- 06
- Dec
Какви са предимствата и недостатъците на сърцевините от аморфна сплав, използвани в производството на силови трансформатори със сърцевина от аморфна сплав
Аморфен сплав материал е нов вид сплавен материал, появил се през 1970-те години на миналия век. Той използва международна усъвършенствана ултра-бърза технология за охлаждане за директно охлаждане на течен метал при скорост на охлаждане от 106°C/S, за да образува солидна тънка лента с дебелина 0.02-0.03 mm. Втвърди се, преди да успее да кристализира. Материалът на сплавта е подобен на стъклото в неправилно атомно подреждане, без кристална структура, характеризираща се с метали, и неговите основни елементи са желязо (Fe), никел (Ni), кобалт (Co), силиций (Si), бор (B) , въглерод (C) и др. Материалът му има следните предимства:
а) аморфен материалът от сплавта няма кристална структура и е изотропен мек магнитен материал; мощността на намагнитване е малка и има добра температурна стабилност. Тъй като аморфен сплавта е неориентиран материал, може да се използва директно зашиване, за да се направи процесът на производство на желязното ядро относително прост;
б) Няма структурни дефекти, които възпрепятстват движението на магнитните домени, а загубата на хистерезис е по-малка от тази на листовете от силициева стомана;
в) Дебелината на лентата е изключително тънка, само 0.02-0.03 мм, което е около 1/10 от силициевия стоманен лист.
d) Съпротивлението е високо, около три пъти по-голямо от зърнесто-ориентираните силициеви стоманени листове; загубата на вихрови токове на материалите от аморфна сплав е значително намалена, така че загубата на единица е около 20% до 30% от зърнесто-ориентирани листове от силициева стомана;
д) Температурата на отгряване е ниска, около 1/2 от зърнесто-ориентирания силициев стоманен лист;
Изпълнението на празен ход на ядрото от аморфна сплав е превъзходно. Загубата на празен ход на трансформатора, изработен от сърцевината от аморфна сплав, е 70-80% по-ниска от тази на конвенционалния трансформатор, а токът на празен ход е намален с повече от 50%. Енергоспестяващият ефект е изключителен. За целите на намаляване на загубата на мрежова линия, както State Grid, така и China Southern Power Grid увеличиха значително съотношението на доставките на трансформатори от аморфни сплави от 2012 г. насам. В момента делът на доставките на разпределителни трансформатори от аморфни сплави основно достигна повече от 50%.
Трансформаторите от аморфни сплави също имат следните недостатъци:
1) Магнитната плътност на насищане е ниска. Магнитната плътност на насищане на ядрото от аморфна сплав обикновено е около 1.56T, което е около 20% различно от магнитната плътност на насищане 1.9T на конвенционалния лист от силициева стомана. Следователно проектираната магнитна плътност на трансформатора също трябва да бъде намалена с 20%. Проектната плътност на потока на масления трансформатор от кристална сплав обикновено е под 1.35T, а проектната плътност на потока на сухия трансформатор от аморфна сплав обикновено е под 1.2T.
2) Цялата лента с аморфно ядро е чувствителна към напрежение. След като лентата на сърцевината е напрегната, работата на празен ход лесно се влошава. Ето защо трябва да се обърне специално внимание на структурата. Сърцевината трябва да бъде окачена на носещата рамка и намотката и цялата е само тя носи собствената си гравитация. В същото време трябва да се обърне специално внимание на процеса на сглобяване. Желязното ядро не може да бъде подложено на сила и ударите трябва да бъдат намалени.
3) Магнитострикцията е с около 10% по-голяма от тази на конвенционалните листове от силициева стомана, така че нейният шум е по-труден за контролиране, което също е една от основните причини, които ограничават широкото популяризиране на трансформатори от аморфна сплав. Шумът на трансформатора поставя по-високи изисквания, които са разделени на чувствителни зони и нечувствителни зони, и се поставят специфични изисквания за ниво на звука, което изисква допълнително намаляване на проектната плътност на потока в сърцевината.
4) Лентата от аморфна сплав е сравнително тънка, с дебелина само 0.03 mm, така че не може да се направи в ламинации като конвенционалните листове от силициева стомана, а може да се направи само в навити сърцевини. Следователно производителите на конвенционални трансформатори на структурата на сърцевината не могат да я обработват сами и обикновено изискват цялостния аутсорсинг, съответстващ на правоъгълната секция на лентата на навитата сърцевина, намотката на трансформатора от аморфна сплав обикновено също се прави в правоъгълна структура;
5) Степента на локализация не е достатъчна. Понастоящем това е главно лентата от аморфна сплав, внесена от Hitachi Metals, която постепенно реализира локализация. В страната Antai Technology и Qingdao Yunlu имат широколентова връзка от аморфна сплав (213 mm, 170 mm и 142 mm). и неговата производителност все още е известна разлика в стабилността в сравнение с вносните ленти.
6) Ограничението на максималната дължина на лентата, максималната дължина на периферната лента на лентата от ранна аморфна сплав е ограничена от размера на пещта за отгряване и нейната дължина също е силно ограничена, но в момента е основно решена и аморфна сплав с максимална периферна дължина на лентата от 10 m може да се произведе Основната рамка може да се използва за производство на 3150kVA и под суха смяна на аморфна сплав и 10000kVA и под смяна на масло от аморфна сплав.
Въз основа на отличния енергоспестяващ ефект на трансформаторите от аморфни сплави, съчетан с насърчаването на националното енергоспестяване и намаляване на емисиите и серия от политики, пазарният дял на трансформаторите от аморфни сплави се увеличава. Освен това, като се има предвид, че лентата от аморфна сплав (понастоящем 26.5 юана / kg) е около два пъти по-висока от тази на конвенционалните силициеви стоманени листове (30Q120 или 30Q130), а разликата с медта е сравнително малка. Като се има предвид качеството на мрежовите продукти и изискванията за наддаване, трансформаторите от аморфни сплави обикновено използват медни проводници. В сравнение с конвенционалните листове от силициева стомана, основните пропуски в разходите за трансформатори от аморфна сплав са както следва:
1) Тъй като структурата на навитата сърцевина е приета, типът сърцевина на трансформатора трябва да приеме трифазна структура с пет колони, която може да намали теглото на сърцевината с една рамка и да намали трудността на сглобяването. Трифазната структура с пет колони и трифазната структура с три колони имат своите предимства и недостатъци по отношение на разходите. В момента повечето производители приемат трифазна структура с пет колони.
2) Тъй като напречното сечение на колоната на сърцевината е правоъгълно, за да се поддържа последователността на изолационното разстояние, намотките за високо и ниско напрежение също са направени в съответна правоъгълна структура.
3) Тъй като магнитната плътност на конструкцията на сърцевината е с около 25% по-ниска от тази на конвенционалните трансформатори от силициева стоманена ламарина, а коефициентът на ламиниране на ядрото е около 0.87, което е много по-ниско от 0.97 на конвенционалните трансформатори от силициева стоманена ламарина, дизайнът кръстосано секционната площ трябва да бъде по-голяма от тази на конвенционалните трансформатори от силициева стоманена ламарина. Ако е с повече от 25% по-голяма, обиколката на бобините за високо и ниско напрежение също ще се увеличи съответно. В същото време трябва да се вземе предвид и увеличаването на дължината на намотките за високо и ниско напрежение. За да се гарантира, че загубата на натоварване на бобината не се променя, площта на напречното сечение на жицата трябва да бъде. Съответно количеството мед, използвано в трансформаторите от аморфни сплави, е с около 20% повече от това на конвенционалните трансформатори.