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變壓器檢測設備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
點擊次數(shù)：1341 更新時間：2019-11-06
變壓器檢測設備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
變壓器檢測設備（含智能巡檢機器人）、配電及自動化控制設備兩大系列。因智能巡檢機器人行業(yè)描述單獨列示，子行業(yè)可分為輸變電監(jiān)測行業(yè)、配電及自動化控制行業(yè)和智能巡檢機器人行業(yè)。由于輸變電監(jiān)測設備（含智能巡檢機器人）、配電及自動化控制設備的功能契合了智能電網(wǎng)建設以提升電網(wǎng)管理自動化、智能化水平這一目標，在智能電網(wǎng)大發(fā)展的背景下步入了快速發(fā)展的階段。
1、輸變電監(jiān)測行業(yè)概況
電力設備是電力網(wǎng)絡的重要組成部分，設備的狀態(tài)直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，因此對電力設備進行預判性的監(jiān)測、觀察及修理是保障設備安全、電網(wǎng)穩(wěn)定運行的重要手段。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，設備數(shù)量的不斷增多，傳統(tǒng)的管理與檢修技術(shù)已經(jīng)不能滿足需求，如何有效把握設備狀態(tài)、降低檢修成本、提高設備使用壽命、增加技術(shù)人員的檢修效率和質(zhì)量是目前所面臨的問題。
（1）電力設備的檢修模式
電力設備的檢修模式的發(fā)展大致可以分為三個階段：事故檢修—定期檢修—狀態(tài)檢修。事故檢修是 20 世紀 50 年代以前主要采取的方式，即在設備發(fā)生故障或事故以后進行檢修；定期檢修是一種基于時間的檢修，其理論依據(jù)是：設備能通過定期檢修，周期性地恢復到接近新設備的狀態(tài)。
狀態(tài)檢修是通過對設備狀態(tài)進行監(jiān)測后根據(jù)其健康狀態(tài)安排檢修的一種策略。該種檢修方式起源于20世紀60年代美國航空工業(yè)飛行器的設備檢修工作中，1978 年開始廣泛應用于美國艦艇的設備檢修，20 世紀 80 年代又在核工業(yè)中推廣應用，并很快發(fā)展到電力工業(yè)的電力設備檢修中。因此狀態(tài)檢修是按設備的實際運行情況來決定檢修時間與部位，針對性較強，且經(jīng)濟合理。
（2）電力設備狀態(tài)檢修與輸變電設備監(jiān)測關(guān)系
電力設備狀態(tài)檢修的基礎是確定設備的狀態(tài)，監(jiān)測設備則為此提供基礎。輸變電監(jiān)測設備主要通過對輸、變電環(huán)節(jié)的電氣、機械等設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，通過各類傳感器獲取其運行狀況、運行質(zhì)量的相關(guān)信息，動態(tài)跟蹤各種劣化過程的發(fā)展狀況，以便電力運維管理部門在電力設備可能出現(xiàn)故障或性能下降到影響正常工作前，及時進行維修、更換，從而保障電力設備運行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。
（3）電力設備監(jiān)測的方式
電力設備監(jiān)測的手段主要包括帶電檢測、在線監(jiān)測和離線檢測等三種。其中，帶電檢測是指對運行狀態(tài)下的電力設備狀態(tài)量進行現(xiàn)場檢測，例如巡檢人員使用便攜式紅外測溫儀進行溫度檢測、巡檢機器人對電力設備的紅外檢測等；在線監(jiān)測一般采用相關(guān)設備或儀器，安裝在被監(jiān)測的設備上，用來對被監(jiān)測設備進行不間斷實時在線監(jiān)測，如對變壓器油中溶解氣體的監(jiān)測；離線檢測一般通過定期對停止運行的設備進行規(guī)定項目的檢查，發(fā)現(xiàn)設備的問題和隱患。帶電檢測、在線監(jiān)測一般與狀態(tài)檢修模式相匹配；離線監(jiān)測則與被動檢修、定期檢修的模式相匹配。
（4）輸變電監(jiān)測行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，設備數(shù)量急劇增加。技術(shù)水平的提高、運行標準要求的日趨嚴格以及電網(wǎng)智能化發(fā)展的快速推進，傳統(tǒng)的電力設備計劃檢修制度已不能適應電力網(wǎng)絡和企業(yè)發(fā)展方式的需要；并且，輸變電設備是電網(wǎng)的重要固定資產(chǎn)，如何與時俱進的提升資產(chǎn)管理效率，對電網(wǎng)意義重大。因此，狀態(tài)檢修模式獲得電網(wǎng)的全面推廣，從而輸變電監(jiān)測行業(yè)獲得了廣闊的發(fā)展空間。
