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    課題來源：本企業自選課題 課題名稱：10kV SF6全絕緣斷路器柜（戶外開關箱）自動化成套設備 起始日期：2015年3月 終止日期：2017年12月 項目簡介： 10kV SF6全絕緣斷路器柜（戶外開關箱）自動化成套設備是一種新興的智能電網配電設備，用于分合負荷電流、開斷短路電流及變壓器空載電流，一定距離架空線路、電纜線路的充電電流，它起控制和保護作用，是環網供電和終端供電的重要開關設備。產品將電氣設備與電子控制技術緊密結合，涉及配電設備、網絡通信、電力保護等專業技術領域，綜合運用了傳感器技術、計算機技術、信息技術、微電子技術、數據采集與處理技術等，采用了獨特生產加工工藝和密封技術，合理的結構設計，自主研發了多端縱聯方向面保護算法及水泡融合算法。相比傳統的配電成套設備，產品在安全、智能、靈活、環保、抗惡劣環境能力等方面都具有顯著提升，并最終實現了智能化故障定位與隔離，達到智能策略、最優供電恢復的目的，非常適合當前我國正在大力推進的智能電網建設。

    本項目在研制期間，課題組共授權實用新型專利6件，發表論文5篇。該項目解決了多項關鍵技術難題并取得技術突破，具有多項技術自主創新，主要技術創新如下：
1.該設備集配電一、二次設備為一體，解決配電自動化建設中一二次設備接口兼容性及擴展性的問題。
2.設備安裝精密傳感探頭，實時監測開關設備運行狀態，并可實現數據遠傳。
3.箱體動密封整體黃銅加工，配合處采用壓力鉚接，拐角處采用電加工避免產生應力破裂致變形漏氣。
4.采用“人”字形結構支撐板，保證在內部有壓力的情況下開關變形量小，維持更好的機械特性。
5.終端采用EPON通訊的多端縱連方向面保護算法，在不依賴于主站的條件下，實現分布式電源并網運行時配電網中的故障定位與隔離。
6.終端實時監測并分析設備控制回路狀態、主開關各項參數，發現異常主動告警。
7.終端采用分段拋物線插值算法，對終端內電流、電壓互感器進行角差、線性補償，提高功率精度和線性范圍。
8.終端采用自主研發的水泡融合算法，自動生成多套非故障區域供電恢復方案，采用智能策略實現最優供電恢復。

    本項目產品優于傳統產品，集配電氣設備和電子控制裝置為一體，解決了配電自動化建設中一二次設備接口兼容性及擴展性的問題；首次應用SF6氣體壓力報警傳感器，實時監測氣箱壓力變化；箱體動密封整體黃銅加工，配合處采用壓力鉚接，拐角處采用電加工避免產生應力破裂致變形漏氣；采用“人”字形結構支撐板，保證在內部有壓力的情況下開關變形量小，維持更好的機械特性；終端實時監測并分析設備控制回路狀態、主開關各項參數，發現異常主動告警；終端采用基于EPON通訊的多端縱連方向面保護算法，在不依賴主站條件下，實現分布式電源并網運行時配電網中的故障定位于隔離；自主研發的水泡融合算法，能夠自主生成多套非故障區域供電恢復方案，實現最優供電恢復。以上創新設計都領先于市場上其它產品設備，具有產品導向性。

    10kV SF6全絕緣斷路器柜（戶外開關箱）自動化成套設備采用先進的密封技術、更合理的結構設計和一二次結合通訊技術，相比傳統的配電成套設備，在安全、智能、靈活、環保、抗惡劣環境能力等方面都具有顯著提升，非常適合當前我國正在大力推進的智能電網建設；作為得到很多用戶青睞的一種優良成套設備，它除電壽命長，開斷力強等優點外，還有容易實現三工位(接通、斷開和接地)，小電流(電感、電容)開斷，抗嚴酷環境條件能力強的優勢。 另外，隨著人們對電能需求的依賴，屬于一、二級供電標準的用戶比例逐步提升。而本產品的應用，能夠實現配電網的環網供電，如果線路故障忽然跳閘，可以馬上投切，轉由其他線路供電，從而保證了供電的可靠性。以產品年應用量2000臺，每臺戶外開關箱6單元成套設備計算，因投切及時，平均每臺開關箱可以減少線路停電時間約0.25小時/年，減少人員現場維護0.15人次/年；綜合計算，因本產品的投入使用，可以使配電網絡每年減少停電時間總計約83小時，減少現場維護約50人次。使整體電網的供電能力大大提高的同時，極大程度減小了停電的范圍和時間，并降低了人員維護成本和電能損失。社會效益功效十分顯著。

    我公司作為國內較早從事電力產品研發、生產及銷售的專業公司，在研發技術方面：擁有大量專業化人才，多年從事相關產品研發工作，積累了豐富的經驗，技術實力雄厚，本項目開發團隊由近20名專業開發人員組成，大部分開發人員具有5年以上開發經驗，其中多人榮獲石家莊市市管拔尖人才、石家莊市有突出貢獻的中青年專家、河北省三三三人才、石家莊市科技領軍人物等榮譽稱號，同時開發團隊還獲得石家莊市科技創新團隊、河北省巨人計劃創新創業團隊稱號，人員隊伍穩定，并具有較強的產品開發經驗與技術實力。在工程設計方面：擁有科林電力設計院，具有多年電力工程設計經驗；在工程實施方面：具有多年相關產品的銷售業績及現場運行經驗，經過專業化隊伍建設，培養了一批具有豐富工程經驗的項目經理和工程師；在生產方面，公司擁有開關事業部、成套事業部、環網柜事業部、配網事業部、綜自事業部等優秀的生產團隊，為電力系統提供多年的產品和服務，非常熟悉相關電力產品的生產工藝和技術要素。

    本項目產品與國內同類產品相比，技術先進、功能完善齊全，與傳統環網柜相比，能夠滿足一二次融合技術方案的要求，并且增加精密傳感探頭，氣箱運行壓力表、防爆裝置、壓力傳感器和壓力閉鎖裝置、充氣閥門、氣體壓力報警等有關氣體壓力的零部件，極大地提高可靠性，真正實現免維護和實時監測，并確保了開關額定運行工況。設備針對采用EPON通信方式的客戶，終端可通過EPON通信網絡，具備終端間的數據共享，實現多端縱連方向面保護算法，在不依賴于主站條件下，實現分布式電源并網運行時配電網中的故障定位與隔離。采用分段拋物線插值算法，對終端內部的電流、電壓互感器進行角差、線性補償、實現20倍額定電流的測量精度滿足0.5%，同時提高了精度。配電系統采用改進的遺傳算法實現線路故障的定位與隔離，采用自主研發的水泡融合算法，自動生成多套非故障區域供電恢復方案，根據開關動作最少、負荷最優、恢復供電區域最大等多種策略，實現供電恢復方案的智能擇優，并按照最優方案人工或自動進行非故障區域的供電恢復。

    該項目極大的提高了電氣設備和電子控制技術的融合水平，為電力供電、配電系統安全的可靠運行及智能電網建設、提高科林品牌影響力等都提供了可靠的產品支撐。設備本身可以自行智能解決90%以上的故障及故障區域分析問題，減少了現場運維次數和時間，大幅度降低了運營成本。通過該項目的實施，項目產品的投入使用，加上已有優質的運維服務，消除了用戶維護頻繁的弊端，帶動成套設備銷售收入同比2倍以上增長。同時，該10kV SF6全絕緣斷路器柜（戶外開關箱）自動化成套設備非常適合當前我國正在大力推進的智能電網建設。 綜上所述，該項目多項創新技術的應用對供配電領域相關產品在可靠、安全、靈活、智能等方面的技術進步起到了積極促進作用，推動了行業發展、科技進步，提高了市場競爭力。

    本項目產品的主要商業模式是招投標模式。目前市場上應用于輸電、供電、配電的電氣設備采購工作均由電網公司分批次通過統一招投標形式進行，故而本項目產品10kV SF6全絕緣斷路器柜（戶外開關箱）自動化成套設備也主要通過國家電網、南方電網等公司進行統一招投標模式實現銷售目的。而在這些招投標過程中，主要有兩種情況：
1.由三方面參與組成，他們分別是終端用戶、電網公司和供應商；終端用戶產生實際應用需求（如：醫院、企業、學校、社區等），報批地方電網公司，電網公司通過逐級上報最終將需求情況匯集到總公司，由此統一進行公示、招標采購。
2.有兩方面參與組成，與前面所述相比，它沒有終端用戶，需求方為電網公司，配網中的新增、改造都需要新產品的投入。此時，產品應用于環網供電中，更能發揮出項目產品優勢，為智能電網建設添磚加瓦。

