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环网柜产品概述及生产技术发展趋势分析(环网柜项目市场投资可行性研究报告-节选)

第一节 产品定义及发展历程

1、产品定义

环网柜指一种用于配电系统的高压开关柜,因负载容量不大,其高压回路通常采用630A 开关,并配有高压熔断器保护。由于配电系统通常采用环形网供电,以提高供电可靠性,故其使用的高压开关柜一般习惯上称为环网开关柜,简称环网柜,可分为户内和户外两大系列。

目前国内外环网柜参数达到额定电压l2、24、40.5kV,额定电流200,400,630,1250A,额定短时耐受电流16,20,25kA,柜宽:空气式多为350mm,最小210mm,空气绝缘式为600mm左右。

2、发展历程

我国采用环网柜的时间较晚,直到上世纪80年代我国发展环网供电时,环网柜才得到了广泛的应用。从产气式到压气式,再经历了真空环网柜,直到90年代后期,在经济发展较快的沿海地区才引进了国外的SF6环网柜和可扩展技术。由于这种环网柜的性能优异、体积小、安全可靠、免维护,因而深受用户的好评,进而也推动了国内各个厂家积极地引进国外的技术,通过合资生产或自主研发等形式推出了各种形式的SF6环网柜。

第二节 产品特点及应用领域分析

环网柜属二次配电设备。二次配电设备是指将高压变压器受电的一次配电设备的电能进行再分配的中压开关设备。二次配电设备基础元件为负荷开关和限流熔断器,不但经济,而且保护特性好(如限流熔断器保护变压器)。我国传统二次配电设备是用断路器,不但价格贵,保护性也不好。改革开放后,从珠江三角洲开始,引进的以负荷开关和熔断器为基础的二次配电设备已日益深入人心。我国中压断路器与负荷开关(含接触器)比例已由1980年前的10:l,降为2003年的2.1:1,这是我国二次配电设备政策的革命性变化。但与国外相比,我国断路器与负荷开关之比相去甚远,国外(如德国、日本等)断路器与负荷开关之比为l:5~6,而我国现未达到1:1,要达到1:5~6还要付出巨大努力。

第三节 产业链概述

一、在产业链中的位置

环网柜在产业链中处于中游位置,其上游主要是各种原材料,下游主要为电力、市政建设等行业

环网柜的上游行业是原材料(金属加工)行业、机械加工行业、仪器仪表等元器件制造业,原材料市场的价格波动会直接影响公司产品的生产成本,同时,机械加工行业的供求变化也可能对行业制造成本构成影响。

环网柜的下游行业为电力、铁路、市政建设、房地产以及其他行业,是国家基础行业,其行业的景气度与国民经济发展息息相关,上述行业的发展直接决定输配电设备制造业的发展。随着国家对电网投资的不断增加,电网规模的不断扩张,城乡电网的进一步改造以及配电设备的升级换代,配电及控制设备的需求量会越来越大,本行业将面临较长时期的景气周期。

二、相关行业简述

(一)城市配电网建设

1、概述

根据2008 年11 月国家电网公司新闻发布会公布的数据,国家电网计划在未来2-3 年投资超过10,000 亿元用于电网建设,具体计划投资5,500 亿元用于城农网建设与改造,其中城网投资3,000 亿元,农网投资2,500 亿元。重点是加强城市电网主网架,尽快形成220kV 双环网架;加快中高压城市配电网(10-35kV)更新改造,尽快形成“手拉手”环路供电或双电源供电;城市中心区适当提高电缆化率。

过万亿的投资计划意味着国家电网未来2-3 年的每年投资要新增1,000多亿。从实际的投资情况来看,国家电网2009 年全年对电网建设的投资总额达3,058.6 亿元,同比增长22.5%。按照这个投资额来看,需要按每年复合增长率30%计算,至2011 年时,总投资额为1.23 万亿,才能正好完成国家电网的原规划。“十二五”期间,国家电网电网规划投资将达1.7 万亿元,重点加大智能电网建设和节能减排力度,加快新能源接入电网工程和通电通道建设,升级改造农村电网等。

根据中国南方电网公司2009 年社会责任报告,2009 年南方电网完成投资915亿元,同比增长91.5%;未来几年南方电网将继续保持电网投资水平,2010 年规划投资1,042 亿元。同时,电网建设资金向配网倾斜,着力加大城网改造和农网改造升级投资。南方电网还同时提出了“绿色行动”,强调输配电业务的节能减耗。此外,南方电网2011 年工作报告显示,“十二五”期间南方电网固定资产投资将超过5,000 亿元,继续用于提高供电质量和可靠性,力争“十二五”期末城市客户年平均停电时间不超过5 小时。

从电网投资长期发展趋势角度,国家电网公共关系部的分析表明:国家在宏观政策支持力度上,一直存在“重发轻供”的情况,即电网投资建设与电源投资建设倒置,而在国外,电网与电源建设的比例约为 6:4。国家电力信息网数据显示,2010 年,全国电力工程建设累计完成投资7,417 亿元,全国电源基本建设完成投资3,969 亿元,电网基本建设完成投资3,448 亿元(数据来源于中电联2011 年6 月27 日发布的《中国电力行业年度发展报告2011》)。“十一五”期间全国电力工程建设累计完成投资3.2 万亿元,电网工程建设年均投资2,949 亿元,五年累计完成投资所占比重上升到46.05%。电源和电网的资金投入比达到54:46,已经接近50:50。说明国家对电网建设的重视程度正在稳步提高。

