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电工计测技术及电工仪器仪表学科发展状况

发布时间:2009-02-11 阅读: 6807

 

       在全国城乡电网建设与改造市场的拉动下,电工计测技术及电工仪器仪表产品的更新进度明显加快,高附加值的新产品不断涌入市场,如多功能电能表、多费率电能表、多用户电能表、自动抄表系统、大用户负荷管理系统、自动校验装置、高精度数字万用表、钳形表、兆欧表等,在满足国内市场需求的情况下,还有部分出口。“十五”期间电工仪器仪表的生产、销售、经营情况表明,电工仪器仪表的总体需求基本上保持稳步增长。虽然出现部分产品需求下滑,市场空间缩小,但随着国外市场的开拓,消化了因国内市场饱和带来的冗余。
   目前,国内城乡电网改造高峰已过,市场需求量有高速增长趋于稳定,中低端的电能表、安装式电能表及便携式电能表等产品生产能力过剩,市场格局基本上供大于求;但高技术含量的电工仪器仪表与国际先进水平上有差距,不能完全满足国内市场需求,仍有较大成长空间。鉴于国家电网运行、改造所需电工仪器仪表的更新周期以及电力建设蓬勃发展的良好趋势,预计未来几年我国电工仪器仪表市场需求将在此基础上稳中有升。
 
(一)电能表向电子式过渡
电子式电能表是在技术进步和市场需求中产生与发展起来的。自2003年起,我国电能表产业进入由感应式电能表向电子式电能表全面转型的时代。电力系统商业化运行和电力营销现代化建设,对电能计量的准确度、可靠性、运营成本、工作效率及电能表功耗、稳定性、附加功能等都提出更高要求,同时国家为缓解电力紧张、节约能源,先后出台了高谷分时计费、扩大两部制电价实施范围等政策,这令传统的感应式电能表已远远不能满足这种市场需求,而电子式电能表的高技术含量支持其更易于高现高精度、高可靠性和实时计费、分时计费、多参数测量、网络借口、智能化管理等功能,从而得到高速发展。市场占有率从2000年的10%左右提高到今天的60%,2005年电子式电能表总产量打4725.03万台,占电能表总产量的61。1%,为前一年同期的129.45%;产值为67.16亿元,占电能表总产值的74.78%,为前一年同期的112.67%;出口688.79万台,占电子式电能表总产量的14.58%,占电能表出口总量的75%,其产值常量均居世界第一位。
 
即使在电网关口电能计量(0.2s)这个过去一直有国外企业占据的高端领域,国产电能表市场占有率也在逐年提高。伴随着产品质量提高和出口量的增加,我国正从电能表制造大国迈向电能表研究与制造强国。
 
(二)自主认识产权打破了国外产品的技术垄断
2000年以前,我国国产电工仪器仪表以机电式、模拟指示式产品为主。智能化、自动化、网络化的高端产品市场长期被国外企业占据。20世纪90年代初,我国开始自主研制并生产电子式、数字化仪器仪表。十几年来,在我国家产业政策二的支持下,电工仪器仪表行业的产、学、研、用户、检测机构等广泛合作,通过引进、吸收,创新,已形成具有自主研发能力的电能表产业群,已经完全能够自主研制并制造具有自主知识产权的各种类型及档次的电子式电能表产品。行业企业在竞争中持续提高核心竞争力,不断拓宽服务领域,在国内外两个市场寻求发展空间,产品从量的增长向技术创新过渡,步入高质量、高技术、高附加值的平稳发展期。企业的集约化规模不断扩大,一些企业已在国外建厂。以电能表、便携式电表为主,产品出口到20多个国家,且出口量在逐年增加。其中电能表占电工仪器仪表出口产品比重较打。
国产表市场占有率逐年提高,迫使电网关口电能表灯光国外的天价进口产品的价格急剧下降。在高端进步的同时,中、低端产品已替代进口,处于主导地位。目前,电工仪器仪表在仪器仪表行业进口产品中所占份额较小,主要以高精度关口电能表、五位半以上数字万用表、精密仪器、实验室设备为主。据海关统计:2004年我国进口关口表等高精度电能表数量为134099台,金额1094万美元;五位半以上数字万用表数量80173台,金额144.5万美元。数据表明了我国高端电工仪器仪表的差距所在。
 
 
三)动态畸形条件下电能测量与电能质量分析
随着用电负荷日趋复杂化和多样化,使工业非线性负荷迅速增加,导致电网的波形产严重畸变,并含有大量的非稳态谐波,可能影响到电网的安全运行,甚至导致较大面积的停用等恶性事故发生。电能质量的好坏直接关系着国名经济的总体效益,对电能质量的管理和电力污染的治理工作是势在必行。
我国的大学、研究所及电工仪器仪表行业的骨干企业先后开始进行了“动态畸变条件下电能量测量与电能质量分析”的研究工作。在对国外公司相关产品的功能和技术指标进行了细致的分析,从剖析、模仿、消化到结合国情自主创新,进行了大量的技术研究,我们的主要采用对干扰源及电网实时监视,并对测试数据进行数学描述及分析处理,所采用的技术包括时域仿真法、频域分析法、小波变换(WT)法等,硬件多采用基于数字信号处理的嵌入式实时系统平台的解决方案。目前,动态畸变条件下电能测量与电网质量分析的研究虽然取得了一定的成果,并应用于多功能电能表设计中,也有独立的产品问世,但在远不能满足电工领域当前状况和未来的需求,还需进一步的研究。
(四)系统技术推动电工仪器仪表的发展
 随着我国城乡电网改造及配电自动化的发展,电能表已从过去单一的电能计费功能,逐步增加了用电信息采集、远程抄表及控制等功能,想这智能化、信息化、网络化和系统化方向发展。“电能计量自动化系统”是一个具有发展前景的产业,它的终端是电能表,并将传统的电能计量应用技术由点到面的拓展,变成一个分布式计量技术网络,由点能量数据采集开发出名目繁多的电力管理自动化功能。
 
作为电能计量自动化系统主题的自动抄表系统发展到今天已经经历了一个十分漫长的过程,它伴随着用户需求的提高和技术的进步,不断完善,不断扩大使用面积和范围。1989年全国第一套跨省网的大型电量计费系统投入商业化运行;而后开始了以低压电力载波技术为主题的自动抄表系统的研究和应用,但由于电网复杂、环境恶劣,加之技术上的不成熟,一度陷入低潮。近年来随着技术的不断进步发展,应用需求的不断成熟,国内自动抄表系统水平得到了长足进步。今年采用开放式通信协议GB/T 19897、GB/T19882“自动抄表系统”系列国家标准正式推出。目前高端自动抄表系统领域已彻底打破了国外的垄断,形成了以国内产品为主的格局,低端自动抄表系统也在PLC、GPRS等技术的促进下大力发展。同时伴随着智能化小区和网络的普及,自动抄表系统在水表、煤气表、热表领域也得到了广泛应用。

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