1、智能变电站在线监测产品及市场分析目录一、电力设备在线监测技术的诞生和发展21、大型电力设备状态监测的重要性22、电力设备状态监测的现状与发展23、电力设备在线监测技术的产生和发展3二、智能变电站一次设备在线监测系统组件及市场分析41、智能变电站一次设备在线监测系统构成42、变电站一次设备在线监测市场分析5三、变压器油色谱在线监测技术的发展与市场分析61、变压器油色谱监测的必要性62、变压器油色谱在线监测技术的发展63、变压器油色谱在线监测系统的市场分析7四、六氟化硫气体在线监测技术的发展与市场分析81、六氟化硫气体监测的必要性82、六氟化硫气体在线监测技术的发展93、六氟化硫气体在线监测系统的
2、市场分析10五、局放在线监测系统的技术发展与市场分析111、局部放电的产生和危害112、局部放电在线监测技术的产生和发展113、局放在线监测市场分析13六、氧化锌避雷器在线监测技术发展与市场分析171、避雷器在线监测的必要性172、避雷器在线监测装置的产品构成173、避雷器在线监测系统的市场分析18一、电力设备在线监测技术的诞生和发展1、大型电力设备状态监测的重要性电力是国民经济的命脉，随着现代化建设的需要，我国电力建设得到了蓬勃发展，已成为电力大国。随着技术的进步，电力设备大型化、高压化已成趋势，也是现代工业生产和国民经济发展的需要，是提高设备利用率、提高生产力、节省投资、增加经济效益的重要
3、手段。大型化的高压电力设备，因为设计技术复杂、原材料耗费多、材质高、制造工艺要求高等，所以成本价格昂贵，但它在企业中所处地位也更加重要，是企业的关键设备，一旦发生故障，将会出现大片停电，造成巨大的经济损失。电力设备在运行中经受电的、热的、机械的负荷作用，以及自然环境（气温、气压、湿度以及污秽等）的影响，长期工作会引起老化、疲劳、磨损，以致性能逐渐下降，可靠性逐渐降低。设备的绝缘材料在高电压、高温度的长期作用下，成分、结构发生变化，介质损耗增大，绝缘性能下降，最终导致绝缘性能的破坏；工作在大气中的绝缘子还受环境污秽的影响，表面绝缘性能下降，从而引起沿面放电故障。设备的导电材料在长期热负荷作用下，
4、会被氧化、腐蚀，使电阻、接触电阻增大，或机械强度下降，逐渐丧失原有工作性能。设备的机械结构部件受长期负荷作用或操作，引起锈蚀、磨损而造成动作失灵、漏气漏液，或其他结构性破坏。这些变化（称为劣化）的过程一般是缓慢的渐变的过程。随着设备运行期增长，性能逐渐下降，可靠性逐渐下降，设备故障率逐渐增大，可能危及系统的安全运行，必须对这些设备的运行状态进行监测。2、电力设备状态监测的现状与发展电力设备状态监测的传统方法是经常性的人工巡视与定期预防性检修、试验。设备在运行中由值班人员经常巡视，凭外观现象、指示仪表等进行判断，发现可能的异常，避免事故发生；此外，定期对设备实行停止运行的例行检查，做预防性绝缘试
5、验和机械动作试验，对结构缺陷及时作出处理等。这种经常巡视与定期检修的制度对于电力设备的安全运行起了重要的保证作用。 但是这种传统的检修方式有其固有的局限性，无法解决维修不足或维修过剩的问题，维修不足和维修过剩同样会造成巨大经济损失。这就迫切需要一种更完善的检修方式来替代传统的检修方式。3、电力设备在线监测技术的产生和发展在线检测的主要困难在于不能影响设备的运行状态。电力设备是在电力系统中运行的，通常工作于额定电压，检测系统必须与高电压工作部位可靠隔离。电力设备一般是封闭式结构，如变压器和开关，内部是充油或其他绝缘介质的，内部状态的检测，应有相应的内部传感器，或通过外部状态检测进行判断。随着传感
6、技术与计算机技术的发展，电力设备的状态监测方法向着自动化、智能化的方向发展，设备的定期检修制度向着预警式检修制度发展。对运行状态下的电力设备直接进行的检测。检测既不影响系统正常的运行，又能直接反映运行中的设备状态，比停止运行时进行的离线检测更为有效、及时和可靠。电力设备状态的监测涉及面广，大量的非电参量（热学、力学、化学参量等）需要各种相应的传感器，传感技术的发展为此提供了可能。随着实用传感元件的出现，装备各种传感器的具有状态监测功能的新型电力设备是构成自动化的电力系统的基础。微电子技术与计算机技术的发展，为传感器信号的记录、处理与判断提供了有力的工具，此外还可以执行必要的控制操作，为电力系统
