10kV SF6全绝缘断路器柜（户外开关箱）自动化成套设备

成果简介

课题来源：本企业自选课题课题名称：10kV SF6全绝缘断路器柜（户外开关箱）自动化成套设备起始日期：2015年3月终止日期：2017年12月项目简介： 10kV SF6全绝缘断路器柜（户外开关箱）自动化成套设备是一种新兴的智能电网配电设备，用于分合负荷电流、开断短路电流及变压器空载电流，一定距离架空线路、电缆线路的充电电流，它起控制和保护作用，是环网供电和终端供电的重要开关设备。产品将电气设备与电子控制技术紧密结合，涉及配电设备、网络通信、电力保护等专业技术领域，综合运用了传感器技术、计算机技术、信息技术、微电子技术、数据采集与处理技术等，采用了独特生产加工工艺和密封技术，合理的结构设计，自主研发了多端纵联方向面保护算法及水泡融合算法。相比传统的配电成套设备，产品在安全、智能、灵活、环保、抗恶劣环境能力等方面都具有显著提升，并最终实现了智能化故障定位与隔离，达到智能策略、最优供电恢复的目的，非常适合当前我国正在大力推进的智能电网建设。

技术状况

创新性

独占性

盈利性

持续性

先进性

成熟度

本项目在研制期间，课题组共授权实用新型专利6件，发表论文5篇。该项目解决了多项关键技术难题并取得技术突破，具有多项技术自主创新，主要技术创新如下：
1.该设备集配电一、二次设备为一体，解决配电自动化建设中一二次设备接口兼容性及扩展性的问题。
2.设备安装精密传感探头，实时监测开关设备运行状态，并可实现数据远传。
3.箱体动密封整体黄铜加工，配合处采用压力铆接，拐角处采用电加工避免产生应力破裂致变形漏气。
4.采用“人”字形结构支撑板，保证在内部有压力的情况下开关变形量小，维持更好的机械特性。
5.终端采用EPON通讯的多端纵连方向面保护算法，在不依赖于主站的条件下，实现分布式电源并网运行时配电网中的故障定位与隔离。
6.终端实时监测并分析设备控制回路状态、主开关各项参数，发现异常主动告警。
7.终端采用分段抛物线插值算法，对终端内电流、电压互感器进行角差、线性补偿，提高功率精度和线性范围。
8.终端采用自主研发的水泡融合算法，自动生成多套非故障区域供电恢复方案，采用智能策略实现最优供电恢复。

本项目产品优于传统产品，集配电气设备和电子控制装置为一体，解决了配电自动化建设中一二次设备接口兼容性及扩展性的问题；首次应用SF6气体压力报警传感器，实时监测气箱压力变化；箱体动密封整体黄铜加工，配合处采用压力铆接，拐角处采用电加工避免产生应力破裂致变形漏气；采用“人”字形结构支撑板，保证在内部有压力的情况下开关变形量小，维持更好的机械特性；终端实时监测并分析设备控制回路状态、主开关各项参数，发现异常主动告警；终端采用基于EPON通讯的多端纵连方向面保护算法，在不依赖主站条件下，实现分布式电源并网运行时配电网中的故障定位于隔离；自主研发的水泡融合算法，能够自主生成多套非故障区域供电恢复方案，实现最优供电恢复。以上创新设计都领先于市场上其它产品设备，具有产品导向性。

10kV SF6全绝缘断路器柜（户外开关箱）自动化成套设备采用先进的密封技术、更合理的结构设计和一二次结合通讯技术，相比传统的配电成套设备，在安全、智能、灵活、环保、抗恶劣环境能力等方面都具有显著提升，非常适合当前我国正在大力推进的智能电网建设；作为得到很多用户青睐的一种优良成套设备，它除电寿命长，开断力强等优点外，还有容易实现三工位(接通、断开和接地)，小电流(电感、电容)开断，抗严酷环境条件能力强的优势。另外，随着人们对电能需求的依赖，属于一、二级供电标准的用户比例逐步提升。而本产品的应用，能够实现配电网的环网供电，如果线路故障忽然跳闸，可以马上投切，转由其他线路供电，从而保证了供电的可靠性。以产品年应用量2000台，每台户外开关箱6单元成套设备计算，因投切及时，平均每台开关箱可以减少线路停电时间约0.25小时/年，减少人员现场维护0.15人次/年；综合计算，因本产品的投入使用，可以使配电网络每年减少停电时间总计约83小时，减少现场维护约50人次。使整体电网的供电能力大大提高的同时，极大程度减小了停电的范围和时间，并降低了人员维护成本和电能损失。社会效益功效十分显著。

