什麼是輸配電一次設備與技術?
輸配電一次設備是指直接參與電力回路運行的所有設備,包括輸送、切換、變壓和保護高壓電能的設備。該類別涵蓋電力變壓器、自耦變壓器、斷路器、隔離開關、母線、電流互感器和電壓互感器(儀錶互感器)、避雷器、電容器組、電抗器和電纜系統。一次設備在系統電壓等級(從10千伏配電到1100千伏特高壓)下運行,必須滿足嚴格的介電、熱學和機械性能標準。在中國,一次設備的採購主要由國家電網和南方電網主導,它們的技術規範實際上已成為國家標準。EP上海是一次設備製造商展示產品合規性並與電力採購團隊對接的首選平臺。
關於輸配電一次設備與技術的5個關鍵問題
一次設備直接參與電力迴路,工作在系統的高壓等級——它承載實際負載電流,必須能夠承受系統全部電壓和故障電流。 相比之下,二次設備工作在低壓等級(通常為110V或220V),利用從一次迴路通過互感器獲取的信號,執行監測、保護、控制和計量功能。 這種區別是變電站設計的基礎,一次設備通常位於室外開關站或 GIS 機房內,而二次設備則位於控制室內。
中國的一次設備必須符合中國國家標準化管理委員會 (SAC) 發佈的 GB(國標)國家標準,以及國家電網公司 (Q/GDW) 和南方電網公司的企業標準。 國際電工委員會 (IEC) 的國際標準被廣泛引用,並且與中國 GB 標準的協調程度也在不斷提高。 關鍵標準包括GB 1094(電力變壓器)、GB 1984(交流斷路器)和GB/T 5585(母線)。 供應給國家電網或南方電網專案的設備必須通過中國電力科學研究院(CEPRI)或其他認可實驗室的型式試驗。
數位化一次設備將感測器、通信模組和智慧電子設備(IED)直接集成到傳統設備中,從而實現即時狀態監測、遠端診斷和自動保護。 內置光纖溫度感測器的智慧變壓器、集成保護繼電器的數位斷路器以及嵌入式局部放電感測器的GIS都是這一趨勢的例證。 IEC 61850通信標準實現了數位化一次設備與變電站自動化系統的無縫集成,支援向全數位化變電站的過渡。
主要故障模式包括:絕緣劣化(變壓器和電纜故障的主要原因)、斷路器和隔離開關的觸點腐蝕、操作機構的機械疲勞、戶外設備的腐蝕以及GIS和電纜附件的局部放電。 基於狀態的維護方案採用溶解氣體分析(DGA)監測變壓器,採用局部放電監測GIS和電纜,並採用熱成像技術監測架空線路連接,以便在故障導致停電之前檢測到早期故障。
中國一次設備市場的發展動力來自國家電網和南方電網持續的電網投資、可再生能源併網的擴張(需要新建變電站和輸電線路)、特高壓電網的發展以及上世紀90年代和本世紀初電網建設中老舊設備的更換。 “十四五”規劃的目標是大幅增加電網投資,這將維持對變壓器、開關設備和電纜系統的強勁需求。 隨著中國初級設備製造商向亞洲、非洲和拉丁美洲的“一帶一路”沿線市場擴張,出口機會也在不斷增長。
關鍵要點
電力輸配電一次設備構成電網的物理骨幹,直接處理高壓電能的流動。中國世界級的電網建設投資計畫持續推動對變壓器、斷路器、母線及相關設備的需求。上海國際電力展(EP Shanghai)彙聚了眾多一次設備製造商和中國最大的電力採購商。