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1、,-10,10,0,-20,Jan/12,汪刘胜,证券研究报告|行业专题报告,工业,|电力设备,中性（维持）2012 年 1 月 30 日,专题报告之一：一次配电开关设备开关行业最大细分市场,国内领军企业隐现,上证指数,2266,我国配电网建设相对薄弱，国家电网及南方电网公司计划在“十二五”期间加快配,行业规模股票家数（只）总市值（亿元）流通市值（亿元）行业指数,10053513803,占比%5.02.62.4,电网的建设。一次配电开关行业是开关行业中最大的细分市场，市场相对分散，随着用户对采购方式的改变以及国内品牌企业产品质量的提升，行业整合正悄然进行。报告以波特五力模型为框架分析该细分市场
2、，建议关注以下三家企业：森源电气（002358）、鑫龙电器（002298）、东源电器（002074）。配电网建设相对薄弱，两网“十二五”重点发展。国家电网“十二五”计划投资,%绝对表现相对表现(%)20,1m-0.8-2.1电力设备,6m-17.94.5,12m-19.1-0.5沪深 300,5000 亿元用于配电网建设，南方电网“十二五”计划投资 2279 亿元进行配网建设，国家也启动了了新一轮农网改造，计划三年完成农网投资 2000 亿元，用于农村电网的技术改造与升级。市场规模巨大，分散的市场有望集中。一次配电开关市场年需求量在 400 亿,左右，是开关行业最大的细分市场。国内生产企业众多
3、，行业协会统计的企业已达 200 多家。国家电网公司和南方电网公司集中采购招标，有利于淘汰规模较小的制造企业，为技术实力较强国内品牌企业扩展市场提供便利。-30,-40Jan/11 May/11 Sep/11资料来源：港澳资讯、招商证券S1090511040037研究助理,新产品逐步推广，新进入者较少。一次配电开关行业产品趋于成熟，永磁真空开关、充气柜，智能开关柜等正逐步推广，国内的品牌企业已经具备相应的技术储备和生产能力。由于资金、技术、行业准入、销售渠道等因素的影响，行业新进入者较少。国内品牌企业质量提升，向上替代，向下整合。国内的品牌企业产品质量不断提升，逐步替代进口品牌。同时生产规模较
4、小的企业受到用户采购方式改变和成本上升的共同影响，正逐步退出该领域，低端用户在向中端市场转移，有利于国内品牌企业提升市场份额。品牌企业具有一定议价能力，利润保持稳定。国内品牌企业具有较大的生产规模，上游元器件采购价格稳中有降，对下游客户具有一定的议价能力。集中招标价格战并未过于激烈，主要上市公司利润稳定。投资建议与风险提示。根据我们的分析逻辑，认为在一次配电开关行业可以关注以下三家企业：森源电气（002358）、鑫龙电器（002298）、东源电器（002074）。应关注以下风险，投资未达到规划，经济增幅放缓，电力设备的需求持续下降；招评标方式发生变化，价格战激化等情况。,王海东0755-829
5、40790,重点公司主要财务指标,股价,10EPS,11EPS,12EPS,11PE,12PE,PB,评级,黄炜0755-,森源电气鑫龙电器东源电器,19.3513.136.28,0.820.260.19,0.780.470.18,1.010.680.21,24.827.934.70,19.219.429.3,3.44.03.7,审慎推荐-A审慎推荐-A审慎推荐-B,资料来源：公司数据、招商证券敬请阅读末页的重要说明,行业研究正文目录一、电力系统概述.4二、我国配电网建设概述.51、我国配电网的现状.52、我国配电网的不足.53、配电网发展的驱动力.64、配电网建设投资规划.8三、一次配电开关
6、设备.81、一次配电开关设备定义及市场概述.92、供应商的议价能力.103、购买者的议价能力.124、新进入者的威胁.135、替代品的威胁.14（1）真空灭弧暂无替代，永磁操作机构推广缓慢，断路器向智能化发展.15（2）安全小巧的充气柜是未来发展的亮点.196、现有竞争者的竞争.20（1）垄断竞争，市场分散.20（2）外资企业向中端客户渗透，国内品牌企业竞争力提升.21（3）集中招标有利于行业整合.21（4）规模性企业产品毛利率水平控制较好.22四、投资建议及风险提示.231、森源电气（002358）.242、鑫龙电器（002298）.253、东源电器（002074）.264、风险提示.26图
