高壓開關(guān)是指在電壓3千伏及以上,頻率50赫茲及以下的電力系統(tǒng)中運行的戶內(nèi)和戶外交流開關(guān)設(shè)備。高壓開關(guān)在國民經(jīng)濟行業(yè)中屬于電氣機械和器材制造業(yè)中的配電開關(guān)控制設(shè)備制造,國民經(jīng)濟行業(yè)代碼為C3823,指用于電壓超過1000V的,諸如一般在配電系統(tǒng)中使用的接通及斷開或保護電路的電器,以及用于電壓不超過1000V的,如在住房、工業(yè)設(shè)備或家用電器中使用的配電開關(guān)控制設(shè)備及其零件的制造。
全景圖:行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈高度成熟
高壓開關(guān)制造產(chǎn)業(yè)在我國已有多年歷史,已經(jīng)發(fā)展出了高度成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,高壓開關(guān)制造產(chǎn)業(yè)上游為原材料及組件供應(yīng),包括絕緣材料、(鑄鋁件、鑄銅件、鑄鋼件、鑄鐵件等鑄件)、金屬材料(鋁材、銅材、鋼材、無縫鋼管、鍍鋅管等)及其他材料(標(biāo)準件、電器元件、配套件等);
中游產(chǎn)業(yè)為高壓開關(guān)設(shè)備制造,細分領(lǐng)域包括高壓交流斷路器、交流金屬封閉開關(guān)、高壓交流隔斷開關(guān)與接地開關(guān)、高壓交流負荷開關(guān)熔斷器以及成套設(shè)備氣體絕緣金屬封閉開關(guān)(GIS)、預(yù)裝式變電站、高壓接觸器等;
下游為高壓開關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域,主要包括電源行業(yè)、電網(wǎng)行業(yè)、鐵路電氣化、特種裝備等領(lǐng)域。
在產(chǎn)業(yè)中游高壓開關(guān)設(shè)備制造中,根據(jù)高壓開關(guān)功能和作用的不同可以分為元件組合以及成套設(shè)備兩大類,元件組合中主要包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、重合器、分斷器、負荷開關(guān)、接觸器、熔斷器以及上述元件組合而成的負荷開關(guān)-熔斷器組合電器、接觸器-熔斷器(F-C)組合電器、隔離負荷開關(guān)、熔斷器式開關(guān)、敞開式組合電器等。
成套設(shè)備為元件組合與其他電器產(chǎn)品進行合理配置,有機地組合于金屬封閉外殼內(nèi),具有相對完整使用功能的產(chǎn)品。如金屬封閉開關(guān)設(shè)備(開關(guān)柜)、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)和高壓/低壓預(yù)裝式變電站等。
行業(yè)現(xiàn)狀
——政策扶持推動市場發(fā)展
一方面,電力行業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)行業(yè),國家在產(chǎn)業(yè)政策上一向給予重點支持,下游行業(yè)的發(fā)展也就帶動了對高壓開關(guān)等于電力行業(yè)息息相關(guān)的設(shè)備制造業(yè)發(fā)展,另一方面,國家支持裝備制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,輸配電以及控制設(shè)備也是我國核心裝備制造業(yè)之一,國家不斷出臺政策鼓勵行業(yè)加大科研力度,提高創(chuàng)新能力,從而推動高壓開關(guān)制造業(yè)市場規(guī)模不斷提升,產(chǎn)品創(chuàng)新層出不窮。
——下游領(lǐng)域需求促進高壓開關(guān)行業(yè)發(fā)展
壓開關(guān)行業(yè)的發(fā)展除了受到國家政策的推動之外,下游領(lǐng)域不斷發(fā)展導(dǎo)致需求增加也是行業(yè)發(fā)展的主要因素之一,下游領(lǐng)域需求的增加主要來源于電源工程建設(shè)、電網(wǎng)建設(shè)以及鐵路電氣化建設(shè)。
