大容量高速开关及消弧装置可行性报告.docx

1、大容量高速开关及消弧装置可行性报告大容量高速开关及消弧装置可行性研究报告申报单位： 安徽凯立科技股份有限公司地 址： 合肥市长江西路669号第一章 总论1.1 概述1.2 项目的意义和必要性1.3 国内外现状及市场分析第二章 项目技术基础2.1 成果来源及知识产权情况2.2 已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定年限2.3 产品技术特点2.4 产品技术优势与产品关联度分析2.5 该重大关键技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用第三章 建设方案、规模、地点3.1 地理位置3.2 厂区总平面布置3.3 其它相关建设条件第四章 工艺技术方案4.1 生产规模4.2 工艺流程4.3 主要生产设备4.4

2、主要原材料消耗定额第五章 原材料供应及外部配套情况第六章 环境污染防治第七章 建设工期和进度安排第八章 项目实施管理、劳动定员及人员培训第九章 投资估算9.1 编制说明9.2 项目总投资第十一章 资金筹措与经济效益分析10.1 概述 10.2 资金筹措 10.3 产品品种、产量及产品价格 10.4 项目成本费用估算说明 10.5 财务评价 10.6 分析结论附表 1 固定资产折旧，无形资产、递延资产摊销估算表附表 2 单位产品生产成本估算表附表 3 损益表附表 4 借款还本付息计算表附表 5 现金流量表（全部投资）附表 6 投资计划与资金筹措表附件：1.企业法人营执照2.高新技术企业认定证书3

3、.国家重点新产品证书4.检验报告5.承贷意向书6.信用等级证书7.办公厂房基地建设情况说明8.地块定位图9.新增厂房总平面布置图10.合肥高新技术产业开发区集中新建区出让土地基础设施（八通一平）的配套条件11.环保证明第一章 总 论1.1 概述1.1.1 项目名称、项目承担单位名称、企业性质及法人。（1）项目名称：安徽凯立科技股份有限公司年产1000台套大容量高速开关及消弧装置项目。（2）项目承担单位名称：安徽凯立科技股份有限公司（3）企业性质：股份制（4）法人代表：王川（公司董事长）1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则（1）国家发展和改革委员会办公厅文件（发改办高技2004169号）国家

4、发展改革委员会办公厅关于组织申报信息产业企业技术进步和产业升级专项的通知。（2）国家发展和改革委员会办公厅文件（发改办高技20041196号）国家发改委办公厅关于开展2004年信息产业企业技术进步和产业升级专项项目可行性研究的通知1.1.3 项目承担单位和项目法人的情况安徽凯立科技股份有限公司前称为合肥凯立电子有限责任公司，1994年由王川博士创建。1995年合肥凯立电子有限责任公司被安徽省科委认定为高新技术企业。1996年底公司迁址至合肥市长江路669号合肥高新技术开发区天达路。公司总部占地面积2755M2，建筑面积6282M2。2000年12月公司改制成股份制公司，目前公司净资产总额已达到

5、4286万元。公司拥有固定资产原值1080万元，净值929万元。2002年公司销售总额为5681万元，利润总额1431万元，净利润613万元。公司资产负债率为38.6。公司下设总工办、技术部、生产部、质量部、财务部、供销部、办公室等。公司现有职工201人，其中技术人员26人（高级职称人员7人，中、初级职称人员19人），有较强的技术开发能力。1999年公司获得中国方圆认证委员会ISO9001质量体系认证。几年来公司先后获得省、市先进私营企业；依法纳税先进企业；重合同守信用企业等称号。2001年被评为本年度省民营企百强排序20强企业。公司主要生产电力设备安全保护装置，拥有十几个自主开发，拥有完全知

6、识产权的产品。三相组合式过电压保护器（TBP）为专利产品，96年获省科委“省级高新技术产品”认证并获省科技进步四等奖；发电机非全相及大滑差异步运行过电压保护装置（FMB）为专利产品，96年获省科委“省级高新技术产品”认证，并获国家五部委“国家重点新产品”认证；高压限流熔断器组合保护装置（FUR）为专利产品，98年被省科委认定为“省级高新技术产品”；交流无间隙氧化锌避雷器分跨式电流在线检测微安表产品97年被认定为“省级新产品”，98年被认定为“国家级新产品”；公司产品在技术上具有领先优势，销售情况良好。公司董事长王川1988年毕业于中国科学院等离子所热核聚变专业，获工学博士学位；1988年任中科

