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变压器检测设备行业发展现状
点击次数:21 发布时间:2019-10-31
 变压器检测设备行业发展现状
 
    变压器检测设备(含智能巡检机器人)、配电及自动化控制设备两大系列。因智能巡检机器人行业描述单独列示,子行业可分为输变电监测行业、配电及自动化控制行业和智能巡检机器人行业。由于输变电监测设备(含智能巡检机器人)、配电及自动化控制设备的功能契合了智能电网建设以提升电网管理自动化、智能化水平这一目标,在智能电网大发展的背景下步入了快速发展的阶段。
 
    1、输变电监测行业概况
 
    电力设备是电力网络的重要组成部分,设备的状态直接关系到电网的稳定运行,因此对电力设备进行预判性的监测、观察及修理是保障设备安全、电网稳定运行的重要手段。随着电网规模的不断扩大,设备数量的不断增多,传统的管理与检修技术已经不能满足需求,如何有效把握设备状态、降低检修成本、提高设备使用寿命、增加技术人员的检修效率和质量是目前所面临的问题。
 
    (1)电力设备的检修模式
 
    电力设备的检修模式的发展大致可以分为三个阶段:事故检修—定期检修—状态检修。事故检修是 20 世纪 50 年代以前主要采取的方式,即在设备发生故障或事故以后进行检修;定期检修是一种基于时间的检修,其理论依据是:设备能通过定期检修,周期性地恢复到接近新设备的状态。
 
    状态检修是通过对设备状态进行监测后根据其健康状态安排检修的一种策略。该种检修方式起源于20世纪60年代美国航空工业飞行器的设备检修工作中,1978 年开始广泛应用于美国舰艇的设备检修,20 世纪 80 年代又在核工业中推广应用,并很快发展到电力工业的电力设备检修中。因此状态检修是按设备的实际运行情况来决定检修时间与部位,针对性较强,且经济合理。
 
    (2)电力设备状态检修与输变电设备监测关系
 
    电力设备状态检修的基础是确定设备的状态,监测设备则为此提供基础。输变电监测设备主要通过对输、变电环节的电气、机械等设备的运行状态进行监测,通过各类传感器获取其运行状况、运行质量的相关信息,动态跟踪各种劣化过程的发展状况,以便电力运维管理部门在电力设备可能出现故障或性能下降到影响正常工作前,及时进行维修、更换,从而保障电力设备运行的安全性、稳定性和可靠性。
 
    (3)电力设备监测的方式
 
    电力设备监测的手段主要包括带电检测、在线监测和离线检测等三种。其中,带电检测是指对运行状态下的电力设备状态量进行现场检测,例如巡检人员使用便携式红外测温仪进行温度检测、巡检机器人对电力设备的红外检测等;在线监测一般采用相关设备或仪器,安装在被监测的设备上,用来对被监测设备进行不间断实时在线监测,如对变压器油中溶解气体的监测;离线检测一般通过定期对停止运行的设备进行规定项目的检查,发现设备的问题和隐患。带电检测、在线监测一般与状态检修模式相匹配;离线监测则与被动检修、定期检修的模式相匹配。
 
    (4)输变电监测行业发展现状及趋势
 
    随着社会经济的快速发展,电网规模不断扩大,设备数量急剧增加。技术水平的提高、运行标准要求的日趋严格以及电网智能化发展的快速推进,传统的电力设备计划检修制度已不能适应电力网络和企业发展方式的需要;并且,输变电设备是电网的重要固定资产,如何与时俱进的提升资产管理效率,对电网意义重大。因此,状态检修模式获得电网的全面推广,从而输变电监测行业获得了广阔的发展空间。
 
    ①电网的发展要求推广状态检修,配套监测设备市场空间巨大
 
    在电力工业发展过程中,电力设备的检修管理模式也历经变迁。在其发展初期,检修管理以故障检修模式为主;到 20 世纪中、后期,则以定期计划检修为主;进入 21 世纪后,电网规模迅速扩大,由于定期计划检修模式针对性不强,既造成部分检修资源的浪费,又因检修人员不足而导致部分设备的“失修”。
 
    状态检修的意义重大:首先,过去由于缺乏科学的评价标准和方法,加上积累的资料有限,对设备健康水平的掌握既不全面、也不准确、更不系统,推行状态检修后,可以对设备状态的评级可以做到更加准确、全面和系统;其次,由于状态评价后对设备健康水平有了准确、全面而系统的掌握,大大增强了设备检修的针对性;再次,可以大幅降低原先检修模式的作量,检修质量和设备健康水平也能得以提高,为电网资产全寿命周期管理工作奠定了基础。
 
    在电力系统实施状态检修可以提高设备利用率 2%~10%,节约检修费用 25%~30%,延长设备使用寿命 10%~15%。鉴于此,我国从“十一五”时期开始,逐步加大对电力设备监测技术,如在线监测、带电检测等技术的研发和试点力度,为全面推广实施状态检修提供了必要的条件。
 
    ②智能电网建设,需要监测设备的配套
 
    智能电网将通信技术、计算机技术、传感测量技术、控制技术等诸多先进技术和原有的电网设施进行高度融合与集成,形成新型电网,代表了未来电网的发展趋势。
 
    全面实施输电线路状态检修和全寿命周期管理,建设输变电设备状态集中监测中心,实现对特高压线路、重要输电走廊、大跨越、灾害多发区的环境参数和运行状态参数的集中实时监测和灾害预警。
 