7、表目录图 1：电力系统构成示意图.4图 2：我国历年不同电压等级电网投资比例.5图 3：国内外发输配环节投资比例对比图.6图 4：全社会用电总量趋势图.7图 5：中压开关柜样本.9图 6：2001 年至 2010 年 12kV 开关柜产量及生产企业数量.10图 7：2001 年至 2010 年 40.5kV 开关柜产量及生产企业数量.10图 8：2010 年 12kV 真空灭弧室生产企业份额.11图 9：2010 年 40.5kV 真空灭弧室生产企业份额.11图 10：主要真空灭弧室制造企业毛利率变化情况.11图 11：金属铜价格走势.12图 12：国际钢铁价格指数(CRU):亚洲.12图 1
8、4：12kV 开关柜柜体类型比例分析.14图 15：中压断路器主要部件技术分类.15图 16：12kVSF6 断路器历年产量统计图.16图 17：12kV 真空断路器历年产量统计图.16图 18：真空断路器示意图.17图 19：固封极柱示意图.17图 20：空气绝缘 XGN 开关柜示意图.19图 21：气体绝缘开关柜示意图.19图 22：12kV 开关柜主要生产企业产量比例.20图 23：40.5kV 开关柜主要生产企业产量比例.21,敬请阅读末页的重要说明,Page 2,行业研究图 24：上市公司元件产品与成套开关柜产品毛利率对比图.21图 25：2011 国家电网公司 12kV 开关柜中标
9、份额.22图 26：2011 国家电网公司 40.5kV 开关柜中标份额.22图 27：主要上市企业中压开关柜产品毛利率走势.23图 28：各省 2011 年用电量及用电增速预测图.24图 29：配电一次设设备板块指数表现.27图 30：电力设备行业历史PEBand.28图 31：电力设备行业历史PBBand.28表 1：各产业用电特点及供电电压.7表 2：国家关于新一轮农村电网改造的指导性文件.8表 3：国家电网公司中压开关设备评价标准.12表 4：外资企业在国内开关柜行业布局.13表 5：固定式与移开式中压开关柜对比.14表 6：真空断路器的优缺点.15表 7：固定式与移开式中压开关柜体积
10、对比.19表 8：森源电气财务数据及估值.25表 9：鑫龙电气财务数据及估值.26表 10：东源电器财务数据及估值.26表 11：配电一次设备板块估值对比表.27,敬请阅读末页的重要说明,Page 3,行业研究一、电力系统概述作为清洁、高效的二次能源，电力应用遍及人类生产、生活的各个领域。电能在发电厂段经升压变压器将电压升高，通过输电线路进行远距离传输，在用电端经降压变压器逐级降压，再分送到各类用户。这种由发电厂的发电机、升压变电所、输电线路、降压变电所、配电线路、用电设备以及相应的保护、测量控制设备有机构成的整体叫做电力系统，它是一个完成电能发生、传输、配送、使用的统一整体。通常把用于电能在
11、发、输、配、用四个环节传输的电气设备，如发电机、变压器、输配电线路、配电装置、断路器、无功补偿装置等成为一次设备。对一次设备进行保护、监视、测量、操作控制的辅助设备，如继电保护，自动装置、远程监控装置、仪表及信号设备、通信系统设备、远程调度系统设备等称为二次设备。图1：电力系统构成示意图资料来源：招商证券我国电力系统电压等级较为复杂，直流系统主要包括800kV、660kV、500kV、400kV，交流系统电压等级包括 1000kV、750kV(西北地区)、500kV、330kV(西北地区)、220 kV、110kV、66kV(东北地区)、35kV、20kV、10kV、6kV、380/220V。
12、按照标准电压（GB156）原则上，输电电压为 220kV 及以上，高压配电电压为 35kV、66kV、110kV，中压配电电压为 10kV、20kV，低压配电电压为 380/220V，考虑到大型及特大型城市近年来电网的快速发展，中压配电电压可扩展至 35kV。根据设备使用的差异性，我们在配电系统将主要集中在中压和低压的配电设备，即用于电压等级为35kV、20kV、10kV、6kV、380/220V 的电网配电设备。,敬请阅读末页的重要说明,Page 4,行业研究二、我国配电网建设概述1、我国配电网的现状我国配电网分为城市配电网和农村配电网，城市配电网深入城市中心地区和居民密集点，负载相对集中，
