第一節(jié) 產品定義及發(fā)展歷程
1、產品定義
環(huán)網柜指一種用于配電系統(tǒng)的高壓開關柜,因負載容量不大,其高壓回路通常采用630A 開關,并配有高壓熔斷器保護。由于配電系統(tǒng)通常采用環(huán)形網供電,以提高供電可靠性,故其使用的高壓開關柜一般習慣上稱為環(huán)網開關柜,簡稱環(huán)網柜,可分為戶內和戶外兩大系列。
目前國內外環(huán)網柜參數達到額定電壓l2、24、40.5kV,額定電流200,400,630,1250A,額定短時耐受電流16,20,25kA,柜寬:空氣式多為350mm,最小210mm,空氣絕緣式為600mm左右。
2、發(fā)展歷程
我國采用環(huán)網柜的時間較晚,直到上世紀80年代我國發(fā)展環(huán)網供電時,環(huán)網柜才得到了廣泛的應用。從產氣式到壓氣式,再經歷了真空環(huán)網柜,直到90年代后期,在經濟發(fā)展較快的沿海地區(qū)才引進了國外的SF6環(huán)網柜和可擴展技術。由于這種環(huán)網柜的性能優(yōu)異、體積小、安全可靠、免維護,因而深受用戶的好評,進而也推動了國內各個廠家積極地引進國外的技術,通過合資生產或自主研發(fā)等形式推出了各種形式的SF6環(huán)網柜。
第二節(jié) 產品特點及應用領域 分析
環(huán)網柜屬二次配電設備。二次配電設備是指將高壓變壓器受電的一次配電設備的電能進行再分配的中壓開關設備。二次配電設備基礎元件為負荷開關和限流熔斷器,不但經濟,而且保護特性好(如限流熔斷器保護變壓器)。我國傳統(tǒng)二次配電設備是用斷路器,不但價格貴,保護性也不好。改革開放后,從珠江三角洲開始,引進的以負荷開關和熔斷器為基礎的二次配電設備已日益深入人心。我國中壓斷路器與負荷開關(含接觸器)比例已由1980年前的10:l,降為2003年的2.1:1,這是我國二次配電設備政策的革命性變化。但與國外相比,我國斷路器與負荷開關之比相去甚遠,國外(如德國、日本等)斷路器與負荷開關之比為l:5~6,而我國現(xiàn)未達到1:1,要達到1:5~6還要付出巨大努力。
第三節(jié) 產業(yè)鏈概述
一、在產業(yè)鏈中的位置
環(huán)網柜在產業(yè)鏈中處于中游位置,其上游主要是各種原材料,下游主要為電力、市政建設等 行業(yè) 。
環(huán)網柜的上游 行業(yè) 是原材料(金屬加工) 行業(yè) 、機械加工 行業(yè) 、儀器儀表等元器件制造業(yè),原材料市場的價格波動會直接影響公司產品的生產成本,同時,機械加工 行業(yè) 的供求變化也可能對 行業(yè) 制造成本構成影響。
環(huán)網柜的下游 行業(yè) 為電力、鐵路、市政建設、房地產以及其他 行業(yè) ,是國家基礎 行業(yè) ,其 行業(yè) 的景氣度與國民經濟發(fā)展息息相關,上述 行業(yè) 的發(fā)展直接決定輸配電設備制造業(yè)的發(fā)展。隨著國家對電網投資的不斷增加,電網規(guī)模的不斷擴張,城鄉(xiāng)電網的進一步改造以及配電設備的升級換代,配電及控制設備的需求量會越來越大,本 行業(yè) 將面臨較長時期的景氣周期。
二、相關 行業(yè) 簡述
(一)城市配電網建設
1、概述
根據2008 年11 月國家電網公司新聞發(fā)布會公布的數據,國家電網計劃在未來2-3 年投資超過10,000 億元用于電網建設,具體計劃投資5,500 億元用于城農網建設與改造,其中城網投資3,000 億元,農網投資2,500 億元。重點是加強城市電網主網架,盡快形成220kV 雙環(huán)網架;加快中高壓城市配電網(10-35kV)更新改造,盡快形成“手拉手”環(huán)路供電或雙電源供電;城市中心區(qū)適當提高電纜化率。