7、院等离子所副研究员；1994年被中国电机工程学会聘为励磁分会委员；1995年获省政府特殊津贴；1996年获教授级高级工程师职称。王川博士多年来致力于电力系统高科技产品的开发、研究工作，成果卓著，自1994年以来有十余项成果获国家专利，并获多项国家级荣誉。王川博士为了把研究成果转变为生产力，1994年以50万元创办该企业，至今企业已拥有7474多万元总资产规模，平均年增长率达82，为安徽经济发展做出了突出贡献。1.2 项目的意义和必要性企业电网和供电电网的过电压和可靠性问题是行业专业会议谈论最为热烈的话题，由于大容量高速开关装置FSR和消弧及过电压保护装置XHG是针对供用电系统目前在运行中存在的

8、主要问题而专门研制的专利技术产品，解决了电力系统困惑多年而又急于解决的问题，为提高供电电网和企业内部电网的供电可靠性，提供了有效的方法。大容量高速开关装置FSR和消弧及过电压保护装置XHG这两种专利技术产品被越来越广泛地接受和认可。2002年3月国家经贸委曾组织全国各大企业主要领导参加的高级研讨会，研究采用安徽凯立科技股份有限公司的专利技术产品解决企业内部电网运行可靠性和节能降耗问题的可行性，使上述两种产品的信息在市场上迅速扩散。尤其是冶金、石化、煤炭等行业，对解决上述问题的要求更加迫切。全国石油系统和全国铁路与城市轨道交通系统也分别于2002年4月和2003年4月组织专题会议，并形成会议纪要

9、，对上述两种产品在提高电网运行可靠性、治理过电压方面所能够起到的作用做了充分的肯定，并建议推广应用。1. 我国目前电力系统存在的主要问题（1）断路器开断能力满足不了要求，影响供电可靠性随着电力系统的扩大，单机容量的提高，系统短路容量越来越大。发电机出口短路电流已超过80KV，厂用变压器分支短路电流已超过100KA。国产断路器已无法满足要求，进口断路器价格昂贵。致使大型发电机出口和厂用变压器分支短路时，得不到有效保护。（2）断路器开断短路故障时间过长常规的断路器开断短路故障一般需要80140ms，系统设备不可避免地要承受45次强大的短路电流的冲击，使设备的运行寿命和可靠性大大降低。（3）电抗器的

10、负面影响越来越明显作为限制短路电流用的电抗器，正常运行时长期串联在主回路当中，会加大电压波动范围，产生巨大的电能损耗，强大的漏磁场还将对通讯系统和厂房寿命造成威胁。（4）中压电力系统受弧光接地过电压的影响，供电可靠性很难保证我国中等电压等级的电力系统，中性点多为非直接接地，一旦发生单相弧光接地，在非故障相将产生持续时间较长的34倍的过电压。这种弧光接地过电压对于电缆线路等固体绝缘的设备将造成积累性损伤，很快发展成为相间短路故障。并且弧光接地过电压还容易激发铁磁谐振，导致PT或避雷器爆炸。2. 大容量高速开关装置FSR和消弧及过电压保护装置XHG在电力系统中的应用（1）大容量高速开关装置FSR，

11、利用高能氧化锌非线性电阻吸收开断过程中的能量，从而使装置的开断能力达到160KA甚至更高，能有效地解决断路器开断能力不足的问题。（2）大容量高速开关装置FSR，可在1ms之内使短路电流在上升的起始阶段被强行截流，可使最大短路冲击电流降低67倍，避免系统设备遭受强大短路电流的冲击。（3）大容量高速开关装置FSR可与是抗器并联，正常运行时电抗器被FSR短接，消除了电抗器带来的电压波动、电能损耗和漏磁场等问题。一旦短路故障发生，FSR在1ms截流，3ms电流衰减到零，将电抗器高速投入运行，达到限制短路电流的目的。（4）消弧及过电压保护装置XHG可以在系统发生单相弧光接地的3040ms之内，将弧光接地

