非晶合金变压器综合介绍

（5）非晶合金的磁致伸缩程度比硅钢片高约10%，这对非晶合金变压器产品的 噪音有点影响。在设计和生产过程中，不宜过度夹紧，避免增大变压器的噪声。
油浸式非晶合金变压器的型号含义
S（B）H 15 – M – □ / □ 电压等级（kV） 额定容量（kVA） 密封式油箱 性能水平代号 非晶合金铁心 箔式绕组 三相
干式非晶合金变压器的型号含义
S C（B）H 15 –□ / □ 电压等级（kV） 额定容量（kVA） 性能水平代号 非晶合金铁心 箔式绕组 树脂浇注 三相
（注：S表示三相，D表示单相；B表示箔式绕组；C表示线圈用环氧树脂浇注成 形；H表示铁心采用非晶合金铁心；15为性能水平代号；国家标准规定空载损耗 每降低10%，性能水平就增加1；电压等级（可以为10/0.4 kV， 也可以是10.5/0.4 kV或者6.3/0.4 kV）。
3）低压绕组除小容量（100kVA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，绕组的安匝分布平衡，漏磁小。高、低压线圈采用导线 张力装置一起绕制，并进行热压整形，以增强机械强度和抗短路冲击的能力。
4）器身采用不吊心结构，并采用真空干燥、真空注油工艺，油箱是用全密封油箱，没 有储油柜。
上式中Cy———变压器运行一年耗电费用，元； Po———空载损耗，kW； Pk———负载损耗，kW； Sn———额定容量，kVA；Uk———短路阻抗百分 数，%； Io———空载电流百分数，%；8600、2200———分别为变压器全年 空载、等效满载（负载系数相当于0.5）小时数；0.65———电价，元/(kW·h) SCBH15型非晶干变与SCB10型树脂干变年运行成本比较表如下： （以630,1250,2000容量为例） ⑴ SCB10-630/10树脂干变的年运行费用：
从上表可以看出,SH15型非晶合金变压器与S9变压器相比,年运行成本平均 降低34.5%，而SH15型非晶合金变压器比S9变压器成本约高出的20~30%，即 3~5 年就可收回溢价。之后的25年用户可长期受益极低的运行费用。其它潜在 受益，碳排放指标达标奖励，安装使用节能环保产品的国家优惠税收政策等。
5）干式非晶变绝缘性能好，耐雷电冲击水平高，承受突发短路能力强。过载能力强， 由于散热性能好，短时过载能力强，若采用风冷系统，可过载50%。
干式非晶合金变压器主要特点
6）干式非晶变经济性能好，产品没有变压器油，在安装时免于考虑排油、集油、防火 等设施；产品无火灾、爆炸之虑，可安装在负荷中心，充分靠近用电点，从而节省昂贵的低 压设施费用；产品免维护，可以节约大量材料和维护费用。产品损耗低，过载能力强，效率 高，从而节省可观的电力能源和电费开支。
3）干式非晶变局部放电量小，因为在真空状态下浇注，高、低压线圈内无气泡、无空 隙，具有可靠的绝缘性能，局放量不超过5pc。绕组阻燃性能好，无污染，线圈所采用的玻 璃纤维和树脂等绝缘材料，具有难燃自熄的特点，也不会因受热而产生有毒气体。
4）干式非晶变防潮性能好，不吸尘，不怕腐蚀性气体的侵蚀，经过防锈腐蚀处理的铁 芯、夹件等与线圈一样，适应在恶劣环境下运行，特别是在热潮的环境中运行。
（注：S表示三相，D表示单相；B表示箔式绕组（100kVA及以上容量的低压绕组 为箔绕高压绕组为线绕，100kVA以下的高低压绕组均为线绕）；H表示铁心采用 非晶合金铁心；15为性能水平代号；国家标准规定空载损耗每降低10%，性能水 平就增加1；电压等级可以为10/0.4（kV） 也可以是10.5/0.4或者6.3/0.4（kV）。
（2）非晶合金带材的厚度为0.02~0.03mm，是硅钢片的十分之一左右。因此 涡流损耗大大降低，其单位损耗仅为硅钢片的20%~30%。
（3）非晶合金带材的硬度约是硅钢片的5倍，加工剪切比较困难。因此非晶合 金带材在加工时，先局部加高温，再用特殊的刀具进行切割。
（4）非晶合金对机械应力非常敏感。生产过程中的压、拉、弯、打等应力都会 影响其磁性能，因此，在非晶变结构设计时应采取特殊的紧固措施，以减少铁心 受力；在整个生产制造过程中也应尽量轻拿轻放减少铁心受力。
