GIS与AIS开关站区别
GIS是城轨交通供电系统35kV开关柜的更好选择.
作者简介：王彦利(1970-，男，河北迁安人，中铁电气化勘测设计研究院，工程师，天津300250，电话：022- 26023423。小，经过拉弧击穿后能够自行恢复原介质的绝缘强度，气体无毒无腐蚀性，对人员和设备安全。SF 6气体绝缘性能远高于空气，开关柜的相间绝缘距离大为缩小，兼之固体绝缘技术的采用，使得开关柜的体积大幅减小，开关柜的宽度减小至600 mm时还能保持可靠的绝缘强度。
城市轨道交通工程中变电所为远期无人值班，因此首选少维护的设备，可以减少运营公司维护工作量，同时也可以减少设备维护对运营的影响，GIS更符合现代城市轨道交通的要求。2.4 GIS与AIS的综合比较
两种开关柜AIS和GIS的技术性能均能满足城市轨道交通工程供电的技术要求，但也存在一定差异，详见表1。
表1 AIS与GIS经济技术比较表
2.3 GIS与AIS的运行费用比较
AIS一般每年两次小修，每次需2人，按每台需1天计，一般一个工程范围的35 kV开关柜的维修约折合400工天。维护人员人工费加上机械台班费后，约5万元/年。
GIS的高可靠性使得设备的故障率更低，供电
更有保障，减少甚至避免了由于35 kV开关柜本身故障引起的抢修工作。GIS设备本身可以达到基本免维护，柜内有SF 6气体存在，气室高标准密封，业主无须涉及气体的操作和维护。GIS能够比AIS减少三分之二的维修工作量，每年约可节约5万元（不包括需要更换的零配件和材料的费用）。
2
AIS与GIS综合经济技术条件比较
2.1 GIS与AIS技术性能比较
220KV GIS与AIS对比与分析
220KV GIS与AIS对比与分析
凌华
【期刊名称】《电子技术与软件工程》
【年(卷),期】2016(000)023
【摘要】随着GIS在我国电网的广泛应用,GIS系统相对于传统户外AIS系统的优越性能得到实际的检验,但是近些年GIS在电力系统的使用过程中仍然曝露出一些问题,文章主要分析GIS与传统AIS的优缺点及室外GIS和室内GIS在使用过程中常见的问题,并根据实际情况提出解决问题的建议。
【总页数】2页(P242-242,256)
【作者】凌华
【作者单位】杭州华电半山发电有限公司,浙江省杭州市310000
【正文语种】中文
【中图分类】TM63
【相关文献】
1.国家电网公司输变电工程通用设计——110kV变电站户外AIS与GIS布置方案对比分析 [J], 黄欢;肖新华
2.隔离断路器在220kV AIS变电站的设计分析 [J], 李焕乾
3.500KV同线路AIS及GIS变电站雷电过电压对比仿真研究 [J], 范懿;常湧;蓝天
4.GIS与AIS设备220kV变电方案投资决策研究 [J], 童小红;王道静
5.220kV GIL单相和三相结构技术特征的对比分析 [J], 李海强;陈浩杰;周秋文
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变电站H—GIS与AIS的技术经济比较
变电站H—GIS与AIS的技术经济比较作者：杜方毅来源：《中国科技纵横》2013年第14期【摘要】复合式组合电器（H-GIS）是针对电力系统的高安全可靠性要求设计开发的，近年来因其工程适用性广，运行可靠，安装维修便捷，使用经济性好，有利于环保等一系列突出优点，受到电力部门的重视和青睐。
【关键词】变电站 H-GIS AIS 技术经济比较1 引言本文以我院承担的长沙广电110kV变电站增容改扩建工程可研设计为例，将H-GIS与AIS两种形式的设计方案进行对比。
2 工程建设规模广电变位于长沙市东北侧广播电视文化娱乐中心区域，是该地区的重要变电站。
区域内现已有广电中心、会展中心、武警总队、世界之窗等重要用户。
至2011年底该站新增的负荷将达3.72万KVA，总负荷超过9万KVA。
因此应尽快完成广电变的扩建，方能保证供区内飞速增长的用电需求。
