浅谈非晶合金变压器特点及推广应用

浅谈非晶合金变压器特点及推广应用
摘要：配电变压器作为电力系统中的重要设备之一，一旦投入使用，将不能轻
易退出，具有不间断运行的特点，因此，其能耗直接影响电网的运行成本。

传统
变压器的能耗较高，损耗占系统总发电量的10%左右，在这绿水青山就是金山银
山的新时代，降低变压器能耗刻不容缓。

本文将讨论新型配电变压器——非晶合
金变压器的特点及推广应用。

关键词：非晶合金变压器空载损耗；节能环保
一、非晶合金变压器概述：
变压器是输变电中的损耗大户，在配电网损耗中变压器损耗约占30%-60%，
其中空载损耗约占变压器总损耗的50%-80%。

随着节能降耗、落实科学发展观、
转变经济增长方式、促进产业结构调整已成为全社会的共识，非晶合金变压器逐
渐走到前台。

非晶合金变压器是采用新型导磁材料——非晶合金带材来制作铁心的新型高
效节能变压器。

非晶合金变压器的最突出的特点就是空载损耗和空载电流非常小，SH15型非晶变比用硅钢片作为铁心的S9型变压器空载损耗下降70%以上，空载
电流下降约80%，是目前节能效果非常好的配电变压器。

是符合国家经委、计委
颁布的《中国节能技术大纲》精神的理想电气产品。

该类变压器作为日常照明和
工厂动力用，一般低压在0.4KV及以下。

配电变压器容量较小，一般在2500KVA
及以下；一次电压也较低，都在35KV及以下。

自1982年美国通用电气公司研制
的非晶配电商业投运以来，这二十多年来非晶变已经在国内、国外电网上普遍运
行了，可减少CO、SO、NOx等有害气体的排放，它也被称为二十一世纪的“绿色
材料”。

二、非晶合金变压器的性能特点：
1．铁心的导磁材料采用非晶合金。

由于非晶合金不存在晶体结构并具有软磁特性，磁滞回线的面积很狭窄，磁化功率小，电阻率高，涡流损耗小。

2．由于非晶合金比较脆、饱和磁通密度较低（约1.5T），所以非晶合金铁心的额定磁通密度一般为（1.3—1.4T）比冷轧硅钢片（1.6—1.7T）低。

由于非晶合
金带材的厚度为0.02mm~0.03mm，只有硅钢片的1/10左右，非常薄、脆，并且
对机械应力很敏感，因此装配时要注意轻拿轻放，避免因为过多的外力而增加产
品的空载损耗和噪音。

3．低压绕组除小容量（160kVA以下）采用铜导线以外，一般采用铜箔绕制
的圆筒式结构；高压绕组采用多层圆筒式结构，使绕组的安匝分布平衡，漏磁小。

高、低压绕组采用导线张力装置一起绕制成矩形线圈，并通过热压整形将线圈固
化成一整体，以增强绕组的机械强度和抗短路的能力。

4．器身装配、油箱结构、保护装置等采用不吊心结构，并采用真空干燥、真空滤油和注油的工艺，采用全密封油箱，没有储油柜等结构。

5． SH15非晶变的负载损耗与S9系列常规油变的负载损耗相同，空载损耗非晶变SH15系列比S9系列下降70％左右；空载电流非晶变SH15系列比S9系列下降80％左右。

6．非晶变联结组采用Dyn11接法，减少了谐波对电网的影响，改善了供电质量。

由于非晶变的铁心都是四框五柱式结构，在Yyn0结线的状态下，三相不平
衡负载电流会引起三相电压的严重失衡。

7．由于非晶变采用全密封结构，绝缘油和绝缘介质不与空气接触，在正常运行下不需要换油，这就大大降低了变压器维护成本和延长了使用寿命。

并且可在潮湿的环境中运行，是城市和农村配电网络中理想的配电设备。

8．虽然非晶合金变压器的有效成本比S9型平均上升了20%以上，其售价比S9型约高30%以上，但其比S9型同容量的变压器其空载损耗降低75%以上，年运行成本平均降低30%，通过年电能损耗，年电能损耗成本，年节电费的计算，一般在三到四年内可以收回它相对于硅钢片铁心变压器所增加的投资成本。

三、非晶合金变压器的型号及含义：
四、逐步使用非晶变替换传统配变的必要性
1、变压器是输变电行业中的耗能大户，我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右，如损耗降低1%，每年可节约上百亿度电。

配电变压器的损耗是线路损耗的一部分，我国的平均线损率比先进工业国家高出8～9%。

我国在运行的配变损耗将占发电总量的2.5%，相当于7个百万KW级发电厂发出来的电供配变的能耗。

2、国务院批准了《节能减排"十二五"规划》，明确要求"十二五"期间降低电力变压器损耗，其中空载损耗降低10%～13%，负载损耗降低17%～19%。

3、国务院印发的“十三五”节能减排综合工作方案中提出“加快高效电机、配电变压器等用能设备开发和推广应用，淘汰低效电机、变压器、风机、水泵、压缩机等用能设备，全面提升重点用能设备能效水平。

4、SBH15非晶合金变压器与S13、S11、S9配变的对比
SBH15非晶合金变压器与S13、S11、S9硅钢片变压器空载损耗对比表容量
（kVA）空载损耗（W）空载损耗降低率（%）
SBH15 S13 S11 S9 SBH15比S13 SBH15比S11 SBH15比S9
200 120 240 330 480 50 63.6 75
315 170 340 480 670 50 64.6 74.6
500 240 480 680 960 50 64.7 75
从该表可知，非晶合金变压器的节能效果非常显著，仅相当于S9型硅钢片变压器空载损耗的25%。

对于公路、城市基础设施及住宅小区等电力负荷波动较大的领域，非晶合金变压器的节能效益更加明显。

由于节能效果显著，可节省大量的电厂投资，减少发电燃料的消耗，从而减少对大气环境的污染。

拿500KVA容量配电变压器来说，非晶合金变压器的价格在6万左右，S9型传统变压器的价格在4.5万左右，如果上网电价按0.65元/千瓦时计算，约3.5年就能收回变压器多投资的成本；如果上网电价按0.4元/千瓦时计算，约5.9年就能收回变压器多投资的成本（配电变压器的设计寿命一般达到30年）。

随着非晶合金变压器的不断普及生产和使用，其投资回收的年限还会缩短。

特别适用于农村电网和发展中地区等配变利用率较低的地方。

五、结束语
中国南方电网公司的企业使命为：主动承担三大责任，全力做好电力供应；企业愿景为：打造安全、可靠、绿色、高效的智能电网，成为引领发展、广受尊敬的卓越企业。

在这绿水青山就是金山银山的新时代，可以统筹考虑逐步使用非晶变替换传统配变。

参考文献：
[1]林清云.非晶合金配电变压器的应用及其节能思路研究[J].中国电力教育，2014，12
[2]中国节能在线.非晶合金配电变压器在电网中的应用[J].云南电力技术，2017，5。