12、高速地转化为金属性接地，把34倍的弧光接地过电压限制到设备能够承受的线电压的水平。可避免电缆线路等固体绝缘设备的积累性损伤，有效地防止电压互感器和避雷器的爆炸。3. 大容量高速开关装置FSR和消弧及过电压保护装置XHG高技术产业化的必要性（1）大容量高速开关装置FSR和消弧及过电压保护装置XHG是为解决电力系统中存在的问题而专门研制的高新技术产品。大容量高速开关装置FSR于2000年上半年研制成功，同年10月21日获得国家实用新型专利（专利号ZL00219353.3），2001年完成样机的工业试运行，2002年1月在西高所通过产品的型式试验。消弧及过电压保护装置XHG于2000年初研制成功，同

13、年6月17日获得国家实用新型专利（专利名称：三相电力电网非直接接地系统过电压限制器，专利号：ZL99229228.X），2001年完成样机的工业试验和试运行。上述两种产品于2001年被国家五部委认定为国家重点新产品。（2）大容量高速开关装置FSR和消弧及过电压保护装置XHG一投放市场，即受到用户的极大关注与欢迎。随着产品的不断成熟和完善，市场销售一直保持高速增长的势头。2000年两种产品的销售量为9台，2001年为28台，年增长率为211，2002年为94台，年增长率为236。2003年 为202台，年增长率为214。随着产品信息的扩散，市场需求的增长，安徽凯立科技股份有限公司现有生产能力不足

14、的问题越来越突出。一般说来，一种新产品要维持35年的高速增长势头，其生命力可达510年。按照这样的增长趋势，预计至2006年市场需求量将达到1000台。尽管目前企业在加班加点生产，生产能力远远不能满足市场的需要。尽早扩大和产规模，使大容量高速开关装置FSR和消弧及过电压保护装置XHG等高新技术产品迅速实现产业化，已成当务之急。1.3 国内外现状及市场分析按国家计划，“十五”期间我国将新增装机7000万7600万千瓦。每万千瓦装机容量需126千伏以上的断路器3.7万台，也就是说，“十五”期间，高低压断路器年均需求量即达近6000万台。FSR大容量高速开断装置能够取代断路器用于需要大容量快速开断大

15、电流场所，广泛应用于电厂、变配电所、石化厂、钢铁厂等行业。中石油化集团已发文向全系统推广使用FSR产品。据调查每年仅石化、钢铁行业需求量就达1000台以上。按目前的均价每台30万元计，采购额就达到3亿元人民币。安徽凯立科技股份公司由于产能所限，目前仅小批量生产，2002年生产销售36台左右，销售额达到1100万元，产品供不应求。国外唯一能生产类似产品的德国ABB公司，年生产销售1000台以上，产值达2亿美元以上，但产品价格是FSR大容量高速开断装置5倍以上。由于FSR大容量高速开断装置的推出，2002年ABB公司在国内没售出一台同类产品。XHG消弧过电压保护装置也是王川博士的专利产品，适用于供

16、电局属下的供电电网，以及石化厂、钢铁厂等大型企业内部电网。据预测，至2005年国内输变电设备需求量将达到1478294台（组），平均年采购额近千亿元；据调查仅石化、钢铁系统对XHG消弧过电压保护装置年需求量就达3000台以上。按目前XHG消弧过电压保护装置均价每台15万计，采购额达4.5亿。安徽凯立科技公司2002年小规模生产销售58台，销售额达1160万元，2003年生产151台，销售额为2300万元。本次项目建成投产后将形成1000台套的年生产能力，年销售额达到18500万元，消耗原材料及外协件约12339.5万元。带动钢材、铜材、化工材料、陶瓷、绝缘材料、密封材料等相关产业的发展，增加就