13、发展速度快，用户对供电质量要求高，城市配电网的线路和变电站要考虑占地面积小、容量大、安全可靠、维护量小及城市景观等诸多因素。农村配电网供电线路长，分布面积广，负载小而分散；用电季节性强，设备利用率低。建国后我国电力工业滞后于社会与经济的发展，一直存在缺电局面，因此，国家将电力建设的重点放在了发电厂和输电网上，而对配电系统的投资偏少，呈现“重发、轻供、不管用”的倾向。上世纪 90 年代末，全国性缺电局面有所缓解，但由于配电网薄弱，供电可靠性得不到保障。自 1998 年以后，国家逐渐加大了对城市和农村配电网的建设，1998 年至 2010 年国家陆续投入资金 4623 亿元，对农村电网进行了改造，
14、农村电网的现代化程度有了质的提升，电网规模有了质的飞跃。2006 年至 2010 年间，国家投资2000 亿元对全国 31 个重点城市配电网进行改造，城市供电水平有明显改善。根据中国电力企业联合会统计，2005 年以来，配电网投资比重逐年增大。图2：我国历年不同电压等级电网投资比例100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%,2005,2006,2007,2008,2009,2010,直流输电,1100kv,750kV,500kV,330kV,220kV,110kV及以下,资料来源：中国电力企业联合会、招商证券2、我国配电网的不足尽管近 10 年持续加大配电网的投资力度，
15、但由于历史原因和用电快速增长，我国配电网仍存在不足之处：首先，配电网网架结构仍相对薄弱：以国网 2009 年统计为例，配电网联络线路比例为56.5%，单辐射线路比例为 43.5%，配网线路联络程度不高，单辐射线路仍占相当比例。长度大于 4 公里主干线线路占 42.9%，配网主干线较长，线路分段点不足。城市配网10kV 线路 N-1（判定电力系统安全性的一种准则）比例为 65.8%，农村电网 10kV 线路 N-1 比例为 26.2%，配电网满足 N-1 校验的线路比例较低。其次，配电自动化系统覆盖范围不到 9%，远远低于先进国家水平；由于技术不成熟、网架结构调整频繁、运行维护力量不足等原因，配
16、电自动化实用化水平较低，部分装置,敬请阅读末页的重要说明,Page 5,行业研究处于闲置状态；配电侧、用户侧通信信息网络仍处在研究摸索阶段，数据传输通道存在明显不足；技术标准方面，亟需补充制定智能配电网运行、调度、智能控制终端等方面的标准；分布式发电与微网的研究、应用不足。第三，部分地区城市配电变压器经济运行水平不高，配网节能降耗技术应用不足；农村配电网负荷分散、点多面广、运行环境差、发展不平衡、用电需求差异明显，关键技术研发应用投入不足。第四，配电网投资比例与国外发达国家相比仍处较低水平，以 2010 年投资为例，我国发输配的投资比例为 1：0.63：0.36，较美国，英国，日本等国配网投资
17、比例仍较少。图3：国内外发输配环节投资比例对比图,1.2,发电,输电,配电,1,1,1,1,1,0.80.60.4,0.43,0.7,0.45,0.78,0.41,0.68,0.63,0.36,0.20,美国,英国,日本,中国（2010）,资料来源：中国电力企业联合会、招商证券3、配电网发展的驱动力社会用电的持续增长是推动配电网建设的根本原因。我国用电量持续攀升，中国电力企业联合会统计，“十一五”期间，我国全国社会用电量年均增速 11%，最大负荷年均增速11.2%。2011 年全国全社会用电量同比增长 11.7%，预计“十二五”期间年均增速 8.5%，最大负荷年均增速 9.6%。用电需求依然旺
18、盛。由于配电网在电力传输和使用中处于不可跃过的环节，电力需求增长直接驱动配电网的建设。,敬请阅读末页的重要说明,Page 6,居民,行业研究图4：全社会用电总量趋势图700006000050000400003000020000100000,2005,2006,2007,2008,2009,2010 2011E 2012E 2013E 2014E 2015E,数据来源：中国电力企业联合会、招商证券对电网公司来说，提高供电质量，降低线路损耗是其社会责任和实现经济效益的关键。由于配电网在电力传输中处于不可替代的环节，现阶段供电可靠性和安全性 70%以上的故障和损耗均发生在配电网环节，加快配电网建设是
19、“十二五”电力建设的重要任务。新能源的发展需要完善的配电网作为基础。从能源发展角度看，现在的电力系统主要采用大容量机组集中布置的发电方式，容量在数十万千瓦至几百万千瓦的大型发电厂，通过超高压输电线路将电能输送到负荷集中的地方。近年来，随着人们对新能源和环境问题的关注，各种小容量、分散布置的发电技术成为电力行业发展的一个研究和建设热点。风电、光伏发电、小型水利发电、微型燃气发电、燃料电池、潮汐发电等越来越多得到应用。由于其单机发电容量较小，需要在配电网侧接入电网，这就要求配电网从传统意义上的“无源”网络向 具有大量分布式电源的“有源”网络发展，需要对配网结构、控制保护方式、运营管理模式等方面进行
