数字储能网讯：

最近

国网电科院（南瑞集团）发布了

第二代“瑞”系全场景固态变压器

头条君看到后

不明觉厉

第一时间联系了研发团队

问出了一句“灵魂之问”

……

在吗在吗？

请问固态变压器是啥？难道还有“液态”的？（虚心求教）😳

😅这其实是一个误会。

与固态变压器的“固态”相对的，不是“液态”，而是“机械态”。

机械态？？

是的……（此处省略一万字）

这省略的“一万字”

头条君仔细盘了一夜

终于弄明白了

这就来给大家分享

01

变压器有“固态”

还有什么“态”？

相信有朋友和头条君有一样的困惑：真的没有“液态”变压器？专家口中的“机械态”是什么？固态变压器到底是啥东西？

要弄明白这些问题，得从传统工频变压器的工作原理说起。

1831年，物理学家迈克尔·法拉第发现了一个神奇现象：变化的磁场能在闭合线圈中“感应”出电流。电磁感应原理就此诞生。

目前我们常见的传统工频变压器就是基于电磁感应原理实现变压的。

传统工频变压器的内部结构示意图。

在50赫兹或60赫兹的工作频率下，传统工频变压器通过硅钢片铁芯和铜绕组实现电压变换。交流电通入初级绕组后，变压器内产生交变磁场，电流经铁芯传递，在次级绕组中感应出不同等级的电压，实现变压。

传统工频变压器的内部没有电力电子装置，仅由铜绕组、硅钢片铁芯、油箱等器件构成，靠物理定律干活。

再来看固态变压器（Solid-State Transformer，SST）。行业内也叫它电力电子变压器（Power Electronic Transformer，PET）。与传统工频变压器不同，它的电能变换与功率调控是靠半导体固态开关器件实现的。

固态变压器的内部结构示意图。

固态变压器走的是一条“绕远但灵活”的变压路线：交流→直流→高频交流→直流/交流。

进入固态变压器的交流电，首先会通过半导体器件整流为直流。输出的直流电会再逆变为高频交流电，送入内部的小型高频隔离变压器，完成电气隔离与变压。最后，电流会再被整流或逆变，得到目标电压等级的电能。

在固态变压器装置中，并不存在传统工频变压器中体积大重量沉的线圈、铁芯等材料，系统由电力电子器件——半导体固态开关器件控制。

综上可以看出，“固态”并非“固体状态”，而可以被理解为一种“静止态”。相较于传统工频变压器依靠机械构件运动来产生磁场、实现变压，固态变压器全程靠固态半导体芯片控制，并不会发生机械运动，“固态”由此而来。

其实，“固态”产品是个大家族。除了固态变压器，我们常见的固态硬盘，其实也是类似的原理。

所以，此“固态”非彼“固态”，更没有头条君以为的“液态”“气态”啦。

02

传统变压器用了上百年

为啥还要搞“固态版”？

自电磁感应被发现以来，变压器的技术路线已经延续了上百年，稳定、耐用。

为什么在这个时候，固态变压器“横空出世”？

简单来说，是因为新型电力系统的需求场景更丰富、更多变了。

如今，AI智算中心、新能源并网、智能微网等新的应用场景不断涌现，交直流混合供电、负荷动态波动、空间资源集约化需求等情况也随之而来。传统工频变压器功能单一、链路冗长、体积庞大，电能转换效率相对较低，不太搞得定了。