17、业机会，有较好的社会效益。第二章 项目的技术基础2.1 成果来源及知识产权情况安徽凯立科技股份有限公司董事长王川博士开发的FSR大容量高速开关装置于2000年10月21日获得国家实用新型专利（专利号：ZL00219352.3）；XHG消弧及过电压保护装置（三相电力电网非直接接地系统过电压限制器）于2000年6月17日获得国家实用新型专利（专利号：ZL99229228.X）。上述两产品，2001年被国家五部委认定为“国家重点新产品”。2.2 已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定 大容量高速开关装置FSR和消弧及过电压保护装置XHG是为解决电力系统中存在的问题而专门研制的高新技术产品。大容量高速开

18、关装置FSR于2000年上半年研制成功，同年10月21日获得国家实用新型专利（专利号ZL00219353.3），2001年完成样机的工业试运行，2002年1月在西高所通过产品的型式试验。 消弧及过电压保护装置XHG于2000年初研制成功，同年6月17日获得国家实用新型专利（专利名称：三相电力电网非直接接地系统过电压限制器，专利号：ZL99229228.X），2001年完成样机的工业试验和试运行。 上述两种产品于2001年被国家五部委认定为国家重点新产品。2.3 产品技术特点2.3.1. FSR大容量高速开关装置大容量高速开关装置（FSR）应用于电力系统作为短路故障的开断保护，由桥体、熔断器、非

19、线性电阻和测控单元组成。测控单元监测电流和电流变化率，在短路时向桥体发出分断信号。桥体在0.15ms之内快速断开，桥体断开后，全部短路电流转移到熔断器，熔断器在0.5ms内熔断，并产生足够的弧压使非线性电阻导通，吸收磁能，并把开断时的过电压限制在允许范围内。使用FSR，全过程短路电路在1ms以内被截流，3ms之内衰减到零，故障被完全切除。关键技术：a.短路电流检测技术。采用电流幅值、电流变化率作为判据：快速，可靠。b.熔断技术：快速爆炸桥技术。c.高性能氧化锌非线性电阻制造技术。2.3.2 XHG消弧及过电压保护装置XHG装置主要由三相组合式过电压保护器TBP、可分相控制的高压真空接触器JZ、

20、微机控制器ZK、高压限流熔断器组件FUR及带有辅助二次绕组的电压互感器PT组成，一旦系统发生单向间歇性弧光接地过电压，微机控制器ZK立即判别故障类型与相别，并向故障相的真空接触器JZ发出动作指令，真空接触器JZ在3040左右完成合闸动作，间歇性弧光接地随之被转化为金属性接地，弧光接地过电压消失。真空接触器动作之前的过电压由三相组合式过电压保护器TBP限制在较低的数值。由于时间短，不超过TBP允许的400A2ms的能量指标，仍可保证TBP的安全。当由于装置故障、检修调试人员误接线等原因造成装置误判断，导致相间弧光短路时，FUR组件可以在2ms之内快速熔断，短路电流远没有达到最大值时快速切除故障，

21、不会造成任何后果，对系统的运作没有影响。关键技术：a.独创的作用原理b.快速的微机判别技术c.真空接触器JZ高速合闸技术2.4 产品技术优势与产品关联度分析2.4.1 FSR大容量高速开断装置速动性提高20倍以上，系统承受的冲击电流大大减弱，冲击时间大大缩短。传统使用的断路器继电保护时间为3040ms，固有分闸时间为4080ms，燃弧时间为1020ms，总的故障切除时间达80140ms。短路电流开断前，系统经受到了34次最大峰值断流电流冲击。使用FSR大容量高速开断装置，短路电流在1ms以内被截流，3ms之内衰减到零。截流时电流值仅为最大短流冲击电流的1617，且不存在多次峰值短路电流的冲击，