该站周边，西至二环线、东至京珠高速、南至浏阳河周边土地开发商机巨大，土地资源极为紧缺。
近二十多平方公里范围内，近远期均没有，也无法实现变电站的新增布点规划。
所以给此变电站进行增容是势在必行的。
鉴于本站负荷情况与远期发展，本期增容改扩建工程的规模设想如下：2.1 电力主变压器变压器容量：由原有的2X31.5MVA扩至2×63MVA主变型式：三相三绕组自冷式有载调压变压器电压比及抽头：110±8×1.25%/10.5千伏（110±8×1.25%/11KV，视供区负荷发展速率，听取供区电网规划部门意见）容量比：100/100接线组别： Yn/d-11阻抗电压： Uk=14.5% （以降低短路电流，降低设工程造价）2.2 负荷出线该站10KVⅠ、Ⅱ段均各有出线16回。
其中，Ⅰ段尚有备用2回；Ⅱ段仅备用1回。
为充分发挥工程效益，便于运行管理单位管理、调控负荷，鉴于场地足够，本期工程设想10千伏Ⅰ、Ⅱ段各再增设出线间隔三回，使出线规模增至38回。
220KV GIS与AIS对比与分析
220KV GIS与AIS对比与分析作者：凌华来源：《电子技术与软件工程》2016年第23期摘要随着GIS在我国电网的广泛应用，GIS系统相对于传统户外AIS系统的优越性能得到实际的检验，但是近些年GIS在电力系统的使用过程中仍然曝露出一些问题，文章主要分析GIS与传统AIS的优缺点及室外GIS和室内GIS在使用过程中常见的问题，并根据实际情况提出解决问题的建议。
【关键词】AIS系统 GIS系统断路器对比分析GIS（gas insulated substation）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。
GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，如图1，这些设备全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。
GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。
与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年。
1 GIS与AIS对比（1）作为传统的敞开式配电设备AIS，在我国发展已经处于成熟期，并且具有一定的制造和运行经验。
它主要以瓷套作为设备外壳，从而实现绝缘的功效，一定程度上节约了成本，AIS的主要技术特点是：设备布局清晰，有利于相关人员进行日常维护和检修，整体结构简单，构架形式清晰，电气接线分明，利于操作。
缺点在于AIS设备占地面积广，外露组件多，容易受到天气因素影响，不利于设备安全运行。
（2）GIS相比于AIS系统具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安装迅速、运行费用低、无电磁干扰等优点。
缺点在于GIS属于全封闭的设备，整体造价成本高，当其出现故障时，不能通过外部直观察实现快速解除故障的目的，GIS需要借助相关监视仪器进行处理。
国家电网公司输变电工程通用设计——110kV变电站户外AIS与GIS布置方案对比分析
调整后 两方案本期及远景建设规模 项 目名称 本 期 Ａ Ｉ Ｓ 方案（ Ｇ Ｉ Ｓ方案 ）
主变 压 器 （ ＭｙＡ １ ｌ １ ０ ｋ Ｖ出线 （ 回） ３ ５ ｋ Ｖ出 线 （ 回） １ ×５ ０ （ １ ×５ ０ ） ２ （ ２ ） ３ （ ３ ）
面 的 比较 分 析 。
１ ． 工 程 介 绍
１ １ ０ ｋ Ｖ｝ ｝ ｛ 线 ３ ５ ｋ Ｖ出线
户外 Ａ Ｉ Ｓ 布置 、 架空出线 户外 Ｇ Ｉ Ｓ布置 、 架空 出线 ３ ５ ｋ Ｖ户 内布置 、 本期单母 ３ ５ ｋ Ｖ户 内布 置 、 本期 单 线、 电缆 出线 母线 、 电缆出线
１ ０ ｋ Ｖ出线 无功补偿
