1000MVA電力變壓器突發短路及溫升試驗系統項目

蘇州電器科學研究院股份有限公司 
    1000MVA 電力變壓器突發短路及溫升試驗系統項目 
    可行性分析報告 
    項目名稱:1000MVA電力變壓器突發短路及溫升試驗系統項目 
    承擔單位:蘇州電器科學研究院股份有限公司 
    地址:蘇州市吳中區越溪前珠路5號 
    電 話:0512-68252194 
    傳 真:0512-68081686 
    二〇一一年七月 
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    目      錄 
    一、項目背景與必要性 ............................................................................1 
    二、項目簡介與內容 ................................................................................2 
    1、項目簡介 ........................................................................................2 
    2、項目內容 ........................................................................................3 
    3、設計目標 ........................................................................................3 
    三、項目投資估算與資金籌措 ................................................................4 
    1、投資估算 ........................................................................................4 
    2、資金籌措 ........................................................................................4 
    3、建設周期 ........................................................................................4 
    四、項目技術可行性分析、經濟效益分析、社會效益及風險分析 ....5 
    1、技術可行性分析 ............................................................................5 
    2、經濟效益分析 ................................................................................6 
    3. 社會效益分析 ................................................................................7 
    4.風險分析...........................................................................................7 
    五、項目結論.............................................................................................8 
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    一、項目背景與必要性 
    據電力部門統計,電網中因變壓器短路故障而出現的變壓器損壞事故占整個 
    變壓器損壞事故的 70%,而且也成為電力變壓器事故的首要原因,嚴重影響了電 
    力系統的安全運行。在這些事故中,由許多變壓器的低壓繞組嚴重變形,而且在 
    多臺 110kV、220 kV、500 kV 等高電壓等級的變壓器上出現。經專家分析,變壓 
    器的短路損壞與運行時間無關,主要取決于運行環境和變壓器本身的短路承受能 
    力。運行環境惡劣是造成變壓器短路損壞的外因,變壓器的抗短路能力不夠時內 
    因。 
    變壓器短路損壞事故常見的部位有:鐵心軛部上下的部分繞組線段、主繞組 
    中調壓分接對應的區域、換位導線的換位和單螺旋繞組的標準換位、螺旋繞組的 
    引出頭和引線間等。據調查,變壓器的軛部軸向失穩和軛部對應分接區為事故多 
    發部位,這些部位由于工藝分散性較大,很難通過計算考核論證,在制造過程中 
    也缺少有效手段來控制,需要通過短路承受能力試驗(俗稱突發短路試驗)來考 
    核論證。當然,變壓器不可能每臺都進行短路試驗,但可以通過抽樣方式對某批 
    次或某階段的產品進行抗短路沖擊能力驗證。 
    事實上,由于試驗條件的限制,有些短路試驗無法進行,比如 220kV 及以上 
    大容量變壓器的短路試驗在國內很少有單位能做,目前中國變壓器******試驗短路 
