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“十一五”电力建设及高压开关市场分析

2007/10/24    来源:输配电设备网        
关键字:高压开关  十一五  
本文根据电力工业“十一五”发展规划的相关信息和高压开关行业的市场预测,分析“十一五”电力建设和高压开关市场形势,以期对高压开关制造企业的新产品研发、市场销售和生产管理有一定的启发。

    “十五”期间的2002年中国出现严重的电力供应紧缺,国民经济的发展和人民生活受到严重制约和影响,从而引发了又一轮的电源建设热潮。到2003年底,全国发电装机容量达到3.85亿KW;2004年底达到4.4亿KW;2005年底达到5亿KW。电网建设实施了"西电东送、南北互供、全国联网"的建设方针,西电东送北、中、南三大输电通道基本形成且正在扩大其输送电力的规模和能力;全国除了新疆、海南、西藏、台湾外基本实现全国联网;各区域电网和省级电网都建成了以500kV(或330kV)为主干网架的输配电系统。虽然在电力建设中电网建设滞后于电源建设,但“十五”期间的电网建设,发展仍是快速的,成绩是令人瞩目的,新建330kV及以上输电线路约4万多km变电容量约1.8亿kVA。
   
    电力建设的持续快速发展给电力设备制造企业带来了大好的发展机遇和广阔的市场空间。从2003年起全国高压开关行业的年复合增长率在20%以上特别是超高压开关设备和GIS设备其市场需求量以超过30%的速率增加。国内几大高压开关制造企业在“国内市场国际化”的激烈竞争中,加紧研发新产品,加速进行技术改造,不断提高产能和产品质量,以在“十一五”期间向电力建设提供更多更好的高压、超高压、特高压开关设备,促进高压开关行业的持续发展,实现中国民族“装备制造业”的振兴。
   
    本文根据电力工业“十一五”发展规划的相关信息和高压开关行业的市场预测,分析“十一五”电力建设和高压开关市场形势,以期对高压开关制造企业的新产品研发、市场销售和生产管理有一定的启发。
   
    一、电力建设
   
    “十一五”期间电力发展的基本方针:
   
    深化体制改革,加强电网建设,大力开发水电,优化发展煤电,积极发展核电,适当发展天然气发电,加快新能源开发,重视生态环境保护,提高能源效率。
   
    在电源建设方面安排技产规模为1.65亿KW左右,关停凝汽式火电小机组1500万KW。投产大中型项目15亿KW左右(年均投产3000万KW),包括水电4512.7万KW、煤电8738万KW、核电400万KW、天然气发电1364万KW、新能源发电100万KW。预计到2010年,全国发电装机容量将达到(或超过)7亿KW。
   
    在电网建设方面国家计划加大西电东送的力度。在北通道继续加大内蒙古西部和山西向京津冀电网送电规模,促进西北黄河上游水电与宁夏火电联合以及陕北火电向华北和山东电网送电。在中通道,重点建设三峡水电站,同时开工建设金沙江和四川水电流域大型水电站向华东和华中送电工程。而在南通道要在国家已经批准建设项目的基础上继续开工一批电力项目,保证西电东送目标按期完成。此外,“十一五”期间,还将继续加强和完善区域主干网架和各省网架建设。其中,华北电网重点加强京津冀地区500kV大环网,提高接受外部电源送电的能力。东北电网在建设较为坚强的受端电网的同时,沿哈尔滨-长春与吉林-沈抚本鞍辽负荷中心地带形成34回线路联结各受端电网,形成纵横南北的500kV主网架。华东电网将在2010年形成上海-浙江-江苏双回500kV主环网。华中电网则通过一系列建设在“十一五”末期,成为中部电网西电东送的枢纽以及全国联网中心。西北电网则是重点加快750kV电网工程建设,建成兰州东-平凉开闭所-关中750kV双回输变电工程。而南方电网既要加大西电东送输电通道建设力度提高西电东送输送能力,还要加强受端电网建设,提高接受西电东送能力。
   
    国家电网公司“十一五”电网发展重点是:一要加快建设1000kV交流试验示范工程,不失时机地开工建设±800kV直流输电工程;二要加快跨区电网建设,进一步强化全国联网结构;三要继续加强区域电网、省级电网500kV(330kV)主网架建设,加快形成西北750kV网架;四要加强重点城市电网的建设,抓好其他地、市城市和县城电网建设改造,完善农村电网,提高农村电气化水平;五要大力推进先进适用输配电技术应用。“十一五”期间,国家电网公司将新增330kV及以上输电线路6万km、变电容量3亿kVA,投资9000亿元左右;到2010年,跨区输电能力将达到4000多万KW、输送电量1800多亿kw.h。
   