１ ０ ｋ Ｖ户内布置 、 本期单母 １ ０ ｋ Ｖ户内布 置 、 本期 单 线、 电缆 出线 母线 、 电缆 出线 户外 布置 、 电缆进线 户外布置 、 电缆进线
１ ０ ｋ Ｖ 接地变 户外布置 、 电缆进线 、 干式 户外布置、 电缆进线 、 干式
（ １ ） Ａ Ｉ Ｓ 为传 统的敞开式 配电装置 ， 生产 已经 比较成熟 ， 在国内已有 丰富的制 造和运行经验 。它 以瓷套作为设备外 壳及外绝缘 ， 优化 了投 资成本 ， 但 占地面积大 且 因设 备外露部件 多 ， 易 受气候环境 条件 的影 响， 不利于系统的安全及可靠运行 。 （ ２ ） Ｇ Ｉ Ｓ 具有 占地 面积小 、 体积小 ， 重 量轻 、 元件全部密封不受 环境 干扰 、 操作机构无油化 、 无气化等优点 ， 是属于可靠性高 、 免（ 少） 维护的 开关设备 ， 但 由于配置大量 的金属封 闭母线 ， 使得造价较高。 工程 项 目的建造成本 在很 大程度上 直接取 决于可行 性研究及 设 计， 为使工程项 目建设达到最佳 的技术经济效果 ， 有 必要对户外 Ａ Ｉ Ｓ 和 Ｇ Ｉ Ｓ 这两种常见的配电装置方案进行更详 细的技术经济计算和 比选 ， 评 价推荐 技术经济 上的最佳方案 ， 以期为实现 ｌ ｌ ０ ｋ Ｖ变电站最 佳投 资效 益、 推动通用设计的优化提供参考 。 本文将通 过工程实 例对 这两种布置方 案的技术 、 经济指 标进行全
PASS与GIS、AIS的综合比较报告
PASS 与GIS、AIS的综合比较报告目录序言------------------------------------第3页1.可靠性及寿命周期分析------------------第6页2.工程技术经济分析---------------------第18页3.结论---------------------------------第22页4.附件1-------------------------------第23页5.附件2-------------------------------第24页序言近几十年来，对高电压设备的革新程度不大。
一些关键电气设备，如断路器（从空气、少油到SF6气体）、避雷器（从有间隙到无间隙）、电流电压互感器等，其尽管有很大的技术改进，但在外形尺寸上无重大改观。
因此，变电站的布置也就不可能有太大变化。
自从PASS装置出现，改进变电站的整体布局已成为可能。
二十世纪六、七十年代，GIS技术在运行条件和占地要求上有了重大进步，如今许多国家在较低的高电压范围内只采用GIS设备。
另外很多现有的变电站已超期服役.越来越多的用户要么考虑逐个更换如断路器、隔离开关等设备,要么衡量在改造中应用新技术的可能性。
目前,项目的改进率相对较低，人们正寻求一种更灵活、更可靠的设备来满足变电站发展的需要，这便促进了新的产品应运而生。
PASS装置正是针对上述电力系统存在的问题而开发研制的，它在变电站控制、监视和保护技术等诸方面都处于国际领先水平。
PASS（Plug And Switch System）即插接式开关装置，ABB公司为广大用户最新研制的组合电器设备，将断路器、隔离开关及电流互感器摆放在一个密封舱内，采用SF6气体绝缘和自能吹弧技术，以下简称PASS。
显著减少变电站的用地面积,可以进行快速安装,免于维护。
ABB公司针对电网内不同电压等级的要求，现已研制出PASS系列产品；M0（72.5/123/145/170kV）、M0S(220/250kV)、M1(220/300kV)、M2(330/550kV),其中PASS M0是较为成熟的产品，已销往世界上十几个国家和地区。
电气工程常识
HGISHGIS（Hybrid Gas Insulated Switchgear)是一种介于GIS和AIS之间的新型高压开关设备。
HGIS的结构与GIS基本相同，但它不包括母线设备。
其优点是母线不装于SF6气室，是外露的，因而接线清晰、简洁、紧凑，安装及维护检修方便，运行可靠性高。
随着电网规模的不断扩大，超高压变电站大量增加。
