Матеріали сердечника трансформаторів безпосередньо визначають їх енергоефективність, стабільність і термін служби. Серед основних матеріалів основних корпусів трансформатора (матеріали магнітних схем, матеріали схем, ізоляційні матеріали, конструкційні матеріали тощо) листи кремнієвої сталі та сердечники з аморфних сплавів є основою матеріалів магнітних схем, які мають вирішальне значення для загальної продуктивності трансформаторів. Чи є це150 ква роздільний трансформаторШироко використовується в промисловому виробництві або підвищуючий роздільний трансформатор для регулювання та передачі напруги, вибір високо-якісних матеріалів сердечника є основою для забезпечення стабільної роботи. Нижче JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD надасть вам-глибше розуміння цих двох основних матеріалів.
1. Силіконовий сталевий лист (кремнієва сталь)
Листова кремнієва сталь — це різновид феросиліцієвого сплаву зі специфічними магнітними властивостями, який є найбільш часто використовуваним матеріалом сердечника в традиційних трансформаторах. Для трансформаторів різних типів і специфікацій, таких як ізоляційний трансформатор 150 ква та підвищувальний ізоляційний трансформатор, вимоги до продуктивності листів кремнієвої сталі в основному є послідовними, в основному включаючи наступні аспекти:
a) Низькі втрати заліза: це найважливіший показник якості листової кремнієвої сталі. Усі країни класифікують сорти відповідно до значення втрат заліза; чим менші втрати заліза, тим вищий сорт. b) Висока інтенсивність магнітної індукції (магнітна індукція) під сильним магнітним полем: це зменшує об’єм і вагу залізного сердечника двигунів і трансформаторів, заощаджуючи кремнієві сталеві листи, мідні дроти, ізоляційні матеріали тощо. c) Гладка, плоска поверхня та однакова товщина: це може покращити коефіцієнт заповнення залізного сердечника. d) Хороша пробивання: легко обробляти та формувати. e) Хороша адгезія та зварюваність поверхневої ізоляційної плівки: вона може запобігти корозії та покращити пробивання. f) В основному відсутність магнітного старіння: Забезпечте стабільні магнітні властивості під час тривалого-користування.
1.1 Класифікація та визначення класу кремнієвих сталевих листів
Трансформатори зазвичай використовують листи кремнієвої сталі з холоднокатаною-зернистою-орієнтацією, щоб забезпечити енергоефективність без{2}}навантаження. Відповідно до продуктивності та методів обробки холоднокатані-орієнтовані кремнієві сталеві листи-можна розділити на звичайні-катані-кремнієві сталеві листи, листи кремнієвої сталі з високою магнітною проникністю (або листи кремнієвої сталі з високою магнітною індукцією) та листи кремнієвої сталі з лазерним-різцем. Як правило, листи з кремнієвої сталі з мінімальною інтенсивністю магнітної поляризації B800A=1.78T ~ 1,85T під змінним магнітним полем 50 Гц, 800A (пікове значення) називаються звичайними листами з кремнієвої сталі, позначаються як "CGO", тоді як листи з B800A=1.85T або більше називаються листами з високої магнітної проникності з кремнієвої сталі (висока магнітна листи з індукційної кремнієвої сталі), позначаються як «сталь Hi-B». Основна відмінність між сталлю Hi-B і звичайними листами кремнієвої сталі полягає в тому, що сталь Hi-B має дуже високий ступінь текстури Госса, тобто вирівнювання зерен кремнієвої сталі в напрямку легкого намагнічення є дуже високим. У промисловості процес вторинної рекристалізації використовується для виготовлення листів кремнієвої сталі з вмістом кремнію 3%. Середнє відхилення орієнтації зерна сталі Hi-B від напрямку прокатки становить 3 градуси, тоді як у звичайних листів із силіконової сталі становить 7 градусів, що робить сталь Hi-B більш високою магнітною проникністю. Зазвичай його B800A може досягати понад 1,88 т. Покращення ступеня текстури Госса та магнітної проникності може зменшити втрати заліза.
Ще одна особливість сталі Hi-B полягає в тому, що пружне натягнення скляної плівки та ізоляційного покриття, прикріпленого до поверхні сталевого листа, становить 3~5 Н/мм2, що краще, ніж 1~2 Н/мм2 звичайних орієнтованих листів кремнієвої сталі. Шар високого-натягу на поверхні сталевої стрічки може зменшити ширину магнітного домену та аномальні втрати на вихрові струми. Таким чином, сталь Hi{10}}B має нижче значення втрат чавуну, ніж звичайні орієнтовані листи кремнієвої сталі.
Кремнієві сталеві-ласти з лазерним різцем створені на основі сталі Hi-B. Завдяки технології опромінення лазерним променем на поверхні створюються крихітні деформації, що додатково уточнює магнітну вісь і досягає менших втрат заліза. Лазерно-силіконові сталеві листи не можна відпалити, оскільки підвищення температури призведе до зникнення ефекту лазерної обробки.
