第一節(jié) 產品技術發(fā)展現狀
經過20多年來的消化吸收和自主創(chuàng)新,我國在相關的材料工業(yè)、低壓電器制造業(yè)、鈑金加工工藝和設備制造業(yè)等方面取得到了長足的進步,并依此有力地推動了我國低壓成套開關設備制造業(yè)的發(fā)展。主要表現在以下幾方面。
1、鈑金制造工藝
2O世紀7O年代,我國的低壓成套開關設備還處于傳統(tǒng)的鈑金加工狀態(tài),以粗放展開加工并結合機械切削為特點。這種加工工藝對展開圖精度要求低,存在著工藝路線復雜、效率低、浪費材料及加工精度不易保證等缺點。隨著數控多工位沖床、激光切割機、數控折彎機、數控剪板機等數控鈑金加工設備應用的日益廣泛,鈑金加工工藝也有了質的飛躍?,F代折彎鈑金件加工工藝以精確展開加工、零機械切削為特點,具有鈑金零件封閉加工、工藝路線簡化、生產效率高、加工精度好等優(yōu)點。而FM柔性制造技術的出現,則把低壓成套開關設備的制造引入了自動化、智能化的新時代。。目前,柔性制造技術的應用方式主要有:FMC柔性制造單元、FMS柔性制造系統(tǒng)和FMF柔性制造工廠等。
1)柔性制造單元(FMC)是由1~2臺數控機床及物料運送存貯設備構成,其特點是實現單機柔性化及自動化,具有適應加工多品種產品的靈活性。
2)柔性制造系統(tǒng)(FMS)則是由若干數控設備、物料運貯裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的生產線,它能根據加工零部件品種的變化而迅速進行調整,其特點是可在不停機的情況下實現多品種、中小批_暈=的加工及管理。
3)柔性制造工廠(FMF)是將多條FMS連接起來,配以自動化立體倉庫,用PLC乃至DCS集散控制系統(tǒng)進行連接,從而實現從訂貨、設計、加工、檢測、裝配、運輸及發(fā)貨的完整的工廠化制造。FMF是當今自動化生產的最高水平。
2、鈑金材料的更新換代
鍍鋁鎂鋅鋼板是近期低壓成套開關設備鈑金制造中的新秀,是日本新日鐵公司為適應市場對鋼板性能越來越高的要求而開發(fā)的最新產品。它是一種強耐腐蝕、耐損傷、加工性良好的新型材料,其耐腐蝕、防紅銹性能是普通熱浸鍍鋅鋼板的l5倍,是戶外防銹的專用鋼材。它卓越的性能和明亮的外觀,是成套設備構件、支柱材料、沖孔金屬、電纜架、防護欄等戶內外電控裝置設施的理想用材。而增加油漆涂層的鍍鋁鎂鋅鋼板已被業(yè)內用于替換不銹鋼材料,從而大大地降低了設備的制造成本。
3、母線系統(tǒng)
母線系統(tǒng)是低壓成套開關設備的重要組成部分,它的連接方式、進出線方式決定了低壓成套開關設備的主要電氣性能指標,是影響柜體溫升的最主要的因素。20多年來,隨著我國低壓成套開關設備的柜體形式由單一的固定面板式向抽屜式、分隔式、固定式等多樣化發(fā)展,尤其是隨著大容量、特大容量的低壓空氣式斷路器的問世,低壓成套開關設備的母線制作工藝和安裝技術也發(fā)生了巨大的變化。
首先,母線的材料由以往單一的矩形截面,發(fā)展到C型截面、H型截面和L型截面等。這些異型母線的應用,在同樣的截面條件下,增加了母線的表面積,改善了母線的散熱條件。利用電流的集膚效應,母線的載流量得到明顯的提高,更重要的是異犁母線的使用,實現了母線的無孔連接,從而使我國低壓成套開關設備母線的加工工藝和技術進入了一個新的階段。