由于环境和占地的压力，我国超高压500kV变电站的主设备的选型就非常重要。
目前，我国500kV超高压开关主要有两大类：气体绝缘金属全封闭开关设备GIS和常规敞开式开关设备AIS。
GIS（气体绝缘开关）具有占地少，运行可靠性高，抗污秽及抗震能力强等特点，但其价格昂贵，故障后短时间难以修复且扩建困难。
AIS(空气绝缘的敞开式开关设备)比GIS价格便宜，但占地面积很大且带电部分外露较多，限制了在变电站面积狭小且环境条件恶劣的地方应用差动保护差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。
当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。
差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，一直用于变压器做主保护。
另外差动保护还有线路差动保护、母线差动保护等等。
变压器差动保护是防止变压器内部故障的主保护。
其接线方式，按回路电流法原理，把变压器两侧电流互感器二次线圈接成环流，变压器正常运行或外部故障，如果忽略不平衡电流，在两个互感器的二次回路臂上没有差电流流入继电器，即：iJ＝ibp ＝iI-iII=0。
如果内部故障，如图ZD点短路，流入继电器的电流等于短路点的总电流。
即：iJ=ibp=iI2+iII2。
当流入继电器的电流大于动作电流，保护动作断路器跳闸差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。
HGIS开关
HGISHGIS（Hybrid Gas Insulated Switchgear)是一种介于GIS和AIS之间的新型高压开关设备。
HGIS的结构与GIS基本相同，但它不包括母线设备。
其优点是母线不装于SF6气室，是外露的，因而接线清晰、简洁、紧凑，安装及维护检修方便，运行可靠性高。
随着电网规模的不断扩大，超高压变电站大量增加。
由于环境和占地的压力，我国超高压500kV变电站的主设备的选型就非常重要。
目前，我国500kV超高压开关主要有两大类：气体绝缘金属全封闭开关设备GIS和常规敞开式开关设备AIS。
GIS具有占地少，运行可靠性高，抗污秽及抗震能力强等特点，但其价格昂贵，故障后短时间难以修复且扩建困难。
AIS比GIS价格便宜，但占地面积很大且带电部分外露较多，限制了在变电站面积狭小且环境条件恶劣的地方应用。
HGIS高压开关设备一般为空气绝缘开关设备（AIS）、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）。
20世纪90年代后期，世界上出现了一种紧凑型组合式高压开关设备。
这种设备综合了敞开式和封闭式开关设备的优势。
它将高压元件高度集成，使高压开关设备更加紧凑。
目前多数人称其为HGI S，即“半GIS（Half GIS）”，这与敞开式开关设备相比，把断路器、隔离/接地开关、CT、PT、避雷器等集成为一个模块，大大节省了占地面积，提高了设备可靠性；与GIS设备相比，省略了封闭式母线，大大节省了费用。
欧洲当时正处于20世纪50年代和60年代老变电站改造期间，用此设备可节省费用和减少占地面积。
因此，欧洲几大公司竟相开发此种产品。
包括ABB的PA SS型、三菱的MITS型、西门子的HIS型、Alstom的GIM型等。
随着HGIS设备使用的升温，我国高压开关制造厂家也应更多关注这种设备，以满足电力部门要求缩小占地面积又节省投资的要求。
近年，在某些地方受限制不能选用AIS、投资又较紧张不能选用GIS的电站，推广使用HGI S更适合中国国情，能给使用维护带来更多的方便和实惠。
AIS,GIS,MTS开关
最佳答案高压开关设备按其绝缘可分为三种类型:(1)空气绝缘的敞开式开关设备(AIS);(2)气体绝缘金属封闭开关设备(GIS);(3)混合技术开关设备(MTS)。
