我国低压电器行业经过50多年的发展,从无到有、从小到大,取得了骄人的成绩。目前已经形成比较完整的体系,就低压电器品种、规格、性能、生产能力来看,基本上满足了我国国民经济发展的需要。
从20世纪90年代初开始,我国就着手研制具有智能化、可通信功能的第3代低压电器,到上世纪末本世纪初基本实现了低压配电网的智能控制和网络控制,以此满足配网自动化的需求。1990年联合上海人民电器厂、遵义长征九厂向原机械工业部申报国家重点企业技术开发项目,于1991年正式立项。该产品于1995年通过鉴定,1997年开始投入小批量生产,型号为DW45系列,有3个框架等级2000A、3200A及6300A。其中6300A主回路为2台3200A并联组合而成。DW45智能化投放市场后由于其高性能和高可靠深受用户欢迎,其产量不断攀升。DW45系列断路器目前年产量已超过20万台,是我国低压电器发展史上推广最成功的产品。由于DW45大量推广,使ME和DW17系列断路器产量逐步下降。目前DW45系列万能式断路器在配电系统中运行的产品已超过 100万台。
但由于智能变电站、配电自动化、调度自动化等系统的研发与应用也在同期刚刚起步,因此,存在着需求分散、各成系统等问题,即系统平台不统一,各系统间很难实现互联和信息共享,造成不同地区、不同厂家生产的智能化低压电器等电器设备或高、低压电网间信息不通,数据上传不通,下达不畅,无法从根本上实现电力自动化目标。因此,我国具有智能化、可通信功能的第3代低压电器的推广应用并不十分理想,但从目前智能电网对电器设备的要求来看,已打下了一定的技术基础。
低压智能化控制系统在国外已广泛使用,这些系统往往省略了马达控制中心(MCC),电动机起动器一般安装在电动机旁边,它们通过现场总线与中央控制室上位机连接。既能集中控制,又能现场操作。为了尽快跟上世界新技术发展潮流,上海电器科学研究所从2000年开始,专门成立现场总线研发中心,重点研究可通信低压电器以及低压智能配电网络系统及相关配套产品。苏州万龙电气集团和常熟开关制造有限公司参与该项技术及相关产品的研发工作。经过近十年研发,我们已经在第三代主要低压电器产品上实现可通信,包括可通信万能式断路器、可通信塑壳式断路器、可通信双电源自动转换开关、可通信交流接触器、可通信电动机保护器、可通信软起动器、可通信控制与保护开关电器等产品。
通过以上一系列产品开发,使我国智能电器、可通信电器以及智能配电与控制系统相关技术跟上世界发展潮流。由于我国电工行业分割,各自为政,使该项技术及相关产品的推广带来困难。至今,我国智能化可通信低压电器及其系统推广并不理想。2009年美国提出了在美国发展与建设智能电网的设想,引起了全世界对智能电网发展的重视。当然也引起了我国高层领导的重视。我国已将智能电网发展与建设明确由国家电网公司统一规划、统一标准、统一实施。可以相信,随着智能电网建设与发展,我国智能化可通信低压电器及其系统必将带来新的发展机遇。
近年来,国内低压电器市场的发展已日趋繁荣。数据统计显示,中国低压电器行业经过50多年的发展,目前已经形成比较完整的产业体系,产值约200亿元,具有规模以上的生产企业达2000多家。在2012年原材料价格持续上涨、劳动力成本快速上升等多项不利形势下,我国低压电器行业仍然取得了产量增长10%、行业总产值增长15%的发展。
但据业内人士透露,“从市场情况看,我国生产的中、低档低压电器基本上占据了国内绝大部分市场,但国产高档低压电器除个别产品可与国外同类产品平分秋色外,其他国产高档低压电器国内市场占有率仍然很低。”事实上,第一、第二代低压电器产品性能落后且利润微薄,第三代产品又不能满足需求,开发新一代的低压电器产品已是当务之急。
因此,国内低压电器企业必须加大科研与新产品研发投入,加大基础共性技术研究,但是新产品的开发也不应该是闭门造车,而应立足实际市场需求,立足用户的需求,为企业用户开发出符合他们实际需求的产品,这才能立于不败之地。
