35kV气体绝缘开关设备国产化的若干问题
仪器信息网 · 2009-05-20 21:40 · 33509 次点击
一、引言
社会、经济不断发展,工程建设复杂程度加大,用户对开关设备小型化、免维护、智能化要求越来越高。中压领域尤其是35kV电压等级,常规以空气为绝缘介质开关柜普遍体积较大(柜宽不小于1200mm,体积一般不小于7m),重量较重(一般不小于2t),操作困难,尤其不能满足高海拔、潮湿、污秽等恶劣环境条件下使用要求。这种背景下,C-GIS越来越被引起广泛关注。
柜式气体绝缘金属封闭开关设备(CubicleGas-InsulatedSwitchgear)简称为C-GIS,是高压GIS产品中压领域拓展。它是采用低气压SF6气体、N2气体或混合气体作为开关设备绝缘介质,用真空或SF6为灭弧介质,将母线、断路器、隔离开关等中压元件集中密闭箱体中,综合运用现代绝缘技术、开断技术、制造技术、传感技术、数字技术生产集智能控制、保护、监视、测量、通讯于一体高新技术产品。具有体积小、重量轻、安全性好、可靠性高、能适应恶劣环境条件下使用等优点。
近年来,气体绝缘开关设备我国也到了迅速推广与应用,特别是我国城市电网建设和改造、轨道交通以及大型工矿企业等对开关设备提出了小型化、智能化、免维护、全工况等新更高要求,高性能、高品质充气柜国内需求越来越强烈。传统空气绝缘开关设备受环境条件(如高海拔、潮湿、盐雾、污秽、腐蚀等)局限性,已不能满足冶金、石化、矿山以及沿海区等用户要求;城市铁和轻轨、高层建筑、大型企业等场合,因占面积、空间限制等因素,也必将选用35kV气体绝缘开关设备。35kVC-GIS产品具有广阔应用前景,目前国内所使用绝大部分为进口产品。,国外产品电压等级、35kV电力系统中性点接方式差异,还不能完全满足国内用户使用,必须加快国内C-GIS产品研发、制造步伐。
二、35kV气体绝缘开关设备发展现状
1982年西门子公司首次汉诺威展览会上展出了8DA10/8DB10型配真空断路器SF6气体绝缘开关设备。之后,国外许多制造公司纷纷效仿,各自开发了自己产品。不同充气柜结构形式差别很大:一种是铝筒封闭式,一种是钢板封闭式。前者外形象高压SF6封闭式组合电器,后者外形象一般空气绝缘开关柜。钢板封闭式与铝筒封闭式相比,具有较低成本、较好环境协调性和适应性,更容易被用户所接受。就35kV电压等级而言,目前出现较多主要有:ABB公司ZV2、ZX2,SEIMENS公司NXPLUS,ALOSTOM公司WS,三菱公司30-GX等,额定电流最大到2500A,额定短路开断电流一般为25或31.5kA,有个别公司达到40kA,依据额定电流大小,宽度尺寸一般为600mm或800mm。计算机技术、传感技术不断发展,国外C-GIS已智能化方面取较大突破,可靠性、安全性进一步到提高。
我国柜式充气柜研发起步较晚,上世纪90年代,一些科研院所和部分企业开始了C-GIS研制工作,到本世纪,有更多企业参加进来,研发方向主要集中35kV电压等级产品。除一些合资企业直接引进母公司技术组装生产外,大部分C-GIS生产厂家都是采用引进技术生产,还无法掌握其核心技术。目前以西安高压电器研究所为代表少数单位自主研发,完成了型式试验,有个别生产厂家了产品鉴定。国内产品设计参数一般额定电流为1250A,额定短路开断电流为25kA,宽度尺寸一般为800mm。国内产品设计中大量采用国际先进技术,产品技术水平基本达到了国际同类产品先进水平。,制造工艺等原因,大部分生产厂家停留生产摸索阶段,还无法向用户提供满意产品。
三、35kV气体绝缘开关设备国产化过程中存问题
充气柜市场“蛋糕”十分诱人,国内企业纷纷加入到充气柜研发中来,希望35kV气体绝缘开关设备产品研制来调整企业产品结构。引进产品,是合作生产,是自己研制。35kVC-GIS产品既不同于高压GIS,同于常规空气绝缘开关柜,开发难度大、周期长、需要花费大量人力、物力和财力,国产化进程速度缓慢。采用何种方式,企业都必须要有明确自身定位,都必须要认真思考一些问题,有利于减少35kV气体绝缘开关设备国产化过程中失误。
1.慎重选择产品结构形式。
C-GIS产品都采取了简化一次主接线方式,从母线连接技术来分,大致有两种结构形式:一种是气体绝缘母线,安装时必须现场充气;另一种为固体绝缘母线,目前一般都采用了插接式母线技术,利用界面绝缘来实现柜与柜之间主母线连通,现场不需要充气。
两种方式各有优缺点:第一种方式现场涉及到气体处理,需要专门抽真空、充气设备,给安装带来不便,同时也受安装环境限制,有可能导致灰尘、导电微粒等杂质进入气室中,影响开关设备绝缘性能;第二种方式虽避免了上述问题,但也带