MTS是继AIS和GIS之后出现的特别适用于超高压和特高压的开关设备。
AIS以优化投资成本为特征:GIS以最小的空间需求为特征;MTS则以可靠性极高的单线布置为特征。
混合技术开关设备(Mixed TechnologiesSwitchgear-MTS)是基于敞开式开关设备组合及气体绝缘金属封闭开关设备组合的组合式开关设备。
MTS可分两类:一类为敞开式组合电器;另一类为H-GIS(Hybrid Gas Insulated Switchgear)即复合式GIS。
敞开式组合电器是以敞开式元件组合形成的开关设备,基本型号为ZCW。
复合式GIS(H-GIS)是三相空气绝缘且不带母线的单相GIS。
基本型号为ZHW。
国内将H-GIS亦称为准GIS,简化GIS等。
空气绝缘的敞开式开关设备(AIS)以瓷套作为设备外壳及外绝缘,优化了投资成本。
但占地面积大旦因设备外露部件多,易受气候环境条件的影响,不利于系统的安全及可靠运行。
而GIS H-GIS在减少占地面积方面具有明显的优势,而且GIS H-GIS的功能元件封闭在气体绝缘壳体内,因而抵御外界环境影响能力较强。
GIS是属于可靠性高、兔(少)维护的开关设备,它占地面积最小,但由于配置大量的金属封闭母线,使得造价昂贵,而H-GIS的造价介于AIS和GIS之间。
相对GIS,H-GIS(或MTS)只将一相断路器、隔离/接地开关、CT等集成为一组模块,整体封闭于充有绝缘气体的容器内,而对发生事故机率极低的母线,则采用常规方式(敞开式)进行布置,也就是说,H-GIS(或MI别是一种不带充气母线的相间空气绝缘的单相GIS,因而,使得现场结构清晰、简洁、紧凑、安装和维护方便、运行可靠性高。
相对AIS,MTS将隔离开关和接地开关封闭在充气的壳体内,这样就避免了户外隔离开关经常出现的瓷瓶断裂、操作失灵、导电回路过热、腐蚀等4大问题。
GIS与AIS在钢厂应用的对比
GIS与AIS在钢厂应用的对比
1.GIS与AIS相比较的优势
1）GIS结构紧凑，占地面积小，重量轻，对地基载荷要求小，可以大大节省土建投资；AIS结构为空气绝缘，占
地面积大，土建投资大。
2）GIS稳定性高，性能可靠，维护工作量小，GIS所有内部主导电回路全部密封在封闭的金属外壳内，不受自然环
境的影响。
AIS的隔离断口等全部裸露在大气中，主导
电回路很容易受到氧化，导致回路电阻变大，维修周期
变短且维护不方便。
3）钢厂断路器动作频繁，GIS的机械寿命10000次，更容易满足钢厂的特殊要求；AIS的机械寿命5000次，综合
考量性能指标（使用寿命）仅为GIS的三分之一。
4）钢厂污秽等级高，GIS不受环境的影响，AIS为瓷柱式，在钢厂环境下，容易引起粉尘闪爆，需定期停电清扫，
且不能保证清扫后可靠运行，日常维护工作量很大。
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高压开关设备按其绝缘可分为三种类型:(1)空气绝缘的敞开式开关设备(AIS);(2)气体绝缘金属封闭开关设备(GIS);(3)混合技术开关设备(MTS)。
MTS是继AIS
和GIS之后出现的特别适用于超高压和特高压的开关设备。
AIS以优化投资成本为特征:GIS以最小的空间需求为特征;MTS则以可靠性极高的单线布置为特征。
混合技术开关设备(Mixed TechnologiesSwitchgear-MTS)是基于敞开式开关设
备组合及气体绝缘金属封闭开关设备组合的组合式开关设备。
MTS可分两类:一类为敞开式组合电器;另一类为H-GIS(Hybrid Gas Insulated Switchgear)即复合式GIS。
敞开式组合电器是以敞开式元件组合形成的开关设备,基本型号为ZCW。
复合式GIS(H-GIS)是三相空气绝缘且不带母线的单相GIS。
基本型号为ZHW。
国内将H-GIS亦称为准GIS,简化GIS等。
空气绝缘的敞开式开关设备(AIS)以瓷套作为设备外壳及外绝缘,优化了投资成本。
