非晶合金變壓器綜合介紹

高效節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品非晶合金配電變壓器《〈聯(lián)合國氣候變化框架公約〉京都議定書》

在2008年至2012年期間，發(fā)達國家的溫室氣體排放量要在1990年的基礎上平均消減5.2%。1998年5月29日中國簽署了《京都議定書》中國是第37個簽約國2005年2月26日《京都議定書》正式生效預防地球暖化減少變壓器損耗減少燃煤發(fā)電的電力量減少電力損耗降低溫室效應CO2的排放全國掛網(wǎng)運行變壓器損耗約900億kw?h/年三峽電站總裝機容量1820萬Kw年均發(fā)電量847億Kw?h建設節(jié)約社會刻不容緩

非晶合金變壓器是配電網(wǎng)節(jié)能降耗的關鍵設備。變壓器損耗約占配電網(wǎng)損耗30%-60%，其中空載損耗約占變壓器總損耗的50%～80%。非晶合金變壓器比傳統(tǒng)硅鋼變壓空載損耗下降約75%；配電網(wǎng)中特別是農(nóng)網(wǎng)中很多變壓器的負載率低于20%，很多只是季節(jié)性高峰使用，因此使用非晶合金變壓器替代傳統(tǒng)高能耗變壓器，節(jié)能效果顯著，是配電網(wǎng)節(jié)能降耗的首選設備。非晶合金變壓器屬高新技術，綠色環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品，國家已將非晶合金變壓器列為“十一.五”、“十二.五”期間重點推廣項目。

2010、2011年為完成十一.五節(jié)能減排任務,全國有不少省市拉閘限電,對工作和生活都造成了很大的影響.變壓器的損耗和改良方式損耗發(fā)生部位發(fā)生原因特征改良方式空載損耗(鐵損)鐵芯鐵芯的磁力抵抗常數(shù);與負載無關*改良鐵芯材料*改良鐵芯結構*更薄帶材負載損耗(銅損)線圈電力電阻與負載電流的二次方成正比*優(yōu)化設計,縮短線圈的長度.1960年美國加利福尼亞大學發(fā)現(xiàn)非晶合金1974年美國聯(lián)信公司研制出鐵基非晶合金1978年美國研制出非晶合金鐵芯變壓器1982年第一臺非晶合金鐵芯配電變壓器在美國掛網(wǎng)運行1986年我國試制出第一臺非晶合金鐵芯變壓器非晶合金的發(fā)展

非晶合金是一種新型節(jié)能材料，它是以鐵、硼、硅、鈷和碳等元素為原料，用急速冷卻等特殊工藝使內部原子呈現(xiàn)無序化排列的合金。非晶合金帶材生產(chǎn)時，在鐵、鈷、鎳、鉻等金屬中添加硅、硼、碳等非金屬，將1400℃高溫下一定比例的鐵、硅、硼等混合熱熔液，以相當于每秒鐘冷卻一百萬攝氏度的高速冷卻，冷卻速度為105~107K/s，冷卻底盤的轉動速度約為30m/s，從溶液到薄帶成品一次成形。由于高速旋轉和冷卻時的高溫驟降，合金箔的原子結構呈現(xiàn)無序排列，類似于玻璃，不存在通常金屬合金所表征的晶體結構，故稱其為“非晶合金”。采用非晶合金帶材制造的變壓器的空載損耗和空載電流非常低，可極大減少CO、SO、NO等有害氣體的排放，它也被稱為二十一世紀的“綠色材料”。非晶態(tài)合金帶材介紹非晶態(tài)合金帶材生產(chǎn)流程合金鋼水在約1微秒內超高速冷卻形成非晶態(tài)合金帶材（厚度0.03mm）熔融噴鑄送帶測量卷繞

