非晶合金变压器及其节能效果分析

非晶合金干式变压器的特点及性能研究摘要：随着中国的经济发展，我国对于能源节约的需求也在不断增加，在这样的情况下，采用非晶合金作为铁芯的干式变压器正逐步替代传统的变压器，并作为一种新的能源形式被越来越多电力行业的使用，在此基础上，本文对非晶合金干式变压器的种类、结构、性能进行了分析，并对非晶合金干式变压器的发展方向及今后的发展方向进行了展望。

关键词：非晶合金干式变压器；特点；性能；1.有关非晶合金的概述1.1非晶合金概述非晶合金是将Fe、C、Si、B等物质熔融后，采用超快凝固工艺制备而成。

在熔融金属的凝固过程中，由于在熔融状态下，元素在熔融状态下无序地排布并发生晶化，因此，熔融金属在熔融状态下是不存在晶格或晶界的。

该非晶合金的制备方法简便，并且有很多优良的性能。

从上个世纪八十年代开始，这一现象就引起了国际上材料界的高度重视。

铁基非晶合金、铁基非晶合金以及钴基非晶合金是当前研究的热点。

1.2非晶合金的特性非晶合金作为一种新型软磁材料，其磁化强度和单位损耗都很小。

无晶界、无格子，高温稳定性好；同时，由于非晶合金的无定形性，使得制备过程更加简便，并且具有更好的性能；以硅钢板为芯材料，其膨胀率、收缩率均比非晶合金低得多。

为此，必须在生产过程中，采取行之有效的方法来控制噪音的产生；由于非晶合金具有比较高的硬度，因此，在对非晶合金进行切削加工时，其切削的困难程度要比普通的硅钢板大得多。

所以，在生产中要尽量避免对非晶态金属进行切削；另外，在力学作用下，非晶态材料的磁学性质也会发生变化。

因此，在设计由非晶合金制成的变压器时，重要的是尽量减少铁芯上的机械应力，以尽量减少对非晶合金的影响。

1.3非晶合金与非晶带材非晶合金：在金属熔化过程中，其内部的原子依然处于活动状态，随着金属开始冷却，温度逐步降低，使原子按照一定的顺序有序地排列，最终呈现为一种晶体形态，若冷却速率过快，则原子还未来得及重新排列，就形成了一种非晶态合金，也被称为“非晶合金”。

非晶合金配电变压器的应用及其节能探析摘要：非晶合金配电变压器在应用的过程中应用新材料和新工艺，降低了能耗损失，以非晶合金材料作为铁芯，有着显著的低空载损耗性能。

随着电力建设的发展，非晶合金配电变压器的应用越来越广泛，有利于缓解电力供应压力、构建节约型社会。

本文结合非晶合金配电变压器的介绍，分析了在实际应用过程中的节能作用。

关键词：非晶合金配电变压器；应用；节能分析进入新世纪以来，我国电力产业迅速发展，新技术和新材料获得了广泛应用，非晶合金配电变压器就是其中最重要的产品之一，非晶合金配电变压器应用新材料和新结构提高了降耗效果，将其应用于现代电力系统中，有利于缓解资源压力，值得推广应用[1]。

因此，在应用非晶合金配电变压器的过程中需要对节能作用进行准确的分析和探讨。

1 非晶合金配电变压器介绍非晶合金配电变压器在应用的过程中表现出较低的空载损耗值，将空载损耗值作为评价非晶合金配电变压器性能的重要指标。

在构建产品结构的过程中，需要保证非晶合金受到不受外力的影响，另外在产品设计过程中需要选取正确的特性参数。

与晶态合金相比，非晶合金的化学性质和物理性质都会出现较大的变化，例如，铁基非晶合金的饱和磁感应强度较高，在应用的过程中损耗较低，借助这一重要的优势，非晶合金材料被广泛应用于现代电子、航空航天和机械设备中。

在微型铁芯的设计中，可以借助现代综合业务数字网络，不断提高非晶合金配电变压器的应用效果。

在应用非晶材料的基础上，将材料应用于非晶变压器行业，提高应用价值。

非晶合金配电变压器应用新式导磁材料，将非晶合金作为重要的产品部件，制作出铁芯，降低变压器的空载损耗，大约可以降低约80%的损耗，同时空载电流下降约70%，在高效节能的要求下，非晶合金配电变压器成为理想的变压器，可以广泛应用于发展中地区和农村电力改革工程[2]。

2 非晶合金配电变压器的应用在应用过程中为了提高信息的准确性，一般会将非晶合金配电变压器的应用效果与硅钢片铁芯配电变压器的应用效果作对比，将计量设备安装在传统硅钢片铁芯配电变压器的高压侧，保证配电变压器的高低压侧都具有可靠的计量方法，同时对电力互感器和低压侧进行准确的信息测量。

