近日,，工業(yè)和信息化部,、 國家市場監(jiān)管總局,、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《變壓器能效提升計(jì)劃（2021-2023年）》,，提出禁止未達(dá)到能效標(biāo)準(zhǔn)要求的變壓器接入電網(wǎng),，自2021年6月起,，新采購變壓器應(yīng)為高效節(jié)能變壓器。到2023年,，逐步淘汰不符合國家能效標(biāo)準(zhǔn)要求的變壓器,，高效節(jié)能變壓器在網(wǎng)運(yùn)行比例提高10%，當(dāng)年新增高效節(jié)能變壓器占比達(dá)到75%以上,。

能效提升計(jì)劃的出臺,，意味著中國變壓器產(chǎn)業(yè)即將發(fā)生顛覆性改變。高效節(jié)能變壓器技術(shù)革命的到來,，革的是傳統(tǒng)低效高能耗變壓器的命。以立體卷鐵心為代表的高效節(jié)能變壓器迎來攻城略地的黃金發(fā)展期,。

▲截止2020年底在網(wǎng)運(yùn)行變壓器及市場占比（點(diǎn)擊可查看大圖）

那什么是立體卷鐵心,？相對于傳統(tǒng)疊鐵心，他又有什么優(yōu)勢,？節(jié)能變壓器的未來將走向何方

何為立體卷鐵心變壓器,？

鐵心是變壓器的“心臟”部位，其質(zhì)量好壞直接影響著整個變壓器的最終質(zhì)量,。

立體卷鐵心主要由若干不同尺寸的梯形料帶依次連續(xù)卷繞而成,，得到截面為近似半圓形,、幾何尺寸完全相同的３個矩形鐵心框，將３個鐵心框的同一邊兩兩拼接,，拼合后鐵心的３個心柱呈等邊三角形立體排列,，鐵心心柱的橫截面接近圓形，３個鐵心磁路長度一致,，且鐵軛長度均最短,。

▲立體卷鐵心

與傳統(tǒng)的疊鐵心變壓器相比，立體卷鐵心變壓器具有節(jié)能,、節(jié)材,、噪音小、性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn),。立體卷鐵心變壓器磁路中無空氣隙,，卷繞更緊密，無廢料加工,，材料利用率接近100%,，可節(jié)省硅鋼片量25%-30%、銅用量5%-8%整個生產(chǎn)制造過程比傳統(tǒng)疊鐵心變壓器減少5-6道工序,。

▲立體卷鐵心vs疊鐵心

立體卷鐵心變壓器是我國自主獨(dú)創(chuàng)的新型變壓器產(chǎn)品,，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，目前生產(chǎn)技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位,。目前國內(nèi)具有領(lǐng)先立體卷鐵心制造技術(shù)的廠家有：廣東海鴻電氣,、河北高晶、江西大族等,，生產(chǎn)能力不斷擴(kuò)大及技術(shù)水平也不斷提高,，預(yù)計(jì)目前全國立體卷鐵心變壓器生產(chǎn)能力在30萬臺左右。

▲圖源：海鴻電氣非晶合金立體卷鐵心油浸式變壓器（左）敞開式立體卷鐵心干式變壓器（右）

此外,，還有近70家企業(yè)能夠外購卷鐵心生產(chǎn)節(jié)能變壓器,。大客戶如國網(wǎng)、南網(wǎng)也已將立體卷心變壓器列入新技術(shù)目錄,。近兩年在國網(wǎng)的變壓器招標(biāo)中,，立體卷鐵心變壓器已達(dá)近5萬臺，約占采購總量的8%,。

▲南方電網(wǎng)公司2021年新技術(shù)目錄

從年產(chǎn)30萬到年產(chǎn)300萬的市場

升能效,，降能耗是未來5年到15年內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的主要途徑。

變壓器損耗約占輸配電電力損耗的40%,，以目前全國發(fā)電總量7萬億千瓦時左右計(jì)算,，全國配電變壓器電能損耗約2300億千瓦時，相當(dāng)于三峽全年發(fā)電總量（2020年約1118億千瓦時）的2倍左右，電能損耗嚴(yán)重,。變壓器節(jié)能潛力巨大,。

以立體卷鐵心為代表的節(jié)能變壓器有多大的市場需求？

在國際上許多國家都在力爭實(shí)行變壓器一級能效標(biāo)準(zhǔn)的時候,，我國從2012年起,，要求使用二級能效以上標(biāo)準(zhǔn)的變壓器。然截止目前,，全國三級能效及三級能效以下的變壓器大約為1100萬臺左右,，使用時間長，普遍鐵損高,、噪音大,，有的對環(huán)境造成污染，不符合我國即將實(shí)行的新變壓器能效標(biāo)準(zhǔn),。

▲目前主流市場的傳統(tǒng)疊心變壓器

按照配電變壓器使用年限和壽命,，若要分期分批對已在網(wǎng)上運(yùn)行時間較長的三級能效以下的變壓器進(jìn)行升級換代，如使用立體卷鐵心變壓器,，每年約需更新變壓器近200萬臺以上,，加上每年需新增變壓器近百萬臺，估計(jì)每年需要生產(chǎn)300萬臺左右,。等于當(dāng)前市場30萬臺產(chǎn)量的10倍,。立體卷鐵心變壓器頗具市場潛力，值得投資,。

