非晶合金干式變壓器及其節(jié)能效果

摘要：本文介紹了非晶合金干式變壓器帶的特點、產(chǎn)品性能、節(jié)能效益以及降低噪聲的效果。指出其節(jié)能效果顯著，可批量應用，有效降低線損。非晶合金干式變壓器是一種新型節(jié)能技術(shù)配電設備，其節(jié)能效率主要歸功于采用了軟磁性能優(yōu)異、設計制造工藝嚴格的新型材料——鐵基非晶合金。1條非晶合金帶

非晶合金帶含有78%~81%的鐵、13.5%的硼、3.5%~8%的硅和少量的鎳、鈷等金屬元素。它的原子排列特點是無序，條的外表面特點是金屬色的銀灰色薄帶。目前配電領(lǐng)域使用的非晶合金帶材有142 mm、170 mm、213 mm三種寬度，非晶合金帶材與硅鋼相比的主要物理性能如表1所示。

干式變壓器空載損耗主要由渦流損耗和磁滯損耗組成。渦流損耗與芯材厚度成正比，與電阻率成反比，而磁滯損耗與磁滯回線圍成的面積成正比。從表1可以看出，非晶合金帶的厚度只有27m，約為冷軋硅鋼片的1/11，電阻率約為冷軋硅鋼片的3倍。因此，非晶合金鐵芯的渦流損耗比冷軋硅鋼片鐵芯的渦流損耗小得多。此外，非晶合金的矯頑力小于4A/米，約為冷軋硅鋼片的1/7。非晶合金的磁滯回線比冷軋硅鋼片小得多，所以非晶合金的磁滯損耗比冷軋硅鋼片小得多。綜上所述，非晶合金帶材是一種軟磁性能優(yōu)良的材料，非晶合金干式變壓器空載損耗很低，僅為S9硅鋼干式變壓器的20%。信息來自：

當然，與硅鋼干式變壓器相比，非晶合金干式變壓器也有一些缺點，比如噪音。干式變壓器的噪聲主要來自鐵芯的磁激勵，與鐵芯材料的磁致伸縮系數(shù)正相關(guān)。從表1可以看出，非晶合金的飽和磁致伸縮系數(shù)為3010-6，約為冷軋硅鋼片的3倍，因此非晶合金干式變壓器的噪聲略大于冷軋硅鋼片，這也是非晶合金干式變壓器制造商需要花費大量人力物力才能克服的課題。詳情請訪問：輸配電設備網(wǎng)

2非晶合金干式變壓器的節(jié)能效果干式變壓器運行時，由于空載損耗、負載損耗等性能參數(shù)不同，年運行能耗也不同。下表列出并比較了200kVA和500kVA兩種容量規(guī)格的SBH16非晶合金干式變壓器和S9硅鋼干式變壓器的性能參數(shù)和年運行能耗。比較值如表2所示。

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從表2可以看出，一臺500kVA SBH16非晶合金干式變壓器運行一年，比S9硅鋼干式變壓器節(jié)能約9.4kWh。

3性價比

總擁有成本法(TOC)是評估干式變壓器能效的綜合方法。它是根據(jù)干式變壓器價格和能耗水平綜合比較，總擁有成本較低的原則來選擇干式變壓器。具體計算公式如下：信息來源于： TOC=Ct APo BPk (1)，其中Ct為干式變壓器價格，元；Po為空載損耗，w；Pk為負荷損失，w；a為空載損耗的等效初始成本，48.7元/W；b為等效負荷損失初始成本，20.5元/w，根據(jù)公式(1)計算出200kVA和500kVA的TOC，列于表3。 #p#分頁標題#e#

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4信心公司非晶合金干式變壓器特點4.1引進技術(shù)由于非晶合金鐵心柱橫截面為矩形，且配套的高低壓繞組也為矩形，非晶合金鐵心在本體結(jié)構(gòu)上無法起到支撐作用，顯然不適合使用生產(chǎn)硅鋼片鐵心結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)設備和工藝來生產(chǎn)非晶合金干式變壓器。信心公司在成立之初就考慮了這些因素，做出了重大決策，即從當時世界上較早開發(fā)和商業(yè)化的美GE (General)公司引進了先進成熟的制造非晶合金干式變壓器的技術(shù)。GE公司經(jīng)過十幾年的研發(fā)，總結(jié)出了一套完整的設計程序和工藝流程，包括與之配套的專用設備，其中工藝流程和專用設備是保證非晶合金干式變壓器性能和質(zhì)量的關(guān)鍵之一。

4.2節(jié)能

SBH16非晶合金干式變壓器空載損耗比S9硅鋼系列低80%。比JB/T 10318 《油浸式非晶合金鐵心配電干式變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》低25%。

4.3低噪聲如前所述，由于非晶合金帶材的磁致伸縮系數(shù)比冷軋硅鋼大，所以沒有特殊降噪措施的非晶合金干式變壓器的噪聲一般比S9硅鋼干式變壓器大。但1998年GE技術(shù)引進后，信心公司的技術(shù)人員經(jīng)過幾年的摸索和反復驗證，掌握了一些降低非晶合金干式變壓器噪聲的有效措施。目前，信心公司生產(chǎn)的400kVA油浸式非晶變壓器噪聲可達45dB以下。信息來自： 4.4可靠性高置信度公司從不斷優(yōu)化設計方案、采用先進的工藝流程、增加嚴格的檢驗項目等方面嚴格控制每臺非晶合金干式變壓器。

4.4.1在設計方面，為了改善繞組端部的漏磁場，降低軸向電動勢，低壓繞組采用銅箔纏繞；車身防突然短路結(jié)構(gòu)；非晶油浸式配電變壓器油箱采用剛性全密封結(jié)構(gòu)，油箱能承受75kPa的壓力，無泄漏和變形；油箱頂部設有氣腔，可防止高低壓殼體與箱蓋之間密封處漏油，滿足免維護要求；為了保證干式變壓器的安全運行，油箱一側(cè)的油箱壁上裝有

4.4.2 工藝方面 信.cn

在生產(chǎn)非晶合金干式變壓器的專用設備上，按照GE先進的先特的制造非晶合金干式變壓器的裝配工藝及流程，生產(chǎn)每一臺非晶合金干式變壓器。

4.4.3 檢測項目方面

將全波雷電沖擊試驗列入出廠試驗項目，而且峰值高于家標準25%;產(chǎn)品成品合格率達99.8 %以上。 信息請登

5 結(jié)束語 信息來自:輸配電設備網(wǎng)

非晶合金干式變壓器的較大的優(yōu)點是空載損耗低，運行成本低，批量運行后能有效降低電網(wǎng)的線損，節(jié)能效果顯著。上海置信電氣股份有限公司在吸收引進技術(shù)、確保系列產(chǎn)品性能以及降低非晶合金干式變壓器的噪音這一課題上，做了一些具體工作，已取得成效，尤其是能將400kVA油浸非晶配變的噪聲控制在45dB以下。 #p#分頁標題#e#

作者簡介：

張仁坤(1942)，男，高級工程師，從事非晶合金干式變壓器研發(fā)制造與管理工作;