小型化KV全封闭组合电器汇报材料分析

广州白云电器设备股份有限公司小型化126KV全封闭组合电器（GIS）成果鉴定报告第1页，共41页。产品外观及型号介绍ZF□-126/T3150-40型GIS组合电器弹簧操作机构额定电流短路开断电流设计序号额定电压第2页，共41页。产品研发意义1、126kVGIS是我国电网中主要的输变电设备，量大面广，前景看好；2、提升区域装备制造业水平和产业竞争力，带动相关元件制造产业的发展；3、提升企业产品技术水平，增强企业竞争力。第3页，共41页。产品研发基础1、2004年1月，白云电器126kV自能式高压断路器（GCB）通过了两部鉴定，已完全具备生产高压设备的生产能力。2、白云电器研发的代表了中压世界先进水平的36、40.5kV充气柜（C-GIS）产品已在广州地铁3、4号线中标近3亿元。3、通过对高压GCB、中压C-GIS等产品的开发研究，白云电器已经培养了一大批高级人才,可以实现产业化。

第4页，共41页。产品研发过程(1)经过公司高级工程师进行了长达一年时间的市场调研及周密论证，于2005年底提出研发小型化126kV全封闭组合电器；经公司高层领导研讨，于2006年4月份通过研发小型化126kV全封闭组合电器提议；2006年4月至2006年11月，完成了装配厂房改造；2006年4月至2006年11月，技术图纸设计，具备样机试制条件；2006年8月至2007年3月，试验设备购买；2006年11月至2007年2月，样机试制成功；2007年3月至2007年7月，生产设备购买；第5页，共41页。产品研发过程（2）2007年3月至2007年8月，样机型式试验。3月开始在西高所进行型式试验；8月获得型式试验报告，报告结论为符合检验依据的相关规定，相应性能合格。

与行业内同水平企业相比，我公司GIS型式试验中所有开断试验项目一次性通过。同类产品容量试验项目一次性通过在西高所尚属首例，试验周期至少缩短6个月。

2008年10月份完成产品的全系列化工作。

第6页，共41页。研发的主要内容序号关键问题实施方案1断路器设计充分利用白云电器现有的LW41-126断路器的自能灭弧技术，在此技术基础上开发GIS的断路器2三工位隔离接地开关设计借鉴C-GIS的密封技术和三工位隔离开关的技术研制110kVGIS的三工位隔离接地开关；采取三维设计手段提高设计的准确度和可靠性3研制专用快速接地开关及弹簧操作机构设计具备关合能力的触头结构，设计弹簧机构的操作速度保证关合能力4研制母线与三工位开关的一体化结构采取三维设计手段进行设计，同时在国外先进技术的基础上改进设计。5铝合金罐体翻边及焊接工艺罐体母管与支罐连接处采用翻边工艺，设计专用的翻边模具，解决局部开裂和大开口翻边变形的工艺问题。针对大开口翻边变形的问题，重新安排焊接次序，增加反变形量，确保焊接罐体满足图纸设计尺寸要求。6三工位操作机构设计设计专用的三工位操作机构；用三维设计软件设计专门的槽轮机构，并进行运动特性分析，保证行程及速度特性符合本体的要求。第7页，共41页。研发的主要内容序号关键问题实施方案7自能式灭弧室吹气及回气特性分析及设计将灭弧室设计成带热膨胀室和压气室的双室结构，设计两个气室之间的气门，保证在分闸大电流时关闭，合闸时候从灭弧室后部进气顺畅，使触头间有足够的绝缘强度。8三相盆式绝缘子电场分析及设计在设计三相绝缘子的时候，进行机械强度分析和电场分析，保证机械破坏压力是正常使用压力的3倍以上，正常使用情况下表面电场强度低于标准要求。9大容量开断试验三相合成试验为模拟电网实际运行的工作状况，100%大容量开断试验都采用三相合成试验，直流分量达到43%，完全按照国家标准进行试验。10智能技术应用应用智能技术，使GIS具有在线监测，故障诊断和智能控制等智能特色；采用传感器信息处理和复合光纤信号传输技术，实现二次系统的数字化和智能化；采取智能化测控，配套光电式电流、电压传感器，控制单元体积小巧，可以通过串口与上位机通讯。第8页，共41页。产品的先进性应用智能技术，使GIS具有在线监测，故障诊断和智能控制等智能特色；采用传感器信息处理和复合光纤信号传输技术，实现二次系统的数字化和智能化；标准化、模块化设计，集成化程度高；结构紧凑、尺寸小，重量轻，标准间隔的宽度仅0.8米；采用先进设计技术及高质量材料，免维修周期长，环境友好。第9页，共41页。产品创新点1、智能化控制具有在线监测，故障诊断和智能控制等智能特色；采用传感器信息处理和复合光纤信号传输技术，实现二次系统的数字化和智能化；光电式电流、电压传感器取代原来的电磁式互感器，实现数字化测控；控制柜中的智能控制单元取代传统的继电器，减小体积和成本，与远方控制系统可以实现串口通讯。2、126kV40kA自能式灭弧室采用压气式灭弧室的126kVGIS体积大，要求机构的操作功大，难以实现小型化，一个标准间隔的宽度在1.0米到1.5米之间。小型化自能式灭弧室通过电场和气流场分析，充分利用电弧能量，降低操作功和开关的体积，标准间隔的宽度可以做到0.8米。第10页，共41页。产品创新点3、三工位隔离/接地开关及操作机构