20、改进和完善。产业发展结构性调整需要加强配电网建设。从产业发展角度看，不同产业对电能供应要求不同，其产业发展对电网建设的要求也将产生不同的影响。表 1：各产业用电特点及供电电压,用电特点,供电电压等级,轻工业，电子制造业、商业,农业重工业,灌溉和排涝用电为主，具有供电距离长，负荷较小且分散的特点，且季节性较强负荷集中，具有供电电压等级较高、单一用户负荷较大、年负荷平稳、供电可靠性和供电质量要求较高负荷相对集中，但单一用户负荷与重工业用户相比相对较低，峰谷差较大与第三产业用户相似，只是用电高峰时段有所不同,35kV、10kV110kV、220kV35kV、20kV、10kV35kV、20kV、10
21、kV,资料来源：招商证券“十二五”期间，国家将加快产业结构调整：一是“十二五”期末，第三产业的比例比 2010 年提高四个百分点。生产性服务业在服务业中所占比重由 2007 年的接近 30，提高到 40。二是高技术产业增加值占工业增加值的比例，比 2010 年提高五个百分点，,敬请阅读末页的重要说明,Page 7,号,行业研究战略性新兴产业发展呈现规模。三是全要素生产率的贡献率，比 2010 年提高 10-15 个百分点，技术进步对经济增长的贡献显著提高。四是可持续发展能力进一步增强，单位GDP 能耗比 2010 年下降 17左右，单位 GDP 二氧化碳排放下降 20左右。同时继续推进城镇化，
22、到 2015 年，我国城镇化率要从 47.5%提高到 51.5%。产业结构调整，需要电网与之配套，因此，我国在“十二五”期间将继续加快配电网的建设。4、配电网建设投资规划“十二五”期间配电网建设的整体规划：国家电网公司与南方电网公司均提出要加强配电网建设，国家电网“十二五”计划投资 5000 亿元用于配电网建设，南方电网“十二五”计划投资 2279 亿元进行配网建设。国家也启动了了新一轮农网改造，计划三年完成投资 2000 亿元，用于农网技术改造与升级，并发布了一系列的指导性文件和具体措施以保证改造的顺利进行。表 2：国家关于新一轮农村电网改造的指导性文件,时间2010 年 1 月2010 年
23、 9 月,文件名称中共中央国务院关于加大统筹城乡发展力度进一步夯实农业农村发展基础的若干意见（中发20101号）关于开展农村电网改造升级工程规划有关要求的通知(发改办能源20102177 号),发布单位国务院国家发展改革委,指导意见适应农村用电需求快速增长的趋势，结合推进农村电力体制改革，抓紧实施新一轮农村电网改造升级工程，提升农网供电可靠性和供电能力。提出了农网改造升级总体规划、三年规划的具体要求,明确了农网改造升级总原则，提出了高压、中,2010 年 10 月,农村电网改造升级技术原则,国家能源局,压、低压配电网、低压户表、自动化及通信、,无功优化补偿等技术原则,2010 年 10 月,农
24、村电网改造升级项目管理办法（发改办能源20102520 号）,国家能源局,提出了项目管理的总体要求，制定了具体的项目管理办法,目标要求“十二五”期间，全国农村电网普遍,国务院办公厅转发发展改革委关,得到改造，农村居民生活用电得到较好保障，,2011 年 5 月,于实施新一轮农村电网改造升级工程意见的通知国办发201123,国务院办公厅,农业生产用电问题基本解决，县级供电企业“代管体制”全面取消，城乡用电同网同价目,标全面实现，基本建成安全可靠、节能环保、技术先进、管理规范的新型农村电网。资料来源：政府网站、招商证券整理三、一次配电开关设备配电网设备主要包括开关设备（包括开关柜、环网柜、柱上开关
25、设备、成套设备等）、变压器设备、配电保护自动化系统设备（包括二次智能终端设备、配电自动化主站系统等），线缆等。,敬请阅读末页的重要说明,Page 8,行业研究1、一次配电开关设备定义及市场概述一次配电开关设备主要是指中压配电网中大容量开关设备即中压开关柜（额定电流从630A 至 3150A），主要应用于电网公司高压变电站的低压出线、电网公司所属的中压开关站以及工商业用户的进线。由于中压开关柜是一个较为紧凑的成套设备，在这个细分市场中，不同的公司所处的生产环节也各有侧重。有专注断路器灭弧室生产的公司，专注断路器生产，生产断路器并进行成套组装的公司，以及仅进行成套组装的企业。各类公司依据其侧重产品