但占地面积大旦因设备外露部件多,易受气候环境条件的影响,不利于系统的安全及可靠运行。
而GIS H-GIS在减少占地面积方面具有明显的优势,而且GIS H-GIS的功能元件封闭在气体绝缘壳体内,因而抵御外界环境影响能力较强。
GIS 是属于可靠性高、兔(少)维护的开关设备,它占地面积最小,但由于配置大量的金属封闭母线,使得造价昂贵,而H-GIS的造价介于AIS和GIS之间。
相对GIS,H-GIS(或MTS)只将一相断路器、隔离/接地开关、CT等集成为一组模块,整体封闭于充有绝缘气体的容器内,而对发生事故机率极低的母线,则采用常
规方式(敞开式)进行布置,也就是说,H-GIS(或MI别是一种不带充气母线的相间
空气绝缘的单相GIS,因而,使得现场结构清晰、简洁、紧凑、安装和维护方便、运行可靠性高。
相对AIS,MTS将隔离开关和接地开关封闭在充气的壳体内,这样就避免了户外隔离开关经常出现的瓷瓶断裂、操作失灵、导电回路过热、腐蚀等4大问题。
又由于隔离开关与接地开关合一简化了结构,大大缩小了尺寸。
这种三工位隔离开关与接地开关,不存在常规隔离开关与接地开关间各种可能的误操作,因此可省略他们之间的电气操作联锁,使运行的可靠性大大提高。
对于变电站来说,H-GIS的优势在于:(1)MTS开关设备完全解决了户外隔离开关运行可靠性问题。
同时由于各元件组合,大大减少了对地绝缘套管和支柱数(仅为常规设备的30~50％)。
这也减少了绝缘支柱因污染造成对地闪络的概率,有助于提高运行的可靠'性:(2)由于元件组合,缩短了设备间接线距离,节省了各设备的布置尺寸。
相对于传统的AIS,大大缩小了高压设备纵向布置尺寸,减少占地面积达40~60％;(3)由于采用在制造厂预制式整体组装调试、模块化整体运输和现场施工安装的方式,现场施工安装更为简单、方便。
同时减少了变电站支架、钢材需用量。
又由于基础小,工程量少,混凝土用量少,大大减少了基础工作和费用开支;(4)由于MTS模块化,非常灵活,特别适用于老式变电站的改造。
MTS正是适应欧洲50年代和60年代老电站需要改造而兴起。
MTS减少了老变电站升级改造的施工难度和投资规模,同时提高了可靠性。
目前国内三家大型企业(西开电气、平高集团和新沈高)正在积极研制1100kVGIS 和H-GIS(MTS)。
高压等级越高,越能显示出H-GIS的优势。
根据广东的经验,H-GIS相比GIS具有明显的价格优势。
如550kV一间隔设备费用约为720万美元(2002年到岸价),而H-GIS一间隔约为183万美元(横沥站2002年DDV价),约为GIS一间隔价格的1/4,同时GIS扩建麻烦,而H-GIS不带母线,分相布置,当一相断路器需维护或扩建时,只需断开与三相母线的连接线,因此H-GIS相比GIS占有价格低和扩建维修的优势。
H-GIS与AIS相比,H-GIS综合费用比AIS虽贵些,但它的技术经济指标优越,特别减少了套管数量(约为AIS的50％),支柱绝缘子数(约为其20％),设备支架数(为其209b),占地面积(为其60％),安装工作量(为其50％),维护工作量(为其20％)等。
550kVMTS在国外都有生产和使用。
国外以日本为例,三菱和东芝都在生产MTS 产品。
三菱550kVMTS从1973年开始已有19座变电站在运行,至今已有194台供货记录。
1979年日本关西电力公司的500kV西播变电站技运10间隔
550kV/4000A/5。
KA的MTS,至今运行没有发生任何问题。
1987年日本东京电力公司的500kV的变电站,扩建的5号主变电站工程选用Mm以来,没有发生任何故障。
2004年、2005年国家电网公司和南方电网公司又在多个500kV变电站选用了MFTS开关设备。
我国即将开工建设的1000kV特高压输变电试验示范工程,其中有的变电站将选用1100kV MIS。
我国现运行的550kVMTS设备中已有三菱、东芝和西开电气产品。
2001年西开ZHW-550型产品在福建水口电厂投运。