电力设备在线监测行业分析报告.docx

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电力设备在线监测行业分析报告

2016年电力设备在线监测行业分析报告

2016年8月

目录

一、行业概况4

1、电力设备在线监测基本情况4

（1）在线监测是电力设备安全运行的需要4

（2）在线监测是检修制度变革的需要5

（3）在线监测是智能电网的重要环节6

2、电力设备在线监测技术的种类8

（1）油色谱在线监测8

（2）局部放电在线监测9

（3）油中含水量在线监测10

（4）SF6气体密度在线监测10

（5）电力设备温度在线监测10

（6）输电线路覆冰在线监测11

3、电力设备在线监测行业发展概况11

（1）行业发展历程11

（2）行业生命周期14

二、行业市场规模与竞争格局14

1、电力设备在线监测市场规模15

（1）电力产业稳定增长15

（2）智能电网步入第三阶段17

（3）电力设备在线监测市场规模18

2、电力设备在线监测行业竞争格局19

（1）行业竞争格局19

（2）行业主要企业20

①许继电气股份有限公司简介20

②宁波理工环境能源科技股份有限公司20

③上海欣影电力科技股份有限公司21

④西安西拓电气股份有限公司21

⑤杭州申昊科技股份有限公司22

⑥国电南瑞科技股份有限公司22

三、行业相关政策法规23

1、行业主管部门及监管体制23

2、主要法律法规及产业政策23

四、行业壁垒25

1、技术壁垒25

2、人才壁垒26

3、品牌壁垒26

4、资质壁垒26

5、市场验证期壁垒27

五、行业周期性、区域性与季节性27

1、周期性27

2、区域性28

3、季节性28

六、行业风险特征28

1、政策风险28

2、季节性风险28

3、市场竞争加剧风险29

4、人才流失风险29

5、技术革新风险30

一、行业概况

1、电力设备在线监测基本情况

电力设备在线监测是指在被测设备处于运行的条件下，对设备的状况进行连续或定时的监测，通常是自动进行的。

在线监测系统一般由先进的传感器技术、计算机与信息处理技术、通讯系统、专家分析系统及较为完备的系统数据信息库组成。

在线监测技术是实现电力设备状态检修的前提，所谓状态检修（ConditionBasedMaintenance，CBM），就是根据设备的运行状态决定检修时机，要求实时地监测设备运行状态，状态检修可以克服定期检修方式下的局限性，能够及时发现潜伏性故障，降低事故率；通过提高检修的针对性，可提高设备使用率，减少停机时间和开停机次数，延长设备使用寿命。

（1）在线监测是电力设备安全运行的需要

电力高压设备是电网稳定可靠运行的关键，对保障社会正常运行和人民正常生活具有重要意义。

高电压、大容量的电力变压器是输变电系统最关键的设备，在运行中会受到电、热、机械、环境等各种因素的影响，绝缘性能可能发生劣化，安全性能下降，甚至导致发生故障，从而引起局部乃至大面积停电等重大电力事故，造成巨大的直接和间接经济损失和社会影响。

因此，对电力高压设备进行必要的监测，保证其稳定运行，对电力系统运行的可靠性、安全性具有重要意义。

（2）在线监测是检修制度变革的需要

长期以来，我国高压电气设备的技术管理一直采用的是设备预防性试验和设备周期性大修的维护方式，然而随着电网规模扩大与智能化水平提高，这种检修方式已经越来越不适应当前电网的发展需要，并且在安全生产方面存在着如下弊端：

○1周期性检修往往导致检修过剩或检修不足，检修过度会造成设备利用率下降，浪费人力、物力、财力；检修不足会导致不能及时发现故障隐患。

○2由于周期性检修停电时间长、停电次数较多，造成检修工作的时间过长，也就增高了发生事故的几率。

○3检修中心维护的变电站和设备的数量在大量增多，但检修成本和检修人员无法同比例增长。

如果仍以周期性检修的方式来运作，势必难以权衡和面面俱到，就难免影响到检修质量，危及电网和设备的安全。

随着近年来在线监测技术的不断发展和成熟，状态检修在我国电力系统获得了初步应用和推广，并取得了成功的实践经验，已被我国电力企业尤其是以国家电网公司为代表的输电企业所接受和认同。

