)展現(xiàn)狀：一二次交融成套設備將逐步行進

• 張星 2024年1月24日 來源：中研網(wǎng) 1033 65
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為了貼合配電網(wǎng)“數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化”發(fā)展的需求，需以剛烈活絡的配電一次網(wǎng)架為基礎，以一二次交融成套設備的標準化、精益化、智能化為方法，加強自動化配備的運用，健全完善中低壓配電網(wǎng)的智能感知體系，完畢配電設備狀況的全面感知、在線監(jiān)測、自動預警和智能研

電力設備主要包括發(fā)電設備和供電設備兩大類，發(fā)電設備主要是電站鍋爐、蒸汽輪機、燃氣輪機、水輪機、發(fā)電機、變壓器等等，供電設備主要是各種電壓等級的輸電線路、互感器、接觸器等等。電力系統(tǒng)中的電力設備很多，根據(jù)他們在運行中所起的作用不同，通常將他們分為電氣一次設備和電氣二次設備。

長期以來，配電設備生產(chǎn)廠家劃分為一次設備和二次設備兩大陣營，電網(wǎng)公司收購過程中也經(jīng)常向不同的廠商分別收購一次設備和二次設備，然后在設備環(huán)節(jié)中組合運用，但因而存在不少問題：如一二次設備接口不匹配，兼容性、擴展性、互換性差，成套設備設備繁瑣;缺少一二次設備聯(lián)動測驗機制，產(chǎn)生遙信顫動、設備凝露現(xiàn)象，無法滿足線損核算需求等;一二次設備廠商互相推諉等。此外，在配電自動化建造中，傳統(tǒng)成套設備較多選用了電磁式互感器用于丈量和取電，但是電磁式互感器因其本身特性，易出現(xiàn)電壓/電流互感器二次側存在短路/開路安全隱患、取電PT鐵磁諧振和易被雷擊損壞等問題，對成套設備作業(yè)壽數(shù)及安穩(wěn)性產(chǎn)生不利影響。為了處理上述在配電網(wǎng)規(guī)劃化建造改造中增量設備配電自動化掩蓋以及一二次設備不匹配等問題，一同完畢同期線損處理政策，國家電網(wǎng)于2016年提出《配電設備一二次交融環(huán)網(wǎng)柜計劃》。一二次交融相關技術的研討、標準化作業(yè)的推動、交流傳感器的運用，是配電設備標準化、設備小型化、設備集成化與運維智能化的必經(jīng)之路。

為了貼合配電網(wǎng)“數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化”發(fā)展的需求，需以剛烈活絡的配電一次網(wǎng)架為基礎，以一二次交融成套設備的標準化、精益化、智能化為方法，加強自動化配備的運用，健全完善中低壓配電網(wǎng)的智能感知體系，完畢配電設備狀況的全面感知、在線監(jiān)測、自動預警和智能研判。

依據(jù)配電標準化、精益化、智能化的發(fā)展趨勢，一二次交融成套設備在中壓配電網(wǎng)規(guī)劃將逐步行進，逐步全面啟用饋線自動化功用，將饋線自動化與配網(wǎng)分級維護相結合，最小化的快速阻隔缺點區(qū)。使用一二次深度交融技術發(fā)展，交融搜集、通訊、控制等功用，并結合智能型就地饋線自動化技術，將完畢設備的廣泛互聯(lián)、狀況的全面感知、決議計劃的快速智能、運維的高效快捷。

電力設備主要包括發(fā)電設備和供電設備兩大類，發(fā)電設備主要是電站鍋爐、蒸汽輪機、燃氣輪機、水輪機、發(fā)電機、變壓器等等，供電設備主要是各種電壓等級的輸電線路、互感器、開關等等。電力系統(tǒng)中的電力設備很多，根據(jù)他們在運行中所起的作用不同，通常將他們分為電氣一次設備和電氣二次設備。

一二次設備分開，存在一二次設備型號不匹配導致安裝困難等問題。隨著電網(wǎng)對供電穩(wěn)定性、可靠性的要求不斷提升，一二次融合(即在設計時將一次設備、二次設備的功能集成在一起)成為行業(yè)發(fā)展趨勢，在反應速度、診斷準確率及智能化水平等方面具有明顯優(yōu)勢，目前一二次融合設備主要為智能柱上開關(架空線路)、智能環(huán)網(wǎng)柜(電纜線路)。一二次融合柱上開關和智能環(huán)網(wǎng)柜等產(chǎn)品的出現(xiàn)，標志著電網(wǎng)控制環(huán)節(jié)智能化的發(fā)展。當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)中的智能開關能及時識別故障類型，自動斷開最小故障部分，且不會出現(xiàn)越級跳閘或拒動現(xiàn)象。

