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非晶合金配电变压器将成“明星”

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摘要:非晶合金配电变压器将成“明星”

非晶合金铁芯配电变压器,空载损耗相比硅钢片变压器大幅下降,节能效果明显,而且其全寿命期的综合成本也低于传统的变压器,经济效益良好,有望成为电力设备中的“明星”。

魅力独具

与硅钢片变压器相比较,非晶合金变压器更具综合优势。

首先,非晶合金变压器空载损耗低。按照变压器型号中损耗性能水平代号,非晶合金变压器为SBH15、SBH16,数字每增加1,空载损耗下降10%以上。例如,SBH15型非晶合金变压器比S9硅钢变压器的空载损耗降低75%左右,SBH16型非晶合金变压器比SBH15型非晶合金变压器的空载损耗降低25%左右。

其次,非晶合金变压器平均价格虽然高于硅钢片变压器,但全寿命期的综合成本更低。由于非晶合金变压器采用了新材料和新技术,工艺复杂,因此其产品价格较传统变压器高,一般比同型号传统变压器高30%-55%左右,相对于业内具有一定品牌和服务优势的ABB等企业的硅钢片变压器,其综合成本也大概要高20%左右。但由于其节能效果显著,运营成本较低,所以其综合成本较传统变压器低。根据国外许多国家对非晶合金铁芯变压器从不同角度的研究,包括使用寿命的加速老化、现场运行和特殊试验证明:非晶合金变压器在30年寿命期内,其空载特性稳定,不存在运行中空载损耗有所变化的情况,有较高的可靠性。

前景广阔

非晶合金配电变压器的优势凸显,应用领域广泛,但其目前在我国的实际应用数量并不多,挂网运行仅约12万多台,覆盖北京、上海、重庆、江苏、浙江、福建、山东、山西、广东、河南、四川、宁夏、西藏、辽宁、吉林等20多个省(市、自治区)。从长远来看,其在国内的大规模应用前景值得期待。

就政策面而言,随着国家节能政策的引导,S7、S8型等高损耗变压器会退出变压器舞台,S9型变压器也将逐步列入更换范围,S11型及以上性能水平的配电变压器将在配网中普及应用。S11型的空载损耗介于S9和非晶合金变压器之间,在未来一段时间里,S9、S11型和非晶合金变压器将同时存在,而S11型和非晶合金变压器将是未来的长远发展目标。当然,由于我国有大量生产硅钢片的变压器厂家,全部立刻停产的一刀切方式估计也较难发生。

从现实层面看,据对农电领域10Kv配电变压器的不完全统计,S9型变压器数量居多,占比高达约83%,S11型配电变压器所占比例约为15%,SH15非晶合金铁芯配电变压器所占比例仅1.2%。因此,预计在下一阶段的农网改造过程中,非晶合金铁芯配电变压器存在较大的市场空间。

技术门槛

非晶合金配电变压器在制造工艺上具有特殊性,其技术门槛是一般企业所较难掌握的。

首先,非晶合金带材的质量要求高。非晶合金带材硬度远大于硅钢片,同时厚度很薄,给切割和加工带来不便。另外,由于非晶合金的磁致伸缩程度比硅钢片高约10%,将导致非晶合金铁芯变压器噪声升高,需要进行退火处理从而降低噪声。而退火处理关键点在于控制好退火温度和时间,否则会导致带材的结晶化;并且,退火处理后的非晶合金材料易碎,对机械应力非常敏感,在制作工艺上还需要采取特殊紧固措施。

其次,非晶合金配电变压器的铁芯制作工艺也较为复杂。要通过下料、冲剪、叠装、固定成型、检测、磁场热处理、冷却、涂胶、再检测等众多环节。其中,磁场热处理属于核心技术,要通过磁场热处理装置使磁畴定向后才能减少非晶合金带材的应力,最终起到降低损耗的效果。

最后,在组装变压器时,需要打开铁芯的下铁轭接缝,套入绕组,再重新闭合接缝。这一开一合,需要设计水平和工人的熟练经验,否则可能导致铁芯的缝隙过大,增加接缝的磁阻,最终增加空载损耗和变压器的噪音。

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