我公司作为国内较早从事电力产品研发、生产及销售的专业公司，在研发技术方面：拥有大量专业化人才，多年从事相关产品研发工作，积累了丰富的经验，技术实力雄厚，本项目开发团队由近20名专业开发人员组成，大部分开发人员具有5年以上开发经验，其中多人荣获石家庄市市管拔尖人才、石家庄市有突出贡献的中青年专家、河北省三三三人才、石家庄市科技领军人物等荣誉称号，同时开发团队还获得石家庄市科技创新团队、河北省巨人计划创新创业团队称号，人员队伍稳定，并具有较强的产品开发经验与技术实力。在工程设计方面：拥有科林电力设计院，具有多年电力工程设计经验；在工程实施方面：具有多年相关产品的销售业绩及现场运行经验，经过专业化队伍建设，培养了一批具有丰富工程经验的项目经理和工程师；在生产方面，公司拥有开关事业部、成套事业部、环网柜事业部、配网事业部、综自事业部等优秀的生产团队，为电力系统提供多年的产品和服务，非常熟悉相关电力产品的生产工艺和技术要素。

本项目产品与国内同类产品相比，技术先进、功能完善齐全，与传统环网柜相比，能够满足一二次融合技术方案的要求，并且增加精密传感探头，气箱运行压力表、防爆装置、压力传感器和压力闭锁装置、充气阀门、气体压力报警等有关气体压力的零部件，极大地提高可靠性，真正实现免维护和实时监测，并确保了开关额定运行工况。设备针对采用EPON通信方式的客户，终端可通过EPON通信网络，具备终端间的数据共享，实现多端纵连方向面保护算法，在不依赖于主站条件下，实现分布式电源并网运行时配电网中的故障定位与隔离。采用分段抛物线插值算法，对终端内部的电流、电压互感器进行角差、线性补偿、实现20倍额定电流的测量精度满足0.5%，同时提高了精度。配电系统采用改进的遗传算法实现线路故障的定位与隔离，采用自主研发的水泡融合算法，自动生成多套非故障区域供电恢复方案，根据开关动作最少、负荷最优、恢复供电区域最大等多种策略，实现供电恢复方案的智能择优，并按照最优方案人工或自动进行非故障区域的供电恢复。

13、回报级：收回全部投入后开始赚钱再投入

市场状况

市场分析

商业模式

营销状况

该项目极大的提高了电气设备和电子控制技术的融合水平，为电力供电、配电系统安全的可靠运行及智能电网建设、提高科林品牌影响力等都提供了可靠的产品支撑。设备本身可以自行智能解决90%以上的故障及故障区域分析问题，减少了现场运维次数和时间，大幅度降低了运营成本。通过该项目的实施，项目产品的投入使用，加上已有优质的运维服务，消除了用户维护频繁的弊端，带动成套设备销售收入同比2倍以上增长。同时，该10kV SF6全绝缘断路器柜（户外开关箱）自动化成套设备非常适合当前我国正在大力推进的智能电网建设。综上所述，该项目多项创新技术的应用对供配电领域相关产品在可靠、安全、灵活、智能等方面的技术进步起到了积极促进作用，推动了行业发展、科技进步，提高了市场竞争力。

本项目产品的主要商业模式是招投标模式。目前市场上应用于输电、供电、配电的电气设备采购工作均由电网公司分批次通过统一招投标形式进行，故而本项目产品10kV SF6全绝缘断路器柜（户外开关箱）自动化成套设备也主要通过国家电网、南方电网等公司进行统一招投标模式实现销售目的。而在这些招投标过程中，主要有两种情况：
1.由三方面参与组成，他们分别是终端用户、电网公司和供应商；终端用户产生实际应用需求（如：医院、企业、学校、社区等），报批地方电网公司，电网公司通过逐级上报最终将需求情况汇集到总公司，由此统一进行公示、招标采购。
2.有两方面参与组成，与前面所述相比，它没有终端用户，需求方为电网公司，配网中的新增、改造都需要新产品的投入。此时，产品应用于环网供电中，更能发挥出项目产品优势，为智能电网建设添砖加瓦。