2009年7月，国家电网公司明确提出，要从2010年起开始全面推广实施设备状态检修，全面提升设备智能化水平，推广应用智能设备和技术，实现电网安全在线预警和设备智能化监控。

2011年底，国家电网公司开始将变压器油中溶解气体在线监测装置纳入协议库存招标的范围中，并在2012年初与2014年初进行了两次集中招标。

作为业务范围涵盖25个省市自治区的超大型输电企业，国家电网公司的这一决定标志着状态检修即将在全国电力系统推广实施，也为在线监测产品提供了广阔的市场需求空间。

（3）在线监测是智能电网的重要环节

2009年5月，国家电网公司提出了坚强智能电网的初步建设规划，国家电网公司在《国家电网智能化规划总报告》中提出：

全面实施输电线路状态检修和全寿命周期管理，建设输变电设备状态集中监测中心，实现对特高压线路、重要输电走廊、大跨越、灾害多发区的环境参数和运行状态参数的集中实时监测和灾害预警。

智能电网这一具有重大战略意义的建设规划的提出，意味着国家将在这一领域持续加大投资力度。

这一战略规划的逐步实施和状态检修制度的全面推行，将极大地推动变压器等电力高压设备在线监测产品的市场需求，为在线监测行业带来广阔的发展空间，成为在线监测行业持续增长的长期推动力。

2、电力设备在线监测技术的种类

由于电力设备种类繁多，结构各异，各种设备的在线监测要求都不同，因此在线监测技术含有多种项目，下面介绍几种常见的电力设备在线监测技术。

（1）油色谱在线监测

油浸式变压器局部发生潜伏性的微型故障时，由于电晕和火花放电或局部过热的原因，导致变压器内部的纤维和绝缘油过热，释放出各种气体，这种潜伏性故障随着时间推移，可能发展成为严重故障。

在变压器的运行维护过程中，变压器油中的微水含量是一个非常重要的指标，油中微水含量对油的绝缘性能有很大的影响，当油中微水含量超过一定阈值时，设备的绝缘性能将大大降低，严重时可导致绝缘击穿、烧毁设备等重大事故。

变压器油色谱在线监测可以及时监测绝缘油中溶解的各种故障特征气体或水分的浓度及变化趋势，分析判断变压器的运行状况，给运维人员提供实时的状态显示或警报。

（2）局部放电在线监测

变压器、GIS、开关柜等电力设备均存在局部放电现象，针对不同的电力设备往往有不同的监测方法。

变压器局部放电监测有电测法和非电测法两种，电测法的原理是通过测量局部放电产生的脉冲信号，即脉冲电流的大小来确定放电的位置；非电测法的原理是通过测量局部放电时发出的声波信号来确定放电位置。

高压开关柜如果其内部存在绝缘缺陷，绝缘质量达不到运行要求以及接触不良等问题，均会出现局部放电的故障，而这就会给电网的安全高效的运行带来影响。

常见的局部放电监测技术有TEV监测技术和超声波监测技术。

GIS发生绝缘故障时，常常也伴随着内部电场的畸变和局部放电现象的出现，并产生脉冲电流，该脉冲电流激发出高频电磁波，该电磁波从GIS的盘式绝缘子处泄露出来，采用高频传感器测量绝缘缝隙处的电磁波，然后根据接收到的信号强度来分析局部放电的严重程度。

（3）油中含水量在线监测

变压器油中含水量在线监测还有另外一种方法，其原理是以相对饱和度和温度为监测特征量，采用湿度传感器和温度传感器实现对油中微水含量的在线监测，并利用计算机完成数据的采集与分析，达到在线监测的目的。

（4）SF6气体密度在线监测

六氟化硫（SF6）具有一般电介质不可比拟的绝缘特性和灭弧能力，广泛应用于全世界电力行业中的高压断路器及变电设备中，几乎成为高压、超高压断路器和GIS中唯一的绝缘和灭弧介质。