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非晶干变的年运行费用： Cy2={8600×[0.42+(0.05×0.7×630)÷100]+
2200× [5.88+(0.05×4×630)÷100]} ×0.65=13791元
油浸式非晶合金变压器主要特点
1）非晶合金变压器铁芯的导磁材料采用非晶合金带材，其最突出的特点就是空载电流 和空载损耗非常小。
2）变压器铁心采用非晶合金带材一般卷制成三相五柱式结构，这样不仅变压器的高度 比三相三柱式的低，而且两个旁轭可供磁通中高次谐波或零序分量流通，有效的降低了漏抗 压降和改善电流质量。
非晶态合金带材介绍
非晶合金是一种新型节能材料，它是以铁、硼、硅、钴和碳等元素为原料， 用急速冷却等特殊工艺使内部原子呈现无序化排列的合金。非晶合金带材生产时， 在铁、钴、镍、铬等金属中添加硅、硼、碳等非金属，将1400℃高温下一定比例 的铁、硅、硼等混合热熔液，以相当于每秒钟冷却一百万摄氏度的高速冷却，冷 却速度为105~107K/s，冷却底盘的转动速度约为30m/s，从溶液到薄带成品一次成 形。由于高速旋转和冷却时的高温骤降，合金箔的原子结构呈现无序排列，类似 于玻璃，不存在通常金属合金所表征的晶体结构，故称其为“非晶合金”。 采用 非晶合金带材制造的变压器的空载损耗和空载电流非常低，可极大减少CO、SO、 NO等有害气体的排放，它也被称为二十一世纪的“绿色材料”。
非晶态合金带材生产流程
合金钢水在约1微秒内 超高速冷却形成
非晶态合金带材（厚度0.03mm）
熔融
喷铸
送带 测量 卷绕
非晶态合金带材主要特性
1）非晶合金没有晶格和晶界存在，因此，其磁化功率小，并具有良好的温 度稳定性。由于非晶合金为无取向材料，故可采用直接缝，且不用分级，使制造 铁心的工艺比较简单。
空 载
S9 2.50 2.20 2.10 2.00 1.90 1.80 1.70 1.60 1.50 1.40 1.30
电
流
% SH15 1.30 1.10 1.00 0.90 0.70 0.70 0.70 0.50 0.50 0.50 0.30
SCB10型（硅钢）和SCBH15型（非晶）干变主要性能对比
7）干式非晶变应用范围广：可广泛应用于医院，学校，机场，购物中心， 办公大楼， 娱乐场所，电厂，工矿企业等等。
8）通过年电能损耗，年电能损耗成本，年节电费的计算，一般在五年内可以 收回它相对于硅钢片铁心干式变压器所增加的投资成本。
非晶合金铁心及变压器照片
S9型（硅钢）和SH15型国气候变化框架公约〉京都议定书》
在2008年至2012年期间，发达国家 的温室气体排放量要在1990年的基础上 平均消减5.2%。
1998年5月29日中国签署了《京都议定书》 中国是第37个签约国
2005年2月26日《京都议定书》正式生效
预防地球暖化
降低温室效应CO2的排放 减少燃煤发电的电力量
油浸式非晶变压器运行成本分析
变压器运行一年的电费：Cy={8600×[Po+(0.05×Io×Sn)÷100]+2200× [Pk+(0.05×Uk×Sn)÷100]} ×0.65
上式中Cy———变压器运行一年耗电费用，元； Po———空载损耗，kW； Pk———负载损耗，kW； Sn———额定容量，kVA；Uk———短路阻抗百分 数，%； Io———空载电流百分数，%；8600、2200———分别为变压器全年 空载、等效满载（负载系数相当于0.5）小时数；0.65———电价，元/(kW·h) SH15型与S9型配电变压器年运行成本比较表如下（以50，315，500举例）：
SCBH15-630非晶干变比SCB10-630树脂干变年运行费用节省： 20518-13791=6727元
SCBH15-630非晶干变比SCB10-630树脂干变年运行费用节省：
727/20518=32.8% 同理可算出1250、2000容量干变的运行费用。 SCBH15型非晶干变与SCB10型树脂干变耗电费用对比：
变压器的损耗和改良方式
损耗 发生部位 发生原因 特征
改良方式
空载损耗 (铁损)
负载损耗 (铜损)
铁芯 线圈
铁芯的 常数; 磁力抵抗 与负载无关
*改良铁芯材料 *改良铁芯结构 *更薄带材
与负载电流
电力电阻 的二次方成
正比
*优化设计,缩短 线圈的长度.
