軌道交通建設(shè)對(duì)輸配電設(shè)備的需求量巨大。據(jù)了解，至2020年全國(guó)軌道交通建設(shè)投資預(yù)計(jì)達(dá)到4萬億元。隨著軌道交通建設(shè)規(guī)模的快速增長(zhǎng)，我國(guó)輸配電設(shè)備企業(yè)迎來了市場(chǎng)新藍(lán)海

 

    有數(shù)據(jù)顯示，到2017年，軌道交通建設(shè)對(duì)輸變電產(chǎn)品的需求預(yù)計(jì)達(dá)到1279億元。

 

    “但軌道交通也對(duì)輸配電產(chǎn)品提出了新的要求。當(dāng)前，高可靠、智能化、易維護(hù)、綠色環(huán)保的輸配電產(chǎn)品受到青睞。”鎮(zhèn)江大全賽雪龍牽引電氣有限公司技術(shù)部部長(zhǎng)錢小森在近日舉行的“第二屆軌道交通供電系統(tǒng)技術(shù)大會(huì)”上如是說。

 

    節(jié)能型產(chǎn)品是市場(chǎng)“硬”需求

 

    隨著運(yùn)營(yíng)線路、運(yùn)營(yíng)里程不斷增加，軌道交通所消耗的電量越來越可觀。“以北京地鐵為例，2014年其電費(fèi)支出為40~50億元，占地鐵運(yùn)營(yíng)成本的40%~50%。”與會(huì)的北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院副院長(zhǎng)吳命利介紹，電費(fèi)支出難堪重負(fù)，節(jié)能型輸配電設(shè)備對(duì)當(dāng)前軌道交通的發(fā)展意義重大。

 

    對(duì)此，南車電氣技術(shù)與材料工程研究院技術(shù)部部長(zhǎng)張志學(xué)研究表示，“綜合能耗效率提升10%，國(guó)鐵每年可節(jié)能119億度電，相當(dāng)于節(jié)能一個(gè)葛洲壩，城軌每年可節(jié)能44.27億度電，三年可節(jié)能一個(gè)葛洲壩”。

 

    節(jié)能型輸電設(shè)備成為軌道交通的“硬”需求。目前，已經(jīng)有不少輸配電設(shè)備企業(yè)盯上了軌道接通的節(jié)能電氣市場(chǎng)，不斷加大資金投入，針對(duì)軌道交通的用電特點(diǎn)，研發(fā)具有節(jié)能功效的輸配電設(shè)備。當(dāng)前業(yè)內(nèi)研發(fā)生產(chǎn)的MEMS傳感器、Sic變流器、高頻化變流器、電力電子變壓器等新型輸配電產(chǎn)品，在軌道交通建設(shè)中都較受肯定。

 

    “MEMS傳感器功耗低、可靠性高、成本低，易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化”張學(xué)志在演講中介紹，它可以實(shí)現(xiàn)某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能，對(duì)于軌道交通較復(fù)雜的建設(shè)環(huán)境來說是比較理想的應(yīng)用。Sic變流器導(dǎo)通電阻小，可在200攝氏度以上的高溫下工作，“能夠?qū)崿F(xiàn)變流系統(tǒng)低諧波、高能效、輕量化，從而降低軌道交通的電力能耗。”張學(xué)志同時(shí)介紹說，電子電力變壓器解決了列車配網(wǎng)難題，在降低電能傳輸損耗的同時(shí)，提高了供電質(zhì)量和安全性能。

 

    此外，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這些設(shè)備同時(shí)具有小型化的特征，節(jié)能設(shè)備的小型化同樣是軌道交通對(duì)電氣設(shè)備的需求趨勢(shì)。

 

