非晶合金铁芯配电变压器空载损耗长期稳定性分析

非晶合金铁芯配电变压器空载损耗长期稳定性分析
发布时间：2022-06-22T02:47:55.336Z 来源：《中国电业与能源》2022年4期作者：雷敏1 吴寿山1 赵菲2 赵会亮1 王超1
[导读] 非晶合金配电变压器铁芯使用导磁性能突出
雷敏1 吴寿山1 赵菲2 赵会亮1 王超1
1.国网青岛供电公司山东青岛 266000；
2.青岛云路先进材料技术股份有限公司山东青岛 266000
摘要：非晶合金配电变压器铁芯使用导磁性能突出、磁滞损耗小、涡流损耗低的薄带非晶合金材料来制造。

与传统硅钢铁芯相比，具有突出的低空载损耗特性。

文章分析了导致非晶变压器空载损耗增大的因素，并通过对长时间运行的非晶变压器做空载试验及吊芯检查、重新合铁后重做空载试验，对非晶合金铁电变压器的空载损耗长期稳定性进行验证。

关键词：非晶合金配电变压器；空载损耗；运行稳定性
0引言
非晶合金变压器是用新型导磁材料--非晶合金制作铁芯的变压器，它比同能效能级的硅钢变压器的空载损耗(指变压器次级开路时，在初级测得的功率损耗)下降50%-60%左右，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于季节性负荷显著、全年轻载或空载运行时间长农村配网。

近年来，随着非晶合金材料的完全国产化、非晶变压器新结构的出现、制造技术的逐步完善、生产工艺水平的不断提高以及非晶合金带材价格逐年下降，非晶合金配电变压器在我国配电网中具有较好的应用潜力[1]，受到国内外相关领域的专家学者及广大用户关注[2,3]分析影响非晶铁芯长时间运行稳定性的因素的基础上，通过对长时间运行的非晶变压器做空载试验及吊芯检查、重新合铁后重做空载试验，验证非晶合金铁芯电变压器的空载损耗长期稳定性。

1非晶变压器空载损耗特性的稳定分析
1.1 国内分析实例
1982年第一台非晶合金配电变压器在美国挂网运行，1983年美国电力研究院、通用电气公司及纽约州电力公司开始关注非晶合金配电变压器运行性能的稳定性问题[4,5] 1985年将 1 000台额定容量为 15 kV A和 25 kV A的变压器送到 90个美国电力研究院成员单位进行现场试验，对其中一台 25 kV A单相非晶合金配电变压器的跟踪测试，8年间，其空载损耗仅增加0.2，性能稳定。

日本电力中央研究所一份关于卷铁芯型非晶变压器长期运行的性能状况的报告中指出，给非晶合金配电变压器施加相当于20 a以上的热应力后，其铁损只有很小的变化，在长期短路试验的机械应力作用下，其性能未发生很大变化[5] ，非晶合金配电变压器的空载性能尽管存在起伏现象，但总体趋势基本是稳定的。

1.2 国内分析实例
1995年，甘肃省天水市北道区电力局作为非晶合金配电变压器试运行单位对 10台挂网运行 2个月的非晶合金配电变压器进行了测试，测试结果与运行前的测试值基本一致。

国内生产非晶合金配电变压器的公司，也对本公司已运行多年的非晶合金配电变压器的技术性能参数进行过复试，主要考察了也证明了非晶合金配电变压器空载特性的稳定性。

具体测试情况如表 2所示。

由表1可以看出，运行 2~7 a 的非晶合金配电变压器的空载损耗数值变化不大，空载损耗是稳定的。

1.3 非晶带材性能试验分析
为了获得更长年限实际挂网运行的样本数据，对2021年刚退役的2台非晶变压器进行了空载复测，技术参数复测情况如表2所示。

从表2可以看出，运行14~15 a 的非晶合金配电变压器的空载损耗略有增大，为查找引起空载损耗增大的原因我们对这2台变压器进行了吊芯，检查分析导致空载损耗增大的因素如表3所示。

吊芯及铁芯检查过程图片如图1所示，初步检查手指触碰上下夹件孔位置，按压纸板，上夹件和铁芯之间间隙大于15mm,搭口铁芯和下夹件间隙5mm左右；铁芯搭接缝偏大，搭接口已被3M胶水固化成一体，只能拆开小窗口最外几层，经过重新合铁、整形、装配入油复测。

图1 非晶合金变压器吊芯检查图重新合铁后进行试验，过程如图2所示，试验结果如表4所示。

图2重新合铁后进行试验现场图从复测和重新合铁后结果来看，两台损耗都有所下降，接近出厂试验值，可以认为非晶带材性能是稳定的，至于非晶铁芯损耗轻微的波动是则是装配过程铁芯配合处理工艺不够完善以及试验平台试验系统差异导致。

3结论 1）非晶变压器材料广泛的应用使具有更广阔的市场，非晶变压器作为其应用场景之一，因其铁芯材料的特殊性，显著的低损耗特性，经过多年的挂网运行后基本能保持稳定。

2）电气设备的趋势是节能、环保、高可靠性和安全性。

根据社会绿色发展的需求，非晶变压器符合这个全球趋势并提供额外的好处给最终用户。

高可靠性、安全性、资源节约的非晶变压器将有更广阔的市场前景，同时为尽早实现碳达峰碳中目标贡献提供了一种解决方法。

参考文献
[1]姚志松，姚磊．新型配电变压器结构、原理和应用 [M]．北京：机械工业出版社，2006：34-44．[3]李玉生，张新育．推广非晶合金变压器要慎重 [J]．电网技术， 1993(6)：59-61． Li Yusheng，Zhang Xinyu． Be discreet to develop amorphous transformers[J]． Power System Technology， 1993(6)： 59-61(in Chinese)．
[4]郭剑波．我国电力科技现状与发展趋势[J]．电网技术，2006，30(18)： 1-7． Guo Jianbo．Present situation and development trend of power science and technology in China[J]．Power System Technology，2006，30(18)： 1-7(in Chinese)．
[5] Nicholas D C．Amorphous metals in electric-power distribution applications[J]．Materials Research Society，1998，23(5)：50-
[6]盛万兴，王金丽．非晶合金铁心配电变压器应用技术[M]．北京：中国电力出版社，2009：22-26．。