项目产品10kV SF6全绝缘断路器柜（户外开关箱）自动化成套设备主要应用在10kV配电网络中，可以作为环网供电和终端供电使用，主要可以应用在城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等负荷中心。项目产品单台产品材料成本13440元，人工及其他成本4120元；预计单台产品销售价格为25500元。预计前两年年产量达2000台，实现年产值5100万元；两年后平均每年年产量达到5000台以上，实现年产值12750万元，年利税达3970万元。项目产出设备已经在河北、山东、浙江、辽宁、湖南、江苏等区域中标，产品运行情况良好,设备的应用使整体电网的供电能力大大提高，极大程度减小停电的范围和时间，并降低人员维护成本和电能损失。保证了电网可靠供电，并为智能配电网的建设提供了产品支撑。

转化需求状况

拟采取的转化方式：

其他。企业自主转化

资金需求额：

0万元

应用推广已投入情况：

490万元

融资用途：

管理团队状况

公司治理结构

公司管理结构

财务状况

段洪民，1973年6月出生，工程师，1997年毕业于河南广播电视大学机电工程专业。现任研发中心副总经理。主要从事电力系统开关设备的研发及技术工作，2015年度石家庄鹿泉区第一届区管拔尖人才，2018年度河北省科技型中小企业创新英才，2017年参与国家电网公司标准化箱式变电站标准制定工作。
邱士勇，1969年8月出生，工程师，1991年毕业于西北工业大学机械制造工艺与设备专业。现任科林电气副总裁、首席质量官。主要从事电力系统研发团队的建设和管理工作，引领公司积极参与国家、行业标准制定，提升企业竞争力。2017年荣获“河北省第二届十大杰出首席质量官”荣誉称号。
胡新洪，1982年6月出生，本科，工程师，2006年毕业于河北科技大学电气工程及其自动化专业。现任环网柜事业部总经理。主要从事10kV配电系统中的开关柜及环网柜的技术及管理工作。在科林电气环网柜产品从无到有、从弱到强的发展过程中，发挥了不可替代的技术引领作用。

公司专注于智能电网业务领域，专业从事智能电网配电、变电、用电和高低压开关及成套设备、分布式光伏发电设备等产品的研发、生产、销售和技术服务。石家庄科林电气股份有限公司建立由股东大会、董事会、监事和高层经理人员组成的现代企业法人管理结构，公司下设行政部门、营销部门、产品事业部以及企业技术中心等多个职能部门，并拥有石家庄科林电气设备有限公司（石家庄）、天津科林电气有限公司（天津）、石家庄科林电力设计院有限公司（石家庄）三家全资子公司。石家庄科林电气设备有限公司主营高低压开关设备、一次高压成套设备的研发、生产和销售，电力技术咨询以及承装（修、试）电力设施（四级）等业务。天津科林电气有限公司主营光伏逆变产品、智能微电网产品的研发、生产及销售等业务。石家庄科林电力设计院有限公司主营电力工程勘察、设计、总承包，电力工程安装、施工及项目管理的相关技术与管理服务，电力技术咨询等业务。

公司坚持以企业为主体、以研发机构为龙头、以市场为导向，以自主创新为驱动力，走产学研相结合的道路，不断研发智能电网领域的关键核心技术，增强技术研发创新能力及科技成果转化能力。技术中心于2018年被认定为“国家企业技术中心”。技术中心是石家庄科林电气股份有限公司的技术实体部门，下设技术委员会和专家委员会两个决策咨询机构。技术中心常设组织机构有：科林研究院、科林设计院、信息中心、测试中心四个智能管理机构，建有河北省院士工作站、河北工程技术研究中心、河北省工程实验室、河北省博士后创新实践基地等多个科研平台，共同为技术中心的科研发展、技术创新贡献力量，实现技术中心的战略目标和长期发展，为公司的稳步发展打下坚实的基础。为保障技术中心标准化运行，企业制定了相应规章制度与技术规范，并实时更行及完善，主要包括《技术文件管理规范》、《试验室管理办法》、《产品型号、产品批次号命名规则》、《基础设施和工作环境管理规定》、《质量目标与考核管理规定》、《科研项目立项的管理制度》、《研发投入核算财务管理制度》、《研发人员考核管理办法》、《技术创新奖励办法》等，这些规章制度的建立确保了研究开发工作的顺利开展。