2011年~2020年将是我国智能电网建设的主要时期,智能电网总投资规模预计接近4万亿元。随着智能电网进入全面建设的重要阶段和我国城镇化建设的进一步推进,城乡配电网的智能化建设将全面拉开,智能电网及智能成套设备、智能配电、控制系统将迎来黄金发展期,这就对国内低压电器产品提出了智能化发展的要求。对于国内低压电器市场来说,这无疑是一次巨大的机遇,同时也是一次严峻的考验。
低压电器产品更新换代是当务之急
第一、第二代低压电器产品性能落后、体积大、耗材多、节能指标低,几乎零利润,而第三代低压电器在很多场合下不能满足需求,如存在过电流短延时保护不完备、保护时间比较长、终端配电系统基本不具有选择性保护等问题,且目前智能电网对低压电器提出新的要求,开发新一代的低压电器产品成为当务之急。
开发个性化、有特色、有亮点且具有自主知识产权的低压电器已成为大部分企业首选。同质化产品只能是价格竞争,利润不断下降。
新一代产品发展的依据包含三个方面:市场需求、技术发展的趋向(含行业标准发展趋向)和系统发展的趋向。结合这三个方面选择新产品项目是比较正确的做法。
而新一代经济型产品要满足三个条件:产品的性能能够覆盖60-70%或70-80%,具备基本保护功能,实现小型化。发展经济型产品意味着需要生产新一代电器产品,并逐步淘汰第一、二代电器。这是电器行业面临重大的任务之一。
用户的需求应是新产品的灵感来源
低压电器行业的发展要和制造型企业保持一致,所以说,低压电器产品向系统智能化方向发展是大趋势,技术需求则不断向智能电网用户端、电动汽车、微电网拓展,但事实上,企业更希望解决的是一些实际相关的问题,让低压电器产品得到真正的应用。
正泰电器作为智能电器供应商,除了注重研究,更强调系统智能化,并且不局限于单个元器件的智能化。而在设计新产品时,公司更多地考虑来自时代、社会以及用户单位如设计院、供电、冶金、化工、油田等企业的实际需求。例如,某建筑设计院提出,需要一种只需漏电报警而不需断电的漏电断路器,因为断电后会不便于消防处理。于是公司就研发生产出了DZ47LE漏电断路器。
由此可见,用户的需求才应是公司设计新产品的灵感来源。公司获取用户需求的途径主要有两个。一是通过客户服务中心或售后服务中心在电话中获取。在回答客户问题时,实际上就可以获取用户对产品的要求以及用户的实际需求方面的信息,从而对产品、价格、服务进行具体的定位。二是从当下的时事以及热点问题中获取。比如近期的热点事件“钓鱼岛”。看上去和电器行业不相关,但联系“党的十八大”强调的我国要成为强大的海洋大国这样一个背景,立刻就明白了,“强大的海洋大国”当然需要武装军舰、航空母舰,这就需要生产出高标准的舰用电器。
电器智能化理论研究起关键作用
福州大学电气工程与自动化学院博士生导师张培铭教授表示,就智能电网的发展而言,电网是由众多电器组成的,它要智能化,必须先实现电器智能化。电器智能化是未来电器很重要的发展方向之一,而电器智能化理论和技术的研究可为电器发展奠定非常重要的基础。众所周知,从整体水平来说,含智能化技术的电器产品现在尚未得到广泛的应用,但未来一定会是发展趋势。因此,电器智能化理论研究起着关键性作用。
张培铭教授的工作重点是对电器智能化理论进行研究。他时常提醒学生,作为电器智能化方面的研究者,必须对新的技术和数学成果具有强烈的敏感性,思考这些新的技术和数学成果能否运用到自身研究的领域中。
张培铭教授认为,研究电器智能化有如下几个思路。首先要弄清楚智能电器中“智能”的概念,以及智能电器应该具备哪些基本的、初步的智能化功能。我想,智能电器应具备对外界环境(自然环境、电器系统环境等)智能应对的功能。唯有实现这样的功能,才能算“智能”。其次,需从系统的角度来看电器智能化。目前大部分厂家生产电器元器件,如接触器、断路器、热继电器等,但要适应智能电网的要求,仅限制在电器元件显然是远远不够的。这里所说的系统是指从整个电力系统来看而非某厂家自身产品系统来看。如果生产厂家各自为政,实现了各电器元器件的智能化,然后组成一个系统,这些智能化功能就会是一种极大的浪费,进而造成资源的浪费。