Фізичні властивості різних марок кремнієвої сталі в основному еквівалентні, а щільність в основному становить 7,65 г/см3. Для того самого типу силіконової сталевої листової сталі основні відмінності в продуктивності та якості полягають у вмісті кремнію та впливі виробничого процесу. Ізоляційний трансформатор потужністю 150 ква та підвищувальний ізоляційний трансформатор виробництва JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD вибирають високо{5}}клас холоднокатаної-орієнтованої зернистої-листової кремнієвої сталі відповідно до фактичних умов роботи, забезпечуючи відмінну енергоефективність і стабільну роботу.
2. Ядро з аморфного сплаву
Аморфний сплав — це новий тип сплаву, розроблений у 1970-х роках. У ньому використовується передова міжнародна технологія над-швидкого охолодження для прямого охолодження рідкого металу в суцільні тонкі смужки товщиною 0,02-0,03 мм зі швидкістю охолодження 106 градусів/С, які твердіють до того, як встигнуть кристалізуватися. Подібно до скла, цей сплав має неправильне розташування атомів і не має кристалічної структури, характерної для металів. Його основні елементи включають залізо (Fe), нікель (Ni), кобальт (Co), кремній (Si), бор (B), вуглець (C) тощо. Завдяки чудовим магнітним властивостям і ефектам енергозбереження він широко використовується у виробництві сердечників трансформаторів, особливо в силових трансформаторах з аморфних сплавів. Порівняно з традиційними сердечниками з кремнієвої сталі, сердечники з аморфного сплаву мають очевидні переваги, які також роблять ізоляційний трансформатор на 150 ква тапідвищити роздільний трансформаторобладнані ними мають кращі-ефективність енергозбереження.
2.1 Переваги аморфних сплавів
a) Ізотропний магнітом’який матеріал: аморфний сплав не має кристалічної структури і є ізотропним магнітом’яким матеріалом; він має малу силу намагніченості та хорошу температурну стабільність. Оскільки аморфний сплав є не-орієнтованим матеріалом, можна використовувати прямі шви, що робить процес виготовлення залізного сердечника відносно простим. b) Низькі втрати на гістерезис: немає структурних дефектів, які перешкоджають руху магнітних доменів, тому втрати на гістерезис менші, ніж у листів кремнієвої сталі. c) Ультра{4}}тонка стрічка: товщина стрічки становить лише 0,02-0,03 мм, що становить приблизно 1/10 товщини листів кремнієвої сталі. г) Високий питомий опір і низькі втрати на вихрові струми: питомий опір приблизно в 3 рази перевищує питомий опір листів орієнтованої кремнієвої сталі; втрати на вихрові струми матеріалів з аморфних сплавів значно зменшуються, тому одиничні втрати становлять приблизно 20%-30% від орієнтованих листів кремнієвої сталі. e) Чудова продуктивність без{18}}навантаження: температура відпалу низька, приблизно 1/2 від температури орієнтованих листів кремнієвої сталі; продуктивність сердечників із аморфного сплаву без{20}}навантаження краща. Трансформатори, виготовлені з сердечниками з аморфного сплаву, мають -зменшення втрат без навантаження на 70-80% і зниження струму холостого ходу більш ніж на 50% порівняно зі звичайними трансформаторами, з чудовим ефектом енергозбереження. З метою енергозбереження, скорочення викидів і втрат у мережевій мережі State Grid і China Southern Power Grid значно збільшили частку закупівель трансформаторів з аморфного сплаву з 2012 року, і в даний час частка закупівель розподільних трансформаторів з аморфного сплаву в основному досягла понад 50%.
2.2 Недоліки трансформаторів з аморфного сплаву та заходи протидії
Трансформатори з аморфного сплаву, маючи видатні-енергозбереження, мають деякі недоліки, які потребують оптимізації при проектуванні та виробництві:
1) Низька магнітна щільність насичення: магнітна щільність насичення сердечників із аморфного сплаву зазвичай становить близько 1,56 Т, що приблизно на 20% нижче, ніж 1,9 Т звичайних листів із кремнієвої сталі. Тому проектну магнітну щільність трансформатора також потрібно зменшити на 20%. Розрахункова магнітна щільність масляних-трансформаторів із аморфного сплаву зазвичай нижче 1,35 Тл, а сухих-типових трансформаторів із аморфного сплаву — нижче 1,2 Тл.
2) Чутливість до навантажень: смужка серцевини з аморфного сплаву чутлива до навантажень. Після стресу продуктивність-без навантаження легко погіршується. Тому особливу увагу слід приділити конструкції: залізний сердечник повинен бути підвішений до опорної рами та котушки, несучи лише власну вагу. При цьому слід приділити особливу увагу в процесі складання: залізний сердечник не повинен бути напружений, а шлях стуку повинен бути зменшений.
3) Велика магнітострикція: магнітострикція приблизно на 10% більша, ніж у звичайних листів кремнієвої сталі, тому її шум важко контролювати, що є однією з основних причин, що обмежують широке просування трансформаторів з аморфного сплаву. Наразі як China Southern Power Grid, так і State Grid у тендерах висунули підвищені вимоги до шуму трансформаторів з аморфного сплаву, розділивши їх на чутливі та не-чутливі зони, а також висунувши цільові вимоги до рівня шуму, що вимагає подальшого зниження проектної магнітної щільності залізного сердечника.