1）非晶合金沒有晶格和晶界存在，因此，其磁化功率小，并具有良好的溫度穩(wěn)定性。由于非晶合金為無取向材料，故可采用直接縫，且不用分級，使制造鐵心的工藝比較簡單。（2）非晶合金帶材的厚度為0.02~0.03mm，是硅鋼片的十分之一左右。因此渦流損耗大大降低，其單位損耗僅為硅鋼片的20%~30%。（3）非晶合金帶材的硬度約是硅鋼片的5倍，加工剪切比較困難。因此非晶合金帶材在加工時，先局部加高溫，再用特殊的刀具進行切割。（4）非晶合金對機械應力非常敏感。生產(chǎn)過程中的壓、拉、彎、打等應力都會影響其磁性能，因此，在非晶變結構設計時應采取特殊的緊固措施，以減少鐵心受力；在整個生產(chǎn)制造過程中也應盡量輕拿輕放減少鐵心受力。（5）非晶合金的磁致伸縮程度比硅鋼片高約10%，這對非晶合金變壓器產(chǎn)品的噪音有點影響。在設計和生產(chǎn)過程中，不宜過度夾緊，避免增大變壓器的噪聲。非晶態(tài)合金帶材主要特性

S（B）H15–M–□/□

電壓等級（kV）額定容量（kVA）密封式油箱性能水平代號非晶合金鐵心箔式繞組三相（注：S表示三相，D表示單相；B表示箔式繞組（100kVA及以上容量的低壓繞組為箔繞高壓繞組為線繞，100kVA以下的高低壓繞組均為線繞）；H表示鐵心采用非晶合金鐵心；15為性能水平代號；國家標準規(guī)定空載損耗每降低10%，性能水平就增加1；電壓等級可以為10/0.4（kV）也可以是10.5/0.4或者6.3/0.4（kV）。油浸式非晶合金變壓器的型號含義

SC（B）H15–□/□

電壓等級（kV）額定容量（kVA）性能水平代號非晶合金鐵心箔式繞組樹脂澆注三相（注：S表示三相，D表示單相；B表示箔式繞組；C表示線圈用環(huán)氧樹脂澆注成形；H表示鐵心采用非晶合金鐵心；15為性能水平代號；國家標準規(guī)定空載損耗每降低10%，性能水平就增加1；電壓等級（可以為10/0.4kV，也可以是10.5/0.4kV或者6.3/0.4kV）。干式非晶合金變壓器的型號含義

1）非晶合金變壓器鐵芯的導磁材料采用非晶合金帶材，其最突出的特點就是空載電流和空載損耗非常小。2）變壓器鐵心采用非晶合金帶材一般卷制成三相五柱式結構，這樣不僅變壓器的高度比三相三柱式的低，而且兩個旁軛可供磁通中高次諧波或零序分量流通，有效的降低了漏抗壓降和改善電流質量。3）低壓繞組除小容量（100kVA以下）采用銅導線以外，一般采用銅箔繞制的圓筒式結構；高壓繞組采用多層圓筒式結構，繞組的安匝分布平衡，漏磁小。高、低壓線圈采用導線張力裝置一起繞制，并進行熱壓整形，以增強機械強度和抗短路沖擊的能力。4）器身采用不吊心結構，并采用真空干燥、真空注油工藝，油箱是用全密封油箱，沒有儲油柜。5）非晶合金系列變壓器的空載損耗比S9系列下降85%左右，空載電流下降80%左右。6）由于本產(chǎn)品采用全密封結構，絕緣油和絕緣介質不與空氣接觸，在正常運行下不需要換油，大大降低了變壓器維護成本和延長了使用壽命。7）通過年電能損耗，年電能損耗成本，年節(jié)電費的計算，一般在五年內可以收回它相對于硅鋼片鐵心變壓器所增加的投資成本。油浸式非晶合金變壓器主要特點

1）干式非晶變鐵心的導磁材料采用非晶合金帶材，其最突出的特點就是空載電流和空載損耗非常小。非晶合金變壓器鐵心帶材一般卷制成三相五柱式結構，這樣不僅變壓器的高度比三相三柱式的低，而且兩個旁軛可供磁通中高次諧波或零序分量流通，有效的降低了漏抗壓降和改善電流質量。

