我國大力發(fā)展核電、風(fēng)電及推進鐵道電氣化,今后這些領(lǐng)域不但開關(guān)需求量大,而且對其有特殊要求。
(1) 核電及開關(guān)設(shè)備
我國已有6座核電站,11臺核電機組建成投運。已投運核電站總裝機容量為906.8萬kW,但根據(jù)國家核電中長期規(guī)劃,到2020年,我國將建成核電裝機容量4000萬kW,在建1800萬kW。在未來十多年中,我國將投下至少4500億元建設(shè)核電站。我國電源結(jié)構(gòu)中,2007年核電僅占1.24%,到2020年,核電將占4%~5%。
核電對高壓開關(guān)設(shè)備要求很高,核電要求IE級開關(guān)設(shè)備,而常規(guī)開關(guān)設(shè)備達不到此要求。國內(nèi)有的企業(yè)如廈門華電開關(guān)公司從2005年初起致力于研制高可靠的核電IE級開關(guān)設(shè)備產(chǎn)品。2006年初,IE級AMS型開關(guān)柜(內(nèi)置VEP型固封式真空斷路器、VEC型中壓真空接觸器)通過了老化試驗、抗震試驗等,取得了IE級產(chǎn)品鑒定證書,成為高可靠的核工業(yè)配套產(chǎn)品。2006年12月,廈門華電開關(guān)成功中標(biāo)巴基斯坦恰希瑪核電站項目2#機組DXJ,并于2008年11月獲得秦山核電一組安全段、工作段及公用段中壓開關(guān)技改項目。發(fā)展核電已作為一項國家戰(zhàn)略提出來,需要有更多的高壓開關(guān)制造企業(yè)及時調(diào)整重點產(chǎn)品方向,加快核電領(lǐng)域產(chǎn)品的開發(fā)。
(2) 風(fēng)電及開關(guān)設(shè)備
我國將大力發(fā)展風(fēng)電,預(yù)計到2010年,將實現(xiàn)裝機2000萬kW,到2020年將實現(xiàn)裝機10000萬kW(1億kW)。風(fēng)電總投資約9000億元,2008~2010年風(fēng)電市場規(guī)模約在550~720億元。為了加快風(fēng)電發(fā)展,我國正實施“風(fēng)電三峽”雄偉計劃。可以說,風(fēng)電在我國一路高歌猛進。
風(fēng)電場的輸變電工程不同于一般,它是將風(fēng)電發(fā)電機發(fā)出的690V低壓電經(jīng)高壓等電線路送至升壓站,一般升壓至10kV或35kV,通過接入系統(tǒng)線路與電網(wǎng)并聯(lián)。因此風(fēng)電輸變電需要40.5kV箱式變電站。在40.5kV箱變中,除過35kV升壓變壓器外,還需要40.5kV環(huán)網(wǎng)柜,其內(nèi)裝SF6負荷開關(guān)和限流熔斷器。由于風(fēng)電場塔架處地方狹小,且風(fēng)電場環(huán)境惡劣,一般采用體積小的SF6環(huán)網(wǎng)柜。如上海東大橋海上風(fēng)電場選用ABB的40.5kV Ssale環(huán)網(wǎng)柜,一是體積小,僅為常規(guī)設(shè)備的三分之一,二是內(nèi)充SF6氣體,能很好地抵御外部環(huán)境污染。我國許多企業(yè)參與風(fēng)電用40.5kV箱式變電站的制造。如天津三源電力設(shè)備制造公司最新設(shè)計出風(fēng)電用箱變。額定電壓40.5kV,變壓器容量為1600kVA。在設(shè)計時,風(fēng)道結(jié)構(gòu)能解決變電站內(nèi)大容量變壓器的溫升問題。同時采用玻纖水泥外殼,解決沿海一帶風(fēng)箱變的防腐問題。該箱變可呈目字型或品字型布置,同時國內(nèi)也為風(fēng)電箱變開發(fā)出風(fēng)電用40.5kV限流熔斷器,如西安五環(huán)特種熔斷器公司開發(fā)的40.5kV全范圍高壓限流熔斷器,額定電流63A。
隨著風(fēng)電的發(fā)展,需要更多的40.5kV箱式變電站,其中需要配套的高壓開關(guān)為40.5kV環(huán)網(wǎng)柜和40.5kV限流熔斷器等。
(3) 電氣化鐵道與開關(guān)設(shè)備
根據(jù)2008年調(diào)整后的中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃,到2020年,我國鐵路營運里程將由原規(guī)劃的10萬km提高到12萬km。總投資規(guī)模由原來的2萬億元增加到5萬億元。全國鐵路電氣化率提高至60%以上。這輪電氣化鐵路建設(shè)和改造要求國產(chǎn)設(shè)備的使用率和國產(chǎn)化率由原來的不足10%提高到70%。這必然會給國內(nèi)電氣設(shè)備制造企業(yè)帶來大量訂單和良好的發(fā)展機遇。
電氣化鐵路用的開關(guān)有其特殊性,這與接觸網(wǎng)的要求有關(guān)。電氣化鐵路對電壓等級有特殊要求,除110kV電壓外,還需要27.5kV和55kV電壓等級;接觸網(wǎng)為單相制,接觸網(wǎng)——電機車——鐵軌構(gòu)成單相回路,因此需要如27.5kV開關(guān)亦為單相式;頻繁操作又是電鐵一大特點。電鐵用高壓開關(guān)開、合短路次數(shù)多。接觸網(wǎng)年百公里短路跳閘次數(shù)達60~80次,工作電流波動大,為0~1000 A左右,高速接觸網(wǎng)可達1500 A以上;改變運營方式也會引起正常操作頻繁;安裝使用環(huán)境差等。
電鐵用的高壓開關(guān)有斷路器、負荷開關(guān)、快速隔離開關(guān)及成套設(shè)備(如C-GIS)等。ABB、AE帕瓦等大力開發(fā)電鐵用開關(guān)設(shè)備,如AE帕瓦開發(fā)出電鐵專用的55kV柱上真空斷路器,ABB2008年開發(fā)出電氣化鐵道用2×1.5-R型雙極GIS開關(guān)設(shè)備。該設(shè)備用SF6氣體絕緣,采用VD4X-R型真空斷路器及三工位開關(guān)。母線——三工位開關(guān)——真空斷路器呈下、中、上布置。其參數(shù)做到31.5kV—50Hz—2500A,31.5kA。