26、的差异，客户的不同，具有不同的经营模式。开关柜主要包括断路器、接地开关、互感器、母线等元件,主要用于一次配电网络（额定电流从 630A 至 3150A）。下图为使用最广泛的中压开关柜中置柜图例，每台开关设备包括三个高压隔室:主开关室（断路器室）A,母线室B 和电缆室（进出电缆、接地开关及互感器设备至于其中）C。每台开关设备还包括一个低压室D，所有二次元件、二次电缆等都装在低压室内。如有需要，开关柜上还可装设泄压通道E，用于在内部燃弧产生时，泄放燃弧气压。这种中置柜的结构是 ABB 公司设计并在国内推广的，随后国内的开关企业相继模仿并推出类似产品。国内的开关柜制造企业，根据用户的不同需要，选择不
27、同类型的断路器安装在主开关室。图5：中压开关柜样本资料来源：ZS1 产品样本、招商证券10kV 配电系统中压开关柜额定电压为 12kV。从 2004 年至 2010 年，使用量年均增长14.6%，至 2010 年市场规模约为 300 亿元。35kV 配电系统中压开关柜额定电压为40.5kV，主要应用于高电压等级变电站的低压侧、天津、青岛等有 35kV 配电网的城市以及 35kV 农网。受“十一五”期间高压输电网建设的高增长，35kV 配电开关设备的市场增长速度高于 10kV 配电开关的增速，年均复合增长率达到 21.2%，至 2010 年,敬请阅读末页的重要说明,Page 9,台/套,台/套,
28、行业研究市场容量约为 90 亿元。加上 20kV，6kV 等电压等级的开关柜产品，整个一次配电开关市场的总量约为 400 亿元，是开关行业最大的细分市场。这里我们采用波特五力分析模型对一次配电开关设备细分市场加以分析。图6：2001年至2010年12kV 开关柜产量及生产企业数量,400000,12kV 开关柜,生产企业数量,250,350000,3000002500002000001500001000005000002001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010资料来源：高压开关行业年鉴、招商证券图7：2001年至2010年40.5kV 开
29、关柜产量及生产企业数量,200150100500,700006000050000400003000020000100000,40.5kV开关柜,生产企业数量,140120100806040200,2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010资料来源：高压开关行业年鉴、招商证券2、供应商的议价能力开关柜主要由柜体、断路器、母线与导电排、互感器等组成。其中断路器所配备的真空灭弧室约占成本 14%，柜体、母线与导电排所使用的铜材约占成本的 40%，钢板约占成本的 15%。国内真空灭弧室的生产企业主要有 10 余家，制造水平已经达到国际先进水平，包
30、括施耐德公司在内的许多跨国企业已采用国内的真空灭弧室。,敬请阅读末页的重要说明,Page 10,%,4%3%,2%,行业研究,图8：2010年12kV真空灭弧室生产企业份额,图9：2010年40.5kV真空灭弧室生产企业份额,宝鸡晨光 华光 凯赛尔 上海森源京东方 5%0.56%5%山东晨鸿,陕西宝光23%,武汉飞特,成都凯赛尔 锦州华光京东方 4%9%,宇光电工20%,7%,9%,成都旭光12%湖北汉光12%,宇光电工14%,武汉飞特15%,陕西宝光9%湖北汉光13%,宝鸡晨光14%,成都旭光20%,数据来源：高压开关行业年鉴、招商证券,数据来源：高压开关行业年鉴、招商证券,国内主要的开关设
31、备制造企业同时使用几家真空灭弧室生产商的产品，规模性的开关设备制造企业相对真空灭弧室生产企业而言，具有较强的议价能力，开关设备的制造企业可以将下游最终用户的价格压力传导至上游的灭弧室生产企业，从主要相关上市公司的利润状况，我们可以清楚地看到，即便是国内真空灭弧室的领军企业，其价格的控制能力有限，产品利润状况持续恶化。图10：主要真空灭弧室制造企业毛利率变化情况,6050403020100,宝光股份,旭光股份,2001,2002,2003,2004,2005,2006,2007,2008,2009,2010,2011Q2,资料来源：公司数据、招商证券开关设备的制造企业主要通过现货采购金属材料，对
