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1、非晶合金变压器节能分析非晶合金变压器节能分析摘要：摘要：文章介绍了非晶态磁性材料以及非晶合金铁芯变压器 SH12，对SH12S9S7 的能耗做了计算与对比，并计算了 800kVA 的 SH12 较同容量的 S7S9 多投资的回收年限 关键词：关键词：2605S2 SH12 节能 多投资回收年限 电力变压器自 1881 年发明至今已经有一百多年目前大多数情况下，电能的电压等级自发电站到用户至少要经过 5 级变压器，方可输送到低压用电设备(380V/220V)虽然变压器本身效率很高，但因其数量多容量大，总损耗仍是很大的据估计，我国变压器的总损耗占系统发电量的 10%左右，如损耗每降低 1%，每年可
2、节约上百亿度电，因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施 1 铁芯损耗的控制铁芯损耗的控制 变压器损耗中的空载损耗，即铁损，主要发生在变压器铁芯叠片内，主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗 最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁，变压器铁芯是由铁线制成，而不是由整块铁构成，为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流用线束制作的铁芯可有效减少涡流路径的截面积 在 1900 年左右，经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗，增大导磁率，且使电阻率增大，涡流损耗降低经多次改进，方用0.35mm 厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁
3、芯 近年来世界各国都在积极研究生产节能材料，变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料非晶态磁性材料 2605S2，非晶合金铁芯变压器便应运而生使用 2605S2 制作的变压器，其铁损仅为硅钢变压器的 1/5，铁损大幅度降低 2 METGLAS2605S2 非晶态合金早在太阳能电池领域已有了飞跃发展在 80 年代迅速应用于磁性材料领域，美国阿拉伊特公司长期从事非晶态材料的研究，以 METGLAS 为品名1979 年已研制出具有实用价值的 2605SC，其材料成份为Fe81B13.5Si3.5C2该公司在 1981 年又试制成功非晶态磁性 2605S2，化学成份为：Fe78B13Si9，与最初的
4、 2605SC 相比，降低了磁通密度，改善了热稳定性，降低了铁损。 非晶态合金是无晶料原子结构，一个个原子无规则的分布在材料的基体中，并能迅速冷却而出现玻璃状成份典型的非晶态合金含 80%的铁，而其它成份是硼和硅非晶态合金有很多生产方法，但最常见的是把熔化的金属蒸汽喷在高速旋转的铜绕线架上，熔化的金属以 106/s 的速率冷却并固化成薄肋状；因淬火形成的高内应力必须用 200280之间的退火来减小，以便成为好的磁特性材料登陆:输配电设备网 浏览更多信息 变压器铁芯噪音，其中很重要的原因与铁芯材料的磁致伸缩有关，非晶态铁芯与硅钢铁芯有着显著不同。 3 非晶合金铁芯变压器非晶合金铁芯变压器 美国麻
5、省理工学院于 1979 年采用 2605SC 制作了 15kVA 的干式变压器日本于 1981 年 7 月采用 2605S2 试制了 10kVA 的变压器，再于 1982 年 8月试制了 30kVA 的高压油浸变压器，1983 年 2 月又试制了 35kVA 三相五柱式模型变压器作研究对象我国在 80 年代初期进行对非晶态合金变压器的研究，并于 1986 年由上海变压器厂研制了 30kVA 的非晶态铁芯变压器90 年代非晶铁芯变压器的研发已进入实用阶段，国内数厂家相继引进国外技术，生产出较大容量的非晶铁芯变压器 3.1 非晶合金铁芯变压器的构成 (1)变压器铁芯均为三相五柱式两行矩形排列，在两
6、个旁柱中流过零序磁通，磁通不经过箱体，不产生发热的结构损耗，使变压器能满足低噪声低损耗； (2)高低压线圈均为矩形的铜绕组，当线圈偶然发生短路时，能适应较大的机械应力破坏，线圈不产生变形；(3)箱体采用冷轧钢板制成的片状散热器，高低压套管的上方加装防冰雹防尘防雨罩，其引线无导体裸露，可用电缆接线，全绝缘保护； (4)变压器热循环油填充硅油，箱体全密封，20 年内免维护，且可适应高温场所 3.2 非晶合金铁芯变压器的规格 (1)容量：30kVA1600kVA，电压 6kV10kV/0.4kV/0.22kV，联结组标号为 Yyn0，Dyn11；(2)空载损耗负载损耗阻抗电压主绝缘均符合 GB/T6
7、451-1995 的技术要求 4 非晶合金铁芯变压器的节能效果非晶合金铁芯变压器的节能效果 非晶合金铁芯变压器，具有低噪音低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的 1/5，且全密封免维护，运行费用极低 S7 系列变压器是 1980 年后推出的变压器，其效率较 SJSJLSLSL1 系列的变压器高，其负载损耗也较高80 年代中期又设计生产出 S9 系列变压器，其价格较 S7 系列平均高出 20%，空载损耗较 S7 系列平均降低 8%，负载损耗平均降低 24%，并且国家已明令在 1998 年底前淘汰 S7SL7 系列，推广应用 S9 系列非晶合金铁芯变压器 SH12 系列的空载损耗较 S9 系列降低
8、75%左右，但其价格仅比 S9 系列平均高出 30%，其负载损耗与 S9 系列变压器相等下面仅对其节能效果与投资效益做一计算实例 4.1 计算公式(1)有功损耗：P=P0+KT2PK(1) (2)无功损耗：Q=Q0+KT2QK(2) (3)综合功率损耗：PZ=P+KQQ(3) Q0I0%SN，QKUK%SN 式中：Q0空载无功损耗(kvar) P0空载损耗(kW) PK额定负载损耗(kW) SN变压器额定容量(kVA) I0%变压器空载电流百分比 UK%短路电压百分比 平均负载系数 KT负载波动损耗系数 QK额定负载漏磁功率(kvar) KQ无功经济当量(kW/kvar) 4.2 计算条件 (1)取 KT=1.05； (2)变压器容量 SN=800kVA 联结组别为 Yyno； (3)对城市电网和工业企业电网的 6kV10kV 降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量 KQ=0.1kW/kvar；
