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非晶合金變壓器

非晶合金變壓器是二十世紀(jì)七十年*發(fā)研制的一種節(jié)能型變壓器，世界上最早研發(fā)非晶合金變壓器的國家是美國，當(dāng)時由美國通用電氣（GE）公司承擔(dān)了非晶合金變壓器的研制項目。到上世紀(jì)八十年代末實現(xiàn)了商品化生產(chǎn)。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。

設(shè)計

非晶合金鐵芯配電變壓器的*優(yōu)點是，空載損耗值特低。最終能否確?？蛰d損耗值，是整個設(shè)計過程中所要考慮的核心問題。當(dāng)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(shù)。除此設(shè)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(chǎn)品設(shè)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(shù)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(xiàn)把非晶合金配電變壓器的產(chǎn)品，都設(shè)計成全密封式結(jié)構(gòu)。

變壓器非晶合金結(jié)構(gòu)特點

利用導(dǎo)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(shè)計和制造中是必須保證和考慮的。主要體體現(xiàn)以下幾個方面：

(1)非晶合金片材料的硬度很高，用常規(guī)工具是難以剪切的，所以設(shè)計時應(yīng)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(shù)較低。

(3)非晶合金對機械應(yīng)力非常敏感。結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須避免采用以鐵芯作為主承重結(jié)構(gòu)件的傳統(tǒng)設(shè)計方案。

(4)為了獲得優(yōu)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(chǎn)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(nèi)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(nèi)，其三次諧波磁通正好在相位上相反，數(shù)值上相等，因此，每一組繞組內(nèi)的三次諧波磁通向量和為零。如一次側(cè)是D接法，有三次諧波電流的回路，當(dāng)在感應(yīng)出的二次側(cè)電壓波形上，就不會有三次諧波電壓的分量。

根據(jù)上面分析，三相非晶合金配電變壓器最合理的結(jié)構(gòu)為：鐵芯，由四個單獨鐵芯框在同一平面內(nèi)組成三相五柱式，必須經(jīng)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(jié)構(gòu)。

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(dǎo)磁材料通常為30Z140高導(dǎo)磁冷軋硅鋼片，其飽和磁密比非晶合金高，產(chǎn)品設(shè)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。

表1 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(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，要想節(jié)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(jié)約電能量是相當(dāng)可觀的。

以800kVA為例，△P0為1.05kW；兩種型式配電變壓器的負(fù)載損耗值是一樣的，則△Pk=0， ，便可計算出一臺產(chǎn)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(guī)格產(chǎn)品的計算可知，三相非晶合金鐵心配電變壓器系列產(chǎn)品的節(jié)能效果非同一般。由于油箱又設(shè)計成全密封式結(jié)構(gòu)，使變壓器內(nèi)的油與外界空氣不接觸，防止了油的氧化，延長了產(chǎn)品的使用壽命，為用戶節(jié)約了維護費用。

非晶合金變壓器發(fā)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(jié)電100億kW·h以上。同時，還可帶來少建電廠的良好的環(huán)保效益，少向大氣排放溫室氣體，這樣會大大地減輕對環(huán)境的直接污染，使其成為新一代名副其實的綠色環(huán)保產(chǎn)品?？傊?，國家在城鄉(xiāng)電力網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)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(chǎn)品，其最終會獲得節(jié)能與環(huán)保兩方面的效益。

產(chǎn)品說明

SCRBH15型非晶合金變壓器適當(dāng)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(jié)晶化之前即已凝固，結(jié)果使合金具有類似玻璃的非結(jié)晶原子結(jié)構(gòu)及優(yōu)點的軟磁性質(zhì)。

產(chǎn)品特點

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(jié)省電力消耗及減少電廠發(fā)電量，相對的減少CO? SO?廢氣的排放，降低對環(huán)境污染及溫室效應(yīng)，免保養(yǎng)，無污染；

3.運轉(zhuǎn)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(chǎn)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(shù)參數(shù)

額定功率：50/60(KVA)

效 率(η)：100～1000

電 壓 比：10000/400(V)

外形結(jié)構(gòu)：立式

冷卻方式：風(fēng)冷式

防潮方式：灌封式

繞組數(shù)目：三繞組

鐵心結(jié)構(gòu)：非晶合金

冷卻形式：干式

鐵心形狀：R型

電源相數(shù)：三相

頻率特性：低頻

型 號：SCRBH15-200/10

應(yīng)用范圍：電力

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