“ZW32-12 630-20 户外智能真空断路器” 可行性研究报告1.doc

xxxx电气集团股份有限公司“zw32-12/630-20户外智能真空断路器”可行性研究报告编制单位：xxxx电气集团股份有限公司编制日期：2012年12月1日 1.项目概述1.1项目名称 项目名称：zw32-12/630-20型户外智能真空断路器项目1.2 项目承办单位及法人代表 项目承办单位：xxxx电气集团股份有限公司 法人代表：1.3可行性研究报告编制单位 xxxx电气集团股份有限公司1.4可研报告编制依据1、xx南省工业和信息化厅 xx省财政厅关于印发2013年xx省信息化发展专项资金项目指南的通知豫工信2012809号。2、投资项目可行性研究指南（2002年3月第一版）。3、xxxx电气集团股份有限公司提供的相关资料与基础数据。1.5建设目标和内容、周期 随着我国电力事业的不断发展，在电网建设中为适应市场需求和自身发展需求，我公司在做了广泛的市场调查和缜密技术论证的基础上,提出“zw32-12/630-20永磁式智能真空断路器”产品的创新项目研发课题。 主要内容为：（一)通过对国内各大 scada/ems/dms 系统进行全面深入分析，彻底修正和摈弃传统 scada/ems/dms 系统存在的缺陷和局限性，利用最新的计算机技术和全面开放的思想及理念，并充分考虑客户需求，推出了新一代的电力系统实时组态平台gxk2000 系统，实现了电力系统自动化的多个应用领域在同一支撑平台上的统一实现，实现了调度自动化系统从数据到功能的真正开放。（二）采取以信息化带动工业产品升级转化的指导思想，将真空断路器原来的弹簧操动升级为永磁式操动机构，使断路器运动部件大幅减少，取消复杂的机械锁扣及脱扣系统，达到故障少、可靠、寿命长、无需润滑等明显优势；zw32-12/630-20永磁式智能真空断路器项目由xx电气集团技术中心组成研发小组，于2004年8月正式进入研制实施阶段，计划在两年内完成。1.6 项目投资概算本项目建设投资约50万元，主要用于考察调研费、外地试验差旅费、材料费、型式试验费及人工费等，项目建设过程要加强资金筹措的管理，对资金进行统一管理和合理调度，确保项目成功实施，确保还本付息，降低财务、金融风险。1.7 经济及社会效益随着电力系统自动化领域的不断扩展，调度自动化系统功能要求的日益提高。我国真空断路器的设计和制造都有了长足发展，在各项性能指标上均有了显著的提高，但与当今国际先进水平相比仍存在差距，国外开关的发展已趋向于长寿命、免维护，而国内目前高性能开关的却不多。我公司开发具有国内领先水平的相当于e2级zw32-12/630-20户外智能真空断路器，个别参数甚至优于国外同类产品，具有较强市场竞争能力。项目实施后，一方面产品具有高性能、低功耗的32位cpu控制芯片设计的智能控制器，远方调度中心和电力管理员手机可以通过gprs、gsm双信道进行“四遥”系统管理，为管理人员对断路器的操作和对线路的实时数据的掌握提供了便捷。另一方面，zw32-12/630-20户外智能真空断路器属高性能产品，在满足使用要求的前提下，设计上除部分传动部件材料选用特殊材料外，其余零部件材料均选用常规材料，便于控制产品的材料成本，同时也有利于材料的采购和管理。zw32-12/630-20户外智能真空断路器与我公司现有户外真空断路器相比，其制造成本稍微高一点，但电寿命达e2级、机械寿命1万次，性能价格比高，是一个高附加值产品。该系列断路器的开发成功，将具有较强的市场竞争力，为公司进一步开拓真空断路器市场打下良好基础。相信zw32-12/630-20户外智能真空断路器将会逐渐被广大用户所接受，将成为新的利润增长点，提高利润率5%-10%，提高社会贡献率5%-10%。所以，本项目在经济效益上是可行的。1.8 结论与建议回顾近十多年来电器行业的发展的确不同寻常，产品等级由10kv到110kv，从110kv到500kv;产品结构从多油至少油，从少油到无油。目前无油开关已占绝大多数，彻底改变了我国“油开关王国”的落后状况，以无油化为基本要求的产品结构调整已基本确立。产品品种质量到产值产量以及技术水平都有很大的提高，能基本满足我国电力工业发展的要求，但与世界先进水平相比，仍有较大差距，有些产品，有些技术差距还比较大。