三相三柱非晶合金干式變壓器的結構與性能分析

介紹了三柱式非晶合金環氧澆注干式變壓器的結構和性能特點，并與普通環氧澆注干式變壓器進行了性能成本和經濟效益比較。

關鍵詞：非晶合金；干式變壓器；結構要點；節能。

非晶合金干式變壓器是一種新型節能干式變壓器，鐵芯采用新型導磁材料(非晶合金)制成。與以硅鋼片為鐵芯的干式變壓器相比，空載損耗降低70%以上，空載電流降低80%左右。是目前節能效果理想的配電干式變壓器，特別適用于農村電網和低負荷率的發展中地區。

1.非晶合金材料及其干式變壓器特性

非晶合金環氧澆注干式變壓器的繞組和夾緊裝置與普通環氧澆注干式變壓器基本相同，但鐵芯材料有很大不同，選用了一種叫做非晶合金的高新技術產品。非晶合金是一種非常薄的磁性材料，厚度約為0.03 mm，是由一定比例的合金原料通過超快速冷卻技術(冷卻速率107/s)并通過冷卻浮筒制成的條狀薄片。與冷軋硅鋼片相比，非晶合金材料有五個優點，但也有五個缺點。這些缺點給干式變壓器的設計和制造帶來了許多困難。

五個方面的優點如下：(1)各向同性軟磁材料；(2)損耗很低，約為硅鋼片的30%；(3)電阻率高，約為硅鋼片的3倍；(4)后續加工方便(后續加工可獲得所需磁性)；(5)制造工藝環保。

五大缺點是：(1)厚度很薄，材料表面不光滑，芯部填充系數在0.86左右；(2)硬度遠高于硅鋼片，給切割加工帶來不便；(3)必須進行退火處理；(4)退火后的材料易碎；(5)機械應力對其性能有很大影響。

由于非晶合金帶的形成，鐵芯橫截面一般為矩形，繞組也是矩形。一個磁軛有斷口，打開斷口蓋住繞組，然后閉合斷口。鐵芯采用從外部購買的三相三柱新結構。非晶合金干式變壓器具有阻燃、高可靠性和免維護等優點，在配電市場具有廣闊的發展前景。

2.非晶合金干式變壓器的設計及工藝要點

2.1鐵芯形狀和磁密度的選擇

三柱非晶合金芯的形狀見圖1。鐵芯的有效截面等于鐵芯截面乘以系數，即S1=k ^ s，S1為有效截面，s為截面，k為分層系數。非晶合金芯不同供應商提供的產品K值略有不同。因為非晶合金芯的填充系數低，K值一般在0.86左右。選擇鐵芯截面時磁通密度約為1.3T，低于硅鋼鐵芯。這是因為非晶合金在25時的飽和磁密度只有1.55T，而硅鋼片的飽和磁密度是2.03T，非晶合金飽和后的損耗和發熱非常嚴重，可能導致單向磁化。鐵芯重量GF等于內兩個框架和外一個框架的重量。公司研發的SCBH15-2000/10，磁密度B=1.153T，單位損耗0.19W/kg。

三柱式非晶合金型芯與五柱式非晶合金型芯的比較：

與五柱鐵芯相比，三柱鐵芯重量輕3~5%，整體制造消耗工時少，空載損耗略低。三柱式非晶合金干式變壓器是一種新型設計，五柱式非晶合金干式變壓器是一種傳統型設計。 #p#分頁標題#e#

圖1三柱非晶合金鐵芯圖2高壓線圈(矩形)

2.2過程系數和空載損耗

在干式變壓器的制造過程中，當組裝鐵心架和繞組時，需要打開接頭，套住繞組，并重新連接鐵心架和繞組