非晶合金變壓器概述

非晶合金變壓器概述2013年6月目錄1、非晶合金簡(jiǎn)介5、非晶合金變壓器應(yīng)用3、非晶合金變壓器優(yōu)勢(shì)4、非晶合金變壓器節(jié)能分析2、非晶合金變壓器簡(jiǎn)介1、非晶合金簡(jiǎn)介

物質(zhì)就其原子排列方式來說，可以劃分為晶體和非晶體兩類。

晶體非晶體原子排列整齊有序混亂圖示例子食鹽、鉆石、普通的鋼鐵液體、氣體、玻璃、塑料非晶合金材料1-1非晶合金簡(jiǎn)介

非晶合金的形成

通常情況下金屬或合金在液態(tài)凝固成固態(tài)時(shí)，原子總是從液體的無(wú)序排列轉(zhuǎn)變成整齊有序的排列，即成為晶體；如果金屬或合金的凝固速度非?？?，原子來不及整齊排列便被凍結(jié)住了，最終的原子排列方式類似于液體，是無(wú)序的，這就是非晶合金；單一金屬要形成非晶必須要有極高的冷卻速度。由于目前工藝水平的限制，實(shí)際生產(chǎn)中難以達(dá)到如此高的冷卻速度，也就是說，普通的單一的金屬難以從生產(chǎn)上制成非晶。非晶合金的形成1-2非晶合金簡(jiǎn)介為了獲得非晶態(tài)的金屬，一般將金屬與其它物質(zhì)混合。當(dāng)原子尺寸和性質(zhì)不同的幾種物質(zhì)搭配混合后，就形成了合金。它們的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于純金屬，在冷卻時(shí)更加容易形成非晶。作為變壓器鐵心使用的是鐵基非晶合金，是用每秒一百萬(wàn)度的冷卻速度將熔融的非晶合金凝固成帶材，厚度只有0.03mm。非晶合金的形成1-2非晶合金簡(jiǎn)介非晶合金磁化性能1-3非晶合金簡(jiǎn)介非晶合金的單位鐵損值低與相同電壓等級(jí)和同容量硅鋼片變壓器相比空載損耗70-80%空載電流

80%非晶合金片厚度極薄，僅為0.03mm，填充系數(shù)較低非晶合金材料電阻率高，可減小渦流損耗硬度大，切割要求高對(duì)機(jī)械應(yīng)力非常敏感，易碎，外應(yīng)力會(huì)影響磁性能磁致伸縮性能敏感非晶合金特點(diǎn)1-4非晶合金簡(jiǎn)介飽和磁密較低2、非晶合金變壓器簡(jiǎn)介鐵心采用非晶合金制成的變壓器叫做非晶態(tài)合金鐵心變壓器，簡(jiǎn)稱非晶合金變壓器。通常情況下，用非晶合金制作的變壓器，其空載損耗只有用普通硅鋼片制作的變壓器的25%左右。

非晶合金變壓器2-1非晶合金變壓器簡(jiǎn)介1971年，美國(guó)聯(lián)信公司研究出非晶合金帶材至1998年美國(guó)已有約100多萬(wàn)臺(tái)在掛網(wǎng)運(yùn)行2002年日本制造出5000kVA世界最大的非晶油浸變壓器。目前約有20多萬(wàn)臺(tái)掛網(wǎng)運(yùn)行，預(yù)計(jì)2006年日本非晶變壓器產(chǎn)量將占市場(chǎng)上高效變壓器的40%1982年起，美國(guó)電力研究所和GE公司等研究非晶合金變壓器亞洲印度年安裝有萬(wàn)余臺(tái)非晶合金變壓器發(fā)展歷史2-21994年，在三部三委工作委員會(huì)的指導(dǎo)下，由沈陽(yáng)變壓器研究所統(tǒng)一設(shè)計(jì)，聯(lián)合多家變壓器廠試制160、200、315、500kVA四種規(guī)格共6臺(tái)樣機(jī)，并于1995年8月通過國(guó)家鑒定目前，國(guó)內(nèi)眾多變壓器廠家均已開始關(guān)注、研制和生產(chǎn)非晶合金變壓器。部分行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)有一定的技術(shù)積累和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)中國(guó)非晶合金變壓器簡(jiǎn)介非晶合金干變非晶合金美變非晶合金油變非晶合金變壓器簡(jiǎn)介非晶合金變壓器分類2-3鐵心高壓線圈低壓線圈附件非晶合金變壓器簡(jiǎn)介非晶合金變壓器結(jié)構(gòu)2-4

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成（以美變產(chǎn)品為例）油箱小室標(biāo)準(zhǔn)部件變壓器器身變壓器器身結(jié)構(gòu)

