电力变压器

S(B)H15系列油浸式非晶合金变压器

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产品概述

一、产品介绍

  非晶合金是一种新型节能材料,采用快速急冷凝固生产工艺,其物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列,它与硅钢的晶体结构完全不同,更利于被磁化和去磁。这种新材料用于变压器铁芯,变压器磁化过程相当容易,从而大幅度降低变压器的空载损耗,是名副其实的绿色产品。

  中能电力带领您从整体上走进非晶合金!

  1什么是非晶合金
  
  我们先从非晶材料说起,在日常生活中人们接触的材料一般有两种:

  一种是晶态材料,另一种是非晶态材料。所谓晶态材料,是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。反之,内部原子排列处于无规则状态,则为非晶态材料, 一般的金属,其内部原子排列有序,都属于晶态材料。科学家发现,金属在熔化后,内部原子处于活跃状态。一但金属开始冷却,原子就会随着温度的下降,而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来,形成晶体。如果冷却过程很快,原子还来不及重新排列就被凝固住了,由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度的速度迅速冷却,仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下,形成非晶带材。

  非晶态合金与晶态合金相比,在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。以铁元素为主的非晶态合金为例,它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点。由于这样的特性,非晶态合金材料在电力、电子、航空、航天、机械、微电子等众多领域中具备了广阔的应用空间。

  非晶合金是以铁、硼等元素为原料,急速冷却成型而使其原子排列呈无序化的合金。与采用硅钢片为铁芯的变压器相比,非晶合金磁导率更高,空载损耗、空载电流更低,更节约运行费用。同时发热小,具有良好的稳定性,延长了适用寿命。

  2非晶带材的应用和历史
  
  在对非晶材料有了初步的了解后,我们在来看一下非晶带材的一个非常具有前景的应用领域——非晶变压器。非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料——非晶合金制作铁芯而成的变压器,它比硅钢片作铁芯变压器的空载损耗(指变压器次级开路时,在初级测得的功率损耗)下降75%左右,空载电流(变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流)下降约80%,是目前节能效果较理想的配电变压器,特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。

  3非晶合金变压器设计
  
  非晶合金铁心配电变压器的最大优点是,空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值,是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时,除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外,同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。除此设计思路外,还须遵循以下三点要求:
(1)由于非晶合金材料的饱和磁密较低,在产品设计时,额定磁通密度不宜选得太高,通常选取1.3~1.35T磁通密度便可获得较好的空载损耗值。
(2)非晶合金材料的单片厚仅为0.03mm,所以其叠片系数也只能达到82%~86%。
(3)为了使用户能获得免维护或少维护的好处,现把非晶合金配电变压器的产品,都设计成全密封式结构。

  变压器非晶合金结构特点

  利用导磁性能突出的非晶合金,来用作制造变压器的铁心材料,最终能获得很低的损耗值。但它具有许多特性,在设计和制造中是必须保证和考虑的。

  主要体体现以下几个方面:
(1)非晶合金片材料的硬度很高,用常规工具是难以剪切的,所以设计时应考虑减少剪切量。
(2)非晶合金单片厚度极薄,材料表面也不是很平坦,则铁心填充系数较低。
(3)非晶合金对机械应力非常敏感。结构设计时,必须避免采用以铁心作为主承重结构件的传统设计方案。
(4)为了获得优良的低损耗特性,非晶合金铁心片必须进行退火处理。
(5)从电气性能上。为了减少铁心片的剪切量,整台产品的铁心由四个单独的铁心框并列组成,并且每相绕组是套在磁路独立的两框上。每个框内的磁通除基波磁通外,还有三次谐波磁通的存在,一个绕组中的两个卷铁心框内,其三次谐波磁通正好在相位上相反,数值上相等,因此,每一组绕组内的三次谐波磁通向量和为零。如一次侧是D接法,有三次谐波电流的回路,当在感应出的二次侧电压波形上,就不会有三次谐波电压的分量。

  根据上面分析,三相非晶合金配电变压器最合理的结构为:铁心,由四个单独铁心框在同一平面内组成三相五柱式,必须经退火处理,并带有交叉铁轭接缝,截面形状呈长方形。绕组,为长方形截面,可单独绕制成型的,双层或多层矩形层式。油箱,为全密封免维护的波纹结构。

  4非晶合金变压器性能

  目前广泛采用的新S9型配电变压器,其铁心所采用的导磁材料通常为30Z140高导磁冷轧硅钢片,其饱和磁密比非晶合金高,产品设计时所选取的磁通密度通常在1.65~1.75T之间。这也就是非晶合金铁心配电变压器比新S9型配电变压器空载损耗低的一个主要原因。要想节约能源,通过采用新材料的方法,来降低配电变压器的空载损耗值,是一条很有效的途径。

  5非晶合金变压器使用效果

  三相非晶合金铁心配电变压器与新S9型配电变压器相比,其年节约电能量是相当可观的。

  以800kVA为例,△P0为1.05kW;两种型式配电变压器的负载损耗值是一样的,则△Pk=0, 便可计算出一台产品每年可减少的电能损耗为:

  △Ws=8760(1.05+0.62×0)=9198kW·h

  通过该种规格产品的计算可知,三相非晶合金铁心配电变压器系列产品的节能效果非同一般。由于油箱又设计成全密封式结构,使变压器内的油与外界空气不接触,防止了油的氧化,延长了产品的使用寿命,为用户节约了维护费用。

  6非晶合金变压器发展前景

  非晶合金变压器若能完全替代新S9系列配变,如10kV级配电变压器年需求量按5000万kVA计算时,那么,一年便可节电100亿kW•h以上。同时,还可带来少建电厂的良好的环保效益,少向大气排放温室气体,这样会大大地减轻对环境的直接污染,使其成为新一代名副其实的绿色环保产品。总之,国家在城乡电力网系统发展与改造中,若能大量推广采用三相非晶铁心配电变压器产品,其最终会获得节能与环保两方面的效益。



二、型号说明


  

三、运行条件

  海拔高度:≤1000m
  环境温度:最高温度:+40℃     户外或户内使用
        最低温度:-40℃     电源电压的波形近似正弦波
        最热月平均温度:+30℃  三相电源电压应大致对称
        最高年平均温度:+20℃


四、绝缘水平

image.png五、主要技术参数

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