32、价格控制能力较弱，当金属价格上涨过快时，会对企业利润产生不利的影响。,敬请阅读末页的重要说明,Page 11,行业研究,图11：金属铜价格走势,图12：国际钢铁价格指数(CRU):亚洲,80000700006000050000400003000020000100000,元/吨,350300250200150100500,2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011,资料来源：Wind、招商证券,资料来源：Wind、招商证券3、购买者的议价能力开关柜采购客户大体可以分为电网公司、钢铁石化等大型企业，铁路、城市地铁轨道交通系统，以及其他工商业用户。电网公
33、司采购数量约占市场总量的 40%50%，是开关制造企业最大的客户类型，电网公司采购主要通过招标模式，国家电网公司从 2010 年开始，对中压开关设备进行集中招标，各省电力公司组织本省 10kV 至 35kV 设备的招标，各省根据生产计划不同，每年举行 2 至 8 次集中招标。南方电网公司自 2011 年开始，对中压开关设备实施集中招标。评标方式采用技术、价格、商务综合评价方式，以山东省中压开关招标评价方式为例，价格占比为 55%和 60%。各地的电网公司很多都有自己的成套设备三产企业，对开关设备的设计、成本、生产、维护具有较高的认识水平；配电开关制造企业由于产品差异性较小，同时又需要电网公司帮
34、助其在当地的其他领域拓展市场。综合上述几个原因，配电开关制造企业相对电网公司，议价能力较弱，给电网公司的销售价格通常是各类用户中价格最低的。表 3：国家电网公司中压开关设备评价标准,技术占比%,商务占比%,价格占比%,40.5kV 开关柜12kV 开关柜,3530,1010,5560,资料来源：山东电力公司招标文件、招商证券大型工业用户，如石化行业、钢铁行业、铁路行业，这些行业电气设备使用数量较大，通常具有专业的维护团队，与电网接入为高压配电接入方式，中压开关设备不直接与电网相连接，客户自行选择设备。这些企业同样采用招标的模式，但与电网用户相比，通常采用邀请招标模式，或参与竞标的企业需要通过行
35、业入网资格，参与竞标的企业数量较少。由于工业用户通常不具备较强的电气设备设计、制造、维护能力，对设备的认知较少，开关设备制造企业相对购买者具有一定的议价能力，可以通过影响设计，增加后续服务等获得较高的销售价格。普通工商业用户及居民用户，采购数量较小，与电网公司经营的中压配电网直接相连接，电网公司对设备的选型具有一定的指导能力。当地的电网公司具有较好的合作关系的开,敬请阅读末页的重要说明,Page 12,行业研究关设备制造企业通常可以获益，由于普通客户对电气设备的认知能力较低，电网公司推荐的设备企业相对用户具有较强的议价能力，销售价格为各类用户中最高的。4、新进入者的威胁一次配电开关行业已经进入
36、相对成熟阶段，新进入者如要在市场立足,需要面临资金、技术、品牌、市场准入、销售力量等多重壁垒。开关设备用于配电工程，货款结算随工程进度，合同结算周期较长，导致本行业的应收账款普遍较高，要求企业必须拥有较高的营运资金。整个电力设备制造行业发展向着智能化方向前进，一二次设备一体或成套成为今后的一个发展方向。对技术的要求不再是简单的成套组装能力，需要涉及电场分布、电子、材料、机械能动、力学、微电子技术、计算机技术、传感技术和数字处理技术等多个科技领域最新技术的应用与研究。随着集中招标的开展，行业的最大用户电网公司对供应商的资质有了明确的界定，往往需求供应商有一定的供货业绩与供货能力，对于新进入者就形
37、成一个死循环，没有业绩无法入网。一次配电开关行业外资品牌主要通过代理销售模式，国内品牌主要依靠直销模式，知名外资品牌已经进入国内市场，新的外资品牌如想进入，由于品牌影响力较现有的外资品牌较弱，代理商的开发存在困难。国内生产者只能依靠自身建立销售团队，由于用户分布较散，在建立初期市场拓展存在一定的难度。现阶段，国际电气设备龙头制造集团均在国内通过独资和合资方式建立了制造基地，各集团在通过多年的产品推广和客户关系维护，形成了较为稳定的市场格局。国内制造企业依托早期技术引进的成果，形成了区域性的龙头企业，很少有新进入者加入到一次配电开关行业的竞争。根据开关行业协会的统计，一次配电开关行业的制造企业数
38、量在过去五年中基本保持稳定。表 4：外资企业在国内开关柜行业布局,年份199219971999200220052006200620062007,外资集团ABB西门子GE东芝阿海珐施耐德伊顿三菱电机库柏,事件独资建立厦门 ABB 开关有限公司与无锡市电子仪表工业公司合资成立西门子中压开关技术（无锡）有限公司与上海广电电器集团合资成立上海通用电气广电有限公司和上海通用电气开关有限公司与广州白云电器成立广州东芝白云电器设备有限公司与厦门华电开关合资成立阿海珐输配电厦门开关有限公司与陕西宝光集团成立施耐德（陕西）宝光电器有限公司收购常州森源成立伊顿电力设备有限公司与西电集团合资成立西电三菱电机开关设备