采用三相五柱式結(jié)構(gòu)；鐵心為非晶合金材料；低壓線圈為優(yōu)質(zhì)銅箔繞制，增強(qiáng)線圈的抗短路能力；非晶合金變壓器簡(jiǎn)介非晶合金美變的結(jié)構(gòu)2-4保證變壓器的抗短路能力

無(wú)論述是油浸式變壓器還是干式變壓器都要嚴(yán)格控制安匝不平衡；采用整體框架式結(jié)構(gòu)有利于增強(qiáng)變壓器的抗短路能力；環(huán)氧澆注干式變壓器本身就有很好的抗短路能力；油浸式變壓器采用合理的線圈結(jié)構(gòu)和線圈繞制工藝手段完全可以滿足實(shí)際需要；非晶合金變壓器的抗短路能力已經(jīng)由國(guó)內(nèi)幾個(gè)領(lǐng)先制造企業(yè)得到了試驗(yàn)驗(yàn)證，并有一定的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；非晶合金變壓器簡(jiǎn)介非晶合金美變關(guān)鍵技術(shù)2-5控制變壓器的噪聲

嚴(yán)格控制非晶鐵心的磁通密度；

變壓器的裝配工藝水平對(duì)變壓器噪聲有極大的影響；

使用減振材料降低變壓器的噪聲；

對(duì)變壓器進(jìn)行聲學(xué)方面的仿真計(jì)算，避免不合理的結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)；010020030040050060070080090010000102030405060某廠SCBH15-1250/10非晶合金變壓器噪聲頻譜圖頻率Hz聲壓級(jí)dBA非晶合金變壓器簡(jiǎn)介非晶合金美變關(guān)鍵技術(shù)2-53、非晶合金變壓器優(yōu)勢(shì)節(jié)能環(huán)保安全可靠空載損耗降低70%，投資回收期短，顯著降低運(yùn)行費(fèi)用無(wú)污染，低噪音，免維護(hù)，可回收阻燃、無(wú)有害氣體，三防能力佳，無(wú)龜裂耐熱等級(jí)H級(jí)，過負(fù)載能力強(qiáng)，抗短路能力好非晶合金變壓器的優(yōu)勢(shì)節(jié)能性產(chǎn)品由于采用非晶合金鐵心制作及創(chuàng)新的三相三柱制造工藝，鐵損大幅度下降，空載損耗約為常規(guī)干變的25%左右。投資非晶合金鐵心雖然初期投資較高，但是非晶合金變壓器由于其超高效率、節(jié)約能源的特性，在平均負(fù)載60%的情況下，3-5年內(nèi)可回收額外投資，在變壓器30年的壽命中可節(jié)約可觀的電費(fèi)支出。非晶合金變壓器的優(yōu)勢(shì)節(jié)能型3-1非晶合金變壓器的優(yōu)勢(shì)可靠性H級(jí)（工作溫度180℃）耐熱等級(jí);能承受惡劣條件的儲(chǔ)存、運(yùn)輸；能在惡劣條件下（包括氣候、地理環(huán)境）正常運(yùn)行；能120%長(zhǎng)期負(fù)載運(yùn)行；有很好的抗短路能力；變壓器在正常使用情況下可免維修?？煽啃?-2安全性變壓器在使用中不會(huì)助燃，能阻燃、不會(huì)爆炸及放出有害氣體；對(duì)溫度、灰塵、污染不敏感；永無(wú)“龜裂”現(xiàn)象發(fā)生；變壓器在使用時(shí)，不會(huì)對(duì)環(huán)境和其他設(shè)備特別是對(duì)人身造成危害。非晶合金變壓器的優(yōu)勢(shì)安全性3-3環(huán)保性產(chǎn)品在制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、運(yùn)行時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；產(chǎn)品在使用壽命結(jié)束后，線圈可以回收，資源可以重新利用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害；創(chuàng)新的鐵心結(jié)構(gòu)及先進(jìn)的制造工藝，確保非晶變壓器噪音低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4-5dB。非晶合金變壓器的優(yōu)勢(shì)環(huán)保性3-4從“八五”期間起，國(guó)家就開始鼓勵(lì)研究非晶合金變壓器，1994年，三部三委工作委員會(huì)下達(dá)了開發(fā)非晶合金鐵心變壓器的要求；最新頒布的標(biāo)準(zhǔn)GB20052-2006《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》與DL/T985-2005《配電變壓器能效技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》對(duì)配電變壓器的能耗進(jìn)行了規(guī)定和評(píng)價(jià)，肯定了非晶合金變壓器的節(jié)能效果；2012年11月財(cái)政部、發(fā)改委、工信部聯(lián)合出臺(tái)印發(fā)《節(jié)能產(chǎn)品惠民工程高效節(jié)能配電變壓器推廣實(shí)施細(xì)則》,以推廣油浸式配電變壓器和干式配電變壓器。給予能效一級(jí)的干式非晶變40元/kVA和能效二級(jí)油浸式非晶變4元/kVA的補(bǔ)貼《中國(guó)移動(dòng)“綠色行動(dòng)計(jì)劃”2013年工作指導(dǎo)意見》，鼓勵(lì)推廣高效開關(guān)電源系統(tǒng)、非晶變壓器和高壓發(fā)電機(jī)等成熟、高效的電源設(shè)備在項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用。政策支持3-5非晶合金變壓器應(yīng)用正當(dāng)其時(shí)！非晶合金變壓器的優(yōu)勢(shì)非晶合金變壓器與普通變壓器比較4、非晶合金變壓器與普通變壓器比較SCRBH15非晶干變SCB10環(huán)氧干變SG10非包封干變常規(guī)項(xiàng)目比較非晶合金變壓器與普通變壓器比較常規(guī)項(xiàng)目比較對(duì)比項(xiàng)目SCRBH15非晶干變SCB10SG10主要材料非晶帶材、NOMEX紙硅鋼片、環(huán)氧樹脂硅鋼片、NOMEX紙結(jié)構(gòu)高壓采用分段圓筒層式線圈，低壓為銅箔繞制高壓為圓筒層式線圈，低壓為銅箔繞制高壓線圈采用餅式線圈，低壓為銅箔繞制能耗空載損耗較普通干變低70%左右普通普通初期投資高出30%~50%100% 100%性價(jià)比3-7年收回多余投資后，每年節(jié)省可觀電費(fèi)支出良好良好非晶合金變壓器與普通變壓器比較