7、的智能化控制提供了可能。适用的传感方法或判断手段是实现在线检测的保证。应用各种电量、非电量的传感方法，可检测设备的状态。如利用辐射传感来检测设备的发热、放电（发光），可判断过热与局部放电现象；利用声与振动传感，可检测设备机械结构系统及间隙放电的故障；利用表面电位变化或感应电流的检测可判断内部绝缘的完好程度等。 由于运行设备一般处于工业环境，各种干扰不可避免，传感信号往往掺杂着干扰信号，因此测量信号的处理、判断是十分重要的，而对于设备状态的判断，往往需要多方面信号的综合判断。对于各种不同设备，需要特定的处理与判断程序，该程序是通过计算机系统完成的，是一种专家系统。二、智能变电站一次设备在线监测系
8、统组件及市场分析1、智能变电站一次设备在线监测系统构成一次设备在线监测系统可以说是智能变电站与传统变电站的另一个根本区别。在传统变电站中，只有少数变压器安装了状态在线监测装置。而在智能变电站领域，不仅是变压器，GIS、SF6 断路器、隔离开关等主要一次设备都需要安装在线监测设备；状态监测量也从油色谱扩展到局部放电、SF6 气体密度、微水、漏电电流等多个方面。2、变电站一次设备在线监测市场分析由于在线监测系统的组件很多（约有1520个），而且有些技术仍处于研发阶段，所以很难进行准确的市场测算。根据目前的情况，预计“十二五”期间，电网公司智能变电站一次设备在线监测系统的市场容量达到为300多亿元。
9、简单分析如下：变电站一次设备在线监测系统市场容量测算（亿元）单位110kv220kv500kv合计新增智能变电站数量座4,1601,920320新增在线监测系统价格万元/座3006001800新增成套设备在线监测系统的市场容量亿12511558298传统变电站改造数量座1,04048080传统改造在线监测系统价格万元/座100400700传统改造成套设备在线监测系统的市场容量亿元1019635一次设备在线监测系统市场容量合计亿元13513463333三、变压器油色谱在线监测技术的发展与市场分析1、变压器油色谱监测的必要性变压器的内部故障主要有热性故障、电性故障。至于变压器的机械性故障，除因运输
10、不慎受到震动，使某些紧固件松动、线圈位移或引线损伤等外，也可能由于电应力的作用，如过磁振动造成，但最终仍将以热性或电性故障形式表现出来。在国内对359 台故障变压器故障类型的不完全统计分析中，过热性故障变压器为226 台，占总故障台数的63%；高能放电故障的变压器为65 台，占故障总台数的18.1%；过热兼高能放电故障的变压器为36 台，占故障总台数的10%；火花放电故障变压器为25 台，占故障总台数的7%；其余7 台变压器为受潮或局部放电故障， 占故障总台数的1.9%。从以上统计的结果来看，过热故障占变压器故障率最高，会加速变压器绝缘老化，一般认为，过热故障除某些特殊故障（如漏磁通在某一部位
11、特别集中，或者在线圈内部有较大的涡流发生源），一般其发展不易很快危及设备的安全运行，因此监视故障的发展便可以及时安排检修进行处理，这样对主要特征气体的变化趋势的监测就尤为重要。变压器油色谱在线监测具有实时性和连续性等特点，能及时发现被监测设备存在的故障，作为变压器油气相色谱分析的补充和发展，安装成熟的油气在线监测装置实时监测变压器的运行状态，对保障大型变压器乃至电网的安全可靠运行是必要的，是变压器从计划检修向状态检修的过渡，是提高其运行可靠性的重要技术手段。2、变压器油色谱在线监测技术的发展 以色谱分离技术为基本原理的在线监测装置在20 世纪80 年代初已在国外一些电力工业发达的国家研制成功并