除了內(nèi)需,，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的立體卷鐵心變壓器還有出口優(yōu)勢，可利用這種變壓器擴(kuò)大出口貿(mào)易,，用于“一帶一路”沿線國家使用,，促進(jìn)我國變壓器的產(chǎn)品和技術(shù)加快走向國際市場。

變壓器產(chǎn)業(yè)競爭格局

當(dāng)前,，中國變壓器企業(yè)可以分為四大陣營,，而立體卷鐵心變壓器廠家主要集中在第三陣營。

第一陣營：

由ABB,、AREVA,、西門子、東芝等幾大跨國集團(tuán)公司組成,，以專利技術(shù),、資產(chǎn)和管理等優(yōu)勢，占據(jù)了20%-30%的市場份額,，且仍在不斷擴(kuò)大。

第二陣營：

由保變電氣、特變電工,、西電西變,、山東電工等國內(nèi)大型企業(yè)組成，背靠央企和地方,，加上不斷提升產(chǎn)品技術(shù)水平和等級,，占據(jù)了30%—40%的市場份額，也是電網(wǎng)的主要供應(yīng)商,。產(chǎn)品多為超高壓,、特高壓變壓器。

第三陣營：

由廣東海鴻,、河北高晶,、順特電氣、山東達(dá)馳等民營制造企業(yè)組成,。通過提高生產(chǎn)力和核心技術(shù)攻克等提高競爭力,，爭奪市場份額，產(chǎn)品多為中高壓變壓器,。未來也有可能登陸資本市場,，通過融資進(jìn)一步提高品牌影響力。

第四陣營：

不少民營企業(yè)由于經(jīng)營機(jī)制靈活,，沒有非生產(chǎn)性的負(fù)擔(dān),，也形成了一定的市場份額，形成第四陣營,。但因?yàn)橐?guī)模不大,，核心競爭力較弱。

目前受限于技術(shù),，立體卷鐵心變壓器產(chǎn)品多為220KV以下電壓,，其中，第三陣營民營制造企業(yè)有廣東海鴻,、河北高晶,、江西大族等，相關(guān)產(chǎn)品如下：

2015年2月15日,，特變電工衡陽變壓器有限公司與廣東海鴻公司合作研制的世界首臺最高電壓等級,、最大容量的40000千伏安、110千伏三相有載調(diào)壓立體卷鐵心電力變壓器一次試驗(yàn)成功,，實(shí)現(xiàn)了立體卷鐵心技術(shù)在110千伏電力變壓器領(lǐng)域應(yīng)用的一次突破,。

擁有核心技術(shù)的第三陣營企業(yè)與擁有超高壓、特高壓等技術(shù)儲備的第二陣營企業(yè)協(xié)同合作,，為立體卷鐵心技術(shù)向更高電壓等級突破提供了可能性,?；蛟S，未來兩大陣營的合作將會更加緊密,。

變壓器的未來趨勢

能效提升計(jì)劃提出在新興領(lǐng)域如可再生能源,、軌道交通、數(shù)據(jù)中心等場合提升使用高效節(jié)能變壓器的比例,。這意味著基于大功率的電力電子變壓器,、直流變壓器、電容變壓器,、柔性變壓器,、新能源變壓器等是未來新型高效節(jié)能變壓器的發(fā)展技術(shù)方向。

這些技術(shù)的快速發(fā)展一方面可以進(jìn)一步降低變壓器的損耗,，另一方面會改變變壓器功能屬性,，打破以電磁感應(yīng)理論為基礎(chǔ)的變壓器基本原理，實(shí)現(xiàn)很多新的或綜合性功能,。如直流直接變換,、變壓器自帶快速保護(hù)功能、輸出特性與負(fù)荷的連續(xù)無極調(diào)整等等,，甚至?xí)氐赘淖冏儔浩鳟a(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu),，變壓器制造模式也將發(fā)生顛覆性改變。

除了技術(shù)方向,，新興市場也為立體卷鐵心變壓器的發(fā)展帶來更多的可能,。當(dāng)前各行各業(yè)入局的綜合能源服務(wù)市場，更需要依托用戶側(cè),、網(wǎng)絡(luò)側(cè),、電源側(cè)對能源結(jié)構(gòu)改善有一定優(yōu)勢的新型設(shè)備才得以展開。通過這樣設(shè)備的布點(diǎn)以及后續(xù)更大規(guī)模的硬件投入,，綜合能源服務(wù)才能真正將產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來,。這也給高效節(jié)能變壓器帶來發(fā)展機(jī)遇。

結(jié)語

30?60碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下,，能源結(jié)構(gòu)的變革倒逼電力系統(tǒng)去改變適應(yīng)高比例的新能源裝機(jī)量,。與此同時，是變壓器行業(yè)適應(yīng)電力系統(tǒng)的變革將發(fā)生顛覆性改變,。更數(shù)字化,、更智能化的電網(wǎng)，要求傳統(tǒng)變壓器升級改造技術(shù),，變壓器產(chǎn)業(yè)已站在高效節(jié)能的革命風(fēng)口,。

需要警惕的是，當(dāng)前推廣高性能產(chǎn)品應(yīng)用的評價(jià)機(jī)制尚未成熟,。實(shí)踐的結(jié)果是供貨的總是性能最底線的產(chǎn)品,，而不是最合理,、最具性價(jià)比優(yōu)勢、最先進(jìn)的產(chǎn)品,。
在變壓器能效升級的前提下,，變壓器鐵心制造技術(shù)是一個永恒的話題，我們要有二次革命的覺悟和準(zhǔn)備,。