高压滤波装置所处行业基本情况

来源: 2011-01-06

在理想的情况下,优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形,即产生谐波。我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率(在我国取工业用电频率50Hz为基波频率)整数倍的正弦波分量,又称为高次谐波。在供电系统中,产生谐波的根本原因是由于给具有非线性阻抗特性的电气设备(又称为非线性负荷)供电的结果。这些非线性负荷在工作时向电源注入高次谐波,导致供电系统的电压、电流波形畸变,使凯发k8.com质量变坏。因此,谐波含量是凯发k8.com质量的重要指标之一。

70年代以来,由于电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,谐波所造成的危害也日趋严重。对于电力系统而言,谐波会增加输、供和用电设备的额外附加损耗,降低设备的利用率和经济效益,同时会增加输电线路的功耗,谐波注入电网后会使无功功率加大,功率因数降低,甚至有可能引发并联或串联谐振,损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。

1、高压滤波成套装置技术情况

(1)技术现状

目前在谐波源处加装滤波装置已成为电力系统中使用最广泛的抑制谐波方法。主要分为无源滤波装置及有源滤波装置两种。有源滤波装置目前是技术先进的一种滤波方式,但是由于产品造价过高,虽然滤波效果更好,但是短期内难以普及。加装无源滤波装置仍然是目前应用最为广泛的谐波治理方式。两种装置特性具体见下表:


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作为滤波成套装置的核心器件,高压滤波电容器的技术水平很大程度上决定了滤波成套装置的技术水平。目前我国高压滤波电容器的产品技术水平较过去有了很大提高,最大单台容量已提高到500kvar以上,样机可以达到1000kvar;体积比特性≤0.12L/kvar,固体介质由原来的膜纸复合逐步被全膜(聚丙烯膜)所代替,原来的浸渍剂已被M/DBT(苄基甲苯)或SAS70E(SAS60E,SAS40)等所取代。而成套装置也实现了整装整运,大幅减少了现场安装的工作量。

(2)未来技术发展趋势

从技术发展角度及市场需求变化情况来看,未来高压滤波装置将会呈现出以下几种发展趋势:

①核心器件制造技术水平逐步提高

高压滤波电容器作为滤波成套装置的核心器件,其产品性能的提高直接影响到整套装置的水平。未来将针对用户电网谐波含量高、投切频繁、无人值守等特点,开发性能更可靠的电容器、选用同步开关、改进自动投切电容器装置的设计。研究利用新型介质材料,适应节能环保的要求,同时采用先进的全自动卷制机和真空处理设备,严格控制质量,提高产品性能。

②产品的质量不断改善,性能更趋稳定

进一步降低运行故障率:对照国际先进技术,查找工艺过程的薄弱环节,同时对原材料和配套件的质量严格检验和控制。年运行故障率必须控制到0.2%以下。另外将发展紧凑型和封闭型产品,以节约占地面积。

③    适应环保要求, 降低产品噪声污染

伴随人们生活水平质量的不断提高,滤波成套装置运行中所发出的噪音将会被逐渐重视起来,降噪将成为产品设计时需要考虑的环节。

④    有源滤波装置将快速发展

目前无源滤波和有源滤波装置都已经得到实际应用,由于有源滤波装置的技术和产品并不完善,同时造价较高,短期内难以大面积普及,还需要经历一段时期才能够逐步获得推广。同时有源滤波装置在低压领域的发展速度快于高压领域。

2、市场需求情况

滤波装置的主要作用是滤除电力系统中的高次谐波,提高凯发k8.com质量,由于滤波装置的滤波功能由滤波电容器和滤波电抗器配合实现,所以同时也具有一定的无功补偿功能,随着电气化铁路和冶金企业等领域非线性电力负荷的迅速增加,以及工业和家用电器领域电力电子设备的广泛应用,近几年电力系统中谐波含量大幅增加,过去由于国家对电网谐波污染并未出台硬性治理指标,企业对谐波危害认识不足,对于安装滤波装置的积极性不高,因而前几年我国电力电容器行业每年的滤波电容器产量很低,在一两百万千乏左右。长期以来我国滤波装置市场规模一直徘徊在几亿元左右。

近几年伴随我国电力部门对凯发k8.com质量的管理日趋严格,对于滤波装置的需求也呈现逐年增加的趋势。

目前国内滤波设备市场中,有源滤波设备市场仍以国外产品为主,ABB、西门子、施耐德、诺基亚等欧美龙头企业占据国内市场主流地位,但是由于进口产品单价与维护费用极高,国内用户承受能力有限,有源滤波市场很小。

从国内滤波成套装置核心器件滤波电容器的生产销售情况来看,最近三年呈现出较快增长势头,未来伴随国家对节能减排以及凯发k8.com质量的要求不断加强,滤波装置的市场容量有望得到快速提高。

目前,使用率最高的高压无源滤波成套装置主要集中应用在电网输电工程建设和公用电网谐波治理方面。对其市场规模的判断也主要从电网输电线路建设所需滤波电容器容量和治理电网谐波污染两个角度入手。

(1)电网输电工程建设

在电网建设中,对滤波电容器的需求主要集中在超高压和特高压直流输电工程建设领域,超高压和特高压直流输电工程的换流站需要大量的滤波电容器,一条超高压或特高压直流输电线路两侧各建一座换流站,按照设计规划,所需滤波电容器与输电容量的比值在(1.0-1.5):1之间,根据国家电网2008年1号文件,到2020年,将建成直流输电工程38项,输电容量1.91亿千瓦,以所需滤波电容器与输电容量的比值为1.2:1计算,平均每年所需滤波电容器容量约为2292万千乏。

另外,根据南方电网规划,截止“十二五”末将建成糯扎渡至广东±800千伏直流输电通道,输电距离约 1500千米,规划输电容量500-600万千瓦。所需滤波电容器将达到600万千乏,平均每年120万千乏。以高压滤波成套装置单价为35元/千乏标准计算,未来五年内每年全国电网输电工程建设中所需滤波电容器市场容量约为8.44亿元。

(2)公用电网谐波治理

截止2007年底我国电网平均负荷功率已达4亿kW,其中冶金行业谐波含量占30-35%,化工建材行业谐波含量占20-30%,民用办公谐波含量占10%,测算下来全部电力负荷谐波含量逾15%以上,06年我国电网总谐达6000万kVA,根据非线性负荷比例提升速率进行测算,年均新增1000万kVA的谐波源,预计2010-2015年期间,我国电网负荷谐波功率达到1亿kVA-1.5亿kVA。预计未来五年内每年电网谐波治理所需高压滤波成套装置市场容量约为5.6亿左右。

通过以上两个领域对滤波成套装置的市场需求计算,保守估计未来几年内,全国平均每年对高压滤波成套装置的需求量大概维持在14亿元左右,考虑到过去几年间市场实际情况,在”十二五”期间,滤波成套装置的市场容量可能会出现前低后高的局面。


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