2）干式非晶變低壓繞組采用銅箔繞制，結構緊湊，安匝平衡好，抗短路能力強。高壓繞組采用銅導線和絕緣材料一起繞制，采用分層分段圓筒式結構，層間電壓低，具有較強的承受過電壓能力。內外絕緣用玻璃纖維氈填充，在真空狀態(tài)下用不加填料的進口環(huán)氧樹脂澆注，固化后形成堅固的整體，機械強度高，抗短路沖擊能力特強。3）干式非晶變局部放電量小，因為在真空狀態(tài)下澆注，高、低壓線圈內無氣泡、無空隙，具有可靠的絕緣性能，局放量不超過5pc。繞組阻燃性能好，無污染，線圈所采用的玻璃纖維和樹脂等絕緣材料，具有難燃自熄的特點，也不會因受熱而產(chǎn)生有毒氣體。4）干式非晶變防潮性能好，不吸塵，不怕腐蝕性氣體的侵蝕，經(jīng)過防銹腐蝕處理的鐵芯、夾件等與線圈一樣，適應在惡劣環(huán)境下運行，特別是在熱潮的環(huán)境中運行。

5）干式非晶變絕緣性能好，耐雷電沖擊水平高，承受突發(fā)短路能力強。過載能力強，由于散熱性能好，短時過載能力強，若采用風冷系統(tǒng)，可過載50%。

干式非晶合金變壓器主要特點

6）干式非晶變經(jīng)濟性能好，產(chǎn)品沒有變壓器油，在安裝時免于考慮排油、集油、防火等設施；產(chǎn)品無火災、爆炸之慮，可安裝在負荷中心，充分靠近用電點，從而節(jié)省昂貴的低壓設施費用；產(chǎn)品免維護，可以節(jié)約大量材料和維護費用。產(chǎn)品損耗低，過載能力強，效率高，從而節(jié)省可觀的電力能源和電費開支。

7）干式非晶變應用范圍廣：可廣泛應用于醫(yī)院，學校，機場，購物中心，辦公大樓，娛樂場所，電廠，工礦企業(yè)等等。

8）通過年電能損耗，年電能損耗成本，年節(jié)電費的計算，一般在五年內可以收回它相對于硅鋼片鐵心干式變壓器所增加的投資成本。

干式非晶合金變壓器主要特點非晶合金鐵心及變壓器照片額定容量KVA5080100125160200250315400500630空載損耗WS91702502903404004805606708009601200SH1543607585100120140170200240320空載電流%S92.502.202.102.001.901.801.701.601.501.401.30SH151.301.101.000.900.700.700.700.500.500.500.30S9型（硅鋼）和SH15型（非晶）配電變壓器主要性能對比額定容量KVA31540050063080010001250160020002500空載損耗WSCB1088097011601340152017652085244030603600SCBH1528031036041048055065076010001200空載電流%SCB101.81.81.81.61.61.41.41.41.21.2SCBH150.90.80.80.700.700.60.60.60.50.5SCB10型（硅鋼）和SCBH15型（非晶）干變主要性能對比干式非晶變壓器運行成本分析

變壓器運行一年的電費：Cy={8600×[Po+(0.05×Io×Sn)÷100]+2200×[Pk+(0.05×Uk×Sn)÷100]}×0.65上式中Cy———變壓器運行一年耗電費用，元；Po———空載損耗，kW；