39、有限公司与宁波耐吉科技股份有限公司，合资成立库柏耐吉（宁波）电气有限公司,资料来源：招商证券整理,敬请阅读末页的重要说明,Page 13,产品描述,优点,缺点,行业研究5、替代品的威胁按照断路器的安装方式来分,开关柜分为固定式开关柜和移开式开关柜，现阶段以中置柜为代表的移开式开关柜当前得到最广泛的应用。表 5：固定式与移开式中压开关柜对比,固定式所有开关部件固定在金属封闭壳体之内,移开式以断路器手车置于柜体（高度）中部为主要特征的中置式柜为主流产品，断路器可以从开关柜内移出,除开关的规定操作或动作（含相关联锁）外，便于断路器的检查和维修，手车的隔离插头是开关，没有可动另部件，相对可靠性高，它易
40、于满足 减少了隔离开关的使用，同时维修时人身安全可靠保双母线方案的要求。相对于中置式结构简单，证；尺寸最为紧凑的上下隔离结构，易于满足最高安,工艺要求低。,全等级的要求，易于发展为双层或多层柜。,手车的推进拉出，联动隔离触头的接插、活门的开闭、由于开关柜核心部件断路器为主要动作元件，以及相关联锁和信号的切换，涉及运动另部件较多，其故障发生的概率相对其他部件较高，固定式 加工装配工艺稍有不慎，将导致温升、绝缘和机械故,开关柜维修不方便称为其做主要的缺点。,障；此外，手车柜用于双母线时尺寸较大、成本较高，,缺乏竞争力。图例资料来源：招商证券根据高压开关行业年鉴的统计数据，2010 年，移开式 KY
41、N 系列占 12kV 开关柜78.26%，固定式 XGN 系列的占 15.07%。图14：12kV 开关柜柜体类型比例分析,XGN固定式,其他7%,15%KYN移开式78%资料来源：高压开关行业年鉴、招商证券一次配电开关的发展主要体现在两个方面，一是核心器件断路器的发展，二是绝缘技术推动的柜体结构的发展。,敬请阅读末页的重要说明,Page 14,行业研究（1）真空灭弧暂无替代，永磁操作机构推广缓慢，断路器向智能化发展断路器是整个中压开关柜的核心部件，也是中压开关柜制造中技术发展的风向标。中压开关柜的发展方向受断路器技术及发展的制约和推动。断路器主要由两个部分组成，灭弧室和操作机构。图15：中压
42、断路器主要部件技术分类资料来源：招商证券真空是对断路器的灭弧介质的界定，断路器的灭弧介质先后经历了空气灭弧、绝缘油灭弧、SF6 灭弧、真空灭弧。从国内外主流的制造企业和研究机构的研究方向看，现阶段在中压断路器灭弧领域，研究的方向在于优化真空灭弧的效果，提高真空灭弧的使用电压等级，而没有看到替代真空灭弧的研究成果。现阶段我国中压配网开关设备采用的断路器包括真空断路器和 SF6 断路器，自真空断路器自诞生之后，以其技术优势，快速地占领了中压开关市场。表 6：真空断路器的优缺点,优点熄弧能力强，燃弧时间短、全分断时间也短触头电磨损小，电寿命长，触头不受外界有害气体的侵蚀触头开距小，减小了操作机构的操
43、作功，因此机械寿命较长结构简单，维护工作量较小适用于中低压,缺点高电压绝缘能力有限额定电流温升稳定性较差外绝缘处理困难高压开关（110kV 及以上）使用受限,资料来源：新型高中压开关设备选型及新技术手册、招商证券我国真空断路器的研发工作自上世纪 50 年代末开始，通过引进国外先进技术，快速地成长为真空断路器的生产和使用大国。从统计数字来看，2002 年以来，12kV SF6 断路器的数量快速下降，与此同时，真空断路器的使用数量快速增长，至 2010 年，12kV真空断路器的数量占二者总量的 99.2%。,敬请阅读末页的重要说明,Page 15,行业研究图16：12kVSF6断路器历年产量统计图
44、,12000,台,12kV SF6断路器,生产企业数量,18,10000800060004000200002001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010资料来源：高压开关行业年鉴、招商证券图17：12kV真空断路器历年产量统计图,1614121086420,500000,台,12kV 真空断路器,生产企业数量,160,450000400000350000300000250000200000150000100000500000,140120100806040200,2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
