高电压等级变压器用电磁线基本情况

高电压等级变压器用电磁线基本情况

高电压等级变压器用电磁线基本情况电网运输路线中的变压器与普通的家用电器和工业电机所处运行环境有较大的差异，变压器在电网运输线路中的重要地位决定了所使用的电磁线须具有更优的性能和更高的技术要求。高电压等级电网运输线路变压器所使用的电磁线几乎都使用扁线技术，扁线不仅能够提供更优良的散热效果、转换效率以及功率密度，而且相对比圆线能够大幅减小变压器体积，有效缩减变电站的建设成本和占地面积；由于电网一般采用油浸式变压器，其中所使用的变压器油存在较强的溶解性以及含有一定量的腐蚀性硫，因此变压器所使用的电磁线必须具备较好的耐变压器油的特性；电网线路中常发生短路现象，自然雷击也可能导致线路故障，在这些现象发生时，变压器中将产生较高的反冲电压形成强大的电磁力，温度将在短时间内快速提升，因此变压器用电磁线也需要具备较高的耐热等级以及较高的屈服强度，能够保证变压器在面临以上现象后继续正常使用。尤其对于换流变压器来说，换流变压器阀侧与直流相连，因此换流变压器不仅承受交流电压，而且还需要承受直流电压，这使得换流变压器与普通电力变压器在结构上有所不同，需要电磁线同时满足屈服强度高、高温粘结强度好以及导线整体弯曲刚性优良等技术指标。同时，随着电网建设输电电压等级的升高，变压器及其内部所使用的材料对以上指标的要求都在进一步提升。国内电磁线行业发展状况我国电磁线行业较西方国家起步晚，在二十世纪60年代才基本拥有电磁线的自主研发和生产能力，并开始注重培养电磁线的专业人才，为后续国内电磁线技术的持续发展奠定了基础；在二十世纪90年代，我国电磁线行业不断向西方国家引进先进的电磁线技术和生产设备，在不断的研究学习过程中，我国的电磁线生产能力和技术水平逐步进入全球先进行列，能够生产出良好品质的导线芯材料、绝缘材料、生产设备以及检测设备。进入二十一世纪后，我国不断鼓励并推进以电力设备、工业电机等为代表的基础设施建设，电磁线行业作为工业产品的基础产业，其生产规模在短时间内快速扩张。目前我国的电磁线的年生产能力超过百万吨，约占全球电磁线生产总量的50%，部分产品的工艺技术水平已处于全球领先地位。经过长时间的发展，我国电磁线行业生产能力逐渐提升。电磁线行业内生产企业较多，电磁线的生产技术和工艺流程基本成熟，这些企业的生产规模从年产一千多吨至年产十万吨不等。目前我国已形成了百万吨以上的产能总量，为全球电磁线生产、销售的第一大国和出口国。电磁线行业未来发展前景电磁线（magnetwire），又称绕组线，是用以制造电工产品中的线圈或绕组的绝缘电线。电磁线通常分为漆包线、绕包线、漆包绕包线和无机绝缘线。电磁线是电力设备、家用电器、工业电机和交通设备等产品的重要构件，被誉为电机、电器工业产品的心脏。电磁线作为工业行业的重要基础性原材料之一，在新兴下游产业涌现和传统下游产业转型升级的过程中，获得了广阔的应用空间，需求也呈现更加多样化趋势，为此，电磁线的产品结构调整不可避免，与之配合的原材料（包括铜和绝缘漆）、工艺技术、机器装备及检测手段也相应持续发展和升级。进入二十一世纪后，我国不断鼓励并推进以电力设备、工业电机等为代表的基础设施建设，电磁线行业作为工业产品的基础产业，其生产规模在短时间内快速扩张。目前我国的电磁线的年生产能力超过百万吨，约占全球电磁线生产总量的50%，部分产品的工艺技术水平已处于全球领先地位。经过长时间的发展，我国电磁线行业生产能力逐渐提升。电磁线行业内生产企业较多，电磁线的生产技术和工艺流程基本成熟，这些企业的生产规模从年产一千多吨至年产十万吨不等。目前我国已形成了百万吨以上的产能总量，为全球电磁线生产、销售的第一大国和出口国。我国电磁线主要应用领域情况电磁线广泛应用于电力、家电、通讯、电子、汽车、风电装备、航空航天等多个行业，涵盖了以家电和机电产品为主体的传统行业和以电子信息产品、新能源汽车、新能源、高端装备制造为主导的新兴行业。其中，电磁线在电力领域的应用集中于交流电机、普通变压器、轨道高铁变压器等；在家电应用领域集中于家用空调、冰箱及家用洗衣机等。得益于我国经济强劲增长的大环境以及家电节能补贴、家电以旧换新、家电下乡等多项拉动内需政策的有力支持，我国家电工业实现了快速、稳步的增长。目前，我国家电工业的生产规模已居世界首位。家电行业中空调、洗衣机和电冰箱在生产过程中电磁线用量较大，是家电领域中应用电磁线的主要产品。据国家统计局数据，2021年冰箱、空调和洗衣机三大白电产量达39，446．30万台，同比增长3．56%，其中冰箱、空调和洗衣机产量分别为8，992．10万台、21，835．70万台和8，618．50万台。伴随着新型城镇化进程的推进，家电在三四级市场的扩容不断加快。随着我国城镇化的不断深入，居民消费水平提高，市场对健康环保的高端家电产品需求将会继续增长，未来家电行业将会持续拉动电磁线行业的需求。电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，按工作电源种类可分为直流电机和交流电机，其中交流电机占整个电机行业产量的绝大部分。随着我国机械自动化程度不断提高，电机需求量和种类也日益增加。