非晶合金的发展
1960年美国加利福尼亚大学发现非晶合金 1974年美国联信公司研制出铁基非晶合金 1978年美国研制出非晶合金铁芯变压器 1982年第一台非晶合金铁芯配电变压器在美国挂网运行 1986年我国试制出第一台非晶合金铁芯变压器
空 载
SCB10
1.8 1.8 1.8 1.6 1.6 1.4 1.4 1.4 1.2 1.2
电
流
%
SCBH15 0.9 0.8 0.8 0.70 0.70 0.6 0.6 0.6 0.5 0.5
干式非晶变压器运行成本分析
变压器运行一年的电费：Cy={8600×[Po+(0.05×Io×Sn)÷100]+2200× [Pk+(0.05×Uk×Sn)÷100]} ×0.65
额定容量 KVA
50 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630
空 载 S9 170 250 290 340 400 480 560 670 800 960 1200
损 耗 W SH15 43 60 75 85 100 120 140 170 200 240 320
额定容量 KVA
315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500
空
载
SCB10 880 970 1160 1340 1520 1765 2085 2440 3060 3600
损
耗
W
SCBH15 280 310 360 410 480 550 650 760 1000 1200
减少电力损耗 减少变压器损耗
全国挂网运行变压器损耗约900亿kw•h/年
三峡电站 总装机容量1820万Kw 年均发电量847亿Kw•h
建设节约社会刻不容缓
2010、2011年 为完成十一.五节能 减排任务,全国有不 少省市拉闸限电,对 工作和生活都造成
了很大的影响.
非晶合金变压器是配电网节能降耗的关键设备。变压器损耗约占配电网损耗30%60%，其中空载损耗约占变压器总损耗的50%～80%。非晶合金变压器比传统硅钢变压 空载损耗下降约75%；配电网中特别是农网中很多变压器的负载率低于20%，很多只是 季节性高峰使用，因此使用非晶合金变压器替代传统高能耗变压器，节能效果显著，是 配电网节能降耗的首选设备。非晶合金变压器属高新技术，绿色环保节能产品，国家已 将非晶合金变压器列为“十一.五” 、“十二.五”期间重点推广项目。
5）非晶合金系列变压器的空载损耗比S9系列下降85%左右，空载电流下降80%左右。
6）由于本产品采用全密封结构，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，大大降低了变压器维护成本和延长了使用寿命。
7）通过年电能损耗，年电能损耗成本，年节电费的计算，一般在五年内可以收回它相 对于硅钢片铁心变压器所增加的投资成本。
干式非晶合金变压器主要特点
1）干式非晶变铁心的导磁材料采用非晶合金带材，其最突出的特点就是空载电流和空 载损耗非常小。非晶合金变压器铁心带材一般卷制成三相五柱式结构，这样不仅变压器的高 度比三相三柱式的低，而且两个旁轭可供磁通中高次谐波或零序分量流通，有效的降低了漏 抗压降和改善电流质量。
2）干式非晶变低压绕组采用铜箔绕制，结构紧凑，安匝平衡好，抗短路能力强。高压 绕组采用铜导线和绝缘材料一起绕制，采用分层分段圆筒式结构，层间电压低，具有较强的 承受过电压能力。内外绝缘用玻璃纤维毡填充，在真空状态下用不加填料的进口环氧树脂浇 注，固化后形成坚固的整体，机械强度高，抗短路冲击能力特强。