    此外，與信息技術(shù)高度集成的新型智能化輸配電設(shè)備也被認(rèn)為是提高軌道交通能效的有利設(shè)備。業(yè)界普遍認(rèn)為，智能電網(wǎng)具有提高能源效率，減少對(duì)環(huán)境影響，提高供電安全性和可靠性、減少電能損耗等優(yōu)點(diǎn)。而智能電網(wǎng)必然需要智能電器的支撐，才能最終實(shí)現(xiàn)提高電能效率的目的。因此說，研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)高能效的智能輸配電設(shè)備，也是輸配電企業(yè)躋身節(jié)能電氣市場(chǎng)的有效途徑。

 

    關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)是市場(chǎng)突破點(diǎn)

 

    “安全可靠、優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)的電力能源，需要智能電器實(shí)時(shí)獲取各種運(yùn)行和狀態(tài)參量，并進(jìn)行數(shù)字化處理，能夠自我監(jiān)視和診斷，自適應(yīng)控制能力、決策優(yōu)化，信息交互能力、環(huán)境友好。”西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院教授宋政湘認(rèn)為，這需要電氣設(shè)備企業(yè)不斷推進(jìn)智能電器的關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)。

 

    近年來智能化、高能效輸配電設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，成為輸配電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)搶占市場(chǎng)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。綜合看來，近年來多種輸配電設(shè)備智能化、高能效關(guān)鍵技術(shù)研究都有新進(jìn)展。

 

    斥力分閘永磁操作機(jī)構(gòu)是低壓電器智能操作技術(shù)的一種。永磁操作機(jī)構(gòu)通過利用電磁斥力提高低壓開關(guān)電器的剛分速度，降低觸頭材料損耗，同時(shí)提高操作機(jī)構(gòu)的可靠性，其永磁力可保持長(zhǎng)達(dá)100年，比傳統(tǒng)彈簧機(jī)構(gòu)和電磁機(jī)構(gòu)的機(jī)械壽命提高了至少3倍。拿真空斷路器永磁操作機(jī)構(gòu)來說，“它體積小，零部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠性高、速度快，時(shí)間精確，是非常適合智能操作的操作機(jī)構(gòu)。”宋政湘說，這種真空斷路器的需求量非常大，市場(chǎng)前景廣闊。

 

    對(duì)于互感器來說，傳動(dòng)電流互感器絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鐵芯易飽和、體積大耗材多等，明顯不能滿足當(dāng)下市場(chǎng)的需求。為了適應(yīng)了電器設(shè)備數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化需求，互感器逐漸與數(shù)字化的光電技術(shù)相融合。“數(shù)字化光電互感器通過利用光電子技術(shù)和光纖傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓、電流測(cè)量，客服了傳統(tǒng)互感器缺陷。”宋政湘介紹，新型電力互感器研究的核心是不同的陳列拓?fù)湎麓艌?chǎng)與產(chǎn)生它的電流之間的映射關(guān)系以及磁場(chǎng)—電流反演算法。

 

    在傳感器的非接觸溫度測(cè)量方面，紅外技術(shù)逐漸被推廣應(yīng)用。“紅外溫度傳感器利用紅外測(cè)溫探頭輸出的電壓信號(hào)與被測(cè)物體溫度及環(huán)境溫度之間的變化規(guī)律，研究環(huán)境補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵技術(shù)，從而解決了環(huán)境溫度對(duì)被測(cè)物體溫度輸出信號(hào)的影響。”宋政湘介紹說。

 

    諧振電容器中的損耗不容忽視，隨著超導(dǎo)電力技術(shù)的進(jìn)步，業(yè)界不斷探索使用超導(dǎo)材料做電容器，“超導(dǎo)材料的交流損耗遠(yuǎn)小于常規(guī)材料的電阻。實(shí)驗(yàn)證明，相比采用常規(guī)諧振電容器，采用超導(dǎo)諧振電容器的傳輸效率更高。”中國(guó)科學(xué)院電工研究所研究員張國(guó)民表示，當(dāng)前，超導(dǎo)電力技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用還有較大的距離，探索新的超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)很有必要。

 

    這對(duì)輸配電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)來說既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。