    全面建设智能变电站,推广应用在线监测、状态诊断、智能巡检系统,建立电网对山火、冰灾、台风等各类自然灾害的安全预警体系。随着智能电网建设的不断深入,作为智能化基础的输变电监测行业将迎来新一轮的发展契机。
 
    2、配电及自动化控制行业发展概况
 
    建设智能电网,第一要务便是解决供电可靠性问题,而配电自动化是提高供电可靠性的必要手段,也是建设智能配电网的必由之路。
 
    配电及自动化控制设备大体包括配电管理设备及馈线自动化设备,是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段,对配电网进行离线与在线的智能化监控管理,使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的优运行状态。
 
    (1)配电及自动化行业发展历程
 
    我国配电自动化发展工作起步于 80 年代末,随着坚强智能电网建设的提出,在总结之前的经验教训基础上,国家电网于 2009 年重新制定了智能电网配电环节的发展战略、技术导则及建设改造原则,并于 2010 年开展新一轮的配电自动化建设。南方电网也从 2009 年开始逐步启动配电自动化的规模试点建设,在广州、深圳、佛山、珠海等 12 个城市开展了试点工作。
 
    就技术而言,配电自动化系统大致经历了三个发展阶段。第一阶段:主要是借助非智能的自动化设备(如重合器和分段器等)来加快故障的查找、停电区域隔离和健全区域的恢复供电,没有智能分析故障和记录、管理等功能。第二阶段:基于远程监控装置,智能终端装置,利用通信网络、监控计算机和馈线智能终端等实现配电自动化。这个时期的配电自动化系统主要包含了远程监控、故障隔离、电能管理等功能。第三阶段:随着计算机技术的发展,在第二阶段的基础上开发了地理信息系统等,形成了集合 SCADA 系统、设备管理,仿真调度,故障呼叫,电能管理等一系列功能的综合配电系统。
 
    (2)配电及自动化的基本框架
 
    配电自动化系统结构根据系统大小一般分为三层或两层:三层结构为主站层、子站层、终端层;两层结构为主站层、终端层。主站层是整个配电网监控和管理系统的核心,实现配电网的监测和控制,分析配电网运行状态,协调配电子网之间关系,对整个配电网络进行有效管理。子站层作为中间层,它将馈线终端设备(FTU)、配电变压器配电终端(TTU),开闭所配电终端(DTU)采集的各种现场信息中转给配网控制中心的通信处理机。
 
    对于配网中监控设备较多,设置子站层可以提高通信效率。子站层常设在变电站或大型开闭所内,向下与终端层通信、向上与主站层通信。在一些较小的配电网中,监控设备较少,可以不设置子站层。终端层是整个系统的基础,它实现对柱上开关、配电变压器、开闭所等各种现场信息的采集处理及监控功能,主要包括FTU、TTU、DTU 等。配电自动化系统各层通过通信线路连接起来,完成对配电网的监控和管理。
 
    (3)我国配电网自动化发展现状及趋势
 
    配电网直接面向工业企业和电力用户,其自动化 程度直接影响系统的供电可靠性和供电质量。我国配电网分布广、设备多、网架结构较为薄弱。与欧美国家相比,我国配电自动化程度还处于较低水平,城市配电网馈线自动化率不足10%,而部分发达国家则达到 60-70%。发改委、能源局在《电力发展“十三五”规划(2016-2020 年)》中提出,加大配电自动化建设,到 2020 年实现整体配电自动化覆盖率达 90%。
 
    2015 年,能源局在印发的《配电网建设改造行动计划(2015-2020)年》中明确提出:通过实施配电网建设改造行动计划,有效加大配电网资金投入。2015-2020 年,配电网建设改造投资不低于 2 万亿元,其中 2015 年投资不低于3,000 亿元,“十三五”期间累计投资不低于 1.7 万亿元。综上可见,随着国家在配网领域的投资规模逐步加大,配电及自动化行业迎来快速发展机遇。
 
    3、智能巡检机器人行业发展概况
 
    (1)智能巡检机器人行业概况
 
    智能巡检机器人属于输变电监测行业的新兴子行业,其基本功能为移动监测平台,属于监测技术与机器人技术相融合的新型监测设备,可以实现对变电站、开闭所等场所内的电力设备进行带电监测,其产生及推广是基于智能电网建设的需求。在智能电网建设布局中,积极利用机器人等现代技术手段发展智能作业,提升电力行业的作业效率,提升供电可靠性,降低成本,已成为智能电网建设的重要组成部分。
 
    (2)智能巡检机器人的市场概况
 
    ①符合智能电网发展趋势
 
    近年来,两大电网大力推广智能巡检机器人在电力系统中的应用。2015 年,国家电网在中国电力科学研究院建立智能机器人入网检测试验室,并制定出阶段性发展目标:“2018 年,开展小型化、工具化机器人应用试点,建成变电站智能机器人巡检信息管理平台;2020年,全面推广小型化、工具化机器人,在系统变电运维班组内进行全面配置”。
 
    ②变电站智能化建设,市场需求巨大,供应商较少
 
    截至 2014 年底,我国正在运行的 110kV 及以上变电站数量约为 33,021 座。即使不考虑其新增数量,若实现现有全部变电站的无人值守,也存在巨大的市场需求。

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