浅谈非晶合金铁芯变压器的发展与应用

晶 合 金 干 式 变 压 器 继 承 了传 统 干 式 变 压 器 的难 燃 阻燃 、可
靠性 高 、免维 护 等 优 点 ，并 已从 技 术 上 解 决 其 噪 声 、受 力 问 题 ，其 线 圈结 构 如 图 ３ ４所 示 。 ～
世纪 ９ ０年 代 末 ， 国 内 的 少 数 变 压 器 企 业 如 顺 特 电 气 、 置 信 电气 等 开 始 小 批 量 试 制 。但 受 制 于 非 晶 合 金 带 材 成 本 高 ，非 晶 合 金 铁 芯 变 压 器 价 格 一 直 高 高 在 上 ，不 能 为 市 场
显 现 ．开 始 进 入一 个快 速发 展 的 阶段 。
图 ３ 高 增 大 ，因 此非 晶 合 金 铁 心 变 压 器 的 噪声 比同 容 量 硅 钢 片 铁 心 变 压 器 高 。 通 过 对 非 晶 合 金 干 式 变 压 器 设
经 验
２２非 晶合金 材 料特性 ．
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 ，具 有 许 多 独 特 的 性
能 ．如 优 异 的导 磁 性 、耐 蚀 性 、矫 顽 力 小 ，铁 损 小 ，具 有
良好 的 磁 学 性 能 ，非 常适 合 制 作 变 压 器 的 铁 芯 。其 主 要 物
理 特 性 如 表 ２所 示 。
表 ２ 非 晶 合 金 材 料 主 要 特 性 对 比
非 晶合 金 带 材 成 型 的 缘 故 ，其 截 面 为 矩 形 ，开 口式 卷 料 ， 铁 心 整 体 采 用 三 相 四框 五 柱 结 构 或 者 三 相 三 柱 结 构 ，如 图
３２非 晶合 金铁 芯变 压器 结构 设计 ．
非 晶 合 金 铁 芯 变 压 器 在 电 磁 设 计 方 面 与 硅 钢 片 铁 芯 变 压 器 并 无 大 的差 异 ．而 根 据 绝 缘 材 料 不 同 也 分 为 油 式 和 干 式 两 种 。这 里 主要 通 过 非 晶 合 金 铁 芯 干式 变 压 器 为 例 来 进 行 分 析 。 目前 国 内市 场 的 非 晶 合 金 干 式 变 压 器 主 要 为 环 氧 树 脂 浇 注 型式 ．高 压绕 组 用 线 绕 ，并 用 环 氧 树 脂 真 空 浇 注 成 型 ；低 压 绕 组 一 般 采 用 线 绕 或 箔 式 绕 制 。 不 同 的 是 由于
然后经过 １ ０多 年 的技 术 研 发 及 国 外 技 术 引 进 吸 收 ．到 ２ ０
图 ２ 四框 五 柱 式 铁 心
基 于 绝 缘 距 离 和 材 料 成 本 角 度 考 虑 ， 高低 压 线 圈 也 相 应 的 都 做 成 矩 形 。作 为 一 种 新 型 的 低 损 耗 干 式 变 压 器 ，非
计 、工 艺 、 制造 过 程 精 心 处 理 ，将 非 晶 合 金 干 式 变 压 器 噪 声控制在理想的范围内。
口 吲． 一 低线 一 套 压 ： 装 ． 圈
（ ）参 数 选 取 １
磁 通 密 度 是 影 响非 晶 合 金 干 式 变 压 器 噪 声 的一 个 重 要
．完 件 一 其附 一 他 ． 装 成 配
因 素 。非 晶 合 金 材料 的饱 和磁 密 在 １ Ｔ左 右 ．为 了 取 得 与 ． ５
冷 轧硅 钢 片铁 心 相 同或 相 近 的 磁 致 伸 缩 ，非 晶合 金 十式 变 压－ ．器 所 选 取 的工 作 磁 密要 远 低 于 冷 轧 硅 钢 片 。 图 ６为 同 一 １ ＿ 图 ４ 低 压 箔式 绕 制 线 圈 非 晶 合 金 铁 心 不 同 的 磁 密 下 测 得 的 空 载 噪 声 （ 压 级 ） 声 。
大 范 围接 受 。直 到 ２ ０ ０ ６年 。北 京 中 机 联 供 与 日立 金 属 合
作 在 国 内建 立 了 ３０ ０ ０吨 级 专 业 非 晶 合 金 铁 芯 生 产 厂 ， 同 时 中 钢 协 下 属 安 泰 科 技 公 司计 划 建 立 万 吨级 工 厂 ，非 晶合 金 带 材 的 价 格 终 于 走 下 神 坛 ．面 向 市 场 。设 备 材 料 价 格 降 下 来 以 后 ．非 晶合 金 变 压 器 相 比常 规 变 压 器 节 能 效 果 逐 步
１ ２所 示 ～
由 表 ２可 以得 到非 晶合 金 材 料 有 如 下 特 点 ：
图 １ 非 晶合 金 铁 心 卷 材
（ ） 电 阻 率 高 （ 为硅 钢 片 的 ３倍 ） １ 约 ； （ ） 单 位 损 耗 要 比 硅钢 片小 （ 为 １ ） ２ 约 ／ ； ４ （ ）各 向 同性 ，磁 化 功率 小 ； ３ （ ）厚 度 薄 ，填充 系数 小 ； ４
（ ）硬 度 高 ，剪 切 困难 ； ５ （ ）对 应 力 非 常 敏 感 ，受力 后 性 能会 受 影 响 。 ６
３非 晶 合 金 铁 芯 变 压 器
３１非 晶合金 铁 芯变压 器 的发展 概 况 ．
采 用 非 晶 合 金 制 造 成 变 压 器 铁 芯 ， 并 组 装 成 的 变 压 器 。 即 称 为 非 晶 合 金 铁 芯 变 压 器 ，简 称 非 晶合 金 变 压 器 。 １７ ９ ８年 美 国 研 制 了 世 界 上 第 一 台 非 晶 合 金 铁 芯 变 压 器 ， １ ８ 第 一 台非 晶 合 金 铁 芯 变 压 器 在 美 国挂 网运 行 ，经 过 ９ ２年 几 年 的运 行 观察 与测 试 ， １８ ９ ６年 美 国通 用 公 司开 始 正 式 商 业 化 生 产 非 晶 合 金 变 压 器 ．并 且 每 年 以 １％ 的新 装 配 量 递 ０ 增 。 我 国 非 晶合 金 变 压 器 的起 步 相 对 较 晚 ，直 到 １ ８ ９ ６年 国 内 第 一 台 容量 为 ３ ｋ Ａ 的 非 晶合 金 铁 芯 变 压 器 才 问 世 ， ０Ｖ