一、绝缘是特高压面临的最直接的难题,而特高压直流绝缘子更是“电气皇冠上的明珠”
(一)先看样子
图种棕红色的就是特高压悬瓷绝缘子。理论上特高压线缆过铁塔都需要15-30米的绝缘子。由于特高压绝缘子中瓷绝缘子是绝对主流,我们主要介绍瓷绝缘子。
行业外的人觉得不就是一些陶瓷串么,看着就没技术含量。一般电压绝缘子这么说没问题,但特高压绝缘子确是极难,因为800KV已经超出了陶瓷的绝缘安全电压15倍,要实现绝缘已经是材料层面和曲面结构设计层面的极致创新,极少数国家能做出特高压瓷绝缘子,美国失败了,目前只有中国和日本拥有特高压瓷绝缘子技术,大连电瓷因此获得国家科技进步特等奖。
(二)绝缘子的作用
电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体,它是为了增加爬电距离的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫绝缘子。绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用,即支撑导线和防止电流回地。
简单说就是电缆通过支撑导线和绝缘子连接铁塔起到固定且与铁塔绝缘的作用。
为了防止浮尘等污秽在绝缘子表面附着,形成通路被绝缘子两端电压击穿,即爬电.故增大表面距离,即爬距,沿绝缘表面放电的距离即泄漏距离叫爬距.爬距=表面距离/系统最高电压.根据污秽程度不同,重污秽地区一般采用爬距为31毫米/每千伏。绝缘子结构和釉质对爬电、粉尘、凝露等都有影响。
(三)特高压绝缘子生产难度高
特高压绝缘子生产流程是产品外形和结构设计(非标,各个地区环境不同,设计也不同),流水线制造瓷胚,进入隧道窑烧制,后处理。一是产品设计,产品形状和结构直接影响爬电距离,就如涡轮扇叶看似简单但是设计和制造确是高难度;二是特高压绝缘子的配方属于机密,不同配方性能差异大;三是瓷绝缘子烧制过程中,温度控制对产品性能、可靠性影响极大。就如官窑烧制一件皇家精品瓷器需要几百件废品为代价,特高压绝缘子的良率和经济性只有技术领先的企业才能做到最优。
二、大连电瓷是我国特高压绝缘子产业的开创者
(一)2006年前全球特高压绝缘子行业只有日本NGK一家
2006年我国开始启动特高压线路,在之前特高压使用的420KN/550KN绝缘子只有日本NGK、NGK在唐山投资企业能够生产。在2006-2015年之间,日本NGK唐山公司占据我国特高压绝缘子主要市场份额。
(二)大连电瓷已掌握全球最高等级的840kn特高压绝缘子技术
2006年大连电瓷自主开发研制的特高压交流输电线路用420kN 双伞、三伞型及550kN 普通型盘形悬式瓷绝缘子,交直流500kV悬式复合绝缘子8 个品种、126kV~800kV 电站用棒形支柱瓷绝缘子18 品种,共计29 个产品通过了由中国电力企业联合会组织的专家鉴定。以上三类产品均为国家“十一五”期间建设特高压交、直流输变电重大装备项目的重要组成部分。
特高压直流绝缘子由于各项技术要求极高,我国企业一直没有形成突破。在研发成功特高压交流绝缘子后,大连电瓷继续开展特高压直流绝缘子攻关。
2007 年公司完成的特高压±800kV 直流420kN 双伞、三伞、钟罩及550kN三伞及钟罩5 个品种的悬式瓷绝缘子通过了中国电力科学院型式试验和中国电力企业联合会组织的专家组的鉴定,产品的各项性能指标均达到国际领先水平,填补了国内外空白。
2009 年,公司自主研发的66 个型号的绝缘子产品通过了由中国电力企业联合会组织的专家鉴定。其中500kV~1,000kV 交流输电线路用悬式复合绝缘子型号为45 种;±500kV~±800kV 直流输电线路用悬式复合绝缘子为14 种;400kN~550kN 交、直流悬式瓷绝缘子型号为6 种;复合绝缘子间隔棒类型为1种,该间隔棒结构为国内首创。
大连电瓷成为全球第二个掌握交流、直流各型号特高压绝缘子的企业。近两年,公司成功研制840kN瓷绝缘子和1100kV特高压复合绝缘子等新产品,840kN绝缘子是目前国际最高等级的产品,可用于下一代更高电压能级的特高压。截至目前国内特高压线路上尚未使用该等级产品,公司对该等级产品开发主要用于技术储备。目前公司正在进行该产品鉴定前的各项准备工作。如该产品通过国家技术鉴定,将标志着公司在瓷、釉配方、粘合剂、结构设计、金具设计等产品关键核心技术迈上了一个新的台阶,有利于公司在市场竞争中继续保持技术领先优势。2017年,公司参与完成的特高压直流项目荣获国家科学技术进步奖特等奖。
三、大连电瓷扩充6倍产能迎接新一轮特高压建设潮
(一)新一轮的特高压建设潮即将到来
有篇文章《世界之最-新型电力系统的战略性机会》引用行业专家的测算,根据未来30条待建特高压的投资规模,测算未来三年年均特高压投资较前一轮8倍增长。产业,尤其是制约特高压的瓶颈产品的产业,电网肯定会给需求指引,电网会要求他们的产能扩建计划跟特高压需求高峰相匹配。按照这个思路我们从大连电瓷的新厂区投建找到了新一轮特高压建设潮的证据。
(二)大连电瓷投建6倍特高压绝缘子新产能
2021年公司启动了江西芦溪新厂区的建设。新产区绝缘子的产能配置为384米隧道窑,12条生产线。新厂区产能为目前产能6倍。
江西芦溪县是我国瓷土原料主产区,新生产基地预计将原料采购成本。
(三)近期大连电瓷已经开始满产,新厂区打开增长空间
9月14日,公司回复投资:目前订单充足,任务饱满,产能利用率保持较高水平。
四、业绩弹性测算
由于公司收入确认是以特高压项目验收为节点,所以当期中标订单和收入会有时间差。2021年上半年的收入一般为2020年上半年项目的结算收入,由于去年和今年初产能还未满产,近期才满产,保守起见,我们以2021年半年报线性年化计算目前产能满产的收入和利润。
2021年上半年公司中标了4个特高压招标标段,中标金额4.6亿,市占率35%,较往年30%略有增长。
根据6月份的芦溪媒体报道,新厂区已在进行土建工作,考虑项目为省市县三个层级的重大项目,有督办推进机制,预计2022年上半年可投产,2022年新厂按一半产能测算(2023年结转收入),2023年取满产产能(2024年结算收入),考虑原料采购对成本降低的影响及非特高压业务情况(保守按不增长),测算公司业绩如下: