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    課題來源：本企業(yè)自選課題 課題名稱：10kV SF6全絕緣斷路器柜（戶外開關(guān)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(guān)箱）自動化成套設備是一種新興的智能電網(wǎng)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(huán)網(wǎng)供電和終端供電的重要開關(guān)設備。產(chǎn)品將電氣設備與電子控制技術(shù)緊密結(jié)合，涉及配電設備、網(wǎng)絡通信、電力保護等專業(yè)技術(shù)領域，綜合運用了傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)等，采用了獨特生產(chǎn)加工工藝和密封技術(shù)，合理的結(jié)構(gòu)設計，自主研發(fā)了多端縱聯(lián)方向面保護算法及水泡融合算法。相比傳統(tǒng)的配電成套設備，產(chǎn)品在安全、智能、靈活、環(huán)保、抗惡劣環(huán)境能力等方面都具有顯著提升，并最終實現(xiàn)了智能化故障定位與隔離，達到智能策略、最優(yōu)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(wǎng)建設。

    本項目在研制期間，課題組共授權(quán)實用新型專利6件，發(fā)表論文5篇。該項目解決了多項關(guān)鍵技術(shù)難題并取得技術(shù)突破，具有多項技術(shù)自主創(chuàng)新，主要技術(shù)創(chuàng)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(jiān)測開關(guān)設備運行狀態(tài)，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(chǎn)生應力破裂致變形漏氣。
4.采用“人”字形結(jié)構(gòu)支撐板，保證在內(nèi)部有壓力的情況下開關(guān)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(xiàn)分布式電源并網(wǎng)運行時配電網(wǎng)中的故障定位與隔離。
6.終端實時監(jiān)測并分析設備控制回路狀態(tài)、主開關(guān)各項參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常主動告警。
7.終端采用分段拋物線插值算法，對終端內(nèi)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(fā)的水泡融合算法，自動生成多套非故障區(qū)域供電恢復方案，采用智能策略實現(xiàn)最優(yōu)供電恢復。

    本項目產(chǎn)品優(yōu)于傳統(tǒng)產(chǎn)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(jiān)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(chǎn)生應力破裂致變形漏氣；采用“人”字形結(jié)構(gòu)支撐板，保證在內(nèi)部有壓力的情況下開關(guān)變形量小，維持更好的機械特性；終端實時監(jiān)測并分析設備控制回路狀態(tài)、主開關(guān)各項參數(shù)，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)分布式電源并網(wǎng)運行時配電網(wǎng)中的故障定位于隔離；自主研發(fā)的水泡融合算法，能夠自主生成多套非故障區(qū)域供電恢復方案，實現(xiàn)最優(yōu)供電恢復。以上創(chuàng)新設計都領先于市場上其它產(chǎn)品設備，具有產(chǎn)品導向性。

    10kV SF6全絕緣斷路器柜（戶外開關(guān)箱）自動化成套設備采用先進的密封技術(shù)、更合理的結(jié)構(gòu)設計和一二次結(jié)合通訊技術(shù)，相比傳統(tǒng)的配電成套設備，在安全、智能、靈活、環(huán)保、抗惡劣環(huán)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(wǎng)建設；作為得到很多用戶青睞的一種優(yōu)良成套設備，它除電壽命長，開斷力強等優(yōu)點外，還有容易實現(xiàn)三工位(接通、斷開和接地)，小電流(電感、電容)開斷，抗嚴酷環(huán)境條件能力強的優(yōu)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(chǎn)品的應用，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)供電，如果線路故障忽然跳閘，可以馬上投切，轉(zhuǎn)由其他線路供電，從而保證了供電的可靠性。以產(chǎn)品年應用量2000臺，每臺戶外開關(guān)箱6單元成套設備計算，因投切及時，平均每臺開關(guān)箱可以減少線路停電時間約0.25小時/年，減少人員現(xiàn)場維護0.15人次/年；綜合計算，因本產(chǎn)品的投入使用，可以使配電網(wǎng)絡每年減少停電時間總計約83小時，減少現(xiàn)場維護約50人次。使整體電網(wǎng)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(nèi)較早從事電力產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的專業(yè)公司，在研發(fā)技術(shù)方面：擁有大量專業(yè)化人才，多年從事相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)工作，積累了豐富的經(jīng)驗，技術(shù)實力雄厚，本項目開發(fā)團隊由近20名專業(yè)開發(fā)人員組成，大部分開發(fā)人員具有5年以上開發(fā)經(jīng)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(fā)團隊還獲得石家莊市科技創(chuàng)新團隊、河北省巨人計劃創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊稱號，人員隊伍穩(wěn)定，并具有較強的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗與技術(shù)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(jīng)驗；在工程實施方面：具有多年相關(guān)產(chǎn)品的銷售業(yè)績及現(xiàn)場運行經(jīng)驗，經(jīng)過專業(yè)化隊伍建設，培養(yǎng)了一批具有豐富工程經(jīng)驗的項目經(jīng)理和工程師；在生產(chǎn)方面，公司擁有開關(guān)事業(yè)部、成套事業(yè)部、環(huán)網(wǎng)柜事業(yè)部、配網(wǎng)事業(yè)部、綜自事業(yè)部等優(yōu)秀的生產(chǎn)團隊，為電力系統(tǒng)提供多年的產(chǎn)品和服務，非常熟悉相關(guān)電力產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和技術(shù)要素。

    本項目產(chǎn)品與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比，技術(shù)先進、功能完善齊全，與傳統(tǒng)環(huán)網(wǎng)柜相比，能夠滿足一二次融合技術(shù)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(guān)氣體壓力的零部件，極大地提高可靠性，真正實現(xiàn)免維護和實時監(jiān)測，并確保了開關(guān)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(wǎng)絡，具備終端間的數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)多端縱連方向面保護算法，在不依賴于主站條件下，實現(xiàn)分布式電源并網(wǎng)運行時配電網(wǎng)中的故障定位與隔離。采用分段拋物線插值算法，對終端內(nèi)部的電流、電壓互感器進行角差、線性補償、實現(xiàn)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(tǒng)采用改進的遺傳算法實現(xiàn)線路故障的定位與隔離，采用自主研發(fā)的水泡融合算法，自動生成多套非故障區(qū)域供電恢復方案，根據(jù)開關(guān)動作最少、負荷最優(yōu)、恢復供電區(qū)域最大等多種策略，實現(xiàn)供電恢復方案的智能擇優(yōu)，并按照最優(yōu)方案人工或自動進行非故障區(qū)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(shù)的融合水平，為電力供電、配電系統(tǒng)安全的可靠運行及智能電網(wǎng)建設、提高科林品牌影響力等都提供了可靠的產(chǎn)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(qū)域分析問題，減少了現(xiàn)場運維次數(shù)和時間，大幅度降低了運營成本。通過該項目的實施，項目產(chǎn)品的投入使用，加上已有優(yōu)質(zhì)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(guān)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(wǎng)建設。 綜上所述，該項目多項創(chuàng)新技術(shù)的應用對供配電領域相關(guān)產(chǎn)品在可靠、安全、靈活、智能等方面的技術(shù)進步起到了積極促進作用，推動了行業(yè)發(fā)展、科技進步，提高了市場競爭力。

    本項目產(chǎn)品的主要商業(yè)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(wǎng)公司分批次通過統(tǒng)一招投標形式進行，故而本項目產(chǎn)品10kV SF6全絕緣斷路器柜（戶外開關(guān)箱）自動化成套設備也主要通過國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等公司進行統(tǒng)一招投標模式實現(xiàn)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(wǎng)公司和供應商；終端用戶產(chǎn)生實際應用需求（如：醫(yī)院、企業(yè)、學校、社區(qū)等），報批地方電網(wǎng)公司，電網(wǎng)公司通過逐級上報最終將需求情況匯集到總公司，由此統(tǒng)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(wǎng)公司，配網(wǎng)中的新增、改造都需要新產(chǎn)品的投入。此時，產(chǎn)品應用于環(huán)網(wǎng)供電中，更能發(fā)揮出項目產(chǎn)品優(yōu)勢，為智能電網(wǎng)建設添磚加瓦。

    項目產(chǎn)品10kV SF6全絕緣斷路器柜（戶外開關(guān)箱）自動化成套設備主要應用在10kV配電網(wǎng)絡中，可以作為環(huán)網(wǎng)供電和終端供電使用，主要可以應用在城市住宅小區(qū)、高層建筑、大型公共建筑、工廠企業(yè)等負荷中心。項目產(chǎn)品單臺產(chǎn)品材料成本13440元，人工及其他成本4120元；預計單臺產(chǎn)品銷售價格為25500元。預計前兩年年產(chǎn)量達2000臺，實現(xiàn)年產(chǎn)值5100萬元；兩年后平均每年年產(chǎn)量達到5000臺以上，實現(xiàn)年產(chǎn)值12750萬元，年利稅達3970萬元。項目產(chǎn)出設備已經(jīng)在河北、山東、浙江、遼寧、湖南、江蘇等區(qū)域中標，產(chǎn)品運行情況良好,設備的應用使整體電網(wǎng)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(wǎng)可靠供電，并為智能配電網(wǎng)的建設提供了產(chǎn)品支撐。

    段洪民，1973年6月出生，工程師，1997年畢業(yè)于河南廣播電視大學機電工程專業(yè)。現(xiàn)任研發(fā)中心副總經(jīng)理。主要從事電力系統(tǒng)開關(guān)設備的研發(fā)及技術(shù)工作，2015年度石家莊鹿泉區(qū)第一屆區(qū)管拔尖人才，2018年度河北省科技型中小企業(yè)創(chuàng)新英才，2017年參與國家電網(wǎng)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(yè)于西北工業(yè)大學機械制造工藝與設備專業(yè)。現(xiàn)任科林電氣副總裁、首席質(zhì)量官。主要從事電力系統(tǒng)研發(fā)團隊的建設和管理工作，引領公司積極參與國家、行業(yè)標準制定，提升企業(yè)競爭力。2017年榮獲“河北省第二屆十大杰出首席質(zhì)量官”榮譽稱號。
胡新洪，1982年6月出生，本科，工程師，2006年畢業(yè)于河北科技大學電氣工程及其自動化專業(yè)?，F(xiàn)任環(huán)網(wǎng)柜事業(yè)部總經(jīng)理。主要從事10kV配電系統(tǒng)中的開關(guān)柜及環(huán)網(wǎng)柜的技術(shù)及管理工作。在科林電氣環(huán)網(wǎng)柜產(chǎn)品從無到有、從弱到強的發(fā)展過程中，發(fā)揮了不可替代的技術(shù)引領作用。

    公司專注于智能電網(wǎng)業(yè)務領域，專業(yè)從事智能電網(wǎng)配電、變電、用電和高低壓開關(guān)及成套設備、分布式光伏發(fā)電設備等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)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(jiān)事和高層經(jīng)理人員組成的現(xiàn)代企業(yè)法人管理結(jié)構(gòu)，公司下設行政部門、營銷部門、產(chǎn)品事業(yè)部以及企業(yè)技術(shù)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(guān)設備、一次高壓成套設備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，電力技術(shù)咨詢以及承裝（修、試）電力設施（四級）等業(yè)務。天津科林電氣有限公司主營光伏逆變產(chǎn)品、智能微電網(wǎng)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售等業(yè)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(guān)技術(shù)與管理服務，電力技術(shù)咨詢等業(yè)務。

    公司堅持以企業(yè)為主體、以研發(fā)機構(gòu)為龍頭、以市場為導向，以自主創(chuàng)新為驅(qū)動力，走產(chǎn)學研相結(jié)合的道路，不斷研發(fā)智能電網(wǎng)領域的關(guān)鍵核心技術(shù)，增強技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新能力及科技成果轉(zhuǎn)化能力。技術(shù)中心于2018年被認定為“國家企業(yè)技術(shù)中心”。技術(shù)中心是石家莊科林電氣股份有限公司的技術(shù)實體部門，下設技術(shù)委員會和專家委員會兩個決策咨詢機構(gòu)。技術(shù)中心常設組織機構(gòu)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(gòu)，建有河北省院士工作站、河北工程技術(shù)研究中心、河北省工程實驗室、河北省博士后創(chuàng)新實踐基地等多個科研平臺，共同為技術(shù)中心的科研發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新貢獻力量，實現(xiàn)技術(shù)中心的戰(zhàn)略目標和長期發(fā)展，為公司的穩(wěn)步發(fā)展打下堅實的基礎。為保障技術(shù)中心標準化運行，企業(yè)制定了相應規(guī)章制度與技術(shù)規(guī)范，并實時更行及完善，主要包括《技術(shù)文件管理規(guī)范》、《試驗室管理辦法》、《產(chǎn)品型號、產(chǎn)品批次號命名規(guī)則》、《基礎設施和工作環(huán)境管理規(guī)定》、《質(zhì)量目標與考核管理規(guī)定》、《科研項目立項的管理制度》、《研發(fā)投入核算財務管理制度》、《研發(fā)人員考核管理辦法》、《技術(shù)創(chuàng)新獎勵辦法》等，這些規(guī)章制度的建立確保了研究開發(fā)工作的順利開展。