什么是输配电一次设备与技术?

输配电一次设备是指直接参与电力回路运行的所有设备,包括输送、切换、变压和保护高压电能的设备。该类别涵盖电力变压器、自耦变压器、断路器、隔离开关、母线、电流互感器和电压互感器(仪表互感器)、避雷器、电容器组、电抗器和电缆系统。一次设备在系统电压等级(从10千伏配电到1100千伏特高压)下运行,必须满足严格的介电、热学和机械性能标准。在中国,一次设备的采购主要由国家电网和南方电网主导,它们的技术规范实际上已成为国家标准。EP上海是一次设备制造商展示产品合规性并与电力采购团队对接的首选平台。

关于输配电一次设备与技术的5个关键问题

一次设备直接参与电力回路,工作在系统的高压等级——它承载实际负载电流,必须能够承受系统全部电压和故障电流。相比之下,二次设备工作在低压等级(通常为 110V 或 220V),利用从一次回路通过互感器获取的信号,执行监测、保护、控制和计量功能。这种区别是变电站设计的基础,一次设备通常位于室外开关站或 GIS 机房内,而二次设备则位于控制室内。
中国的一次设备必须符合中国国家标准化管理委员会 (SAC) 发布的 GB(国标)国家标准,以及国家电网公司 (Q/GDW) 和南方电网公司的企业标准。国际电工委员会 (IEC) 的国际标准被广泛引用,并且与中国 GB 标准的协调程度也在不断提高。关键标准包括GB 1094(电力变压器)、GB 1984(交流断路器)和GB/T 5585(母线)。供应给国家电网或南方电网项目的设备必须通过中国电力科学研究院(CEPRI)或其他认可实验室的型式试验。
数字化一次设备将传感器、通信模块和智能电子设备(IED)直接集成到传统设备中,从而实现实时状态监测、远程诊断和自动保护。内置光纤温度传感器的智能变压器、集成保护继电器的数字断路器以及嵌入式局部放电传感器的GIS都是这一趋势的例证。IEC 61850通信标准实现了数字化一次设备与变电站自动化系统的无缝集成,支持向全数字化变电站的过渡。
主要故障模式包括:绝缘劣化(变压器和电缆故障的主要原因)、断路器和隔离开关的触点腐蚀、操作机构的机械疲劳、户外设备的腐蚀以及GIS和电缆附件的局部放电。基于状态的维护方案采用溶解气体分析(DGA)监测变压器,采用局部放电监测GIS和电缆,并采用热成像技术监测架空线路连接,以便在故障导致停电之前检测到早期故障。
中国一次设备市场的发展动力来自国家电网和南方电网持续的电网投资、可再生能源并网的扩张(需要新建变电站和输电线路)、特高压电网的发展以及上世纪90年代和本世纪初电网建设中老旧设备的更换。“十四五”规划的目标是大幅增加电网投资,这将维持对变压器、开关设备和电缆系统的强劲需求。随着中国初级设备制造商向亚洲、非洲和拉丁美洲的“一带一路”沿线市场扩张,出口机会也在不断增长。

关键要点

电力输配电一次设备构成电网的物理骨干,直接处理高压电能的流动。中国世界级的电网建设投资计划持续推动对变压器、断路器、母线及相关设备的需求。上海国际电力展(EP Shanghai)汇聚了众多一次设备制造商和中国最大的电力采购商。
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