以交流电机增长为例，根据国家统计局数据，我国交流电机年产量从2001年的6，263．27万千瓦增至2020年的31，705．00万千瓦，2021年我国交流电机产量为40，501．80万千瓦，增长22．6%，我国已成为全球重要的电机制造加工基地。工业电机是电磁线产品的主要需求行业之一，未来高效电机以及变频节能电机的推广将是电磁线需求的重要保障，也是电磁线行业产品升级的重要方向之一。同时，电磁线中的电磁扁线以其在电流承载能力、传输速度、散热性能、材料消耗及占用空间体积等方面的突出优势，技术指标碾压传统圆线电机，将成为未来驱动电机使用的主流选择和必然趋势。未来电磁线行业发展趋势随着电磁线下游行业的需求更加多样化，以及下游行业的产品升级、技术更新，将带来电磁线行业新的产品需求，使得品种更加丰富。随着绝缘材料的改进和新产品的开发，热级范围得到扩大，相同热级的品种增加，满足了不同行业的需求。目前我国电磁线生产企业众多，其产能从年产一千多吨至年产十万吨不等，其中铝基电磁线生产企业产能超过一万吨的较少，且其产品同质化较为严重，使得电磁线行业竞争较为充分。随着我国经济增速放缓、电磁线行业竞争加剧、劳动力成本上升以及环保方面更高的要求，行业内中小企业将面临较大的经营压力。同时，由于本行业为资金密集型行业，对于资金要求较高，存在规模经济，因此，未来具有较大规模的电磁线生产企业的市场份额将进一步提高，市场集中度将随之提高。电磁线行业未来发展趋势我国电磁线行业已步入成熟期，行业竞争较为充分。在下游行业需求拉动下，我国电磁线用量整体上呈现不断增长的发展趋势，但由于产能过剩和产品同质化严重，市场竞争较为激烈。目前我国电磁线生产企业众多，规模相差很大，年产一千多吨至年产十万吨不等。由于通用电磁线生产技术和工艺比较成熟，除几家大规模企业外，其余企业产品同质化比较严重，使得电磁线行业竞争较为激烈。扁线从属于电磁线行业，扁线能够提升电机性能，尤其在新能源车领域，电机作为核心零部件，扁线能提高电机效率、减少损耗，且帮助电机更好的散热。从性能上来看，传统电机采用圆形导线，而扁线电机采用扁平的矩形导线。电机功率与铜含量成正相关，圆线槽满率一般约40%，而扁线可提升至70%，因为圆线之间存在空隙，而扁线则更为紧密。相同空间内，扁线电机可多充填20-30%导线，输出功率也有望提升20-30%，整车动力性能更好。若要达到相同功率密度，扁线电机体积更紧凑；从经济上来看扁线电机体积小、重量轻，且端部短，可节约铜材。在耗材方面，扁线电机能降低8-12%有效材料成本。此外，电机效率提升可降低损耗，进一步降低扁线电机综合成本。因此扁线渗透率持续上升，带动电磁线走向新能源，电磁线应用场景延伸至新能源车、风光储等领域。从原材料来看，铜相比铝具有电阻率低、延展性好、强度高等优点，是制作电磁线的首选材料，但同期铜价往往是铝价三倍甚至以上，下游成本压力较大。目前铝价约1．82万/吨，而铜线价格约5．85万/吨。从密度上看，铝是铜的1/3，相同体积的铝和铜，采用铝线重量更轻，且成本比铜低得多。铝线的特点使其更适用于能耗、功率要求较低，对价格敏感的家电、低压或干式变压器、小型工业电机等领域。由于具备成本优势，以及不断改善的性能，铝基电磁线在家电、变压器等领域的渗透率有望逐步上升。电磁线行业竞争格局从行业市场竞争格局来看，我国电磁线生产企业众多，由于通用电磁线生产技术、工艺比较成熟，除几家较大规模的企业外，其余企业产品同质化比较严重，2020年CR5集中度仅为26%。具体来看，国内电磁线行业龙头为精达股份，2021年电磁线销售量24．3万吨，2020年市场份额为11．35%。长城科技、冠城大通2020年市占率分别为7．02%、3．96%。目前仅有精达、长城等电磁线龙头企业有量产扁线的能力。2021年，精达股份、金杯电工、冠城大通扁线销量分别为6000、4255、4465吨（精达为新能源汽车扁线，扁线总销量1．05万吨）。扁线生产壁垒高于普通电磁线，行业集中度有望大幅提升。企业扩产方面，自2020年以来，电磁线头部企业纷纷宣布扩产扁线产能，其中精达股份、长城科技、金杯电工规划产能较大。精达股份预计在2022年实现扁线产能4．5万吨，长城科技规划4．5万吨新能源汽车用扁线，金杯电工预计2025年实现新能源车扁线5万吨。精达股份扁线扩产速度领先于其它企业，扩产规模大且速度快，有望快速积累客户、解决方案，成为扁线领域龙头企业。电磁线行业发展历程电磁线根据导体不同可以分为铜基电磁线、铝基电磁线和合金电磁线，其中市场上应用最多的为铜基和铝基电磁线。电磁线的上游行业主要为铝、铜和绝缘材料的生产加工企业，下游应用领域较为广泛，覆盖了家用电器、变压器、工业电机等众多领域，下游行业的发展直接影响了电磁线行业的发展。目前我国电磁线生产企业众多，其产能从年产一千多吨至年产十万吨不等，其中铝基电磁线生产企业产能超过一万吨的较少，且其产品同质化较为严重，使得电磁线行业竞争较为充分。近年来随着国民经济增速放缓，电磁线市场规模增速也逐步放缓。电磁线综述电磁线是一种具有绝缘层的导电金属电线，用以绕制电工产品的线圈或绕组，其原理是利用法拉第