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(diǎn)、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(yīng)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(shè)備，其節(jié)能效率主要?dú)w功于采用了軟磁性能優(yōu)異、設(shè)計(jì)制造工藝嚴(yán)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(diǎn)是無(wú)序，條的外表面特點(diǎn)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(lái)自：

當(dāng)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(diǎn)，比如噪音。干式變壓器的噪聲主要來(lái)自鐵芯的磁激勵(lì)，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(fèi)大量人力物力才能克服的課題。詳情請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：輸配電設(shè)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(yùn)行時(shí)，由于空載損耗、負(fù)載損耗等性能參數(shù)不同，年運(yùn)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(yùn)行能耗。比較值如表2所示。

信息來(lái)自：

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

3性價(jià)比

總擁有成本法(TOC)是評(píng)估干式變壓器能效的綜合方法。它是根據(jù)干式變壓器價(jià)格和能耗水平綜合比較，總擁有成本較低的原則來(lái)選擇干式變壓器。具體計(jì)算公式如下：信息來(lái)源于： TOC=Ct APo BPk (1)，其中Ct為干式變壓器價(jià)格，元；Po為空載損耗，w；Pk為負(fù)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(fù)荷損失初始成本，20.5元/w，根據(jù)公式(1)計(jì)算出200kVA和500kVA的TOC，列于表3。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

來(lái)源：http://tede.cn

信息來(lái)自：輸配電設(shè)備網(wǎng)絡(luò)

4信心公司非晶合金干式變壓器特點(diǎn)4.1引進(jìn)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(wú)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(shè)備和工藝來(lái)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(dāng)時(shí)世界上較早開發(fā)和商業(yè)化的美GE (General)公司引進(jìn)了先進(jìn)成熟的制造非晶合金干式變壓器的技術(shù)。GE公司經(jīng)過(guò)十幾年的研發(fā)，總結(jié)出了一套完整的設(shè)計(jì)程序和工藝流程，包括與之配套的專用設(shè)備，其中工藝流程和專用設(shè)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(jìn)后，信心公司的技術(shù)人員經(jīng)過(guò)幾年的摸索和反復(fù)驗(yàn)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(dá)45dB以下。信息來(lái)自： 4.4可靠性高置信度公司從不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、采用先進(jìn)的工藝流程、增加嚴(yán)格的檢驗(yàn)項(xiàng)目等方面嚴(yán)格控制每臺(tái)非晶合金干式變壓器。

4.4.1在設(shè)計(jì)方面，為了改善繞組端部的漏磁場(chǎng)，降低軸向電動(dòng)勢(shì)，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(wú)泄漏和變形；油箱頂部設(shè)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(hù)要求；為了保證干式變壓器的安全運(yùn)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(shè)備上，按照GE先進(jìn)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(tái)非晶合金干式變壓器。

4.4.3 檢測(cè)項(xiàng)目方面

將全波雷電沖擊試驗(yàn)列入出廠試驗(yàn)項(xiàng)目，而且峰值高于家標(biāo)準(zhǔn)25%;產(chǎn)品成品合格率達(dá)99.8 %以上。 信息請(qǐng)登

5 結(jié)束語(yǔ) 信息來(lái)自:輸配電設(shè)備網(wǎng)

非晶合金干式變壓器的較大的優(yōu)點(diǎn)是空載損耗低，運(yùn)行成本低，批量運(yùn)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(jìn)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(yè)標(biāo)題#e#

作者簡(jiǎn)介：

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