在電源工程領(lǐng)域建設(shè)中,核電和風(fēng)電對高壓開關(guān)有很高的要求,核電要求IE級高壓開關(guān)設(shè)備,要求高壓開關(guān)產(chǎn)品具有一系列的抗老化、抗高壓能力。核電是高效、清潔、安全和經(jīng)濟的能源,具有資源消耗少、環(huán)境影響小和供應(yīng)能力強等許多優(yōu)點。
發(fā)展核電是我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展和人民生活水平不斷提高的需要,也是優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)、緩解環(huán)境污染和保證能源安全的需要。
近年來,我國核電裝機規(guī)模不斷增加,截至2019年底,我國運行核電機組達到47臺,總裝機容量為4875萬千瓦,僅次于美國和法國,位列全球第三。核電工程還有廣闊的發(fā)展前景,對高壓開關(guān)產(chǎn)品提出了較大的需求,同時也提出了較高要求。
風(fēng)電輸變電一般是將風(fēng)電發(fā)電機發(fā)出的690V低壓電經(jīng)高壓集電線路送至升壓站。一般升壓至10kV或35kV,通過接入系統(tǒng)線路與電網(wǎng)并聯(lián)。因此,風(fēng)電輸變電需要40.5kV箱式變電站。
在40.5kv箱式變電站中,除過35kV升壓變壓器外,還需要40.5kV環(huán)網(wǎng)柜,其內(nèi)裝SF6負荷開關(guān)和限流熔斷器。由于風(fēng)電場塔架處地方狹小,且風(fēng)電場環(huán)境惡劣,一般采用體積小的SF6環(huán)網(wǎng)柜。
隨著風(fēng)電的發(fā)展,將會需要更多的40.5kV箱式變電站、40.5kV環(huán)網(wǎng)柜和40.5kV限流熔斷器等設(shè)備。風(fēng)電裝機容量逐年增長。據(jù)統(tǒng)計,2019年我國風(fēng)電裝機容量達到了21005萬千瓦。
2020年上半年,我國風(fēng)電裝機容量達到了21675萬千瓦,其中新增風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量632萬千瓦。風(fēng)電的發(fā)展將會對特定高壓開關(guān)設(shè)備提出更大的需求,從而促進高壓開關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
近十年,我國電力行業(yè)年投資額呈波動趨勢,且自2017年起,電力投資額連續(xù)三年呈負增長。2019年我國電力投資額為7995億元,同比下降1.2%。
2019年,在全國電力投資構(gòu)成中,電網(wǎng)側(cè)投資占比61%,電源側(cè)投資占比39%。其中全國電網(wǎng)工程建設(shè)完成投資4856億元,其中110千伏及以下電網(wǎng)投資占電網(wǎng)投資的比重為63.3%,比2018年提高5.9個百分點。
未來電氣設(shè)備行業(yè)投資將呈現(xiàn)“兩極化”趨勢:特高壓骨干網(wǎng)和配網(wǎng)改造將成為電網(wǎng)投資主題,“智能化”拉動二次設(shè)備占比提升,高性能高壓開關(guān)市場在此過程中也將取得較大規(guī)模發(fā)展。未來超高壓、特高壓電網(wǎng)、智能電網(wǎng)建設(shè)將拉動輸變電領(lǐng)域高端產(chǎn)品的市場需求,進一步加快高壓開關(guān)制造行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新進程。
2019年,中國電氣化鐵路營業(yè)里程預(yù)計達到10.0萬公里,電氣化率為71.9%,根據(jù)《鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃》,到2025年,整個鐵路運營里程將達到17.5萬公里,鐵路電氣化率將會達到75%以上,保守估計電氣化鐵路營業(yè)里程將會達到13.13萬公里。
