非晶合金變壓器

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    非晶合金變壓器是二十世紀七十年代開發研制的一種節能型變壓器，世界上最早研發非晶合金變壓器的國家是美國，當時由美國通用電氣（GE）公司承擔了非晶合金變壓器的研制項目。到上世紀八十年代末實現了商品化生產。由于使用了一種新的軟磁材料——非晶合金，非晶合金變壓器的性能超越了各類硅鋼變壓器。

名詞解釋

非晶合金是一種集制造節能和應用節能于一身的高科技綠色材料。我國的非晶合金材料研究起步于上世紀70年代中期，國家科技部從“六五”開始連續五個五年計劃均將非晶、納米晶合金研究開發和產業化列入重大科技攻關項目。

非晶合金材料的制造采用先進的快速凝固技術，在制造過程中節約能耗80%左右，而且制造過程無污染排放，實現了綠色制造。

設計

非晶合金鐵芯配電變壓器的最大優點是，空載損耗值特低。最終能否確保空載損耗值，是整個設計過程中所要考慮的核心問題。當在產品結構布置時，除要考慮非晶合金鐵芯本身不受外力的作用外，同時在計算時還須精確合理選取非晶合金的特性參數。除此設計思路外，還須遵循以下三點要求：

(1)由于非晶合金材料的飽和磁密較低，在產品設計時，額定磁通密度不宜選得太高，通常選取1.3～1.35T磁通密度便可獲得較好的空載損耗值。

(2)非晶合金材料的單片厚僅為0.03mm，所以其疊片系數也只能達到82%～86%。

(3)為了使用戶能獲得免維護或少維護的好處，現把非晶合金配電變壓器的產品，都設計成全密封式結構。

變壓器非晶合金結構特點

利用導磁性能突出的非晶合金，來用作制造變壓器的鐵芯材料，最終能獲得很低的損耗值。但它具有許多特性，在設計和制造中是必須保證和考慮的。主要體體現以下幾個方面：

(1)非晶合金片材料的硬度很高，用常規工具是難以剪切的，所以設計時應考慮減少剪切量。

(2)非晶合金單片厚度極薄，材料表面也不是很平坦，則鐵芯填充系數較低。

(3)非晶合金對機械應力非常敏感。結構設計時，必須避免采用以鐵芯作為主承重結構件的傳統設計方案。

(4)為了獲得優良的低損耗特性，非晶合金鐵芯片必須進行退火處理。

(5)從電氣性能上。為了減少鐵芯片的剪切量，整臺產品的鐵芯由四個單獨的鐵心框并列組成，并且每相繞組是套在磁路獨立的兩框上。每個框內的磁通除基波磁通外，還有三次諧波磁通的存在，一個繞組中的兩個卷鐵芯框內，其三次諧波磁通正好在相位上相反，數值上相等，因此，每一組繞組內的三次諧波磁通向量和為零。如一次側是D接法，有三次諧波電流的回路，當在感應出的二次側電壓波形上，就不會有三次諧波電壓的分量。

根據上面分析，三相非晶合金配電變壓器最合理的結構為：鐵芯，由四個單獨鐵芯框在同一平面內組成三相五柱式，必須經退火處理，并帶有交叉鐵軛接縫，截面形狀呈長方形。繞組，為長方形截面，可單獨繞制成型的，雙層或多層矩形層式。油箱，為全密封免維護的波紋結構。

性能

目前廣泛采用的新S9型配電變壓器，其鐵心所采用的導磁材料通常為30Z140高導磁冷軋硅鋼片，其飽和磁密比非晶合金高，產品設計時所選取的磁通密度通常在1.65～1.75T之間。這也就是非晶合金鐵心配電變壓器比新S9型配電變壓器空載損耗低的一個主要原因。表1為三相非晶合金鐵心配電變壓器與新S9型配電變壓器空載損耗值的比較。

 非晶合金和新S9型配電變壓器空載損耗值的比較

非晶合金和新S9型配電變壓器空載損耗值比較

非晶合金和新S9型配電變壓器空載損耗值比較

從表1中的統計數據可以看出，要想節約能源，通過采用新材料的方法，來降低配電變壓器的空載損耗值，是一條很有效的途徑。

使用效果

三相非晶合金鐵心配電變壓器與新S9型配電變壓器相比，其年節約電能量是相當可觀的。

以800kVA為例，△P0為1.05kW；兩種型式配電變壓器的負載損耗值是一樣的，則△Pk=0， ，便可計算出一臺產品每年可減少的電能損耗為：

△Ws=8760(1.05+0.62×0)=9198kW·h

通過該種規格產品的計算可知，三相非晶合金鐵心配電變壓器系列產品的節能效果非同一般。由于油箱又設計成全密封式結構，使變壓器內的油與外界空氣不接觸，防止了油的氧化，延長了產品的使用壽命，為用戶節約了維護費用。

非晶合金變壓器發展前景

非晶合金變壓器若能完全替代新S9系列配變，如10kV級配電變壓器年需求量按5000萬kVA計算時，那么，一年便可節電100億kW·h以上。同時，還可帶來少建電廠的良好的環保效益，少向大氣排放溫室氣體，這樣會大大地減輕對環境的直接污染，使其成為新一代名副其實的綠色環保產品。總之，國家在城鄉電力網系統發展與改造中，若能大量推廣采用三相非晶鐵心配電變壓器產品，其最終會獲得節能與環保兩方面的效益。

產品說明

SCRBH15型非晶合金變壓器適當成分的液體金屬，以大約每秒攝氏一百萬度的冷卻速率，急速凝固所獲得的合金，因其原子在結晶化之前即已凝固，結果使合金具有類似玻璃的非結晶原子結構及優點的軟磁性質。

產品特點編輯

1.超低損耗特性，省能源、用電效率高；

2.非晶金屬材料制造時使用較低能源以及其超低的損耗特性，可大幅節省電力消耗及減少電廠發電量，相對的減少CO? SO?廢氣的排放，降低對環境污染及溫室效應，免保養，無污染；

3.運轉溫度低、絕緣老化慢、變壓器使用壽命長；

4.高超載能力，高機械強度；

5.非晶鐵心在通過較高頻率磁通時，仍具有低鐵損及低激磁電流的特性而不致產生鐵心飽和的問題，故以非晶鐵心制成的SCRBH15型非晶合金變壓器具有較好的耐諧波能力；

6.投資回收效益快。

三、技術參數

額定功率：50/60(KVA)

效 率(η)：100～1000

電 壓 比：10000/400(V)

外形結構：立式

冷卻方式：風冷式

防潮方式：灌封式

繞組數目：三繞組

鐵心結構：非晶合金

冷卻形式：干式

鐵心形狀：R型

電源相數：三相

頻率特性：低頻

型 號：SCRBH15-200/10

應用范圍：電力

網址：www.cdycwyq.com

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