12、投入使用。近年来随着国内外色谱分离技术的发展， 可检测H2、CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2等7 种组分含量的色谱在线监测装置，使色谱技术有了新的进展。随着变压器油色谱在线监测技术的发展和装置需求的增加，一些新型、先进的检测原理和方法将不断出现， 变压器油色谱在线监测装置的可靠性、准确度、灵敏度会进一步提高，将朝着气体种类全面化、监测对象综合化、诊断技术智能化、与其他自动化技术一体化的方向发展。 从20 世纪90 年代国内开始应用单组分的监测设备，由于产品应用过程中局限性的逐步显露，气体的测试种类向6 种气体为基础的多组份产品发展， 该类产品也有了较多的应用， 随着在线监测产
13、品的应用和在线技术的发展，测试6 种气体对于变压器整体状态的监测分析也是不全面的，DL/T 722-2000变压器油中溶解气体分析和判断导则规定以下7 种必测气体，即H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6和C2H22，油中溶解气体的分析目的见下表。 油中7 种溶解气体的分析目的：被分析的气体组分分析目的H2与甲烷之比可判断并了解过热故障点温度，或了解是否有局部放电情况或受潮情况。CH4C2H6了解过热故障点温度C2H4C2H2了解有无放电现象或存在极高的过热故障点温度CO了解固体绝缘的老化情况或内部平均温度是否过高CO2CO2与CO 结合，可了解固体绝缘有无热分解3、变压器油色谱在线监
14、测系统的市场分析在国家政策的驱动下，基于未来我国电力系统110kV及以上电压等级变压器将逐步全面安装在线监测设备，经保守推算，全国电网在役变压器所配套的进口单组分监测设备无法做到准确的故障监测和预警，存在着迫切的技改需求。以单套MGA价格20万元估算，存量的30000台变压器技改需求就达到60亿元。再考虑每年的新建项目年均约2000台，我们认为未来仅MGA产品的市场容量就将达到80亿元。这还仅是电网的项目，还不包括没有统计的大量的工业项目用户。国内主流厂家介绍：a、宁波理工监测科技股份有限公司：主营变压器油色谱在线监测单一产品。年销售收入1亿元人民币以上。b、河南中分仪器有限公司：主营变压器油
15、色谱在线监测产品。年销售收入8千万元人民币左右。c、上海思源电气股份有限公司(思源光电)：深交所上市公司，公司通过资本运作方式并购一研发和生产变压器在线监测产品小公司。利用自己品牌和销售渠道，通过仅仅两年时间，实现变压器在线监测产品销售超百台，年销售收入在5千万元人民币以上。d、江苏国电南自海吉科技有限公司：该公司是国电南京自动化股份有限公司和重庆大学电气设备在线监测技术团队共同发起组建的科技创新型企业，注册资本5250万元。e、武汉南瑞电气有限公司：该公司是早期国有企业改制而成，是国内最早研发、设计和制造高电压输变电检测设备的骨干企业之一。f、南京启能电气有限公司：南京启能电气技术有限公司（
16、简称启能电气）是江苏南自通华电气集团与南京电力自动化团队共同投资组建的股份制企业。公司集科研、生产、销售、咨询和服务于一体，变压器油色谱产品的年销售额在1500万元左右。四、六氟化硫气体在线监测技术的发展与市场分析1、六氟化硫气体监测的必要性SF6高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备，它既要在正常情况下切、合负荷电流，又要在故障情况下开断巨大的故障电流（特别是短路电流）。因此，它的运行状态优劣直接影响电力系统的安全、可靠运行。随着电力设备无油化、小型化的发展，在断路器中大多采用六氟化硫气体作为绝缘灭弧介质。六氟化硫断路器具有开断能力强、开断性能好、电气寿命长、断口电压高、结构简单、维护少