打个比方，传统工频变压器是一座单纯依靠水压差工作的水塔，而固态变压器是一套搭载变频水泵、智能电控阀门、密闭承压水箱的一体化供水机组，更轻巧，也更聪明。

“瑞”系列固态变压器（SST）。

它的核心优势，可以用五个字概括：小、灵、快、全、智。

小·体积缩小

固态变压器的功率密度更高，在同等功率条件下，体积较传统工频变压器压降约70%。在数据中心等“寸土寸金”的应用场景中，固态变压器能够节约很多空间。

灵·独立灵活

相较于传统变压器，固态变压器是有源可控的，可以独立调节输出电压、有功功率、无功功率，具备无功补偿、谐波治理、电压支撑一体化功能。

快·毫秒隔离

固态变压器的故障隔离速度可以达到毫秒级，能够阻隔故障双向扩散，有效提升电网供电安全水平。

全·多元场景

传统工频变压器仅能实现交流—交流变换，不能直接输出直流电，无法适应直流配网、AI算力中心等新型负荷。固态变压器支持交、直流多端口运行，可灵活输出交流或直流电，适配储能、智算中心等直流负荷场景。同时，固态变压器能实现功率双向流动，适合在风光储、柔性配网源网荷双向互动等场景中应用。

智·电子大脑

传统工频变压器的电压变比固定，动态调压需依赖外置有载调压开关，调节范围也有限。固态变压器的数字化程度高，能够实现远程协同调度。

03

固态变压器会抢走

传统工频变压器的“饭碗”吗？

“Solid-State Transformer”这一术语其实最早见于20世纪60～80年代电力电子相关专利与文献。

进入21世纪后，美国的一些机构系统开展中压配网场景中的固态变压器研究，该技术成为智能配电网、能源互联网的研究热点。

数据显示，全球固态变压器市场规模正以近60%的年复合增长率快速扩张。预计到2030年，整体市场规模将突破千亿元量级。

全球固态变压器市场规模及增速预测（2025～2030）。数据来源：《SST行业2026～2030年投研报告》

目前，中国的固态变压器研究处于全球第一梯队，拥有完整的系统集成、工程实施能力，场景化应用也走在世界前列。凭借算力基建、新型电力系统建设等产业驱动，中国已成为全球固态变压器最大的单一区域市场。预计到2030年，我国的固态变压器全球市场份额占比将达到75%。

从应用场景结构与市场份额分布来看，AI智算中心凭借高密度算力供电、高效节能等刚性需求，有望成为固态变压器技术规模化、产业化落地的第一大应用场景。

中国固态变压器应用场景市场份额预测（2030）。数据来源：《2026全球SST行业白皮书》

所以，固态变压器会抢走传统工频变压器的“饭碗”吗？

答案是短期内不会。

受制于系统结构复杂、初始投资偏高、长期挂网运行数据仍有待持续积累等因素，固态变压器短期内不会大规模替代传统工频变压器，而是更多作为柔性电能变换装备，在新型电力系统特色场景补充应用。随着宽禁带半导体器件成本下降与相关标准体系的不断完善，固态变压器的产业化落地条件也将逐步成熟。

自2013年起，国网电科院（南瑞集团）研制的固态变压器产品陆续在江苏、浙江、河北多地批量投运。2018年，该单位研制的±10千伏/2兆瓦故障穿越型直流固态变压器（NES-5660）是业内首个满足双极短路最新规范、故障穿越最高要求的直流固态变压器，在苏州吴江示范应用。

目前，国网电科院（南瑞集团）拥有完整的固态变压器产业协同能力和领先的研发试验平台。从功率器件、高频变压器等关键元器件，到高压级联、柔性控制、故障穿越等核心技术，再到固态变压器的整机集成和厂内测试，这家单位实现了全链条布局，核心器件、技术自主可控。

宁夏熔盐储热3.3兆伏安±10千伏/1000伏直流固态变压器项目。

此次上新发布的第二代“瑞”系全场景固态变压器包含‌瑞磐、瑞霆、瑞融、瑞枢‌四大系列，分别匹配数据中心、超充站、新能源并网、智能电网四大场景。相较于上一代产品，第二代固态变压器的功率密度提升约1倍，损耗降低50%。正在研发中的第三代产品则采用更大容量的碳化硅器件，单机功率及整体功率密度有大幅提升。‌‌