4) Спеціальна структура серцевини: смужки аморфного сплаву тонкі, лише 0,03 мм завтовшки, тому їх не можна зробити у формі ламінування, як звичайні листи кремнієвої сталі, а лише у форму намотаного сердечника. Таким чином, структура залізного сердечника не може бути оброблена звичайними виробниками трансформаторів, і зазвичай її потрібно купувати в цілому. Відповідно до прямокутного поперечного-перерізу смуги намотаного сердечника котушка трансформатора з аморфного сплаву зазвичай має прямокутну структуру.
5) Недостатня локалізація: в даний час це в основному імпортні стрічки з аморфного сплаву від Hitachi Metals, і локалізація поступово реалізується. Вітчизняні компанії, такі як Advanced Technology & Materials Co., Ltd. і Qingdao Yunlu, мають широкі смуги з аморфного сплаву (213 мм, 170 мм і 142 мм), але їх продуктивність все ще має певний розрив у стабільності порівняно з імпортними смугами.
6) Обмеження максимальної довжини стрічки: раніше максимальна довжина зовнішньої окружності стрічки аморфного сплаву була значно обмежена через розмір печі для відпалу. Однак наразі цю проблему в основному вирішено, і можна виготовити каркаси сердечника з аморфного сплаву з максимальною довжиною смуги зовнішнього кола 10 м, які можна використовувати для виготовлення сухих{3}}трансформаторів із аморфного сплаву потужністю менше 3150 кВА та масляних-занурених трансформаторів із аморфного сплаву потужністю менше 10000 кВА.
2.3 Порівняння вартості трансформаторів з аморфного сплаву
Завдяки чудовому-ефекту енергозбереження трансформаторів з аморфних сплавів у поєднанні з просуванням національної політики збереження енергії та скорочення викидів частка ринку трансформаторів з аморфних сплавів зростає. Враховуючи, що ціна смуг з аморфного сплаву (на даний момент 26,5 юанів/кг) приблизно вдвічі вища за звичайні листи з кремнієвої сталі (30Q120 або 30Q130), а розрив із міддю є відносно невеликим, а також враховуючи вимоги до якості та тендеру до продукції електромережі, трансформатори з аморфного сплаву зазвичай використовують мідні провідники. У порівнянні зі звичайними листами кремнієвої сталі основні відмінності у вартості трансформаторів з аморфного сплаву такі:
1) Завдяки прийняттю структури серцевини з намотуванням, тип сердечника трансформатора повинен мати три-фазу з п’ятьма-структурою кінцівок, що може зменшити вагу одного каркасного сердечника та зменшити складність складання. Три-структура з п’ятьма{5}}кінціками та три{6}}структура з трьома-кінціками мають власні переваги та недоліки щодо вартості. Наразі більшість виробників використовують структуру трьох-п’яти{10}}фаз.
2) Оскільки поперечний-розріз стовпа осердя є прямокутним, щоб підтримувати постійну ізоляційну відстань, котушки високої та низької напруги відповідно зроблені у вигляді прямокутних структур.
3) Оскільки розрахункова магнітна щільність залізного сердечника приблизно на 25 % нижча, ніж у звичайних трансформаторів із кремнієвої сталевої пластини, а його коефіцієнт розшарування залізного сердечника становить приблизно 0,87, що набагато менше, ніж 0,97 у звичайних листів із кремнієвої сталі, його розрахункова площа поперечного-перерізу має бути більш ніж на 25 % більшою, ніж у звичайних трансформаторів із кремнієвої сталі. Відповідно, периметр котушок високої та низької напруги також збільшиться. При цьому необхідно враховувати збільшення довжини витків проводів котушок високої і низької напруги. Щоб гарантувати, що втрати навантаження котушки не змінюються, потрібно відповідно збільшити площу поперечного-перерізу дроту. Тому споживання міді трансформаторами з аморфного сплаву приблизно на 20% більше, ніж у звичайних трансформаторах.
Про JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDє професійним виробником обладнання для передачі та розподілу електроенергії. Компанія в основному виробляє масляні силові трансформатори, сухі-силові трансформатори, масляні три{2}}вимірні спіральні силові трансформатори, сухі-три-вимірні силові трансформатори, шахтні вибухозахищені-сухі-типи трансформатори, шахтні вибухозахищені-пересувні підстанції, силові трансформатори з аморфних сплавів, на силові трансформатори для регулювання навантажувальної потужності, локомотивні сухі-трансформатори, а також збірні підстанції, модульні підстанції, вітроенергетичні коробові підстанції, розподільні пристрої високої та низької напруги та інше обладнання для передачі та розподілу. Ми суворо контролюємо вибір матеріалів сердечника та виробничий процес, щоб гарантувати відмінну продуктивність, стабільну роботу, енергозбереження та захист навколишнього середовища. Ми прагнемо надавати високо{12}}якісні рішення для обладнання для передачі та розподілу для клієнтів у всьому світі.