17、等优点，因此在高电压领域得到了越来越广泛的应用。由于六氟化硫气体的物理特性，对六氟化硫断路器中六氟化硫气体的检漏和含水量检测是保证断路器正常安全运行的两个重要内容。按照GB/T8905 - 1996六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则规定，在电气设备充气前必须对六氟化硫气体进行质量检测，而且对运行中的六氟化硫气体必须进行质量监督与管理。规程规定：六氟化硫设备每个隔室的年漏气率不大于1%；对于湿度检测，126550kV新设备投入运行后36个月测量一次，如无异常，以后可每12年测量一次。40.572.5kV设备，投入运行后一年复检一次，若无异常，以后可23年测量一次。由此可见，六氟化硫气体的检测是
18、非常重要的。而且，对于运行中的六氟化硫电气设备中的六氟化硫气体的管理和检测是一项长期而重要的工作。在设备的实际运行过程中，由于微泄漏等原因，当SF6气体中水蒸气的含量达到一定值，或者，当六氟化硫气体的密度低到一定值以后，会导致耐压强度的降低和开断容量的下降，严重时将导致事故的发生，危及电网的安全运行。因此及时监测六氟化硫气体中水蒸气的含量（微水）和六氟化硫气体的密度变化情况，并及时发出报警信号十分重要。2、六氟化硫气体在线监测技术的发展六氟化硫气体性能的改变在通常情况下是一个渐变的过程。传统六氟化硫气体微水的测量大多采用露点仪定期循检的方法，此方法测量时间长，且需要排放一定量的六氟化硫气体；六
19、氟化硫气体密度的监测多采用机械式的密度继电器实现，它们都做不到实时监控，更不能实现报警信号及数据的远传，对无人值班站和变电站运行管理系统均不能支持。而且，每年或每两年进行的定期检测，须停电进行，对供电可靠性、电网的稳定运行均具有一定的影响，并花费了大量的人力和物力，不利于供电企业减人增效的开展。六氟化硫气体在线监测系统，就是要克服现存离线监测设备的不足，在不排放六氟化硫气体的前提下，实现六氟化硫气体微水含量和密度变化的在线监测，并将监测数据和报警信号远传至监控中心，真正实现对六氟化硫电气设备中六氟化硫气体的实时检测，为六氟化硫断路器实施状态检修提供技术保证。现代国际国内的传感器技术和信息技术的
20、快速发展，为六氟化硫气体在线监测系统的发展提供了有力的技术支撑，是在线测量的精度越来越高。3、六氟化硫气体在线监测系统的市场分析（1）变电站电压等级与六氟化硫气体综合监测装置安装比例（均数）：单位110kv220kv500kv合计新增智能变电站数量座4,1601,920320新增在线监测系统价格套/座3050100新增成套设备在线监测系统的市场容量套1250009600032000253000传统变电站改造数量座1,04048080传统改造在线监测系统价格套/座3050100传统改造成套设备在线监测系统的市场容量套3120024000800063200一次设备在线监测系统市场容量合计套3162
21、00六氟化硫气体综合监测装置目前的市场均价在12000元/套，那么总的市场容量大概在40亿左右，而且12000元/套的市场价应该已经接近盆地，下调空间不大。大量的工业项目还没在此考虑。（2）六氟化硫气体在线监测装置有别于油色谱在线监测和局放在线监测，六氟化硫气体在线监测系统在国外没有成熟的市场和技术，而且是这两年国内大力建设智能电网才形成爆发式的市场空间，所以在市场上还没有龙头企业，更没有上市公司，也没有进口的成熟产品。市面上做六氟化硫气体在线监测装置的小企业在这一两年内冒出来很多，另外像南自、南瑞、思源以及理工监测等大公司也都通过各自的方式分食市场。这些企业大多没有自己的核心技术，基本都是通