對(duì)比項(xiàng)目SCRBH15非晶干變SCB10SG10安全承受熱沖擊能力承受熱沖擊能力好一般，可能開裂承受熱沖擊能力好機(jī)械性能機(jī)械強(qiáng)度高，永不開裂機(jī)械強(qiáng)度高，可能開裂機(jī)械強(qiáng)度高，永不開裂電氣強(qiáng)度介電常數(shù)低，電場(chǎng)分布均勻，局放低介電常數(shù)較高，電場(chǎng)分布不均勻介電常數(shù)低，電場(chǎng)分布均勻，局放低過載能力長(zhǎng)期安全負(fù)載120%，最大150%啟動(dòng)風(fēng)機(jī)可短時(shí)過載長(zhǎng)期安全負(fù)載120%，最大150%環(huán)保環(huán)境無(wú)可燃性樹脂/無(wú)毒燃燒時(shí)釋放鹵化烴有毒氣體無(wú)可燃性樹脂/無(wú)毒壽命期后可回收不可回收可回收維修可維修不可維修可維修常規(guī)項(xiàng)目比較非晶合金變壓器與普通變壓器比較經(jīng)濟(jì)效益比較空載損耗：W容量：KVA10kV非晶合金SCRBH15與常規(guī)10型、13型干變空載損耗對(duì)比非晶合金變壓器與普通變壓器比較10kV非晶合金SCRBH15與常規(guī)10型、13型干變損耗比較容量（kVA）空載損耗（W）負(fù)載損耗（W）（145℃）SCRBH15非晶干變SCB13型環(huán)氧干變SCB10型環(huán)氧干變SCRBH15非晶干變SCB13型環(huán)氧干變SCB10型環(huán)氧干變1601703806102280229024102002004407002710272728702502305108102960296431203152806309003730378139804003107001100428042944520500360830131052305254553063042093015106290632766608004801080171074607486788010005501270199087608750921012506501500235010370104311098016007601760276012580126071327020001000219034001556015552163702500120025904000184501848719460非晶合金變壓器與普通變壓器比較節(jié)能分析1年運(yùn)行費(fèi)用是衡量變壓器節(jié)能效果的主要指標(biāo)，計(jì)算公式為：

B=Th*Ty*(Po+Pk*β^2)其中，B：變壓器損耗電量；

Th：全年運(yùn)行小時(shí)數(shù)，取8760h；

Ty：運(yùn)行年限，取1年；

Po：空載損耗，kW；

Pk：負(fù)載損耗，kW；

β：負(fù)載率，分別取40%、50%、60%、70%、80%非晶合金變壓器與普通變壓器比較非晶合金變壓器與普通變壓器比較容量（KVA）40%50%60%70%80%不同負(fù)載率下1年運(yùn)行電量（度）2000非晶干變3056942836578307555095996普通干變527286563481408100051121561節(jié)約電量2215922798235782450125565非晶合金變壓器與普通變壓器比較

一臺(tái)負(fù)載率60%的SCRB