（轉）一二次設備走向融合帶給行業(yè)的思考

(2018-01-23 10:58:32)

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建設堅強智能電網(wǎng)，設備是關鍵。國內(nèi)電力設備企業(yè)只有積極迎接智能電網(wǎng)帶來的變革，抓住機遇、接受挑戰(zhàn)，在不斷發(fā)展的過程中不懈努力，不斷提高，才能在中國智能電網(wǎng)建設中占據(jù)主導地位。

　　我國智能電網(wǎng)建設巨大的投資，為電力設備制造企業(yè)提供了強大的技術改造原動力。國家電網(wǎng)提出2009～2020年分三個階段實現(xiàn)智能電網(wǎng)遠景規(guī)劃：

　　階段（2009年～2010年）預計投資5500億元

　　第二階段（2011年～2015年）預計投資2萬億元

　　第三階段（2016年～2020年）預計投資1.7萬億元

　　到2020年國家電網(wǎng)在智能電網(wǎng)建設方面總投資逾4萬億元。我國建設統(tǒng)一堅強的智能電網(wǎng)就要構筑堅強的網(wǎng)架結構，需要大量的開關等設備，這無疑是電力設備制造企業(yè)的福音。隨著國家電網(wǎng)公司堅強智能電網(wǎng)計劃的實施，變電站將向智能變電站發(fā)展，一次設備要升級為智能電力設備，二次設備則成為智能控制單元，這是一個革命性的變化。

　  一二次設備融合產(chǎn)生新格局

　　智能電網(wǎng)發(fā)展，實現(xiàn)一二次設備企業(yè)的大融合，而針對整個電力系統(tǒng)一次設備實現(xiàn)智能化，這將給整個一次設備領域帶來一次大變革。目前，一次電力設備的智能化已經(jīng)沒有技術瓶頸，通過軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的升級都可以實現(xiàn)。智能電網(wǎng)要求建設一系列智能變電站，這對一次設備生產(chǎn)廠家是一個利好消息。

　　一二次電力設備融合步伐的加速將打破市場格局重新洗牌。國家電網(wǎng)公司已提出了設備全壽命周期管理，要達到這一目的，必須做到對設備狀態(tài)的完整把握。而現(xiàn)在一次設備與二次設備之間還是相對分開的，而未來在一次設備里，將含有部分二次設備的智能單元，這將打破現(xiàn)有設備制造企業(yè)的市場格局。與此同時，對整個二次設備領域而言，也是一次發(fā)展機遇。

　　由于二次與一次設備產(chǎn)業(yè)之間的界限越來越不明顯，二次設備的部分功能將轉移到一次設備之中，融合為更為集成化的智能單元。不同的是，智能單元中，如換了不同的運行軟件，功能也表現(xiàn)得不同。這樣將對二次設備所有的設計技術起到推動作用。二次設備在技術上也將實現(xiàn)整體突破，將更加“信息化和互動化”，相應技術的提升會增強設備的保護功能。同時，互動性和關聯(lián)性也會更強，這表現(xiàn)為智能單元與相關設備的互動、一次設備與二次設備的互動，以及設備與用戶之間的互動。如兩個保護單元，以前是你保護這條線路，我保護那條線路，但今后由于在一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡之內(nèi)，所以除了保護自己外，還要保護別人，關聯(lián)性和互動性增強。

　　根據(jù)預測，二次設備終將發(fā)展成可即插即用的插件，但目前這還只是一個構想，要達到這樣一個目標，在數(shù)據(jù)的處理能力上還要大幅度提高。此外，二次設備也將借鑒一次設備，進行自診斷和狀態(tài)監(jiān)測。通過一二次設備融合，才能夠為客戶提供整體的解決方案。但融合并不是盲目地兼并或收購，而是實力強大的企業(yè)有所選擇地兼并或收購一些研究機構或者制造企業(yè)，以彼之長補己之短，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，這也是國外大企業(yè)走過的道路。

一二次設備融合面臨眾多挑戰(zhàn)

　　智能電網(wǎng)建設催生了一二次設備的融合。究竟什么才是真正的一二次設備融合呢？現(xiàn)在有一些企業(yè)將二次設備融合到斷路器中，即：將電子裝置布置安裝到斷路器中，將這種操作稱之為一種融合，這樣的融合存在一定問題，假設中置柜采用此種融合的斷路器，因為柜子具有保護、在線監(jiān)測、現(xiàn)場就地操作等智能化要求，如果在斷路器上將以上單元進行融合，因斷路器機構箱可利用空間很小，安裝存在一定的難度。其次，既便是能夠將各種智能IED融合到斷路器中，那么斷路器在工作位置時，從開關柜門外幾乎無法觀察和操作主IED上的按鈕；第三，如果將電子模塊安裝到斷路器內(nèi)部，因斷路器的操作振動非常劇烈，對電子設備很容易造成損壞。因此，需要解決好緩沖方面的問題。除此之外，如果將各個智能模塊分布到機箱內(nèi)部，難免出現(xiàn)空間緊張的情況，一旦哪個模塊出現(xiàn)問題，進行查找和模塊更換實屬不易。所謂融合就是要在不影響開關設備可靠性的前提下，將各種傳感器集成到開關的一次結構件中，在必要的情況下設置前置數(shù)據(jù)處理電子模塊，盡可能將各功能單元以邏輯關系整合到主IED中，主IED的安裝位置應易于觀察、易于操控、易于檢修。

