一、换流变压器概述
换流变压器是指接在换流桥与交流系统之间的电力变压器。采用换流变压器实现换流桥与交流母线的连接，并为换流桥提供一个中性点不接地的三相换相电压。换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。
1、作用
换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中的整流、逆变两端接口的核心设备。它的投入和安全运行是工程取得发电效益的关键和重要保证。因为有交、直流电场、磁场的共同作用，所以换流变压器的结构特殊、复杂，关键技术高难，对制造环境和加工质量要求严格。开展换流变压器设计制造关键技术的研究、攻克和制造条件改造工作，不断提高试验手段，将有利于全面掌握换流变压器的设计制造技术，实现换流变压器国产化，填补国内空白。同时可促进国内交、直流输电设备设计制造水平的进一步提高和发展，为特高压交、直流输变电设备的发展打下基础。
换流变压器的作用示意图
数据来源：公开资料整理
2、特点及要求
由于换流变压器的运行与换流器换相造成的非线性密切相关，它在漏抗、绝缘、谐波、直流偏磁、有载调压和试验等方面与普通电力变压器有不同的特点和要求。
换流变压器特点及要求示意图
数据来源：公开资料整理
二、政策
我国对于换流变压器的研究尤为重视。这是因为开展换流变压器设计制造关键技术的研究、攻克和制造条件改造工作，不断提高试验手段，将有利于全面掌握换流变压器的设计制造技术，实现换流变压器国产化，填补国内空白。近些年，中国政府相继出台换流变压器行业相关政策，扶持中国换流变压器相关行业发展。
中国换流变压器行业相关政策梳理
数据来源：公开资料整理
三、产业链
1、产业链结构
根据数据显示，换流变压器上游为原材料，主要为铜材料、取向硅刚片、变压器油等；产业链中游为换流变压器制造商；产业链下游为应用领域，主要为建材、冶金、电力、采矿、市政及公共设施和其他领域。
换流变压器产业链结构示意图
数据来源：公开资料整理
2、下游需求
换流变压器行业产业链下游主要应用领域为电力行业，其发电量的增长带动着行业需求，根据数据显示，中国发电量逐年上涨，截止至2021年末，中国发电量为85342.5亿千瓦小时，同比2020年增长9.71%。
2013-2021年中国发电量变化情况
数据来源：国家统计局，华经产业研究院整理
四、中国换流变压器发展现状
1、容量
我国换流变压器的研制与生产始于20世纪70年代末。当时，西安西电变压器厂为我国第一条自行设计的舟山直流输电线路成功地提供了±100kV换流变压器。2004年8月，沈变公司宣布研制生产了中国第一台拥有自主知识产权的±500kV直流输电用换流变压器。目前，我国对于换流变压器的研究尤为重视。根据数据显示，中国35千伏及以上换流变压器容量达46328万千伏安，较2016年增加了22582万千伏安。
2016-2020年中国35千伏以及以上换流变压器容量情况
数据来源：中国电力企业联合会，华经产业研究院整理
2、换流变压器区域分布
2020年跨区35千伏及以上换流变压器容量为11887万千伏安， 占全国总容量的25.7%；其次共有内蒙古、江苏、四川、山东、湖北、新疆、河南、浙江、上海、宁夏、安徽、湖南、青海、辽宁14个地区35千伏及以上换流变压器容量超1000万千伏安，合计占全国总量的64.7%。
2020年中国35千伏及以上换流变压器容量区域分布
数据来源：中国电力企业联合会，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国换流变压器行业市场深度分析及投资战略规划报告》
3、换流站
随着中国换流变压器的发展，中国换流站数量逐年上涨，根据数据显示，中国换流站从2016年的59座上涨至2020年的95座，较2016年增加了36座。中国换流变电器行业市场规模正逐步扩大。
2016-2020年中国换流站数量变化情况
数据来源：中国电力企业联合会，华经产业研究院整理
4、换流站区域分布
根据数据显示，跨区换流站共有21座，占全国总数量的22.1%；浙江省换流站有8座，占全国总数量的8.4%；上海、湖北均有7座；山东、广东各有6座；内蒙古有5座，其余地区均低于5座。
2020年中国换流站区域分布前十占比情况
数据来源：中国电力企业联合会，华经产业研究院整理
五、中国换流变压器市场竞争格局
1、市场竞争格局
中国换流变压器市场竞争格局较为集中。中国换流变压器行业中重点企业主要有特变电工、中国西电、保变电气、山东电力设备等，根据数据显示，特变电工占比最重，占比30%，中国西电占比20%，保变电气占比20%，山东电力设备占比20%，其他企业占比10%。
2020年中国换流器市场竞争格局企业占比
数据来源：公开资料整理
2、重点企业分析
中国特变电工为中国换流变压器行业中占比最重企业，属于龙头企业，根据公司年报显示，特变电工变压器产品收入总体呈现上涨态势，从2017年的102.04亿元上涨至2021年的109.2亿元，随着中国换流变压器的发展，国产替代进程加快，预计未来变压器收入还会持续增加。
2017-2021年特变电工变压器收入变化情况
数据来源：公司年报，华经产业研究院整理
六、未来中国换流变压器行业发展趋势
由于换流变压器在换流时工作在阀侧和网侧分别承受着交直流电压的工况下并它的制造工艺复杂且价格昂贵，因此换流变压器的地位更加重要。不同于普通油浸式电力变压器，由于换流变压器工作的电压环境特殊，常常会有高次谐波产生，他们会在变压器内形成漏磁场。磁力线经过铁磁材料如铁心绕组等形成回路从而产生涡流损耗。这些损耗表现为单位体积上产生的热量，导致变压器的内部结构温度升高。同时，换流变压器的价格占换流站建设成本的五分之一以上，所以对换流变压器谐波损耗和热问题的分析与评估是合理设计建设换流站的前提条件。
中国直流特高压核心组成设备占比情况
数据来源：公开资料整理
华经产业研究院通过对中国换流变压器行业海量数据的搜集、整理、加工，全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业典型企业的产销运营分析，并根据行业发展轨迹及影响因素，对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向，把握市场机会，做出正确投资决策。更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国换流变压器行业发展概况及行业投资潜力预测报告》。