Pk———負載損耗，kW；

Sn———額定容量，kVA；Uk———短路阻抗百分數(shù)，%；Io———空載電流百分數(shù)，%；8600、2200———分別為變壓器全年空載、等效滿載（負載系數(shù)相當于0.5）小時數(shù)；0.65———電價，元/(kW·h)SCBH15型非晶干變與SCB10型樹脂干變年運行成本比較表如下：（以630,1250,2000容量為例）⑴SCB10-630/10樹脂干變的年運行費用：Cy1={8600×[1.34+(0.05×1.6×630)÷100]+2200×[5.88+(0.05×4×630)÷100]}×0.65=20518元SCBH15-630/10非晶干變的年運行費用：Cy2={8600×[0.42+(0.05×0.7×630)÷100]+2200×[5.88+(0.05×4×630)÷100]}×0.65=13791元SCBH15-630非晶干變比SCB10-630樹脂干變年運行費用節(jié)?。?0518-13791=6727元SCBH15-630非晶干變比SCB10-630樹脂干變年運行費用節(jié)?。?27/20518=32.8%

同理可算出1250、2000容量干變的運行費用。SCBH15型非晶干變與SCB10型樹脂干變耗電費用對比：油浸式非晶變壓器運行成本分析

變壓器運行一年的電費：Cy={8600×[Po+(0.05×Io×Sn)÷100]+2200×[Pk+(0.05×Uk×Sn)÷100]}×0.65上式中Cy———變壓器運行一年耗電費用，元；Po———空載損耗，kW；

Pk———負載損耗，kW；

Sn———額定容量，kVA；Uk———短路阻抗百分數(shù)，%；Io———空載電流百分數(shù)，%；8600、2200———分別為變壓器全年空載、等效滿載（負載系數(shù)相當于0.5）小時數(shù)；0.65———電價，元/(kW·h)SH15型與S9型配電變壓器年運行成本比較表如下（以50，315，500舉例）：從上表可以看出,SH15型非晶合金變壓器與S9變壓器相比,年運行成本平均降低34.5%，而SH15型非晶合金變壓器比S9變壓器成本約高出的20~30%，即3~5年就可收回溢價。之后的25年用戶可長期受益極低的運行費用。其它潛在受益，碳排放指標達標獎勵，安裝使用節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的國家優(yōu)惠稅收政策等。公司生產(chǎn)的其它非晶鐵芯變壓器產(chǎn)品簡介一、單相非晶合金變壓器:本公司生產(chǎn)的單相非晶變降損、節(jié)能顯著。采用單相非晶變可以將高壓直接引至用戶門口,使低壓線路的供電半徑大大縮短,低壓損耗降至最低,同時改善了電壓質量,提高了供電可靠性,而且單相變結構上也有很大的優(yōu)越性,高壓采用二相線電壓,低壓側采用單相三線結構,使低壓負載平均分配到二相上,負荷平衡時通過零線電流為零。特別適合農(nóng)網(wǎng)和路燈變用,目前國內各省市正在逐步推廣應用。二、智能非晶合金變壓器：本公司生產(chǎn)的智能非晶變更高效節(jié)能，更專業(yè)智能。產(chǎn)品配有無功補償裝置、諧波治理裝置和智能終端TTU監(jiān)測裝置，可補償電壓，進行精細化無功補償，還可進行三相有功不平衡調節(jié)，可進行諧波治理，還可自動測量變壓器各種電能參數(shù)。該系列產(chǎn)品遠程可控，支持電動操作，并可通過藍牙掌上機、手機或后臺軟件遙控停送電、查看裝置運行數(shù)據(jù)，查看和修改定值。特別適合城網(wǎng)改造使用。