電氣化鐵路使用斷路器、負荷開關(guān)、快速隔離開關(guān)及成套設(shè)備(如C-GIS)等,均一定特殊性,電氣化鐵路使用高壓開關(guān)開、合短路次數(shù)多,接觸網(wǎng)百公里每年短路跳閘次數(shù),達60-80次,工作電流波動大,從零到最大1000A左右,高速接觸網(wǎng)可達1500A以上,同時鐵路改變營運方式也會引起高壓開關(guān)正常頻繁操作,高壓開關(guān)的在鐵路電網(wǎng)的安裝使用環(huán)境也相對嚴苛,在對高壓開關(guān)設(shè)備產(chǎn)生更多需求的同時,對于高壓開關(guān)的性能穩(wěn)定性和安全性都會有較高的要求。
競爭格局:平高電氣為行業(yè)龍頭
高壓開關(guān)制造屬于技術(shù)密集型行業(yè),存在一定的技術(shù)壁壘,隨著科學(xué)技術(shù)進步,輸配電及控制設(shè)備產(chǎn)品有著小型化、智能化、信息化、環(huán)保型、經(jīng)濟實用型的發(fā)展趨勢,這勢必給企業(yè)增強自主創(chuàng)新能力、加大研究和發(fā)展投入提出更高的要求。
目前我國高壓開關(guān)行業(yè)研發(fā)費用的投入與國外同行業(yè)相比還存在一定的差距。再加上國外知名品牌的跨國公司通過合資并購等手段,以占領(lǐng)中國市場份額為目的,實行本土化生產(chǎn),從而進一步加劇了我國輸配電及控制設(shè)備市場的競爭。
由于特高壓項目涉及能源與電力安全,電壓等級越高要求的技術(shù)水平就越高,導(dǎo)致高端高壓開關(guān)設(shè)備制造企業(yè)數(shù)量較少,高端產(chǎn)品行業(yè)集中度相對較高,我國高壓開關(guān)制造競爭格局呈現(xiàn)特點為:電壓等級越高高壓開關(guān)制造企業(yè)越少,行業(yè)集中度越高。其中平高電氣、中國西電以及新東北電氣為全產(chǎn)品系列生產(chǎn)廠家。
根據(jù)特高壓招標(biāo)統(tǒng)計信息及上市公司公告來看,在550KV以上產(chǎn)品中,市占率第一的為平高電氣,約為40%-45%;中國西電市占率第二,約為25%-30%;新東北電氣約為15%-20%,排名第三。
發(fā)展趨勢:向品牌化、品質(zhì)化、偽裝化方向發(fā)展
未來我國高壓開關(guān)制造行業(yè)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在三個方面:
(1)產(chǎn)品更加注重技術(shù)、質(zhì)量和服務(wù),凸顯企業(yè)品牌建設(shè)重要性
對于特高壓輸變電工程,國家明確將其確定為裝備制造業(yè)技術(shù)提升和自主創(chuàng)新的依托工程。國家發(fā)改委明確表示,特高壓配電設(shè)備要全國實現(xiàn)自主研發(fā)、國內(nèi)自主生產(chǎn),隨著國內(nèi)高壓開關(guān)制造企業(yè)創(chuàng)新能力的不斷提升,高壓開關(guān)也將逐漸實現(xiàn)國產(chǎn)化。
(2)重新回歸到品質(zhì)為首,產(chǎn)品要以智能化、多元化、個性化、差異化取勝
隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展,智能化控制高壓開關(guān)得到企業(yè)發(fā)展重視,高壓開關(guān)內(nèi)部通信通過wifi或藍牙實現(xiàn)。高壓開關(guān)無油化成為發(fā)展趨勢,根據(jù)《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃(2015~2020年)》中指出,到2020年全面完成開關(guān)無油化改造,開關(guān)無油化率達到100%。
同時,隨著國內(nèi)環(huán)保意識增強,SF6等高壓開關(guān)產(chǎn)品未來將會被逐漸取代。目前國內(nèi)除了電力領(lǐng)域,其他工業(yè)領(lǐng)域幾乎不再使用SF6,廠商正在尋找SF6替代品。
(3)產(chǎn)品設(shè)計更加緊湊,外觀設(shè)計偽裝化
未來開關(guān)設(shè)備設(shè)計變得越緊湊,在氣體腔室中集成越來越多功能,例如CT套、電壓/電流傳感器、斷路器、組合式隔離開關(guān)/接地開關(guān)組合在一起的集成化CIS。同時高壓變電站設(shè)計外形也越來越巧妙,偽裝越來越好,從外表上看上去很難發(fā)現(xiàn)是配電設(shè)備。