因为GIS的绝缘和灭弧性能在很大程度上取决于SF6气体的密度，所以通过监测SF6气体的密度就可以了解GIS内部的绝缘性能。

（5）电力设备温度在线监测

变电站、发电厂的高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要设备，在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，这些发热部位的温度如果无法实现实时监测，将可能最终导致火灾和大面积停电事故的发生，因此，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。

主要的测温技术有红外热成像、光纤测温、SAW无源无线测温技术等。

（6）输电线路覆冰在线监测

输电线路在覆冰状况下，依托后台诊断分析系统对监测数据进行分析，实现对线路冰害事故的提前预测，输电线路覆冰状况有两种工作原理，一是通过监测线路拉力来反映覆冰状况，将应力传感器串接在绝缘子上，其应用前提为应力传感器通过试验和安全性论证。

二是通过监测导线倾斜角、弧垂等参数来反映覆冰状况，不需要改变线路参数、不会影响线路的运行安全。

3、电力设备在线监测行业发展概况

（1）行业发展历程

电力设备的检修模式大致可分为故障检修（BreakdownMaintenance，BM）、定期检修（TimeBasedMaintenance，TBM）和状态检修（ConditionBasedMaintenance，CBM）三种。

1950年以前是检修发展的第一阶段，该阶段的检修策略是故障检修，这种方式以设备出现功能性故障为依据，在设备发生故障已无法运转时才进行维修，因此，不能保障电网的安全稳定运行，存在检修不足的问题。

20世纪50年代至70年代是检修发展的第二个阶段，这一状态的检修策略主要是定期检修。

这种检修模式有效地减少了电网设备的突发事故，保证了电网的安全运行，但因为不能事先掌握设备状态，存在检修过度问题，且成本较高。

第三阶段是状态检修，最早由美国杜邦公司于20世纪70年代首先提出。

随着电力系统朝着高电压、大容量的方向发展，保证电力设备的安全运行越来越重要，停电事故给生产和生活带来的影响及损失也越来越大。

因此迫切需要对电力设备运行状态进行实时或定时的在线监测，及时反映绝缘的劣化程度，以便采取预防措施，避免停电事故发生。

进入80年代以来，电力设备在线监测技术发展很快，绝大多数变电站设备及发电机、电缆、线路绝缘子等都有在线监测项目。

随着电子技术的进步和传感器技术、光纤技术、计算机技术、信息处理技术等的发展和向各领域的渗透，系统监控技术中广泛应用了这些先进的科研成果，使在线监测技术逐步走向实用化阶段。

与预防性试验相比，在线监测系统采用更高灵敏度的传感器以采集运行中设备绝缘劣化的信息，信息量的处理和识别也依赖于有丰富软件支持的计算机网络，不仅可以把某些预试项目在线化，而且还可以引进一些新的更真实反映设备运行状态的特征量，从而实现对设备运行状态的综合诊断，促进电力设备由定期试验向状态检修过渡的进程。

电力设备状态检测、监测是通过对电力设备的状态进行检测和监测，获取电力设备状态信息，及时发现各种劣化过程的发展状况，并在可能出现故障或性能下降到影响正常工作前，及时进行维修、更换，从而保障整个电网运行的安全性、稳定性和可靠性。

电力设备状态检测、监测是状态检修的基础和必要手段，也是我国电网公司建设坚强智能电网、提升管理精益化水平的重要支撑和手段。

电力设备状态检测、监测的手段主要包括带电检测、在线监测和离线检测等三种。

其中，带电检测一般采用便携式检测设备，对运行状态下的电力设备状态量进行现场检测。

在线监测一般采用相关设备或仪器，安装在被监测的设备上，用于对被监测设备进行不间断实时在线监测。

离线检测一般通过定期对停止运行的设备进行规定项目的检查，发现设备的问题和隐患。

（2）行业生命周期

根据产品生命周期特性，对电力设备在线监测行业生命周期分析如下：

综合分析行业的发展状况和市场需求特征，电力设备在线监测行业处于成长期，进入壁垒较高，产品品种丰富，市场增长率较高。

在成长期，企业应当增加投