三、箱式非晶合金變壓器：本公司生產(chǎn)的箱式非晶結構緊湊，外形美觀，防塵、防潮、噪音低，運行安全可靠，維護方便，更節(jié)能環(huán)保。該系列產(chǎn)品體積小，占地面積小，可選擇性大，現(xiàn)場安裝量小，安裝調試周期短。外殼材料可選擇：鋁合金板、鋼板、復合板、不銹鋼板，非金屬材料（玻璃纖維水泥）等。高壓側可采用負荷開關，也可采用真空斷路器等。特別適合城網(wǎng)改造使用。非晶鐵芯變壓器運行穩(wěn)定性日本東京電力公司和日立電氣公司對非晶合金變壓器的長期可靠性做了深入細致地研究。他們從1991年起對不同容量的200臺非晶變壓器進行了加速老化、現(xiàn)場運行、短路、沖擊等試驗，還進行了負荷和振動對變壓器空載特性的影響測試。研究結果表明，在30年壽命期內，其空載特性是穩(wěn)定的，運行是可靠的。我國對此問題亦有研究。1995年，作為非晶合金配電變壓器試運行單位的甘肅省天水市北道區(qū)電力局，根據(jù)冶金部、電力部關于攻關試驗項目試驗測試的規(guī)定要求，對10臺掛網(wǎng)運行1年的非晶合金變壓器進行了測試，測試結果與運行前的測試值是相一致的。非晶合金鐵心材料被制作成形鐵心后經(jīng)過了約400℃高溫的退火處理，這對于正常運行溫度、短路熱穩(wěn)定溫度都已是足夠高的了，所以不必擔心材質會在30年壽命期內因溫度而發(fā)生變化。因此，非晶合金變壓器不存在空載損耗在多年運行中會有所增加的可能。

領導關懷河南省副省長徐濟超到我公司視察工作國家電網(wǎng)公司領導到我公司視察工作專家考察阿海琺公司全球技術總監(jiān)Janish來我公司考察我公司榮獲校企合作全國先進單位政府的支持國家計劃委員會：計辦交能[1998]9號文

對用非晶態(tài)合金制造的配電變壓器實行二年免征、三年減征所得稅。國家經(jīng)濟貿易委員會：國家稅務總局：國經(jīng)貿資源[2000]159號文非晶態(tài)金屬變壓器被列入當前國家鼓勵發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)設備（產(chǎn)品）目錄（第一批）。政府的支持國家發(fā)展和改革委員會：[2011]9號

非晶合金變壓器被列入當前國家鼓勵大力推廣的節(jié)能配電變壓器（產(chǎn)品）目錄。國家電網(wǎng)公司：國家電網(wǎng)科[2011]1285號

文中規(guī)定：2011年，新增配電變壓器應采用節(jié)能型變壓器，推廣應用S13以上型號節(jié)能型變壓器，新型節(jié)能變壓器的使用比例以每年5%的速度逐年遞增。節(jié)能配電變壓器主要包括S13及以上型號的系列配電變壓器、非晶合金變壓器和調容變壓器。2012年起，新增配電變壓器全部使用節(jié)能型配電變壓器。非晶合金變壓器每年每省達到1000臺以上。政府的支持2004年，國家經(jīng)貿委、國家稅務總局制訂《當前國家鼓勵發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)設備（產(chǎn)品）目錄》（第一批），將非晶合金變壓器列為鼓勵發(fā)展的節(jié)能設備。國家為支持和鼓勵非晶合金變壓器技術研發(fā)將非晶合金變壓器列為“十一.五”期間重點推廣的節(jié)能科技成果項目。2006年，國家標準化管理委員會頒布《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價值》強制性國家標準，積極推廣高效節(jié)能變壓器。規(guī)定從2010年7月1日起配電變壓器能耗要降低到S11水平；如果配電變壓器的損耗高于該指標將被認為是高耗能產(chǎn)品，禁止生產(chǎn)或銷售的，否則將要受到處罰，該標準的執(zhí)行將推動高效節(jié)能變壓器特別是非晶合金變壓器的加速發(fā)展。政策的支持2010年5月4日，國務院下發(fā)《關于進一步加大工作力度，確保實現(xiàn)“十一五”節(jié)能減排目標的通知》，要求各地區(qū)、各部門要充分認識加強節(jié)能減排工作的重要性和緊迫性，并強化節(jié)能減排目標責任制，確保實現(xiàn)“十一五”節(jié)能減排目標，電網(wǎng)節(jié)能是國家節(jié)能減排的重要一環(huán)。2011年，“