①電網(wǎng)的發(fā)展要求推廣狀態(tài)檢修，配套監(jiān)測設備市場空間巨大
在電力工業(yè)發(fā)展過程中，電力設備的檢修管理模式也歷經(jīng)變遷。在其發(fā)展初期，檢修管理以故障檢修模式為主；到 20 世紀中、后期，則以定期計劃檢修為主；進入 21 世紀后，電網(wǎng)規(guī)模迅速擴大，由于定期計劃檢修模式針對性不強，既造成部分檢修資源的浪費，又因檢修人員不足而導致部分設備的“失修”。
狀態(tài)檢修的意義重大：首先，過去由于缺乏科學的評價標準和方法，加上積累的資料有限，對設備健康水平的掌握既不全面、也不準確、更不系統(tǒng)，推行狀態(tài)檢修后，可以對設備狀態(tài)的評級可以做到更加準確、全面和系統(tǒng)；其次，由于狀態(tài)評價后對設備健康水平有了準確、全面而系統(tǒng)的掌握，大大增強了設備檢修的針對性；再次，可以大幅降低原先檢修模式的作量，檢修質(zhì)量和設備健康水平也能得以提高，為電網(wǎng)資產(chǎn)全壽命周期管理工作奠定了基礎。
在電力系統(tǒng)實施狀態(tài)檢修可以提高設備利用率 2%~10%，節(jié)約檢修費用 25%~30%，延長設備使用壽命 10%~15%。鑒于此，我國從“十一五”時期開始，逐步加大對電力設備監(jiān)測技術(shù)，如在線監(jiān)測、帶電檢測等技術(shù)的研發(fā)和試點力度，為全面推廣實施狀態(tài)檢修提供了必要的條件。
②智能電網(wǎng)建設，需要監(jiān)測設備的配套
智能電網(wǎng)將通信技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感測量技術(shù)、控制技術(shù)等諸多先進技術(shù)和原有的電網(wǎng)設施進行高度融合與集成，形成新型電網(wǎng)，代表了未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。
全面實施輸電線路狀態(tài)檢修和全壽命周期管理，建設輸變電設備狀態(tài)集中監(jiān)測中心，實現(xiàn)對特高壓線路、重要輸電走廊、大跨越、災害多發(fā)區(qū)的環(huán)境參數(shù)和運行狀態(tài)參數(shù)的集中實時監(jiān)測和災害預警。
全面建設智能變電站，推廣應用在線監(jiān)測、狀態(tài)診斷、智能巡檢系統(tǒng)，建立電網(wǎng)對山火、冰災、臺風等各類自然災害的安全預警體系。隨著智能電網(wǎng)建設的不斷深入，作為智能化基礎的輸變電監(jiān)測行業(yè)將迎來新一輪的發(fā)展契機。
2、配電及自動化控制行業(yè)發(fā)展概況
建設智能電網(wǎng)，要務便是解決供電可靠性問題，而配電自動化是提高供電可靠性的必要手段，也是建設智能配電網(wǎng)的必由之路。
配電及自動化控制設備大體包括配電管理設備及饋線自動化設備，是運用計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)及新的高性能的配電設備等技術(shù)手段，對配電網(wǎng)進行離線與在線的智能化監(jiān)控管理，使配電網(wǎng)始終處于安全、可靠、、經(jīng)濟、的優(yōu)運行狀態(tài)。
（1）配電及自動化行業(yè)發(fā)展歷程
我國配電自動化發(fā)展工作起步于 80 年代末，隨著堅強智能電網(wǎng)建設的提出，在總結(jié)之前的經(jīng)驗教訓基礎上，國家電網(wǎng)于 2009 年重新制定了智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)的發(fā)展戰(zhàn)略、技術(shù)導則及建設改造原則，并于 2010 年開展新一輪的配電自動化建設。南方電網(wǎng)也從 2009 年開始逐步啟動配電自動化的規(guī)模試點建設，在廣州、深圳、佛山、珠海等 12 個城市開展了試點工作。
就技術(shù)而言，配電自動化系統(tǒng)大致經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。階段：主要是借助非智能的自動化設備（如重合器和分段器等）來加快故障的查找、停電區(qū)域隔離和健全區(qū)域的恢復供電，沒有智能分析故障和記錄、管理等功能。第二階段：基于遠程監(jiān)控裝置，智能終端裝置，利用通信網(wǎng)絡、監(jiān)控計算機和饋線智能終端等實現(xiàn)配電自動化。這個時期的配電自動化系統(tǒng)主要包含了遠程監(jiān)控、故障隔離、電能管理等功能。第三階段：隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，在第二階段的基礎上開發(fā)了地理信息系統(tǒng)等，形成了集合 SCADA 系統(tǒng)、設備管理，仿真調(diào)度，故障呼叫，電能管理等一系列功能的綜合配電系統(tǒng)。