    “十一五”期间,南方电网主网架要建设贵广二回直流输电工程、贵广第二个交流输电通道、云广特高压直流输电工程、云电送粤交流输电通道等"两交两直"输电工程,至2010年,使西电送广东形成"八交五直"输电大通道。“十一五”期间中国南方电网公司计划投资3000亿元,用于电网建设。
   
    “十一五”南方电网将建成投运500kV交流线路15651km、变电容量6175万kVA,500kV直流输电线路1225km、换流容量600万kVA,800kV直流输电线路1438km、换流容量1000万kVA。
   
    二、高压开关市场需求预测
   
    高压开关是电力系统运行中起控制和保护作用的重要设备也是输变电设备中唯一以机械运动实现电气功能的设备,电源建设中发电厂的升压变电站,电网建设及输电工程的各类变电站都需要大量的高压开关设备。“十一五”期间,电源建设将新增发电容量2亿KW,电网建设继续实施“西电东送、南北互供、全国联网”及“建设坚强的国家电网”的发展战略,两个“建设”都将给高压开关设备提供巨大的市场空间。
   
    据行业内专家预测,“十一五”期间高压开关的年需求量大致为:
   
            “十一五”及2020年126kV及以上开关设备需求预测
   
    电压等级(kV)   产品名称      2005需求(台)   2010需求(台)   2020需求(台)
    363~550   断路器(含GIS间隔)       220(80)      280(110)    450(180)
    252     断路器(含GIS间隔)      1800(620)    2400(840)   3600(1260)
    126     断路器(含GIS间隔)      6500(2280)   8000(2800)  14000(48000)
   
    上表中,对363kV及以上超高压开关设备的需求量估计偏低。国家电网公司集中规模采购2006年第1批项目招标,就采购了363/550kV断路器(包括GIS,H-GIS)143台,第2批又有49台两批已接近200台之多。本人预测应在500台/年左右。另外,在252/126kV断路器的需求中,GIS将占到35%~40%的比例。而隔离开关,按常规配置关系约为断路器数量的3倍,其需求量也是巨大的。
   
    1. 1100kV交流特高压开关设备

    国家电网公司在2006年内开工建设晋东南-南阳-荆州特高压试验示范输电工程,采用的开关设备为1100kVGIS,H-GIS,T-GCB+DS/ES。预计在“十一五”后期,淮南煤电-芜湖-上海特高压输电工程也要开工建设,很有可能,南方电网的桂林-龙门-惠东百万伏特高压输电工程也要开工建设。1100kV GIS,H-GIS,T-GCB,DS/ES将是百万伏级开关设备的主要产品。
   
    2. 800kV超高压开关设备

    西北电网750kV兰州东-银川东、西宁-官亭、兰州东-平凉-关中、拉西瓦水电站送变电工程已经开工建设,哈密-安西、永登-张掖-安西750kV输变电工程将在2006年内核准并开工。由于采用750kV的西北地区-大部处于高原、沙漠、荒原地带,开关设备以GIS、H-GIS、T-GCB为主,也不排除使用P-GCB的可能,但需求量会很少。所以,开发800kV产品,要按照T-GCB→H-GIS→GIS的方向进行,800kV开关设备市场,H-GIS将占有较大的比重。
   
    3. 363~550kV超高压开关设备

    即使百万伏特高压输电成为我国电网的主干网架,但500kV已经成为我国区域及全国联网和各省(区)主干网架使用的主要电压等级,500kV的电厂升压变电站、枢纽变电站、受端变电站遍及全国各地,新建数量不断增加,开关设备需求量逐年增长(“十一五”期间内)。目前,550kVGIS(H-GIS)约占20%,由于敞开式变电站有向H-GIS站转换的趋势,GIS站也有简化向H-GIS的倾向,预计从“十一五”开始,H-GIS的使用量将逐步增加,GIS加H-GIS可能达到30%~40%。所以,在重点研发、完善550kVP-GCB、T-GCB的同时,要加紧研发550kVGIS和H-GIS产品,并使之尽快进入市场。
   
    4. 126252kV高压开关设备

    330~500kV变电站的次级电压部分;省市的受端变电站;配电网的电源变电站需要大量的126252kV高压开关设备。随着GIS在减少占地面积、免维护和外绝缘性能的优越性以及GIS设计和制造技术的提高,126~252kVGIS的需求量可能达到40%左右。126252kV开关设备的重点在:252kVSF6断路器,额定电流150~4000A,额定短路开断电流5043kA,压气式配可靠性高的液压操动机构,自能式配弹簧操动机构,具有机械三极联动形式。126kVSF6断路器(3150A/40KA)多为自能式配弹簧操动机构。126~252kVGIS应更加小型化,提高可靠性,全共箱(或母线共箱)式。预测,以自能式断路器为主体的252kV全共箱式GIS将在“十一五”期间内进入市场。
   