特别是近年来，开关行业内各企业间的竞争十分激烈，要发展，就要抓住机遇，加快发展。公司提出了要做智能型户外真空断路器的创新理念是迫切需要的，而且发展前景也很好。通过项目实施使户外真空断路器更方便地形成智能化电力系统网络，同时也带动公司新产品的蓬勃发展。项目结论：一是本项目的技术方案、实施方案及效益分析科学合理，能够以相对较小的投入，得到较大的收益。二是本项目的资金来源可靠且有保障。综上所述，本项目具有良好的经济效益和社会效益，项目可行。建议有关主管部门尽快审核和批准可行性研究报告，尽快开展项目的实施，尽早发挥项目的社会效益和经济效益。2.项目建设的必要性2.1智能型户外真空断路器的现状近20年来，真空断路器的理论研究水平和制造技术都有了长足的发展，如开断能力强、连续开断次数多，可频繁操作，操作噪音小，无火灾危险。针对我国的电网的实际状况，作为配电网柱上开关设备，具有数量多、地点分散、运行环境复杂、操作频繁、维护量大等特点。我们应能跟上时代发展的步伐，积极研究新设备、新技术在配电系统的应用，更好的满足用户对供电可靠性和供电质量的要求，提高服务质量，创造优异的经济效益和社会效益。2.2 发展趋势“十二五”规划的思路是：以两化融合为主线，以信息产业发展为基础，以信息化应用为重点，以体质创新和技术创新为动力，加强信息基础设施建设，优化信息化发展环境，为建设工业强国、构建信息社会打下坚实基础。两化融合是“十二五”信息化规划主线。“两化融合”是生产力发展的必然结果，是中国特色新型工业化道路的本质特征，是科学发展的内在需求。“两化融合”是指信息化与工业化相互依存、相互促进、共生共荣的历史进程。2.3 项目建设的必要性目前，一般柱上真空设备故障中有70%90%以上为操动机构的机械故障。传统的真空断路器，其操动机构主要是电动弹簧机构和电磁操动机构。对于机械电动弹簧机构，它所暴露出来的缺点是机械结构十分复杂，零件数量多，且要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，产品的可靠性不易保证。因此很有必要对操动机构及智能化水平进行改进，来提高断路器的可靠性和免维护水平，以实现开关设备的自动化和智能化。 2.4要求开关智能化主要是从设备运行状态和检修提出的，是从电网自动化提出的，是从提高供电可靠性提出的。要彻底改变以往对开关设备的定期检修变为根据实际需要的状态检修，要真正实现电网自动化，在确保电网运行安全可靠，开关设备不实现智能化恐怕是很难做到的，同时近年来传感技术、微电子技术、计算机技术和信息技术的发展和应用使开关智能化成为可能，这种智能化可以使开关根据要求在极短时间内识别故障，清除故障，恢复供电，可以将开关的动作状态、开断状态、分合速度、分合时间等及时地按要求反映出来，这是一种高科技电器产品。3、 项目承担单位概况3.1单位简况 xxxx电气集团股份有限公司的前身是开封开关厂。开封开关厂始建于一九五八年，是国家两部委定点厂家，最早获得高、低压红证企业之一，以“kk”为品牌的产品曾广泛用于电厂、变电站、石油、化工、钢铁、厂矿、港口、城网、农网、住宅小区，并远销亚洲、非洲、美等一些国家和地区。并被多个国家级重点项目、工程所选用。产品运行安全可靠，深受用户的一致好评。 xxxx电气集团股份有限公司生产制造基地位于开封市经济技术开发区杏花营工业组团xx产业园。占地面积约25万平方米。拥有宽敞明亮的标准化厂房和设施齐全的办公楼、研发中心、检测中心，建筑面积19.98万平方米。总投资约2.3亿元人民币。 xxxx电气集团股份有限公司本着以人为本的原则，非常注重引进人才，培训人才，吸收人才。公司不仅拥有具有丰富经验的输配电领域的专家，而且拥有朝气蓬勃的年轻的工程技术人员，公司拥有1200余名员工，工程技术人员三百余人，专家、高工、硕士、博士、学科带头人计五十余人。公司不断精益求精和追求卓越，坚持以客户为中心，持续改进的质量管理体系，运用六西格玛和精益制造的方法论，设计、开发、制造产品以及产品测试。3.2 机构职责4、 需求及风险分析4.1主要应用描述公司研制的户外真空断路器配网自动化实时组态平台gxk2000 系统。该系统实现了电力系统自动化的多个应用领域在同一支撑平台上的统一实现，实现了调度自动化系统从数据到功能的真正开放。