（2）配電及自動化的基本框架
配電自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)大小一般分為三層或兩層：三層結(jié)構(gòu)為主站層、子站層、終端層；兩層結(jié)構(gòu)為主站層、終端層。主站層是整個配電網(wǎng)監(jiān)控和管理系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)配電網(wǎng)的監(jiān)測和控制，分析配電網(wǎng)運行狀態(tài)，協(xié)調(diào)配電子網(wǎng)之間關(guān)系，對整個配電網(wǎng)絡進行有效管理。子站層作為中間層，它將饋線終端設備（FTU）、配電變壓器配電終端（TTU），開閉所配電終端（DTU）采集的各種現(xiàn)場信息中轉(zhuǎn)給配網(wǎng)控制中心的通信處理機。
對于配網(wǎng)中監(jiān)控設備較多，設置子站層可以提高通信效率。子站層常設在變電站或大型開閉所內(nèi)，向下與終端層通信、向上與主站層通信。在一些較小的配電網(wǎng)中，監(jiān)控設備較少，可以不設置子站層。終端層是整個系統(tǒng)的基礎，它實現(xiàn)對柱上開關(guān)、配電變壓器、開閉所等各種現(xiàn)場信息的采集處理及監(jiān)控功能，主要包括FTU、TTU、DTU 等。配電自動化系統(tǒng)各層通過通信線路連接起來，完成對配電網(wǎng)的監(jiān)控和管理。
（3）我國配電網(wǎng)自動化發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
配電網(wǎng)直接面向工業(yè)企業(yè)和電力用戶，其自動化 程度直接影響系統(tǒng)的供電可靠性和供電質(zhì)量。我國配電網(wǎng)分布廣、設備多、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較為薄弱。與歐美國家相比，我國配電自動化程度還處于較低水平，城市配電網(wǎng)饋線自動化率不足10%，而部分發(fā)達國家則達到 60-70%。發(fā)改委、能源局在《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃（2016-2020 年）》中提出，加大配電自動化建設，到 2020 年實現(xiàn)整體配電自動化覆蓋率達 90%。
2015 年，能源局在印發(fā)的《配電網(wǎng)建設改造行動計劃（2015-2020）年》中明確提出：通過實施配電網(wǎng)建設改造行動計劃，有效加大配電網(wǎng)資金投入。2015-2020 年，配電網(wǎng)建設改造投資不低于 2 萬億元，其中 2015 年投資不低于3,000 億元，“十三五”期間累計投資不低于 1.7 萬億元。綜上可見，隨著國家在配網(wǎng)領(lǐng)域的投資規(guī)模逐步加大，配電及自動化行業(yè)迎來快速發(fā)展機遇。
3、智能巡檢機器人行業(yè)發(fā)展概況
（1）智能巡檢機器人行業(yè)概況
智能巡檢機器人屬于輸變電監(jiān)測行業(yè)的新興子行業(yè)，其基本功能為移動監(jiān)測平臺，屬于監(jiān)測技術(shù)與機器人技術(shù)相融合的新型監(jiān)測設備，可以實現(xiàn)對變電站、開閉所等場所內(nèi)的電力設備進行帶電監(jiān)測，其產(chǎn)生及推廣是基于智能電網(wǎng)建設的需求。在智能電網(wǎng)建設布局中，積極利用機器人等現(xiàn)代技術(shù)手段發(fā)展智能作業(yè)，提升電力行業(yè)的作業(yè)效率，提升供電可靠性，降低成本，已成為智能電網(wǎng)建設的重要組成部分。
（2）智能巡檢機器人的市場概況
①符合智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢
近年來，兩大電網(wǎng)大力推廣智能巡檢機器人在電力系統(tǒng)中的應用。2015 年，國家電網(wǎng)在中國電力科學研究院建立智能機器人入網(wǎng)檢測試驗室，并制定出階段性發(fā)展目標：“2018 年，開展小型化、工具化機器人應用試點，建成變電站智能機器人巡檢信息管理平臺；2020年，全面推廣小型化、工具化機器人，在系統(tǒng)變電運維班組內(nèi)進行全面配置”。
②變電站智能化建設，市場需求巨大，供應商較少
截至 2014 年底，我國正在運行的 110kV 及以上變電站數(shù)量約為 33,021 座。即使不考慮其新增數(shù)量，若實現(xiàn)現(xiàn)有全部變電站的無人值守，也存在巨大的市場需求。