    容量僅 360MVA。而 550kV 以上的大容量變壓器短路試驗在國內還無法進行。因 
    此,這些產品的短路強度計算及工藝質量無法得到真正有效地考核,給電力運行 
    帶來了嚴重的安全隱患。顯然有必要在國內建設電力變壓器試驗站,重點解決突 
    發短路試驗能力的問題,以解決高電壓等級、大容量產品短路承受能力試驗條件 
    不足的問題。特別是要在華東地區建設類似的檢測機構,因為整個華東地區是我 
    國經濟建設***發達,電力設備和變壓器制造企業***集中的地方,迅速建立適合市 
    場需要的變壓器試驗站,是緩解當前企業試驗難做的有效途徑之一,并能為企業 
    的新產品研發和產品認證檢測提供試驗保障。 
    從 2008 年起,電科院在蘇州市吳中區投入巨資,新建了高壓電器實驗室, 
    建設了 2×3500MVA 沖擊發電機電源試驗系統,并正在完善建設 5×3500MVA 沖擊 
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    發電機電源試驗系統。已于 2010 年完成并實現了 330kV/360MVA 電力變壓器突發 
    短路試驗及溫升試驗能力。然而,這與我國快速發展的電力需求仍然存在差距, 
    不能滿足當前和今后企業的增長需求。對此,電科院廣大科技人員,充分利用自 
    身電器檢測技術的核心競爭優勢以及前期電力變壓器試驗的成功經驗,對大容量 
    變壓器突發短路試驗進行了有益探索,目前正著手考慮建設 1000MVA 大容量變壓 
    器短路承受能力試驗系統,同時解決大容量電力變壓器的溫升試驗能力問題,以 
    更好地為廣大電力變壓器制造企業和電力事業的發展提供技術檢測服務。 
    二、項目簡介與內容 
    1、項目簡介 
    變壓器突發短路試驗及溫升試驗是電力變壓器***主要的安全性能測試項目。 
    項目主要包括發電機、變壓器、選相合閘開關、電抗器、補償電容器、測量控制 
    系統等,該項目主要用于容量 1000MVA 及以下的產品進行短路試驗和溫升試驗。 
    大容量電力變壓器的溫升試驗按照 GB 1094.2-1996 和 GB 1094.11-2007, 
    國際上按照 IEC 76-2 和 IEC 60076-11,試驗方法可參考普通電力變壓器的溫升 
    試驗,這里不再敘述。變壓器的短路試驗按照 GB 1094.5-2008 進行,國際上按 
    照 IEC 60076-5 進行。對于Ⅰ類三相變壓器,短路試驗通常使用三相電源,Ⅱ、 
    Ⅲ類變壓器可使用單相電源。短路方式可以使施加電壓前預先短路,也可以使施 
    加電壓后通過開關短路。為了使被試相繞組達到規定的短路電流峰值,合閘時應 
    使用同步開關來控制,并用波形記錄儀記錄短路電流及電壓的波形。對于單相變 
    壓器,進行三次試驗,其中一次為 100%******非對稱電流,其他兩次應補低于 75% 
    ******非對稱電流,三次試驗應分別在******、額定、***小分接位置進行。對于三相 
    變壓器,采用三相電源時,每相的試驗次數均為三次,其中一次應為 100%****** 
    非對稱電流,三次試驗應分別在每相的******、額定、***小分接位置進行。當試驗 
    相在電壓過零時合閘 ,電流達到 100%******非對稱電流時,其他兩相的電流峰值 
    不低于 75%******非對稱電流,則認為三相在該分接均通過了試驗。當采用單相電 
    源時,每相試驗次數為三次,三相共九次。三相應在不同分接位置上進行,即一 
    相在******分接位置試驗三次,另兩相分別在額定、***小分接位置各試驗三次。 
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    2、項目內容 
    本項目研究主要內容包括以下幾方面 
    1)強電流試驗系統研究 
    主要設計和制造沖擊電源試驗系統,這其中包括變壓器、沖擊發電機、變壓 
    器試驗機組、高壓分壓器等,確保系統能夠產生規定的短路試驗電流。重點研究 
    沖擊發電機、試驗變壓器、負載阻抗、補償電容器、變壓器試驗機組的技術選型 
    和集成優化。 
    2)測量控制系統研究 
    關鍵是解決好數據采集和控制精度問題。為提高數據采集速度和靈敏度,應 
    采用光纖傳輸信號。另外,為了提高系統的自動化程度,減少維護麻煩并解決試 
    驗時電磁場干擾問題,數據采集系統整體采用現場總線技術。 
    3)短路試驗技術研究 
    500kV 及以上電力變壓器的短路試驗在國內是空白,本項目建成后,將極大 
    地提高我國變壓器的短路試驗能力,但同時肯定會遇上很多新的試驗技術問題。 
    如短路試驗后電抗測量的時間間隔,變壓器在短路狀態下的振動分析等等,這些 
    在標準中未明確規定,需要我們分析探索。 
    4)大型變壓器起吊裝置的安裝與調試 
    大型變壓器在運輸和器身檢查時,均需要起吊裝置,因此本項目應考慮超大 
    容量變壓器的體積與重量,來選擇和安裝大型的變壓器起吊設備。 
    3、設計目標 
    1)實現****** 1000MVA 及以下的電力變壓器突發短路試驗。 
    2)對于Ⅰ類變壓器,進行三相突發短路試驗。 
    3)對于Ⅱ類變壓器,進行 1.5 相或三相突發短路試驗。 
    4)對于Ⅲ類變壓器,進行 1.5 相或單相突發短路試驗。 