22、过贴牌、代理等方式拿来的产品。大公司因其固有的资源优势，迅速的瓜分着市场，相反一些最早从事技术研发的小企业反而被边缘化，有的只能沦为这些大公司的贴牌生产厂。另外，体量巨大的几大开关巨头在项目中的话语权越来越大，这些开关巨鳄毋庸置疑的会劫杀在线监测生产厂家的大段利润。市场格局正在悄悄的发生变化，中小企业必须未雨绸缪才能获得生机。五、局放在线监测系统的技术发展与市场分析1、局部放电的产生和危害局部放电现象，主要指的是高压电气设备的绝缘在足够强的电场作用下局部范围内发生的放电。这种放电以仅造成导体间的绝缘局部短（路桥）接而不形成导电通道为限。每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响，轻微的局部放电对电
23、力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢；而强烈的局部放电，则会使绝缘强度很快下降。这是使高压电力设备绝缘损坏的一个重要因素。因此，设计高压电力设备绝缘时，要考虑在长期工作电压的作用下，不允许绝缘结构内发生较强烈的局部放电。当绝缘发生局部放电时就会影响绝缘寿命。因此，对运行中的设备要加强监测，当局部放电超过一定程度时，应将设备退出运行，进行检修或更换。2、局部放电在线监测技术的产生和发展在绝缘结构中产生局部放电时，会伴随产生电脉冲、超声波、电磁辐射、光、化学反应，并引起局部发热等现象；目前针对伴随局部放电而产生的一些电脉冲、超声波、电磁辐射等信号而衍生出很多在线检测局部放电现象的方法。 局部放
24、电检测、监测技术在国外发展较早，特别是在欧美和日本等发达地区已经有了几十年的应用和实践经验。目前国内也已有多家研究机构和电力设备厂商开发出了局部放电在线检测设备，但大多是借鉴和模仿国外的产品，在产品实用性和测试结果判断方面还缺乏一定的实践经验。但是国内企业自主研发的产品正逐步成熟和完善，未来国产化的产品会逐步占领市场。各种局部放电在线监测系统，都有前端信号采集单元与后台信号处理单元组成。我们以现在市面上主流的超高频局放在线监测系统为例：（GIS局放在线监测系统） 主要由前端信号采集单元、后台监控系统两大单元组成。前端信号采集单元主要有：高频传感器、噪音传感器、GIS监测模块、滤波器、波形显示模
25、块、LMR电缆线；后台监控系统主要有：通信处理模块、PC机、监控软件。 监测系统技术参数： 灵敏度：监测灵敏度：小于5 pC 测量频带： 300MHz2500MHz 诊断准确性：放电故障类型自动诊断正确率大于90% 传感器灵活性：采用外置式UHF传感方式，尺寸大小与GIS相配套，用屏蔽带直接固定在绝缘盆子上，易安装、易拆卸。 系统抗干扰性：系统有良好的电磁兼容性、绝缘性能、抗干扰性、抗腐蚀性等。 利用噪音传感器、滤波器来区分局放信号与内、外界的干扰信号，如开合动作信号、自检信号、移动电话信号、雷达信号、电动机干扰、荧光灯等干扰信号。 利用屏蔽带、导电泡沫带来防止在GIS盆式绝缘子等位置引入的外
26、部信号造成的干扰。 瞬态保护：系统设有VFTO瞬态过压、过流、防雷等保护措施。 升级性：根据技术的不断发展和更新，软件开发和硬件可以不断更新。 系统电源：工作电源为：交流220V/50Hz 工作环境：标高 : 海拔 3000m 以下；年最高温度:60 以下；年最低温度: -25 以上；耐地震能力：地面水平加速度：0.25g；地面垂直加速度：0.125g；不结露的最大相对湿度:95%；污秽等级 级 最大风速35m/s 后台软件功能简介： （1） 数据显示：软件具有实时数据显示功能，数据自动上报，上报更新周期为1s，软件界面直接列明了局放探头标识分布及盆式绝缘子位置的GIS间隔布置图 （2） 图谱功能：软件具有在线局放数据显示、单周期图数据显示、短期趋势显示图以及各种二维谱图等，并能完成数据横向对比、不同图表之间的叠加对比功能 （3） 数据远程传输诊断功能：软件能实现远程控制、诊断、查询、访问等功能，通过站端数据综合处理单元将数据实时传送到远程监测诊断中心进行统一管理及诊断。局域网中远程客户可通过网络方式在任何时间接入系统，查看最新的监测诊断结果。 （4） 数据历史查询、趋势分析：提供以秒、分、小时、天、星期、月、年等不同更新周期的趋势分析，并且数据趋势的显示时