母線的無孔連接,向我們展示的不僅僅是機械制造技術的提高,而且還有母線搭接技術在理論和實踐上的創(chuàng)新。很多年以來,我們的母線搭接技術是建立在平面接觸面積的理論上,傳統(tǒng)的搭接工藝通常是導電膏加上母線搭接面的表面處理(如打麻點等),以保證母線接觸面的可靠吻合。然而,母線無孔連接的工廠試驗和產品工業(yè)運行證明,在確保母線接觸面達到一定平整度的條件下,只要能保持一定的接觸壓力(并非越大越好)和一定的接觸面(也并非搭接母線的全面接觸),就能夠實現電能的有效傳輸及其熱量的有效控制。母線無孔連接技術對傳統(tǒng)的母線搭接工藝所依賴的理論提出了新的挑戰(zhàn)。
銅母線是電力傳輸的主要介質,而低壓成套開關設備是消耗銅資源的大戶。近年來,隨著電力需求的快速增長,銅的消耗量也越來越大。為了解決我國銅資源貧乏與日益增長的銅的需求之間的矛盾,一種新型的母線——銅覆鋁復合母線便應運而生。銅覆鋁復合母線是一種以鋁為芯體,外層包覆銅的雙金屬復合導體材料。它是將鋁的高質量導電性能、低成本的能源和銅的高化學穩(wěn)定性、較低的接觸電阻復合為一體的導電材料,尤其適合于母線干線系統(tǒng)(母線槽)的應用。試驗證明,銅覆鋁復合母線的機械性能、電氣性能等各項技術指標均可滿足各類電器產品的需求,并可達到相關標準的要求。我們期待著這種新型的材料在輸配電 行業(yè) 中將得到更為廣泛的應用。
4、表面涂裝及處理技術
低壓成套開關設備的支撐構件及外部覆蓋件的表面涂裝及處理技術,主要包括油漆噴涂、靜電粉末噴涂、電鍍等。隨著我國國民經濟的迅速發(fā)展,產品對表面涂裝與處理的要求越來越高,而環(huán)境對表面涂裝與處理工藝的排放要求卻越來越嚴格。10多年來,靜電粉末噴涂技術因其具有工藝配料中不含有機可燃溶劑、安全因素高、涂層的機械性能和化學穩(wěn)定性好、機械化、自動化生產程度和生產效率高、有利于改善生態(tài)環(huán)境和節(jié)約能耗等優(yōu)點而得到廣泛的應用,并逐步取代污染較為嚴重的傳統(tǒng)的油漆噴涂工藝。
20多年來,經過不斷的引進、消化吸收和自主創(chuàng)新,我國的工藝制造技術取得了可喜的進步,從而有力地推動了我國低壓成套開關設備制造業(yè)的發(fā)展。但是從總體上看,由于受基礎材料工業(yè)、化學工業(yè)、工業(yè)制造手段等方面發(fā)展的制約,我們的低壓成套開關設備 行業(yè) 的制造技術與當代國際先進水平相比,仍然存在一定的差距。中國是世界上最大的電工產品市場,也是國際上擁有低壓成套開關設備制造企業(yè)最多的國家。我們堅信,只要堅持走自主創(chuàng)新和引進消化相結合的道路,伴隨著國家樞體工業(yè)水平的提高,我國的低壓成套開關設備制造業(yè)一定能以精湛的技術、一流的質茸立足于世界輸配電產業(yè)之林。
第二節(jié) 產品工藝特點或流程
改革開放以來,隨著社會經濟的快速增長,基礎設施和電力能源投入的加大,使低壓成套開關設備 行業(yè) 開始有了較大的發(fā)展空間.市場需求量逐年增大,刺激了 行業(yè) 的發(fā)展,表現在生產廠家大量增加.產品的翻新速度加快,品種增多,產品的標準也在逐步向國際標準靠攏。產品技術性能參數有了明顯的提高,工廠的加工工藝及設備有了明顯改進.數百家生產廠引進了國外先進數控鈑金加工設備,有些工廠還具備了柔性加工線,其鈑金加工工藝已達到國際水平。另外. 行業(yè) 中還出現了一批型材和柜體的專業(yè)生產廠和電氣輔件生產廠。
