电网投资过去侧重输电主干设备
近期中压配电网重要性日益提升

以交流为主的电网正向直流转型
直流断路器、接触器等设备崭露头角

编者按继汽车、半导体之后,电力产业正崛起为我国工业的“功勋板块”。长期以来,电力在产业领域只停留在“配角”角色,但随着人工智能(AI)数据中心、电动汽车以及可再生能源的扩张,电力需求激增,电力产业也成为海外争相寻求的“K产业”主角之一。包括LS Electric在内,国内4家电力设备企业手中已握有约33万亿韩元的订单,电力产业已确立为有助于出口和创造就业的成长型产业。业内关注焦点集中在如何构建良性循环结构,更高效的输电需要掌握直流相关技术已成为核心课题。本文梳理了我国企业为实现电力产业大转型所面临的挑战。

电能从发电厂产生,到达家庭、企业和数据中心,要经过无数电力设备精密啮合、协同运转。各个阶段分级升降电压的变压器、切断电流的断路器、分配电力的配电盘,以及感知异常信号的保护与测量设备被密集布置,以维持电网稳定性。


最近,电力需求本身的性质也在发生变化。随着人工智能(AI)数据中心快速增加,以及太阳能、风能等可再生能源的扩张,电力流动比以往更加复杂。同时,在以交流(AC)为中心的电力基础设施中,直流(DC)配电技术不断高度化,电力设备生态也在快速重组。

今年2月12日,在首尔江南区COEX举行的“ELEX Korea 2025”上,参观者正在了解LS Electric的数据中心解决方案。姜振亨 记者提供

今年2月12日,在首尔江南区COEX举行的“ELEX Korea 2025”上,参观者正在了解LS Electric的数据中心解决方案。姜振亨 记者提供

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电力业界并不将这一变化视为单纯的设备更换,而是视为“电网范式的转变”。从超高压输电到配电盘,再到直流基础设备,几乎电网的所有层级正在同步扩张的时代已经到来。


从输电到终端消费……各阶段使用的电力设备

电能在发电厂生产后,首先在输电变电站被升压至超高压(345~765千伏)。由于发电厂产生的电压较低,难以远距离输送,因此在第一道关口将电压提高数十倍。此时使用的设备就是“超高压变压器”,其重量达数十吨,价格高达数十亿韩元,是电网中最昂贵的设备。


沿铁塔延伸的输电线路负责将这一路超高压电力长距离输送至城市和工业园区。为防止在高压环境下发生事故,还会同时安装真空断路器(VCB)、电力熔断器(PF)、高压开关设备(RMU)等。这一领域是国家基础产业的核心。


沿输电线路传输的电能在“配电变电站”被降至154千伏,进入“中压(千伏)”区间。从这一阶段开始,就与实际用电场所直接相连。过去以输电为中心的大型设备投资较多,而近来伴随新用地开发和数据中心引进增加,中压配电网的重要性显著提升。


[电力产业大转型]②从超高压输电到配电盘与直流设备…电网范式转变 View original image

经过配电变电站的电力通过电线杆上的配电变压器被降至22.9千伏,再次转换为220~380伏,向家庭、企业和数据中心供电。这个阶段属于“低压(LV)”区间。一个数据中心就要投入数千个低压断路器和接触器。构成配电盘和分电盘的核心部件大多也是这些低压设备。今年以来,国内外订单增长最快的正是这一低压配电设备市场。


直流时代,崭露头角的新设备

近期直流受到关注,与太阳能、电池、电动汽车等直流基础装置增加密切相关。以交流(AC)为中心的电网开始向直流(DC)转变。过去直流电压变换困难,但随着电力半导体的发展,从高压直流输电(HVDC)、中压直流输电(MVDC)到低压直流输电(LVDC),分阶段的直流输电与变换已成为可能。Korea Energy Technology University(KENTECH·韩电工大)教授 Lee Jino表示:“HVDC已经实现商业化,MVDC则是韩国有机会在标准化方面发挥主导作用的领域。”


随着直流系统的扩张,DC断路器的需求也在急剧增加。由于直流的正负极方向恒定,电流不存在为“0”的瞬间,一旦发生事故,电弧不易熄灭,因此需要与交流完全不同的高速开断技术。国内企业也在加紧开发DC断路器、接触器等产品。



Han Electric Power University教授 Kim Heetae将电网的变化描述为“进入复杂系统”。Kim教授表示:“像太阳能、风能这样发电源被拆分,消费者也成为发电者的时代已经到来,要想稳定运营这些分散资源,电力设备的作用变得更加重要。”


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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