    5. 特殊技术要求的开关设备

    1)405~725kV开合电容器组开关

    断路器操作次数多而频繁,因此对于担负电容器组投切工作的断路器要求具有高的机械寿命,另外还要求断路器在开断电容器组时不应产生高的过电压,以及由过电压产生的巨大涌流,造成对电容器组的损害。要求断路器具有开合6万kvar电容器组的能力。

    2)串补电容补偿装置旁路开关

    在长距离输电线路中装设串联电容补偿装置,可以减小线路阻抗二缩短电气距离和提高系统稳定性。近年来串补技术在我国500kV电网得到了较快的应用,用于串联补偿装置的旁路开关将有一定量的需求。旁路开关的主要用途是投入和退出电容器组。当系统或串补设备故障等紧急情况下要能快速退出电容器组,所以要求旁路开关具有很高的合闸可靠性和很短的合闸时间。

    3)用于滤波器、线路、变压器及电抗器投切的断路器

    联网背靠背工程换流站高压开关场需要252kV、363kV和550kV交流断路器,用于滤波器、线路、变压器及电抗器的投切。要求断路器开断滤波器、背靠背电容器组的容性电流,其特点是恢复电压比较高,550kV断路器达到1470kV363kV断路器达到1220kV,252kV断路器达到807kV。“十一五”期间,将建设东北-华北,西北-华北等直流背对背输电工程,用于滤波器、线路、变压器及电抗器投切的断路器将有一定需求。
   
    6. 超高压开关设备中的H-GIS

    自2003年南方电网公司在广东电网6座500kV变电站选用H--GIS开关设备以来,2004年国家电网公司开始在安徽、河南、湖北电网3座500kV变电站选用H-GIS,2005年又有多个500kV变电站选用了H-GIS开关设备。简单理解,H-GIS是不带(3相)母线的GIS,是相间空气绝缘、单相S民气体绝缘金属封闭的组合电器(国标定名为复合式组合电器)。由于其具有GIS的技术性能和结构特点,节省占地面积、价格比GIS便宜,所以成为超高压、特高压变电设备推荐选用的产品。国家电网公司2006年第一批集中规模采购招标项目,500kVGIS有12间隔,而H-GIS有18间隔,表明了电网用户选用H-GIS的趋势。而以上选用的H-GIS全部为外资企业、外国技术的产品,国内企业应依靠自主创新或引进技术再创新尽快研制并推出超高压H-GIS开关设备。
   
    7. 隔离/接地开关

    隔离/接地开关是输变电工程使用量最大的开关设备,其作用是转换、隔离线路,在母线、断路器及其它电气设备检修时,建立明显、可靠的绝缘断口。按常规敞开式变电站一次主接线估算隔离/接地开关的用量大约为断路器的3倍。隔离/接地开关除了通流、绝缘、动热稳定、机械操作技术特性,还有开合小电容电流、小电感电流、母线转换电流的技术要求。由于同塔双回线路的出现,对接地开关有开合感应电流的技术要求。

    330~500kV系统,主要使用单柱剪刀式、单柱垂直折伸式母线隔离开关;双柱水平折伸式、三柱两断口水平开启式隔离开关。额定电流为4000A(3150A),额定短时/峰值耐受电流为63/160KA(50/125KA)。110~220kV系统,主要使用双柱水平折伸式、双柱水平中间开启式、三柱两断口水平开启式隔离开关,母线隔离开关也以单柱剪刀式、单柱垂直折伸式为主。
   
    结语

    “十一五”是电力建设特别是电网建设的快速发展时期。在这一时期,我国的电源建设将达到发电装机容量与用电量的基本平衡,电网建设要打造坚强的国家电网,形成西电东送、南北互供的全国联网系统。随着输电电压的提高和输变电技术的发展,对开关设备的电压及开断容量、技术性能和可靠性的要求越来越高,电力建设需求的开关设备品种多、数量大,为高压开关制造企业提供了大好的发展机遇。

    国内高压开关制造企业经过多年的自主创新和技术引进、吸收、再创新,已能生产550kV/4000A-63kA双断口瓷柱式断路器(P-CB);550kV/4000AJ。KA单断口罐式断路器(T-CB);550kV/4000A-63kA气体绝缘金属封闭式开关设备(GISK800kV/4000A-63KA双断口复合式组合电器(H-GIS);800kV/4000A-63KA隔离/接地开关(DUES)等具有国际先进水平的高压开关产品,能为电力建设提供各种电压等级、多种结构型式的高压开关设备。

    目前,我国高压开关设备市场,550kV断路器和GIS开关设备的~8096;252kV的~50%;126kV的~309毛被进口、合资的国外技术产品所占据。要实现民族"装备制造业"的振兴,国内开关制造业必须以自主创新为主,不断研发出具有国际先进水平的新产品,让国产的质量好、可靠性高的高压开关设备在我国的电力系统占主导地位。

责任编辑:江琦
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