首先,我國自行開發(fā)的低壓成套開關設備品種有十幾種,有固定面板式、固定分隔式、抽出式、混裝式、智能型等.產品設計水平達到了國際上20世紀90年代中期的水平。生產廠家大多分布在江浙、廣東、福建和京津地區(qū),這些地區(qū)經濟發(fā)展迅速,生產能力、產品水平相對來說要高一些。而在西北及東北地區(qū),除個別企業(yè)外.總體水平相對來說要差一些。
其次,作為加工生產工藝相對來說比較簡單一些的母線槽產品,由于技術要求比較簡單.一般能生產低壓成套開關設備的廠家均能生產母線槽.另外還有一些專門生產母線槽的廠家。由于各地區(qū)經濟情況不同.因此企業(yè)分布與產值也有很大的差異.在沿海和經濟發(fā)達地區(qū)母線槽生產企業(yè)起步較早.發(fā)展較快.數量也較多。例如:江蘇、浙江、上海、廣東等地,但是由于該產品技術含量不高.對工廠的工藝、加工設備等的要求也較低.加之投資少、見效快,使生產廠家的實力參差不齊.反映到產品質量上有相當大的差距??偟膩碚f.我國的母線槽產品水平(除個別合資企業(yè)外1與國外產品還有不小的差距。
第三節(jié) 國內外技術未來發(fā)展趨勢 分析
國外各大公司在低壓供電系統(tǒng)實現集中控制的基礎上,積極開展智能化低壓成套開關設備的 研究 。目前已經形成商品化進入市場,并逐漸推廣使用。智能化低壓成套開關設備具有功能集成化、數字化;控制、保護智能化;產品形式和結構模塊化、標準化;體積小型化;設計簡單、維護方便;可靠性增加;系統(tǒng)分散化、網絡化等七個特點。
智能化低壓成套開關設備,其智能化除了具有電流、電壓等運行參數的監(jiān)視功能之外,還具有對線路、設備的保護控制功能,其保護除一般的三段保護、接地保護、過電壓保護、欠電壓保護之外,還具有三相平衡、欠電流、逆電流、電機轉子電流保護,因為它具有運算功能,所以一般保護不能實現的都可由數學模型經過運算達到保護的功能。低壓成套開關設備智能化應從以下三個方面考慮:一是開關作為變壓器、電動機、饋電線的基本控制與保護電器,應能夠保障其控制和保護對象在任何工作狀態(tài)下都可靠工作。二是加強對開關柜這樣的機、電、磁結合的裝置自身工作狀態(tài)監(jiān)測與控制,特別是非電量參數監(jiān)控,提高其工作可靠性。三是開關柜作為基本元件,成為電網運行自動化、工廠自動化、過程控制自動化等系統(tǒng)的組成基礎,保障上述系統(tǒng)的安全、可靠、經濟運行。在這幾個方面都達到了最佳性能指標的才能稱為“智能化”低壓成套開關設備。
近年來,國外低壓成套開關設備的智能化,主要體現在構建數字監(jiān)控系統(tǒng),同時實現監(jiān)視和控制功能。即引入數字集成技術,利用帶有微處理器的數字功能模塊或帶有電子脫扣器的斷路器(智能斷路器),通過數據采集器與中央主控機相連而構成整個數字監(jiān)控系統(tǒng),以此提高設備的保護、控制和測量功能,使之構成由中央控制室進行監(jiān)視、控制的數字監(jiān)控系統(tǒng)。
第四節(jié) 低壓成套開關設備市場現狀 分析 及預測
一、 行業(yè) 發(fā)展情況
低壓成套開關設備在低壓供電系統(tǒng)中負責完成電能的控制、保護、測量、轉換和分配。由于低壓成套開關設備深入到生產現場、公共場所、居民住宅等地點,可以說凡是使用電氣設備的地方都要配備該設備。我國電能的80%左右都是通過低壓成套開關設備提供,低壓成套開關設備的發(fā)展植根于材料工業(yè)、低壓電器、加工工藝和設備,所以低壓成套開關設備的水平從一個側面反映了一個國家的經濟實力與科學技術、生活水平。