    5)一并實現 1000MVA 及以下變壓器類產品的例行試驗、型式試驗包括溫升 
    試驗、特殊試驗的能力。 
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    三、項目投資估算與資金籌措 
    1、投資估算 
    本項目中房屋和水、電、氣部分預計費用為 9000 萬元,涉及的設備費用為 
    24500 萬元人民幣,其中沖擊電源系統為 8500 萬元,變壓器系統為 11000 萬元, 
    測控系統為 1000 萬元,其他費用為 4000 萬左右,總投資 33500 萬元。 
    1000MVA 電力變壓器突發短路試驗及溫升試驗系統項目投資清單 
    序號       設備系統、項目名稱        數量    投資估算(萬元) 
    1     沖擊電源系統                   2            8500 
    2     1200MVA 試驗變壓器             8           11000 
    3     測控系統                       1            1000 
    4     阻抗系統                       2            2000 
    5     補償電容器                     3            1000 
    6     阻抗調節和開關合閘系統         2            1000 
    7     基礎設施                       1            9000 
    合計                                33500 
    2、資金籌措 
    本項目工程總投資 33500 萬元,資金來源為公司發行上市超募資金中的 
    25000 萬元和公司自籌資金 8500 萬元。 
    3、建設周期 
    本項目建設工期計劃 30 個月,擬分二個階段進行,******階段設計階段,包 
    括編制可研報告及評估、論證、批復,準備設計資料,現場測量勘察、初步設計 
    及審批、施工圖設計。此階段計劃時間 12 個月。第二個階段為施工階段,包括 
    基礎設施、設備采購、安裝及調試、人員培訓、模擬試驗等,此階段計劃時間 
    4 
    18 個月。 
    預計項目可在 2012 年年底完成并投運。 
    四、項目技術可行性分析、經濟效益分析、社會效益及風險分析 
    1、技術可行性分析 
    電科院實驗室是經國家認可委(CNAS)審查認可,國家認監委(CNCA)資質 
    認定和中國機械工業聯合會機構認可的具有獨立法人地位的科研檢測機構;是國 
    家質檢總局批準的生產許可證檢測單位,是國家認監委(CNCA)批準的 CCC 認證 
    指定檢測機構;是中國質量認證中心(CQC)、電能(北京)產品認證中心(PCCC)、 
    美國 UL、荷蘭 KEMA 和歐洲合格評定 CEM 的簽約實驗室?！皺C械工業高低壓電器 
    及機床電器產品質量監督檢測中心”、“機械工業汽車電子電氣產品質量監督檢測 
    中心”、“機械工業電器檢測(蘇州)重點實驗室”、“機械工業第二十六計量測試 
    中心站(蘇州)”、“江蘇省質量技術監督小容量電器產品質量檢驗站”、“江蘇省 
    電磁兼容專業測試中心”、“江蘇省蘇州太陽能和風能發電設備檢測公共技術服務 
    中心”、 蘇州電器產品質量監督檢驗技術服務平臺”、“蘇州大學教學實習基地”、 
    “河北工業大學電器可靠性試驗研究基地”、“北京工業大學教學實習基地”“蘇 
    州科技學院教學實習基地”、“蘇州大學電子信息學科工程碩士培養基地”等均設 
    在院內,為開展產品檢測、新技術開發、人員培訓、檢測裝備研制提供了堅定的 
    基礎。 
    現有實驗面積 85000m2,試驗設備 3500 多臺/套。建有高壓電器實驗室、低 
    壓電器實驗室、電力變壓器實驗室、汽車電器實驗室、船舶電器實驗室、核電電 
    器實驗室、機床電器及其他電器實驗室、太陽能光伏及風能發電設備實驗室、電 
    磁兼容(EMC)實驗室、電子電氣產品中有毒有害物質(RoHS)檢測實驗室和儀 
    器儀表檢定/校準實驗室。檢測范圍主要包括經 CNAS 認可的近 200 個國家產品標 
    準和試驗方法所覆蓋的產品檢驗項目,還包括 45 個檢定規程和校準規范覆蓋的 
    儀器儀表的檢定/校準工作。在進行的變壓器試驗中,已經涉及到短路試驗項目, 
    擁有一大批熟悉電器大電流試驗的專業技術人員。 
    需要指出的是,本項目涉及的突發短路試驗系統與現有的大電流試驗系統既 
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    有相同之處,也有不同之處。所謂不同,將要建設的試驗系統電壓等級高,試驗 
    容量大。借鑒國內外已有的短路試驗技術,結合現有的突發短路試驗經驗,聘請 
    國內權威的設計部門及專家一同參與本項目的建設,由國內著名的短路試驗試驗 
    技術專家領銜組成專業研發團隊。我院已掌握關鍵設備系統沖擊電源的調節和突 
    發提供的技術,確保試驗系統的可靠與安全。 
    由此可見,依據目前我院的基礎條件和人員狀況,在現已運行的 360MVA 電 