　　實現(xiàn)一二次設備融合面臨眾多挑戰(zhàn)，要合理地將二次電子裝置融合到一次開關設備中并非易事，主要體現(xiàn)在一下幾個方面：

　　一是，如何與斷路器進行融合；

　　二是，融合哪些內(nèi)容；

　　三是，針對傳感器與開關設備主部件之間的融合，存在性價比、技術、工藝等問題，究竟選用哪種方式更為適合；

　　四是，在各項功能都融合后，應在何時何地進行信號處理；

　　五是，如何防止信號傳輸過程中的干擾，并在傳感器電信號非常微弱而周圍電磁干擾很強的環(huán)境下，如何進行信號分辨；

　　六是，融合和集成哪些設備元件，如何進行成本核算。

　　開關設備長期運行，產(chǎn)品的可靠性和運維非常重要。尤其在如何確保產(chǎn)品的耐環(huán)境性、少維護和免維護方面，是長期以來業(yè)內(nèi)較關注的問題。

　　首先，在可靠性上，要保證設計可靠，并通過計算機分析的手段，保證在理論、設計上達到優(yōu)化程度。當然，在開關配套廠商中也有很多*的配套件，尤其是絕緣件和部分導電件專業(yè)廠商已經(jīng)形成一定規(guī)模，他們在質(zhì)量保證和可靠性方面較受業(yè)內(nèi)認可。除此之外，在耐環(huán)境性上宜選用充氣柜，開關元件全部封閉在金屬柜體內(nèi)部，具有一定優(yōu)勢。

　　其次，針對開關領域目前熱點之一的全固體絕緣開關設備，由于技術難度較大，存在眾多難題和矛盾，不應該帶著沒有解決的技術問題就去大面積推廣，需要在電氣性能、運行維護等方面做更多工作，向免維護方向努力。

　　再次，在質(zhì)量方面，制造企業(yè)、配套件廠商在工藝和設計上要加大投入，采用自動化程度高而先進的設備，加大質(zhì)量保證籌碼。嚴把原材料進廠檢驗關口，避免采用劣質(zhì)原材料，對成品進行各項試驗，尤其是老化試驗不可忽視。

一二次設備廠家需進行技術的相互滲透

　　智能電網(wǎng)建設對一次設備的智能化具有一定挑戰(zhàn)性。針對開關設備而言，主網(wǎng)部分的智能化開關產(chǎn)品，雖在兩年前已有新品推出，但面臨如何保證每個廠商對裝有智能IED的產(chǎn)品實施全套型式試驗的問題。目前，業(yè)內(nèi)針對高壓設備智能化方面涉及的工作內(nèi)容較多，但大多是只對IED單獨進行電子產(chǎn)品的型式試驗，由于EMC試驗不能*等價地考核產(chǎn)品的實際工況，一二次設備進行整機配套后，仍然出現(xiàn)電磁兼容問題。

　　在配網(wǎng)領域，要實現(xiàn)配電自動化，與主網(wǎng)的智能化相比較是有所區(qū)別的，要求也相對較低，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。用于智能變電站的一次配電開關設備，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IEC 61850協(xié)議完成監(jiān)控、保護、數(shù)據(jù)傳輸。在電流互感器的選擇上，選用傳統(tǒng)的的電磁式互感器顯得不太合理。的電磁式互感器用于老式繼電保護系統(tǒng)，需要一定的功率輸出，而現(xiàn)代微機綜合保護裝置，只需要電流信號，無驅動功率的要求。若選用電子式互感器則因成本高、可靠性較差等原因更不合理，那么是否可以采用1A或0.的電磁式互感器？這個問題很值得商討。電壓互感器仍應以傳統(tǒng)的為主。對于需要嵌入到一次部件的其他傳感器而言，當嵌入之后，傳感器是不是可靠，在嵌入的過程中，傳感器的性能有無變化，這些都需要深入研究。因此,要研發(fā)智能開關設備，開關廠商需建立如自動化部、智能事業(yè)部等部門，同時培養(yǎng)相關人才，逐步推出產(chǎn)品，推廣使用。

　　開關設備智能化是電力行業(yè)發(fā)展的要求，也是未來產(chǎn)品發(fā)展的方向之一?，F(xiàn)在開關企業(yè)雖然在一次設備方面下了很大的功夫，但就目前技術階段，質(zhì)量問題、耐環(huán)境性、少維護或免維護是決定設備能否安全可靠運行的關鍵，智能化配置不當，反而有可能會降低設備的可靠性。因此，業(yè)內(nèi)廠商要進一步加大將傳感器嵌入到一次設備零部件中的研究，解決一次二次融合的工藝問題、精度問題及絕緣問題，一二次廠家在技術上還應互相進行深入地滲透。

為企業(yè)走出去提供契機

　　智能電網(wǎng)給設備企業(yè)帶來的變革，使未來中國可能會產(chǎn)生像ABB、西門子那樣的大型企業(yè)。國內(nèi)要出現(xiàn)這樣的企業(yè)，重要的一點是要進行一二次設備企業(yè)的大融合。通過融合，才能夠為客戶提供整體的解決方案。

　　現(xiàn)在通過智能電網(wǎng)發(fā)展，實現(xiàn)一二次設備企業(yè)的大融合，為國內(nèi)電力設備企業(yè)走向世界提供了機會,但融合并不是盲目地兼并或收購，而實力強大的企業(yè)有所選擇地兼并或收購一些研究機構或者制造企業(yè)，以彼之長補己之短，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，這也是成為大企業(yè)的必由之路。

　　當前變配電行業(yè)正在向信息化、智能化、網(wǎng)絡化和集成化方向發(fā)展，變配電系統(tǒng)結構也呈現(xiàn)出越來越復雜的特點。一二次設備的融合既是技術發(fā)展的趨勢，也是市場發(fā)展的必然結果。配電一二次融合需要全國一二次廠家聯(lián)合起來，共同研究、探討，避免做重復的研究，每個廠家和相關研發(fā)人員都可以在一二次設備融合創(chuàng)新和行業(yè)發(fā)展中貢獻自己的力量。