22、因而发电及变、配电设备设计、选型余度就能减小，可节省大量资金。另外由于截断电流的降低，发生短路时系统所受的电动力及热效应大大降低，提高了供电系统的可靠性。所以FSR大容量高速开断装置完全可以替代庞大、昂贵的断路器。开断容量大大提高，由于国产断路器的最大开断电流目前只能做到80KA，如此大的短路电流，无法选到合适的断路器。这类短路电流开断设备以前主要依赖进口。FSR大容量高速开断装置最大开断电流可达到240KA，完全可以用于上述大电流开断场所，替代进口。开断过程中无危害性过电压。FSR中的氧化锌非线性电阻具有良好的非线性特性，可将开断过程中形成的过电压限制在2.5倍的额定相电压以内。九五期间我国

23、用于电网改造投资达二千六百多亿元。预计“十五”期间，全国220千伏及以上交、直流线路将达到23万公里，新增装机容量1000万千瓦以上。电网改造时由于供电容量的增大，会使短路电流增大，原有的开关设备需要更换，需要大量资金。使用FSR大容量高速开断装置，利用其对断路电流的速动性，能够使并联运行变压器在发生短路时快速解列，原有开关设备上不会出现大的短路电流，因此得以继续利用，大大减少系统扩建或联网运行所需投资。FSR与电抗器并联提供经济有效的限流方案。正常运行时FSR将电抗器短接，避免了电抗器巨大的电能损耗和大型电动机启动时的电压降。短路时FSR快速断开，负荷侧断路器的开断电流被电抗器限制在允许范围

24、。对不允许瞬时间断供电或须强行自启动的重要负荷，可提高供电质量。线路短路时，FSR快速断开，交电抗器投入，电抗器上的残压可设计足以维持重要负荷继续运行而不受影响。FSR大容量高速开断装置开断电流不受限制、使用范围广，断流时间短、断流可靠，具有国际先进水平。目前世界上仅有安徽凯立科技股份有限公司和ABB公司拥有该项技术。拥有该技术使我国发电、输变电设备成套能力大大加强，利于我国电力设备成套出口。“十五”期间，中国电力将投产发电装机9000万千瓦，其中大中型机组8500万kw。发电设备也趋向于大型化。安徽凯立科技股份有限公司生产的FSR大容量快速开断装置售价仅为ABB公司同类产品价格15110，替

25、代进口，能节省大量外汇。2.4.2 XHG消弧及过电压保护装置我国335Kv(66Kv)中等电压等级的电网多采用非直接接地系统。该类电网发生单相金属性接地时，其余两相对地电压将升高至线电压。这类电网使用的电气设备，如变压器、电压电流互感器、断路器等的对地绝缘水平，设计选型时都能长期受线电压作用。对于架空线路，电网中内部过电压的幅值不高。危及电网绝缘安全的主要因素不是内部过电压，而是大气过电压。长期以来，架空线路采取的过电压保护主要针对大气过电压，装设各种类型的避雷器。上述过电压保护措施对内部过电压不起任何保护作用。目前，架空线路逐步被电缆线路所取代。电网发生单向间歇性弧光接地时产生的弧光接地过

26、电压及由此而激发的铁磁谐振过电压，成为这类电网安全运行的一大威胁，其中以单向弧光接地过电压最为严重。现行运行规程规定，当非直接接地系统发生单相接地故障时，允许继续运行两小时，如经上级有关部门批准，还可以延长。但规程对于“单相接地故障”的概念未作明确界定。如果单向接地故障为金属性接地，则故障相对地电压降为零，其余两健全相的对地电压升高至线电压，前已指出，这类电网中的电气设备在正常情况下都能承受这种过电压而不损坏。但是，如果单向接地故障为弧光接地，则过电压可达3.5倍正常运行相电压的峰值，在这样高的过电压持续作用下，势必造成电气设备绝缘的积累性损伤，在健全相的绝缘薄弱环节造成对地击穿进而引发时间短

27、路事故。为了解决这类电网弧光接地产生长时间过电压问题，国内大多采用消弧线圈或自动跟踪补偿式消弧线圈消除弧光接地过电压。研究表明，消弧线圈自动跟踪或自动调谐时不可能“消除弧光接地过电压”。在单相间歇性电弧接地时刻，过渡过程通过接地故障点的电网电容电流分量和电感电流分量（有消弧线圈时）均是高频，两者的频率特性完全不同。电网电容电流分量达到最大值（数百安培），消弧线圈电感电流分量还未起来。待电网电容电流衰减到稳态后，消弧线圈产生很大饱和高频电流（数百安）。所以在单相间歇性电弧接地时刻，消弧线圈电感电流分量和电网电容分量是不可能补偿或调谐的。并且采用消弧线圈或自动跟踪补偿式消弧线圈还容易产生串联谐振过

