مزایا و معایب هسته های آلیاژی آمورف مورد استفاده در تولید ترانسفورماتورهای قدرت هسته آلیاژی آمورف چیست؟

مزایا و معایب هسته های آلیاژی آمورف مورد استفاده در تولید ترانسفورماتورهای قدرت هسته آلیاژی آمورف چیست؟-SPL- power transformer, distribution transformer, oil immersed transformer, dry type transformer, cast coil transformer, ground mounted transformer, resin insulated transformer, oil cooled transformer, substation transformer, switchgear

بی شکل عیار ماده نوع جدیدی از مواد آلیاژی است که در دهه 1970 تولید شد. این فناوری خنک‌کننده بین‌المللی پیشرفته و فوق سریع را برای خنک کردن مستقیم فلز مایع با سرعت خنک‌سازی 106 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه برای تشکیل یک نوار نازک جامد با ضخامت 0.02-0.03 میلی‌متر استفاده می‌کند. قبل از اینکه بتواند متبلور شود جامد شد. مواد آلیاژی مشابه شیشه در آرایش اتمی نامنظم، بدون ساختار کریستالی است که با فلزات مشخص می شود و عناصر اساسی آن آهن (Fe)، نیکل (Ni)، کبالت (Co)، سیلیکون (Si)، بور (B) است. ، کربن (C) و غیره مواد آن دارای مزایای زیر است:

الف) آمورف مواد آلیاژی ساختار کریستالی ندارد و یک ماده مغناطیسی نرم همسانگرد است. قدرت مغناطیسی کوچک است و از ثبات دمایی خوبی برخوردار است. از آنجا که آمورف آلیاژ یک ماده غیر جهت دار است، می توان از درز مستقیم برای ساختن هسته آهن نسبتاً ساده استفاده کرد.

ب) هیچ نقص ساختاری وجود ندارد که مانع حرکت حوزه های مغناطیسی شود و تلفات پسماند کمتر از ورق های فولادی سیلیکونی است.

ج) ضخامت نوار بسیار نازک است، فقط 0.02-0.03 میلی متر، که حدود 1/10 ورق فولاد سیلیکونی است.

د) مقاومت بالا است، حدود سه برابر ورق های فولادی سیلیکونی دانه گرا. تلفات جریان گردابی مواد آلیاژی آمورف به شدت کاهش می یابد، بنابراین تلفات واحد حدود 20٪ تا 30٪ ورق های فولادی سیلیکونی دانه گرا است.

ه) دمای بازپخت پایین است، حدود 1/2 از ورق فولاد سیلیکونی دانه گرا.

عملکرد بدون بار هسته آلیاژ آمورف برتر است. تلفات بدون بار ترانسفورماتور ساخته شده از هسته آلیاژی آمورف 70-80٪ کمتر از ترانسفورماتور معمولی است و جریان بدون بار بیش از 50٪ کاهش می یابد. اثر صرفه جویی در انرژی فوق العاده است. به منظور کاهش تلفات خط شبکه، هر دو شبکه دولتی و شبکه برق جنوبی چین نسبت خرید ترانسفورماتورهای آلیاژی آمورف را از سال 2012 تا حد زیادی افزایش داده اند. در حال حاضر، نسبت خرید ترانسفورماتورهای توزیع آلیاژ آمورف اساساً به بیش از 50 درصد رسیده است.

ترانسفورماتورهای آلیاژی آمورف نیز دارای معایب زیر هستند:

1) چگالی مغناطیسی اشباع کم است. چگالی مغناطیسی اشباع هسته آلیاژی آمورف معمولاً حدود 1.56T است که حدود 20٪ با چگالی مغناطیسی اشباع 1.9T ورق فولاد سیلیکونی معمولی متفاوت است. بنابراین، چگالی مغناطیسی طراحی شده ترانسفورماتور نیز باید 20 درصد کاهش یابد. چگالی شار طراحی ترانسفورماتور روغن آلیاژ کریستالی معمولاً زیر 1.35T است و چگالی شار طراحی ترانسفورماتور خشک آلیاژی آمورف معمولاً زیر 1.2T است.

2) نوار هسته آمورف کل به تنش حساس است. پس از اینکه نوار هسته تحت فشار قرار گرفت، عملکرد بدون بار به راحتی خراب می شود. بنابراین، باید به ساختار توجه ویژه ای شود. هسته باید روی قاب و سیم پیچ تکیه گاه معلق باشد و کل آن فقط گرانش خود را تحمل می کند. در عین حال، در طول فرآیند مونتاژ باید توجه ویژه ای شود. هسته آهنی را نمی توان تحت فشار قرار داد و ضربه زدن باید کاهش یابد.