45、2009 2010资料来源：高压开关行业年鉴、招商证券真空灭弧室的技术发展主要体现在触头材质、纵横磁场的形成、制造工艺的改进和外绝缘的改变。现在我国真空灭弧室主要采用 Cu/Cr 触头，断路器采用固封极柱真空灭弧室，将真空灭弧室通过自动压力凝胶工艺包封在环氧树脂壳体内，形成固封极柱，避免外力及外界环境对灭弧室的影响，增强了外绝缘的强度，大大减少了装配工作量并使产品小型化。,敬请阅读末页的重要说明,Page 16,行业研究,图18：真空断路器示意图数据来源：VS1 说明书、招商证券,图19：固封极柱示意图数据来源：VD4 说明书、招商证券,断路器操动机构的发展经历了几个重要阶段：电磁机构、弹簧机
46、构、永磁机构。电磁操作机构技术比较成熟，为早期产品，其结构比较简单，机械组成部件数量约 120个，它是利用通过合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁芯，撞击合闸连杆机构进行合闸的，其合闸能量的大小完全取决于合闸电流的大小，因此需要很大的合闸电流。优点：结构比较简单，工作比较可靠，加工要求不是很高，制造容易，生产成本较低；可实现遥控操作和自动重合闸；有较好的合、分闸速度特性。缺点：合闸电流大，合闸线圈消耗的功率大，需要配大功率的直流操作电源；合闸电流大，一般的辅助开关、继电器触点不能满足要求，必须配专门的直流接触器，利用直流接触器带消弧线圈的触点来控制合闸电流，从而控制合、分闸线圈动作；操作机构
47、动作速度低，触头的压力小，容易引起触头跳动，合闸时间长，电源电压变动对合闸速度影响大；耗费材料多，机构笨重；户外变电所断路器的本体和操作机构一般都组装在一起，这种一体式的断路器一般只具备电动合、电动分和手动分的功能，而不具备手动合的功能，当操作机构箱出现故障而使断路器拒绝电动时，就必须停电进行处理。弹簧操作机构由弹簧贮能、合闸维持、分闸维持、分闸 4 个部分组成，零部件数量较多，约 200 个，利用机构内弹簧拉伸和收缩所储存的能量进行断路器合、分闸控制操作。弹簧能量的储存由储能电机减速机构的运行来实现，而断路器的合、分闸动作靠合、分闸线圈来控制，因此断路器合、分闸操作的能量取决于弹簧储存的能量
48、而与电磁力的大小无关，不需太大的合、分闸电流。是目前大多数产品所采用的操动机构。优点：合、分闸电流不大，不需要大功率的操作电源；既可远方电动储能，电动合、分闸，也可就地手动储能，手动合、分闸，因此 在操作电源消失或出现操作机构拒绝电动的情况下也可以进行手动合、分闸操作；合、分闸动作速度快，不受电源电压变动的影响，且能快速自动重合闸；储能电机功率小，可交直流两用；弹簧操作机构可使能量传递获得最佳匹配，并使各种开断电流规格的断路器通用同一种操作机构，选用不同的储能弹簧即可，性价比优。缺点：结构比较复杂，制造工艺复杂，加工精度要求高，制造成本比较高；操作冲力大，对构件强度要求高；容易发生机械故障而使
49、操作机构拒动，烧毁合闸线圈或行程开关；存在误跳现象，有时误跳后分闸不到位，无法判断其合分位置；分闸速度特性较差。永磁操作机构采用了一种全新的工作原理和结构，由永久磁铁、合闸线圈和分闸线圈组成，取消了弹簧操作机构和电磁操作机构中的运动连杆、脱、锁扣装置，结构简单，零部件很少，约50个，工作时主要运动部件只有一个，具有很高的可靠性。它利用永久磁铁进行断路器位置保持，是一种电磁操动、永磁保持、电子控制的操作机构。,敬请阅读末页的重要说明,Page 17,行业研究优点：运动部件极少，无需机构脱、锁扣装置，故障源少，具有较高的可靠性，有单稳态和双稳态之分。永磁操作机构的分合闸操作通过分合闸线圈来实现，永
50、久磁铁与分合闸线圈相配合，较好地解决了分合闸时需要大功率能量的问题，因为永久磁铁提供的磁场能量，可以作为分合闸操作用，分合闸线圈所需提供的能量便可以减少，这样就不需要太大的分合闸操作电流。由动铁芯的上下运动，通过拐臂杆，绝缘拉杆作用于断路器真空灭弧室的动触头，实现断路器的分闸或合闸，取代了传统的机械锁扣方式，机械结构大为简化，使耗材减少，成本变低，故障点减少，大大提高了机械动作的可靠性，能够实现免维护，节省维修费用。永磁操作机构永磁力几乎不会消失，寿命高达 10 万次，以电磁力进行分合闸操作，以永磁力进行双稳态位置保持，简化了传动机构，降低了操作机构的能耗和噪音，比电磁操作机构和弹簧操作机构寿