    項目產品10kV SF6全絕緣斷路器柜（戶外開關箱）自動化成套設備主要應用在10kV配電網絡中，可以作為環網供電和終端供電使用，主要可以應用在城市住宅小區、高層建筑、大型公共建筑、工廠企業等負荷中心。項目產品單臺產品材料成本13440元，人工及其他成本4120元；預計單臺產品銷售價格為25500元。預計前兩年年產量達2000臺，實現年產值5100萬元；兩年后平均每年年產量達到5000臺以上，實現年產值12750萬元，年利稅達3970萬元。項目產出設備已經在河北、山東、浙江、遼寧、湖南、江蘇等區域中標，產品運行情況良好,設備的應用使整體電網的供電能力大大提高，極大程度減小停電的范圍和時間，并降低人員維護成本和電能損失。保證了電網可靠供電，并為智能配電網的建設提供了產品支撐。

    段洪民，1973年6月出生，工程師，1997年畢業于河南廣播電視大學機電工程專業。現任研發中心副總經理。主要從事電力系統開關設備的研發及技術工作，2015年度石家莊鹿泉區第一屆區管拔尖人才，2018年度河北省科技型中小企業創新英才，2017年參與國家電網公司標準化箱式變電站標準制定工作。
邱士勇，1969年8月出生，工程師，1991年畢業于西北工業大學機械制造工藝與設備專業。現任科林電氣副總裁、首席質量官。主要從事電力系統研發團隊的建設和管理工作，引領公司積極參與國家、行業標準制定，提升企業競爭力。2017年榮獲“河北省第二屆十大杰出首席質量官”榮譽稱號。
胡新洪，1982年6月出生，本科，工程師，2006年畢業于河北科技大學電氣工程及其自動化專業。現任環網柜事業部總經理。主要從事10kV配電系統中的開關柜及環網柜的技術及管理工作。在科林電氣環網柜產品從無到有、從弱到強的發展過程中，發揮了不可替代的技術引領作用。

    公司專注于智能電網業務領域，專業從事智能電網配電、變電、用電和高低壓開關及成套設備、分布式光伏發電設備等產品的研發、生產、銷售和技術服務。石家莊科林電氣股份有限公司建立由股東大會、董事會、監事和高層經理人員組成的現代企業法人管理結構，公司下設行政部門、營銷部門、產品事業部以及企業技術中心等多個職能部門，并擁有石家莊科林電氣設備有限公司（石家莊）、天津科林電氣有限公司（天津）、石家莊科林電力設計院有限公司（石家莊）三家全資子公司。石家莊科林電氣設備有限公司主營高低壓開關設備、一次高壓成套設備的研發、生產和銷售，電力技術咨詢以及承裝（修、試）電力設施（四級）等業務。天津科林電氣有限公司主營光伏逆變產品、智能微電網產品的研發、生產及銷售等業務。石家莊科林電力設計院有限公司主營電力工程勘察、設計、總承包，電力工程安裝、施工及項目管理的相關技術與管理服務，電力技術咨詢等業務。

    公司堅持以企業為主體、以研發機構為龍頭、以市場為導向，以自主創新為驅動力，走產學研相結合的道路，不斷研發智能電網領域的關鍵核心技術，增強技術研發創新能力及科技成果轉化能力。技術中心于2018年被認定為“國家企業技術中心”。技術中心是石家莊科林電氣股份有限公司的技術實體部門，下設技術委員會和專家委員會兩個決策咨詢機構。技術中心常設組織機構有：科林研究院、科林設計院、信息中心、測試中心四個智能管理機構，建有河北省院士工作站、河北工程技術研究中心、河北省工程實驗室、河北省博士后創新實踐基地等多個科研平臺，共同為技術中心的科研發展、技術創新貢獻力量，實現技術中心的戰略目標和長期發展，為公司的穩步發展打下堅實的基礎。為保障技術中心標準化運行，企業制定了相應規章制度與技術規范，并實時更行及完善，主要包括《技術文件管理規范》、《試驗室管理辦法》、《產品型號、產品批次號命名規則》、《基礎設施和工作環境管理規定》、《質量目標與考核管理規定》、《科研項目立項的管理制度》、《研發投入核算財務管理制度》、《研發人員考核管理辦法》、《技術創新獎勵辦法》等，這些規章制度的建立確保了研究開發工作的順利開展。