過萬億的投資計劃意味著國家電網未來2-3 年的每年投資要新增1,000多億。從實際的投資情況來看,國家電網2009 年全年對電網建設的投資總額達3,058.6 億元,同比增長22.5%。按照這個投資額來看,需要按每年復合增長率30%計算,至2011 年時,總投資額為1.23 萬億,才能正好完成國家電網的原 規(guī)劃 。“十二五”期間,國家電網電網 規(guī)劃 投資將達1.7 萬億元,重點加大智能電網建設和節(jié)能減排力度,加快新能源接入電網工程和通電通道建設,升級改造農村電網等。
根據中國南方電網公司2009 年社會責任報告,2009 年南方電網完成投資915億元,同比增長91.5%;未來幾年南方電網將繼續(xù)保持電網投資水平,2010 年 規(guī)劃 投資1,042 億元。同時,電網建設資金向配網傾斜,著力加大城網改造和農網改造升級投資。南方電網還同時提出了“綠色行動”,強調輸配電業(yè)務的節(jié)能減耗。此外,南方電網2011 年工作報告顯示,“十二五”期間南方電網固定資產投資將超過5,000 億元,繼續(xù)用于提高供電質量和可靠性,力爭“十二五”期末城市客戶年平均停電時間不超過5 小時。
從電網投資長期發(fā)展趨勢角度,國家電網公共關系部的 分析 表明:國家在宏觀政策支持力度上,一直存在“重發(fā)輕供”的情況,即電網投資建設與電源投資建設倒置,而在國外,電網與電源建設的比例約為 6:4。國家電力信息網數據顯示,2010 年,全國電力工程建設累計完成投資7,417 億元,全國電源基本建設完成投資3,969 億元,電網基本建設完成投資3,448 億元(數據來源于中電聯(lián)2011 年6 月27 日發(fā)布的《中國電力 行業(yè) 年度發(fā)展報告2011》)。“十一五”期間全國電力工程建設累計完成投資3.2 萬億元,電網工程建設年均投資2,949 億元,五年累計完成投資所占比重上升到46.05%。電源和電網的資金投入比達到54:46,已經接近50:50。說明國家對電網建設的重視程度正在穩(wěn)步提高。
根據《電力工業(yè)“十二五” 規(guī)劃 研究 報告》的 分析 ,“十二五”期間,全國電力工業(yè)投資將達5.3 萬億元,其中 規(guī)劃 電網投資約2.55 萬億元,占電力總投資的48%。在電網發(fā)展上,加快推進堅強智能電網建設。據此,未來5 年內,國家電網公司和南方電網公司在城市電網建設領域的投資規(guī)模將保持在較高水平。
2、智能電網
國家電網公司于2009 年5 月提出建設堅強的智能電網的設想,2009 年7 月11 日國家電網召開年中工作會議,確定了智能電網發(fā)展 規(guī)劃 和總體投資,即到2020 年智能電網總投資規(guī)模接近4 萬億元,具體為:2009 年~2010 年的投資約5,500 億元,2011~2015 年投資約為2 萬億元,2016~2020 年投資約為1.7萬億元;且配網領域的投資比例將上升到35%。據此推算,2010-2015 年配電領域的總投資將達到7,000 億,較十一五保持約25%的年復合增長。2010 年6 月29 日,國家電網公司在北京發(fā)布了《智能電網技術標準體系 規(guī)劃 》,在中國首次系統(tǒng)地提出了包括8 個專業(yè)分支、26 個技術領域、92 個標準系列的智能電網技術標準體系,明確了可以直接采用、需要修訂、需要制定的智能電網技術標準,為戶外產品的智能化發(fā)展提供了明確的方向。
智能化電網作為國家電網未來10 年的重點 規(guī)劃 ,其市場機會是真實存在的??梢酝扑?,全國10kV 配電線路大約有68,120 條,每條出線按3 臺戶外環(huán)網開關設備估算,配電線路上運行的戶外環(huán)網開關設備大約有20 萬臺,如果其中10%進行智能化改造,將新增大約2 萬臺智能戶外環(huán)網開關設備的產品需求,這僅僅是舊設備更換所挖掘的市場潛力。因此近年來各家公司都在全力研發(fā)具有智能化、信息化、小型化和環(huán)保等特點的前瞻性戶外環(huán)網開關設備產品,為2011 年該市場的全面啟動做好充分的技術和產品儲備。