以往GIS中的隔离开关合接地开关都是分离结构，两者之间通过电气连锁来避免误操作，可靠性低。新开发的三工位隔离/接地开关从结构上就可以避免误操作发生，同时减小开关的体积，简化结构，降低成本。4、一次系统可以根据安装布置的方式不同进行改变。5、所有标准模块由于将机构和开关密封处理，噪音低；密封系统可靠，漏气量少，高可靠性，适合使用在大城市中。6、标准化、模块化设计，集成化程度高，在工厂内解体和现场安装都很容易方便。7、由于采用先进设计技术及高质量材料，免维修周期长，维护成本低。第11页，共41页。产品知识产权情况产品完全具有自主知识产权，采用了公司拥有的两项专利技术，同时已经申请正在受理两项专利。该产品被评为“2009年广东省自主创新产品”。日期项目名称类别批准部门2005年1月5日一种高压隔离开关的自动隔离装置实用新型2.4国家知识产权局2006年8月30日一种自动密封管路装置发明专利2.3国家知识产权局2009年8月27日一种高压气体绝缘金属封闭开关设备三工位开关实用新型（受理中）2.1国家知识产权局2009年8月27日一种高压气体绝缘金属封闭开关设备三工位开关操作机构实用新型（受理中）2.7国家知识产权局第12页，共41页。产品知识产权情况该产品于2009年7月，被广东省科技厅、广东省经贸委、广东省发改委、广东省财政厅、广东省知识产权局、广东省质量监督局联合授予“2009年广东省自主创新产品”。第13页，共41页。产品检测检验情况第14页，共41页。产品的主要技术指标(1)关键指标白云电器国家标准型号ZF–126---额定电压126kV126kV额定电流3150A---工频耐受电压对地、相间230kV230kV断口230+73V230+73V冲击耐受电压对地、相间550kV550kV断口550+103kV550+103kV短时耐受电流40kA，4s---峰值耐受电流100kA100kA年漏气率<0.5%<1%断路器开断电流40kA---第15页，共41页。产品的主要技术指标（2）关键指标白云电器国家标准断路器关合电流100kA---断路器灭弧方式自能式---断路器操作机构弹簧机构---隔离开关形式三工位---快速接地开关关合电流100kA---标准馈线间隔宽度0.8m---标准馈线间隔重量约3t---承前表第16页，共41页。该产品与国外同一产品技术参数比较（1）关键指标VATECHABBSiemens国家标准白云电器型号TH7m-145ELK-048DN8-145ZF-126额定电压（kV）145145145126126额定电流（A）3150315031503150工频耐受电压(kV)对地、相间275275275230230断口315315315230+73230+73冲击耐受电压(kV)对地、相间650650650550550断口750750750550+103550+103短时耐受电流(kA)40，3s40k，3s40，3s40，4s峰值耐受电流(kA)108108108100100SF6额定压力(Mpa)0.630.60.60.6SF6报警压力(Mpa)0.600.520.52SF6闭锁压力(Mpa)0.50.50.5第17页，共41页。该产品与国内同一产品技术参数比较（2）关键指标VATECHABBSiemens国家标准白云电器年漏气率(%)<0.5<0.5<1<1<0.5密封方式双层单层单层单层断路器开断电流(kA)40404040断路器关合电流(kA)108108108100断路器灭弧方式自能自能自能自能断路器操作机构弹簧机构弹簧机构弹簧机构弹簧机构隔离开关形式三工位三工位三工位三工位接地关合电流(kA)108kA108kA108kA100kA标准馈线间隔宽度(m)0.81.20.80.8标准馈线间隔重量(t)约3约3.5约3约3间隔最大高度2.9m3.1m3.5m2.6第18页，共41页。