(1)配網(wǎng)自動化 “一二次”融合成套設備方案

隨著電網(wǎng)設備自動化時代到來，傳統(tǒng)電氣開關設備由人工操作向自動化操作轉型。一二次融合技術成套設備是電氣開關柜具有自動告警、應急處置、運行實時監(jiān)測、維保檢驗和信息的監(jiān)察、后臺數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析等功能?！拔锫?lián)網(wǎng)+電氣設備”研發(fā)和改進過程控制系統(tǒng)、通信解決方案、傳感器和軟件，實現(xiàn)“一二次”融合成套設備制造工藝。

(2)“一二次”融合成套設備設備優(yōu)勢

1)實現(xiàn)配電一二次設備接口標準化，成套化招標采購與檢測等要求。實現(xiàn)一二次設備的高度融合、裝置級互換、工廠化維修等。

2)操作機構主要包括彈簧機構、儲能電機、合分閘線圈、行程開關等，在配網(wǎng)上，對開關的監(jiān)測，需要在研究開關機械特性的基礎上，提煉關鍵的參數(shù)，從一次設備、二次設備、傳感器上提高性能，使得操作機構機修特性能夠得到監(jiān)測，提前對開關的操作情況進行預判。

3)解決配電一二次設備融合不匹配問題：集成和融合是兩個不同維度的認知，集成是可以把不同的功能模塊安裝工藝標準整合在一起，集成更多是裝置間的整合。融合是不同性質的模塊在同一個裝置里互相穿透，因此會出現(xiàn)設備之間不匹配問題。提高配電一二次設備融合標準化、集成化的制造水平和運行水平及質量和提高配電一二次設備融合標準化、集成化水平，提升配電設備運行水平、運維質量與效率等的總體思路下，為穩(wěn)妥推進配電一二次設備融合技術發(fā)展，協(xié)調(diào)傳統(tǒng)成熟技術的可靠性與新技術不確定性之間的矛盾。

4)滿足不同廠家裝置互換的要求：結合一次設備標準化設計工作同步開展，主要是將一次本體設備、高精度傳感器與二次終端設備深度融合，達到“高可靠性、小型化、平臺化、通用性、經(jīng)濟性”目標。配電一二次設備融合應采用一體化設計理念，終端產(chǎn)品設計遵循小型化、標準化、即插即用原則，滿足不同廠家裝置互換的要求。

5)滿足配電自動化的要求：配網(wǎng)領域的開關設備的智能化主要是滿足配電自動化的要求。一次配電開關設備，除具備自動化功能外，還應具備一些在線檢測和專家診斷系統(tǒng)的功能，通過嵌入式工控軟件完成監(jiān)控、保護、數(shù)據(jù)傳輸。智能化設計和功能配置不當，反而有可能會降低設備的可靠性。智能電網(wǎng)ABB、西門子、GE這樣的跨國企業(yè)，也要進行一二次設備企業(yè)的大融合。實現(xiàn)一二次設備企業(yè)的大融合，為國內(nèi)一二次設備制造企業(yè)，提供機會實現(xiàn)優(yōu)勢互補，避免各廠商做重復的研究，分工合作取長補短，融合創(chuàng)新發(fā)展中實現(xiàn)多方共贏。

(3)一二次融合技術發(fā)展目標

在配電網(wǎng)中引進一二次融合技術，主要有以下應用目標：

1)弱化一二次設備的分界

一二次融合技術需要以防塵、防雨、防腐健、防凝露為目標進行高防護結構設計，消除一、二次設備之間的界限，確保一二次融合設備及配電網(wǎng)在惡劣天氣環(huán)境下，依然可以實現(xiàn)平穩(wěn)運行，使供電質量獲得保障;

2)提高整體設計的耐用性

一二次融合設備不僅自帶整體模塊化設計和標準化接口，各模塊還具有小型化、可靠性強、實用性高、即插即用等特點，可滿足多種類型配電網(wǎng)的使用需求;

3)提高設備智能分析處理能力

通過應用一二次融合設備，可針對配電網(wǎng)故障進行快速精準定位，并且及時切除故障，盡快恢復供電;

4)獲得更加友好的運維體驗

一二次融合設備具有設備狀態(tài)集成化監(jiān)測功能，該功能可以在設備運行過程中，對其運行狀態(tài)進行圖形化展示、智能化診斷以及科學化運維指導，幫助工作人員更加精準高效地開展供電線路運維工作，便運維工作水平獲得顯著提升。

圖表：2020-2022年中國一二次融合成套環(huán)網(wǎng)箱市場規(guī)模情況

《2024-2029年中國電力設備行業(yè)深度調(diào)研及投資機會分析報告》由中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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