28、电压和虚幻接地现象；放大变压器高压侧到低压测的传递过电压；使小电流选线装置灵敏度降低甚至无法选线。当中性点不接地系统加装XHG消弧及过电压保护装置后：a、相对地及相与相之间的过电压均被限制到较低的电压水平，原来由此引发的绝缘事故将大为减少；b、原作用时间最长、对系统设备的运行安全威胁最大的弧光接地过电压将被限制，同时随着故障相母线的直接接地而消失；c、过电压被限制在较低水平，原本可能引发的铁磁谐振过电压的可能性大大减少；d、由于XHG消弧及过电压保护装置限制过电压的功能比消弧线圈更好、更完善，原来按设计规范要求应装设消弧线圈的系统，可以不再装设。e、 由装置的工作原理可知，XHG消弧及过电压保

29、护装置限制过电压的机理与电网对地电容电流的大小无关，因而其保护性能不随电网运行方式的改变而变化；f、装置设备简单，体积小，安装、调试方便，既适用于变电站，又适用于电厂的高压厂用电系统；既适用于新建电站，也适用于老电站的改造；g、相对于消弧线圈接地系统而言，价格低廉，具有较高的功能价格比。第三章 建设方案、规模、地点3.1 地理位置安徽凯立科技股份有限公司新购土地位于合肥高新技术开发区纬二路以北，人工湖路以东，占地面积20000.16平方米。3.2 厂区总平面布置规划总用地面积19999.21平方米，总建筑面积15880平方米，容积率0.79；绿地率40；建筑密度43。整个厂区地势平坦，交通方便

30、。厂区平面布置符合防火、卫生规范及各种安全规定和要求。厂区的绿地率40，为充分美化环境、净化空气，以利于职工的身心健康和文明生产，创建花园式工厂打下良好基础。 厂区规划为五栋建筑，其中两栋为一层轻钢结构生产厂房，两栋为四层框架结构楼房，一栋为六层框架结构楼房。（总平面布置图附后）3.3 其它相关建设条件安徽凯立科技股份有限公司已得到合肥高新技术产业开发区建设发展局关于合肥高新技术产业开发区集中新建区出让土地基础设施（八通一平）的配套条件的承诺。（有关文件附后）3.3.1 厂区外的道路由高新区负责建成，满足建厂的基本条件。厂区内拟建围墙、道路、绿化带。 3.3.2厂区供电由高新区依据区里供电规划

31、建设区内的供电配套设施，负责从相应的开闭所或110KV变电所向用电单位提供10KV电源。厂内拟建变电所，设置两台315KVA变压器，一台供生产、办公区使用，一台供检测工序使用。 3.3.3厂区供水采用开发区已有供水管网直接供水。 3.3.4雨水及污水的排放纳入高新区排水规划中，由高新区提供管径、排水井标高及位置，作为排水设计的依据。 3.3.5生产排水无污染经沉淀后直接排到开发区排水管网。 3.3.6 供热、煤气、电话及宽带网均也向高新区建设发展局申报接入。第四章 工艺技术方案4.1 生产规模拟建项目产品品种为FSR大容量高速开关装置、XHG消弧及过电压保护装置。年生产能力为FSR大容量高速开关装置350台，XHG消弧及过电压保护装置650台。4.2 工艺流程4.2.1 XHG消弧过电压保护装置工艺流程二次板开 孔整 开剪 裁布线测试元器件安装快速合闸绕线固定成形组装测试包装快速熔断器 装沙固定焊接上锡端头处理裁线 包装测试滚铆封闭柜体总装氧化锌组件母线成型打孔固定连接快速熔断器安装穿墙套管固定快速开关固定开关底座定位放线连接接线端子固定二次板安装横梁定位竖梁定位