该产品与国内同一产品技术参数比较（1）国内公司西安西开沈阳高压开关平高电气山东泰开型号ZF7A-126ZF6-110ZF12-126（L）ZF10-126产品外形图公司简介始建于1955年，是国内目前GIS产量最大的企业。主导产品GCB/GIS技术水平和制造能力在国内处于领先地位，并达到国际同类产品先进水平。主要产品有：ZF9-252GIS,ZF8-363GIS,ZF8-550GIS,ZF7A-126GIS。ZF7A-126型GIS操动机构采用弹簧操动机构，灭弧室采用气吹压力与开断电流自适应的灭弧原理。始建于1937年，是中国最早研究和制造高压、超高压开关设备企业。目前主要生产六氟化硫开关设备。其主要产品有：ZF6-252型六氟化硫封闭式组合电器、ZF6-126型六氟化硫封闭式组合电器等产品。ZF6-126型GIS的操动机构采用ABB公司的HMB-2液压弹簧机构，灭弧采用单压式、双向同步气吹原理。平高集团有限公司前身为平顶山高压开关厂，始建于1970年，是我国三大高压及超高压开关设备研制和生产基地之一。平高集团公司主要产品有：ZF11-252（L）型封闭组合电器、ZF12-126（L）型SF6封闭组合电器。ZF12-126（L）GIS采用弹簧操动机构和自能灭弧室结构泰开电气集团有限公司主要的高压产品有：ZF10-126气体绝缘全封闭组合电器、ZF16-252(L)/T3150-50封闭式组合电器等。ZF10-126气体绝缘全封闭组合电器采用自能式灭弧原理和弹簧操动机构结构，产品采用三相分箱式结构。第19页，共41页。该产品与国内同一产品技术参数比较（2）国内公司西安西开沈阳开关平高电气山东泰开白云电器型号ZF7A-126ZF6-110ZF12-126（L）ZF10-126ZF-126产品标准GBGBGBGBGB额定电压126kV126kV126kV126kV126kV额定电流3150A3150A3150A2500A3150A额定频率5050505050额定开断电流40kA40kA31.5kA40kA40kA额定短路时间4sec4sec4sec4sec4sec额定短时耐受电流40kA40kA31.5kA40kA40kA额定峰值耐受电流100kA100kA80kA100kA100kA额定工频耐受电压230kV230kV230kV230kV230kV额定雷电冲击耐受电压550kV550kV550kV550kV550kV断路器灭弧方式压气式压气式自能式自能式自能式断路器操作机构弹簧机构液压弹簧机构弹簧机构弹簧机构弹簧机构第20页，共41页。产品外部结构一个间隔的宽度仅仅0.8米，节省空间第21页，共41页。产品内部总体结构第22页，共41页。产品内部结构分解1断路器灭弧室装配第23页，共41页。产品内部结构分解2三工位装配第24页，共41页。产品内部结构分解3三工位操作机构装配第25页，共41页。典型方案-1双母线带避雷器的套管进线间隔第26页，共41页。典型方案-２桥形接线变电站布置图第27页，共41页。产品成品第28页，共41页。产品净化车间第29页，共41页。产品生产现场第30页，共41页。产品检测装置第31页，共41页。主要生产设备(1)引进日本AMADA的剪床引进日本春田的剪床第32页，共41页。主要生产设备(2)引进美国的数控机械加工中心数控折弯生产线第33页，共41页。主要生产设备(3)2台意大利的激光切割机第34页，共41页。主要生产设备(4)2条CNC铜排加工生产线