3) انقباض مغناطیسی حدود 10٪ بزرگتر از ورق های فولادی سیلیکونی معمولی است، بنابراین کنترل نویز آن دشوارتر است، که این نیز یکی از دلایل اصلی است که ترویج گسترده ترانسفورماتورهای آلیاژی آمورف را محدود می کند. نویز ترانسفورماتور نیازمندی های بالاتری را ایجاد می کند که به نواحی حساس و مناطق غیر حساس تقسیم می شوند و الزامات سطح صدای خاصی ارائه می شود که نیاز به کاهش بیشتر چگالی شار طراحی هسته دارد.

4) نوار آلیاژی آمورف نسبتاً نازک است و ضخامت آن تنها 0.03 میلی متر است، بنابراین نمی توان آن را مانند ورق های فولادی سیلیکونی معمولی به لایه های لایه ای تبدیل کرد، بلکه فقط می توان آن را به صورت هسته های سیم پیچی ساخت. بنابراین، سازندگان ترانسفورماتور معمولی ساختار هسته نمی توانند آن را به تنهایی پردازش کنند، و معمولاً به برون سپاری کلی، مربوط به بخش مستطیلی نوار هسته زخمی، نیاز دارند، سیم پیچ ترانسفورماتور آلیاژی آمورف نیز معمولاً به یک ساختار مستطیلی تبدیل می شود.

5) درجه بومی سازی کافی نیست. در حال حاضر عمدتاً نوار آلیاژی آمورف وارداتی از هیتاچی متالز است که به تدریج در حال بومی سازی است. در داخل کشور، Antai Technology و Qingdao Yunlu دارای پهنای باند آلیاژی آمورف (213 میلی متر، 170 میلی متر و 142 میلی متر) هستند. و عملکرد آن در مقایسه با نوارهای وارداتی هنوز یک شکاف مشخص در ثبات است.

6) حداکثر محدودیت طول نوار، حداکثر طول نوار محیطی نوار آلیاژی آمورف اولیه به اندازه کوره آنیل محدود می شود و طول آن نیز بسیار محدود است، اما در حال حاضر اساساً حل شده است و یک آلیاژ بی شکل است. با حداکثر طول نوار محیطی 10 متر می توان تولید کرد. قاب هسته را می توان برای ساخت تعویض خشک آلیاژ آمورف 3150 کیلوولت آمورف و تعویض روغن آلیاژ آمورف 10000 کیلو ولت آمورف و زیر استفاده کرد.

بر اساس اثر صرفه جویی در انرژی عالی ترانسفورماتورهای آلیاژی آمورف، همراه با ترویج حفظ انرژی ملی و کاهش انتشار و یک سری سیاست ها، سهم بازار ترانسفورماتورهای آلیاژی آمورف در حال افزایش است. علاوه بر این، با توجه به نوار آلیاژی آمورف (در حال حاضر 26.5 یوان / کیلوگرم) حدود دو برابر ورق های فولادی سیلیکونی معمولی (30Q120 یا 30Q130) است و فاصله با مس نسبتاً کوچک است. با توجه به کیفیت محصولات شبکه و الزامات پیشنهادی، ترانسفورماتورهای آلیاژی آمورف معمولاً از هادی های مسی استفاده می کنند. در مقایسه با ورق های فولادی سیلیکونی معمولی، شکاف های هزینه اصلی ترانسفورماتورهای آلیاژی آمورف به شرح زیر است:

1) از آنجایی که ساختار هسته زخم پذیرفته شده است، نوع هسته ترانسفورماتور باید ساختار پنج ستونی سه فازی را اتخاذ کند که می تواند وزن هسته تک قاب را کاهش دهد و دشواری مونتاژ را کاهش دهد. سازه سه فاز پنج ستونی و سازه سه فاز سه ستونی از نظر هزینه دارای مزایا و معایب خاص خود هستند در حال حاضر اکثر سازندگان ساختار پنج ستونی سه فاز را اتخاذ می کنند.

2) از آنجایی که سطح مقطع ستون هسته مستطیلی است، برای حفظ ثبات فاصله عایق، سیم پیچ های فشار قوی و پایین نیز به یک ساختار مستطیلی متناظر تبدیل می شوند.

3) از آنجایی که چگالی مغناطیسی طرح هسته حدود 25% کمتر از ترانسفورماتورهای ورق فولادی سیلیکونی معمولی است و ضریب لایه لایه شدن هسته آن حدود 0.87 است که بسیار کمتر از 0.97 ترانسفورماتورهای ورق فولاد سیلیکونی معمولی است، طراحی متقاطع سطح مقطع باید بزرگتر از ترانسفورماتورهای ورق فولادی سیلیکونی معمولی باشد. اگر بیش از 25 درصد بزرگتر باشد، محیط سیم پیچ فشار قوی و پایین نیز به همین ترتیب افزایش می یابد. در عین حال، افزایش طول سیم پیچ های فشار قوی و پایین نیز باید در نظر گرفته شود. برای اطمینان از عدم تغییر افت بار سیم پیچ، سطح مقطع سیم باید به همین ترتیب، مقدار مس مصرفی در ترانسفورماتورهای آلیاژی آمورف حدود 20 درصد بیشتر از ترانسفورماتورهای معمولی باشد.