gxk2000系统对传统调度自动化系统的体系结构、网络通讯、数据库标准、功能扩展、电力系统专业化等方面进行了全面的更新。同时将原来的弹簧操动机构升级为永磁机构，具有结构简单零部件少，可靠性高及操作能耗小使配电网的可靠性和自动化程度有很大提高。4.2功能和性能需求实施配电自动化，能正确判断故障位置，自动隔离故障，自动恢复供电，将故障损失减少到最小程度，大大提高电网安全性和可靠性，提高事故处理的效率。能够提高供电可靠性，改善供电质量。同时也是提高配电网科技含量的需要，实施配电自动化，能提高设备及技术水平，提高供电企业管理水平。4.3信息量预测gxk2000系统就提供了这样了平台，它具有实时监控功能，能采集处理整个系统终端传上来的实时数据，完成事故报警，远程控制，故障判断、隔离，非故障区域的供电恢复。还具有配电设施和地理信息管理(amfmgis)功能，以地理图为背景对配电设备、配电网络进行分层次管理，包括查询、统计，地理信息系统能共享scada系统的数据。 4.4流程分析4.4风险因素分析及对策4.4.1经营风险与对策 智能型户外真空断路器项目涉及的范围很广，有机械传动、工业控制理论及电力电子等多个领域，因此在建设过程中认真组织专业技术人员到有关企业考察学习，组织进行各种形式的技术交流，学习经验，吸取教训，避免走弯路；在对信息化有清晰的认识之后，通过多方面的努力，确保项目的顺利进行，并产生效益。4.4.2财务、金融风险与对策 本项目建设资金主要用于工程、设备购置及应用系统开发，该项目资金来源主要地公司自筹和申请的信息化专项资金，项目建设过程要加强资金筹措的管理，对资金进行统一管理和合理调度，确保项目成功实施，降低财务、金融风险。4.4.3技术风险与对策 本项目尽管公司进行了充分的论证，但是技术选择上充分注意国际、国家的有关标准，特别是在外购件的采购上要选技术成熟的产品，最大限度规避技术风险。5、总体方案5.1总体目标及分期目标 一是在信息管理上，充分进行设计研发前期的调研工作，基本完成数据标准、应用标准、基础设施标准、信息安全标准及管理与服务规范的制定工作，初步建成比较完善的信息标准体系和标准服务平台。建立完备的信息安全政策、风险评估、应急预案、安全培训、安全工作的检查与考核体系，逐步建立信息安全自我完善机制，信息安全得到充分保障。数据资源管理进一步加强，利用效率和质量进一步提高，信息共享机制逐步完善。 二是在配网自动化实时组态平台gxk2000系统的建设上充分吸取目前已有产品的经验与不足，使信息技术应用达到国内一流水平，为配网自动化建设提供有力支撑。三是产品样机形成后要完全符合gb1984国标要求，并进行相关型式试验，形成批量生产。5.2工作模式xx电气采取集约化管理工作模式，各职能环节按规范化的程序实施对项目的管理控制，项目经理代表公司去管理项目，项目经理严格体现公司管理项目的旨意，严格执行企业管理项目的规范与制度。其工作模式的优势就在于能通过集中控制特别是人、财、物的“三集中”，人力资源集中管理、财务资金集中控制、物资材料集中采购供应。在建设过程中通过“人机料法环”五方面对项目实施有效的过程管理控制，为公司提供质量优良的信息化产品。5.3本期项目建设内容与建设规模推出了新一代的电力系统实时组态平台gxk2000系统，实现电力系统自动化的多个应用领域在同一支撑平台上的统一实现，实现调度自动化系统从数据到功能的真正开放。（二）将真空断路器原来的弹簧操动升级为永磁式操动机构，使断路器运动部件大幅减少，取消复杂的机械锁扣及脱扣系统，达到故障少、可靠、寿命长、无需润滑等明显优势；5.4建设原则 标准化原则、先进性原则、实用性原则、自动化原则、经济性原则、安全可靠性原则、开放性和可扩展性原则。6、本期项目建设方案6.1建设目标与内容计划增加6000平方米的生产加工车间。6.2网络系统设计网络系统有3中方案可以选用：方案一：中心采用adsl等intelnet公网连接，采用公网固定ip服务的。此种方案先向internet运营商申请adsl等宽带业务，中心有公网固定ip的。dtu直接向中心发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。方案二：中心采用adsl等intelnet公网连接，采用公网动态ip+dns解析服务的。