隨著經濟建設的投入加大,尤其是基礎設施和電力能源投入的加大,使低壓成套開關設備 行業(yè) 開始有了轉機,市場需求量逐年增大,也極大地刺激了 行業(yè) 的發(fā)展,主要表現在生產廠家大量增加,品種增多,產品的標準也在逐步向國際標準靠攏。產品技術性能參數有了明顯的提高,有些工廠還具備了柔性加工線,其鈑金加工工藝已達到國際水平。
21世紀以來,隨著配電技術、低壓元器件技術及自動化技術的不斷發(fā)展,成套開關設備也從傳統(tǒng)的配電向智能化方向發(fā)展,進入了全新的發(fā)展階段。我國的低壓配電 行業(yè) 經過50年,特別是近20年有了巨大的發(fā)展,無論是生產廠家的數量,還是技術水平都有了較大的提高。
目前,我國的低壓配電產品的生產廠家主要分布在華東、華南、華北地區(qū),特別是在江浙、廣東、福建和京津地區(qū)比較集中。主要原因是這些地區(qū)經濟發(fā)展迅速,生產能力、產品水平相對來說要高一些。而在西北及東北地區(qū),除個別企業(yè)外,總體水平相對來說要差一些。就現行市場情況來看,我國自行開發(fā)的低壓成套開關設備品種有十幾種,包括固定面板式、固定分隔式、抽出式、智能式等,產品型號主要有PGL、GGD、GCK、GCS及在上述產品基礎上改進的各種產品型號。產品設計水平達到了國外20世紀至80年代中期的水平,GCS產品設計水平已達到了國外20世紀90年代中期的水平。但是,低壓配電 行業(yè) 生產工藝、制造水平總體還比較落后,特別對技術含量的產品的開發(fā)還遠遠跟不上經濟發(fā)展的需要。
二、產品市場現狀
進入20世紀90年代后,隨著國民經濟的快速發(fā)展,低壓成套開關設備市場需求量逐年增大,極大地刺激了 行業(yè) 發(fā)展,產品品種逐漸增多,其標準也在逐步向國際同行靠攏。低壓開關柜國際GB7251就等同采用國際標準IEC439。據有關資料統(tǒng)計,目前我國生產低壓成套開關設備的廠家約有2000個。全國低壓電器產品已取得3C認證證書5.9萬多張,其中低壓成套開關設備取得3C認證3.5萬張,占全國3C取證產品總數的1/3左右。福建省170多家低壓成套開關設備生產企業(yè)已獲得3C認證證書400多張,低壓成套開關設備生產企業(yè)取證率達95%左右?,F在我國的低壓電器品種、規(guī)格、性能、質量和生產能力基本上能滿足國民經濟發(fā)展的需要。
國內低壓電器成套開關設備生產品種也有數十種,其性能、質量有較大的改善,無論是產品技術性能參數,還是工廠的加工工藝及設備都有了明顯變化。幾百家生產廠家引進了國外先進數控板金加工工藝已達到國際水平。另外, 行業(yè) 中還出現了一批型材和柜體的專業(yè)生產廠和電氣輔件生產廠。
目前,國外許多生產廠家已廣泛采用三維CAD設計軟件,它可將設計、數據庫、計算 分析 以及加工等有機地結合起來,大大加快了產品的設計速度和可靠性,降低了技術人員的勞動強度,如MDT,SOLIDWORKS等軟件。
我國的低壓成套開關設備雖然在產量和產值方面有了很大的提高,但產品品種和性能還遠遠不能滿足市場的需求。一方面集中在幾類產品之間相互競爭激烈,另一方面又有一些產品市場被國外廠商占據。
三、發(fā)展預測
低壓成套開關設備在電力工業(yè)發(fā)展中具有十分重要的意義,隨著我國電力產業(yè)的大力發(fā)展,未來市場低壓成套開關設備前景廣闊。但是應當注意的是,成套設備的國際化競爭已經開始了,企業(yè)在未來的發(fā)展中必須及時調整產品的設計和生產方向,未來低壓成套開關設備總體是朝著智能化、小型化、高安全性和高可靠性的方向發(fā)展,加上未來國際大企業(yè)的競爭參與,可以預見,在未來幾年內其產品市場競爭將越來越激烈。