(二)市政建設
近十年以來,我國經濟發(fā)展速度迅猛,國民生產總值一直保持8%以上的增長,產業(yè)結構不斷調整,使我國城市化率不斷提高。從2001 年~2007 年,我國地級以上城市轄區(qū)建成面積平均增長70.1%。根據國務院新聞辦公室2010 年3月29 日新聞發(fā)布會公布的數據,截至2009 年末,我國城鎮(zhèn)化程度由2008 年的45.7%上升到了46.6%,擁有6.22 億城鎮(zhèn)人口。2008 年末已形成設市城市655座,其中百萬人口以上特大城市122 座。迅速增加的城市帶來了大量的市政建設投資和房地產投資,電力配套設備投資也相應增加,例如城市照明、小區(qū)供電等。
該市場領域雖然屬于政府投資或用戶投資,但其投資總量略大于電網投資的規(guī)模。鑒于到2020 年,我國城市化率將高達61.4%,因此該領域市場將長期保持較快增長,其中戶外電力配電設備的投資也將隨之增加。
第四節(jié) 產品生產技術發(fā)展現(xiàn)狀
輸配電及控制設備 行業(yè) 是資金-技術密集型產業(yè),加上其本身的產品、市場和技術特點,專業(yè)性較強。12~40.5kV 電壓等級的配電及控制設備 行業(yè) 所包含的技術,主要有電工技術、金屬材料和絕緣材料技術、機械加工和制造技術、電子技術、計算機技術、通訊技術和現(xiàn)代控制技術等。我國配電及控制設備的制造技術水平自改革開放以來通過不斷引進國外先進技術,產品生產技術獲得了長足發(fā)展,在傳統(tǒng)的高壓成套設備領域,已經有數量較多的企業(yè)掌握了成熟的制造技術,與國外先進企業(yè)的技術差距大大縮小。
但是在戶外環(huán)網柜領域,由于該產品引進國內的時間還較短,在一些關鍵技術領域,國內企業(yè)尚在尋求突破,如氣體絕緣技術在戶外環(huán)境的穩(wěn)定性、產品的防腐性能、復合絕緣技術的運用、智能化配電技術和裝置的可靠性等。與國外同類型企業(yè)相比,國內能夠批量生產戶外環(huán)網柜的企業(yè)數量還不多。與戶內產品相比較,戶外環(huán)網柜因為需要適應較為惡劣的運行環(huán)境,其設計要求更為嚴格。
國際主流環(huán)網柜技術為SF6 氣體絕緣技術。箱體密封裝配與充氣檢漏是SF6開關制造過程中的關鍵技術,是產品可靠性能否得到保障的重要因素。對于焊縫的檢查,目前比較好的方法是箱體密封裝配完成后采用氦質譜檢漏的方法,利用對氦氣敏感的材料制成的傳感器,定性、定量地檢測漏氣情況。
第五節(jié) 產品生產工藝特點或流程
以合縱科技股份有限公司生產的環(huán)網柜為例,其具體的生產工藝流程如下圖所示:
合縱科技TPS6工藝流程圖
合縱科技TPS1(Q)工藝流程圖
第六節(jié) 國內外生產技術發(fā)展趨勢 分析
環(huán)網柜的技術趨勢是全絕緣、全密封,具有對環(huán)境的高適應性。鑒于未來5 年內,國家電網將投入巨資建設智能化電網,智能化環(huán)網柜將成為市場的主流產品,并逐步替代現(xiàn)有普通戶外環(huán)網柜。
1、12-24kV 固體絕緣環(huán)網柜
帶電部件采用環(huán)氧樹脂完全澆注,環(huán)保無有害排放,是未來中壓開關產品發(fā)展方向,已經進入產業(yè)化階段。
2、12-24kV 氮氣絕緣環(huán)網柜
新一代氣體絕緣產品,與固體絕緣環(huán)網柜相比屬于不同的技術路線,具有良好的環(huán)保特性,有可能成為未來 市場發(fā)展 的主流產品,目前該產品處于技術 研究 階段。
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