客户先与dns服务商联系开通动态域名，dtu先采用域名寻址方式连接dns服务器，再由dns服务器找到中心公网动态ip，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定ip的费用，但稳定性受制于dns服务器的稳定，所以要寻找可靠的dns服务商。此种方案适合小规模应用。方案三：中心采用apn专线，所有点都采用内网固定ip客户中心通过一条2mapn专线接入移动公司gprs网络，双方互联路由器之间采用私有固定ip地址进行广域连接，在ggsn与移动公司互联路由器之间采用gre隧道。为客户分配专用的apn，普通用户不得申请该apn。用于gprs专网的sim卡才能进入专网apn，防止其他非法用户的进入。用户在内部建立radius服务器，作为内部用户接入的远程认证服务器（或在apn路由器内，启用路由器本地认证功能）。只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部安全。用户在内部建立dhcp服务器（或在apn路由器内，启用dhcp功能），为通过认证的用户分配用户内部地址。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行ip地址和端口过滤。此种方案无论实时性，安全性和稳定性较前一种方案都有大大提高，适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下之最佳组网方式。6.3应用系统设计zw32-12/630-20户外智能真空断路器和gxk7000-sgm控制箱构成rtu系统，并和gxk2000后台监控中心构成集采集、控制、保护于一体的大型智能配电网自动化系统。该系统能采集线路电压、电流、设备状态等运行及故障信息，具备多种方式的通信接口和多种标准通信规约，还可及时上传到手机，可远程手机查询电网线路电压电流设备状态等信息。系统组成示意图如下：6.4系统安全设计在系统安全方面，本公司除了采用大型、多用户的sql2000数据库、系统对用户实现分级授权管理和提供防火墙功能及完善的数据备份功能外，对gprs网络无线数据监控中心还提供了安全技术解决方案，以确保数据安全可靠。6.4.1 ip过滤技术由于监控中心服务于gprs子网用户，所有访问客户的ip必为gprs子网内的ip，即所有的用户必须通过vpdn才可能访问该服务器。因此，我们在系统中采用了ip过滤技术，对所有接受的数据包进行过滤，抛弃掉所有的非法ip数据报。这一过程就好像将系统置身于cmnet的防火墙保护之下，所有的非法用户只有先穿过了vpdn的安全防护才有可能访问到本系统，但对于安全措施非常强大的vpdn网络来说，这将是非常的困难。6.4.2 身份授权和密码认证体系采用ip过滤技术尽管可以防止一些非vpdn网段用户的侵袭，但由于系统处于gprs子网以外，ip过滤只能起到简单的安全防护，对于那些利用ip伪装技术的非法用户则无法识别。由于该系统是专业化的服务系统，访问客户是预先确定的，利用这一特点，我们在系统中采用了用户id和密码验证技术，系统中存储了有所客户端的mac地址以及密码，对通过了ip过滤的数据包，再验证其id号和密码。对于该系统以外的非法用户，获取合法的mac地址和密码将十分困难，所以这一步极大可能地增加了系统的安全性。6.4.3 数据安全加密通道系统采用标准的ssl数据安全通讯协议在客户端和服务器端建立加密数据通道，保证私有数据传输的安全性；系统在应用层植入高可靠性的加密算法，使得数据在任何网络出错时都可以得到保证的高可靠性；采用md5算法产生“报文摘要”已实现对所有发送报文的数字签名，保证了数据传输过程中的完整性，防止数据被篡改。6.4.4 访问过程跟踪系统对所有的访问过程进行日志记录，包括用户身份、ip、时间、数字签名、操作事项等信息，向系统管理人员提供了详细、完整、有效的操作证明。6.5 设备与软件配置该系统元件清单如下：元件名称 数量价值（万元）专用/公用主要用途zw32-12/630-20户外智能真空交流高压真空断路器1专用zw32-12/630-20系列户外智能真空断路器(以下简称断路器)为额定电压12kv、三相交流50hz的户外配电设备。主要用于开断、关合电力系统中的负