第五節(jié) 低壓成套開關設備產品產量 分析 及預測
近幾年我國低壓成套開關設備 行業(yè) 生產企業(yè)數量與規(guī)模不斷增長, 行業(yè) 生產企業(yè)數量達2000多個,2008年全 行業(yè) 產品產值達到900億元。而2003-2008年 行業(yè) 產品產值年平均增長速度達17%以上。
2009年在國家宏觀調整政策的帶動下,我國低壓成套開關設備 行業(yè) 逐漸恢復快速增長,預計到2010年 行業(yè) 產品產值達1174億元。
2006-2009年我國低壓開關設備生產企業(yè)數量及同比增長統(tǒng)計表
單位:家
2008年我國低壓成套開關設備產值分布統(tǒng)計圖
2003—2013年低壓成套開關設備產品產值
分析
及預測表
單位:億元
2003—2013年低壓成套開關設備產品產值
分析
及預測圖
單位:億元
第六節(jié) 低壓成套開關設備市場需求 分析 及預測
低壓成套開關設備的發(fā)展受到我國經濟發(fā)展、電力投資增長的帶動。隨著技術的不斷進步,各種現代化設備的投入和使用,使得低壓成套開關設備在輸電、生產現場以及公共設施、居民住宅等領域,應用日益廣泛,發(fā)展空間非常廣闊。
從“十一五”期間我國電力工業(yè)發(fā)展來看,“十一五”期間新增發(fā)電裝機7億~7.3億千瓦。截止2008年,我國發(fā)電裝機已達到7.9億千瓦,全社會用電量達到34268億千瓦時。加上國家重大建設項目和西部大開發(fā)的帶動,使得我國低壓成套開關設備市場規(guī)模在近幾年增長飛快。
根據相關 規(guī)劃 ,2009-2011年我國每年批準新建鐵路里程1萬公里左右,投資約接近每年6,000-8,000億元,呈現較為景氣局面。未來2-3年,國家電網每年平均投資比原計劃增加約1116億元,南方電網每年的投資規(guī)模也比原計劃多增300億元,這勢必將帶動整個輸配電及控制設備 行業(yè) 的發(fā)展。因此也極大地促進了低壓成套開關設備市場規(guī)模的增長。預計未來幾年其市場規(guī)模增長速度在15%左右。
第七節(jié) 低壓成套開關設備消費狀況 分析 及預測
2003—2010年低壓成套開關設備產品銷售收入及預測表
單位:億元
2003—2010年低壓成套開關設備產品銷售收入及預測圖
單位:億元
第八節(jié) 低壓成套開關設備價格趨勢 分析
低壓成套開關設備的主要生產成本是所耗用的鋼材、銅材和電氣元器件等,因此,原材料價格波動會影低壓成套開關產品成本及利潤。
尤其是自2006年以來,銅材、鋼材價格上漲幅度較大,原材料價格的大幅上漲,使得國內低壓成套開關設備生產企業(yè)產品成本不斷上升,同時由于國內市場競爭激烈,企業(yè)眾多,因此產品價格上漲的幅度遠遠不能抵消原材料價格上漲,這使得 行業(yè) 內企業(yè)利潤有所下降。
從未來產品價格走勢看,目前原材料價格在經歷2008年金融危機之后,原材料價格逐漸恢復,長期來看,原材料價格仍處于上漲趨勢。原材料價格的上漲將促成產品價格上漲的動力,但產品價格漲幅將小于原材料價格漲幅。
第九節(jié) 低壓成套開關設備進出口量值 分析
2008—2009年6月低壓成套開關設備進出口統(tǒng)計
單位:億美元
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