    力變壓器突發短路試驗及溫升試驗系統基礎上,和已經獲得名稱為“一種高電壓 
    大電流試驗回路中的隔離開關”的專利技術支撐下,將與大容量試驗配套的沖擊 
    電源、選相合閘開關、電抗器、電容器及測控系統有機集成而形成大容量的變壓 
    器試驗系統,結合院內技術試驗人員能力及豐富的操作經驗,建設本項目沒有技 
    術障礙。因此,建設國內******的 1000MVA 電力變壓器突發短路試驗及溫升試驗系 
    統是可行的,在技術上不存在風險。 
    2、經濟效益分析 
    電力是國民經濟的基礎產業,也是衡量一個國家經濟發展程度和人民生活水 
    平的重要標志之一。近年來,我國的電力事業發展迅猛,極大地促進了輸變電設 
    備的需求增長。有 60%左右的電力變壓器制造企業分布在華東地區及周邊地區, 
    這些企業對第三方的檢測需求也在日益提升,本項目建成后,也將從很大程度上 
    緩解目前試驗供不應求的局面?？紤]到本試驗系統建成后,不僅可以為變壓器短 
    路試驗服務,還可以為其他電器如高壓開關設備的短路試驗服務。預計本項目建 
    成后,變壓器短路試驗和溫升試驗的年試驗能力為 1200 項次以上。如果按平均 
    每項試驗費 12 萬元,其中短路試驗平均 10.2 萬(三相短路:5.8 萬元,單相短路 
    4.4 萬元),溫升試驗平均 1.8 萬元,公司可增加年收入 14400 萬元。交納稅金及 
    附加:806.4 萬元。正常年總成本費用為 4502.5 萬元。其中工資及福利費總額 
    300 萬元;固定資產折舊采用平均年限法,建筑物按 30 年進行折舊,留殘值 5%; 
    設備按 10 年進行折舊,留殘值 5%;待攤投資按 10 年進行折舊。項目建成后年 
    折舊費約 2612.5 萬元;燃料動力費 150 萬元;年其它費用包括管理和銷售等費 
    用共計 1440 萬元。正常年利潤總額 9091.1 萬元,所得稅 2272.78 萬元, 年稅后 
    凈利潤 6818.32 萬元。這樣五年內可以收回投入的成本并盈利。因此,本項目具 
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    有一定的經濟效益,并填補了我國大容量變壓器突發短路試驗的空白,而其社會 
    效益也是顯而易見的。 
    3. 社會效益分析 
    本項目實施適應了電器產業的市場需求和企業發展要求,有助于促進電器設 
    備行業的不斷發展。項目實施后將促進當地居民就業,可提高當地居民的收入水 
    平。本項目所在地—蘇州所處長江三角洲地區,是一個極其富有而又充滿市場機 
    遇的地區,加上上海將成為亞洲******的金融中心之一。本項目的建設有利于促進 
    當地基礎設施建設,對于加快電力電網建設具有重要的推動作用,引領各行各業 
    的不斷發展。因此本項目建設將加快當地的經濟發展,改善經濟發展模式,優化 
    經濟發展結構,促進區域經濟的可持續發展。 
    4.風險分析 
    (1)新增固定資產折舊造成未來盈利下滑的風險 
    為實現建設“中國******、世界知名”的現代化綜合電器檢測基地戰略發展 
    目標,近年來公司加大了對試驗設備的投資力度,建設了一批具有國際領先水 
    平的高低壓試驗系統,相應的,公司固定資產、在建工程和工程物資呈現較快 
    增長。未來隨著各建設項目的陸續投產,本公司將有多項試驗能力和技術指標 
    達到國內******甚至世界領先的水平。本項目建成后,公司的試驗能力將大大增 
    強,以上建設項目將帶來公司檢測業務收入的持續快速增長,未來新增折舊能 
    夠被快速增長的檢測業務收入所消化。但如果未來公司在本項目的收入出現下 
    滑,項目未能產生預期投資收益,則公司資產規模大幅增加所帶來的新增折舊 
    將會對公司盈利水平造成較大影響。 
    (2)檢測市場容量萎縮風險 
    電力行業景氣程度主要受到國家長期宏觀經濟預期及發展水平的影響。若 
    國家宏觀經濟中長期增長態勢在未來發生逆轉,導致國內電力行業投資規模及 
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    電器設備制造業市場需求大幅下降,則將會給該項目帶來市場容量萎縮的風 
    險。 
    (3)落后于檢測對象技術發展的風險 
    電器制造業具有產品更新速度快、技術含量高的特點,電器檢測機構必須在 
    理解并掌握電器產品核心技術的前提之下,才能有效開展對電器產品質量性能的 
    技術檢測和鑒定。特別是在當前我國電器制造業產業升級和產品更新換代的背景 
    下,電器產品研發成果的數量不斷增加,產品更新的速度不斷加快。如果不能及 
    時把握電器制造業技術發展的趨勢、充分掌握電器新產品的技術特性,不能適應 
    電器制造業發展的技術需要,且當電器檢測要求容量繼續提升,本公司將失去為 
    客戶提供技術檢測服務的基礎,并將對本公司的未來發展形成不利影響。 
    五、項目結論 
    本報告從項目背景、必要性、現有試驗條件、未來發展目標、實驗室構建方 
    案等諸方面進行了分析。本項目的財務經濟評價,社會效益評價均較好,立項建 
    設是必要和可行的。 
    上述分析表明,本建設項目必要性充分、市場風險較小,經濟技術可行。 
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