根据《电力工业“十二五”规划研究报告》的分析,“十二五”期间,全国电力工业投资将达5.3 万亿元,其中规划电网投资约2.55 万亿元,占电力总投资的48%。在电网发展上,加快推进坚强智能电网建设。据此,未来5 年内,国家电网公司和南方电网公司在城市电网建设领域的投资规模将保持在较高水平。

2、智能电网

国家电网公司于2009 年5 月提出建设坚强的智能电网的设想,2009 年7 月11 日国家电网召开年中工作会议,确定了智能电网发展规划和总体投资,即到2020 年智能电网总投资规模接近4 万亿元,具体为:2009 年~2010 年的投资约5,500 亿元,2011~2015 年投资约为2 万亿元,2016~2020 年投资约为1.7万亿元;且配网领域的投资比例将上升到35%。据此推算,2010-2015 年配电领域的总投资将达到7,000 亿,较十一五保持约25%的年复合增长。2010 年6 月29 日,国家电网公司在北京发布了《智能电网技术标准体系规划》,在中国首次系统地提出了包括8 个专业分支、26 个技术领域、92 个标准系列的智能电网技术标准体系,明确了可以直接采用、需要修订、需要制定的智能电网技术标准,为户外产品的智能化发展提供了明确的方向。

智能化电网作为国家电网未来10 年的重点规划,其市场机会是真实存在的。可以推算,全国10kV 配电线路大约有68,120 条,每条出线按3 台户外环网开关设备估算,配电线路上运行的户外环网开关设备大约有20 万台,如果其中10%进行智能化改造,将新增大约2 万台智能户外环网开关设备的产品需求,这仅仅是旧设备更换所挖掘的市场潜力。因此近年来各家公司都在全力研发具有智能化、信息化、小型化和环保等特点的前瞻性户外环网开关设备产品,为2011 年该市场的全面启动做好充分的技术和产品储备。

(二)市政建设

近十年以来,我国经济发展速度迅猛,国民生产总值一直保持8%以上的增长,产业结构不断调整,使我国城市化率不断提高。从2001 年~2007 年,我国地级以上城市辖区建成面积平均增长70.1%。根据国务院新闻办公室2010 年3月29 日新闻发布会公布的数据,截至2009 年末,我国城镇化程度由2008 年的45.7%上升到了46.6%,拥有6.22 亿城镇人口。2008 年末已形成设市城市655座,其中百万人口以上特大城市122 座。迅速增加的城市带来了大量的市政建设投资和房地产投资,电力配套设备投资也相应增加,例如城市照明、小区供电等。

该市场领域虽然属于政府投资或用户投资,但其投资总量略大于电网投资的规模。鉴于到2020 年,我国城市化率将高达61.4%,因此该领域市场将长期保持较快增长,其中户外电力配电设备的投资也将随之增加。

第四节 产品生产技术发展现状

输配电及控制设备行业是资金-技术密集型产业,加上其本身的产品、市场和技术特点,专业性较强。12~40.5kV 电压等级的配电及控制设备行业所包含的技术,主要有电工技术、金属材料和绝缘材料技术、机械加工和制造技术、电子技术、计算机技术、通讯技术和现代控制技术等。我国配电及控制设备的制造技术水平自改革开放以来通过不断引进国外先进技术,产品生产技术获得了长足发展,在传统的高压成套设备领域,已经有数量较多的企业掌握了成熟的制造技术,与国外先进企业的技术差距大大缩小。

但是在户外环网柜领域,由于该产品引进国内的时间还较短,在一些关键技术领域,国内企业尚在寻求突破,如气体绝缘技术在户外环境的稳定性、产品的防腐性能、复合绝缘技术的运用、智能化配电技术和装置的可靠性等。与国外同类型企业相比,国内能够批量生产户外环网柜的企业数量还不多。与户内产品相比较,户外环网柜因为需要适应较为恶劣的运行环境,其设计要求更为严格。

国际主流环网柜技术为SF6 气体绝缘技术。箱体密封装配与充气检漏是SF6开关制造过程中的关键技术,是产品可靠性能否得到保障的重要因素。对于焊缝的检查,目前比较好的方法是箱体密封装配完成后采用氦质谱检漏的方法,利用对氦气敏感的材料制成的传感器,定性、定量地检测漏气情况。

第五节 产品生产工艺特点或流程

以合纵科技股份有限公司生产的环网柜为例,其具体的生产工艺流程如下图所示:

合纵科技TPS6工艺流程图



合纵科技TPS1(Q)工艺流程图

第六节 国内外生产技术发展趋势分析

环网柜的技术趋势是全绝缘、全密封,具有对环境的高适应性。鉴于未来5 年内,国家电网将投入巨资建设智能化电网,智能化环网柜将成为市场的主流产品,并逐步替代现有普通户外环网柜。

1、12-24kV 固体绝缘环网柜

带电部件采用环氧树脂完全浇注,环保无有害排放,是未来中压开关产品发展方向,已经进入产业化阶段。

2、12-24kV 氮气绝缘环网柜

新一代气体绝缘产品,与固体绝缘环网柜相比属于不同的技术路线,具有良好的环保特性,有可能成为未来市场发展的主流产品,目前该产品处于技术研究阶段。


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