- 69 -工 业 技 术1 非晶合金变压器简介1.1 发展历程非晶合金是一种全新的导磁材料，是非晶态金属或合金从液态急速冷却时，因金属原子来不及有序排列结晶，由此得到的固态合金不再是长程有序、周期性和规则的排列，而是处于一种长程无序排列状态，以该材料作为铁芯制作出的变压器就是非晶合金变压器[1]。

20世纪80年代初，美国首次推出15 kVA 非晶合金变压器，至20世纪90年代初，美国电力委员会组织了设计、生产和运行等相关机构，由以上机构共同以商业化的形式对非晶合金变压器产品进行技术研发、流程化处理，充分验证其可靠性后，非晶合金变压器才真正得以量产。

目前，非晶合金变压器已在全世界广泛应用于配电网中。

美国、加拿大、日本等发达国家均采用大量的非晶合金变压器。

从2000年开始，日本已逐步提高非晶合金变压器在配电网中的使用比例。

并从2005年开始，日本的配电变压器都需要采用非晶合金变压器，而相对耗能的硅钢片变压器将彻底从配电领域中淘汰。

1.2 国内市场我国的非晶合金变压器生产工作开始自1998年，经历20多年以后，当前全网挂网运行的非晶合金变压器已经达到数万台，容量自5 kVA~1 600 kVA，在形式上包括了配变与箱式变2种类型，而如今社会对节能减排的强调也使非晶合金变压器的应用前景一片光明[2]。

目前，随着国家电网全面建设智能化城乡配网，与之配套的智能电网设备、控制系统也将迎来快速增长期，这也为非晶合金变压器提供了良好的市场空间，高能耗的配电变压器已不符合提质增效及节能减排的需求，传统的普通硅钢片变压器也将无法适应技术升级、更新换代需求，未来将逐步被节能、环保的非晶合金变压器所取代。

2 非晶合金变压器的特点2.1 材料特点非晶合金是一种厚度仅为 0.03 mm 的软磁性材料。

它是非晶态金属或合金原料在熔融状态下经过超急速冷却（冷却速度 10-7 ℃/S）而成的带状金属。

与普通硅钢片相比，非晶合金材料具有以下8个特点：1）各向同性的软磁材料。

非晶合金配电变压器的应用及其节能分析摘要：非晶合金配变压器产生于上个世纪70年代的美国，其属于一种高效率的节能变压设备。

它的功效是节能降耗，所以采用了非晶合金材质，其比一般的材料更能减耗。

如今，因为我国的电力系统在不断的被优化，节能减耗的材料也在得到了广泛的使用。

笔者针对非晶合金配电变压器的应用及其节能进行了分析，希望能为广大的相关工作者提供一些参考依据。

关键词：配电变压器；非晶合金；材料；应用；研究一、什么是非晶合金变压器非晶合金变压器属于一种先进的技能型变压器，它的优势是损耗率低，环保安全。

在对产品结构进行布置的时候，必须要了解非晶合金所受到的外力影响。

在设计计算的时候，还需要对特性参数进行一定的选择。

相比于晶态合金，非晶合金的性能产生了一些改变。

举个例子，一种铁基非晶合金的饱和磁感应很强，可以降低损耗率。

因为这样的优势，非晶合金变压器得到了非常广泛的使用，除了被用在电力系统当中，也被用在军事、航天、工厂、制造等各个不同的领域和行业当中。

比起微型铁芯，其能够被用在先进的变压器里面，而且获得良好的效果[1]。

分析非晶合金的材料，发现其采用的是导磁原材料。

也就是说，将非晶合金作为材料，生产制造出来的变压器，可以降损，节能的效果也非常好，使用非常理想。

到了现在，这种非晶合金变压器被广泛的使用在农村电网的优化、维护当中。

二、非晶合金变压器的应用（一）国内外非晶合金变压器的应用上个世纪80年代，美国开发出了世界上第一台非晶合金变压器，后面便开始大量使用这种机器。

不但应用增多，同时也在被不断的优化。

2015年以来，配电变压器招标中，非晶合金变压器比例显著提高，非晶变在一些省网公司新招标变压器中占比达到60%。

通过使用这项技术，不但得到了降损的效果，还获得了降损的数据，为后面的工作提供了更多的参考依据。

在我国的“十二五”期间，国家相关部门提出对电网进行改造，提倡电力企业多使用非晶合金变压器。

也因此，这增加了非晶合金变压器的使用需求。

非晶合金变压器对节能减排的影响摘要：本文分析了非晶合金变压器的特点，论述了非晶合金变压器对节能减排的重要意义及其所带来的经济效益。

关键词：非晶合金变压器节能减排1前言节能减排一直以来都是能源领域的主题，也是当今能源应用领域的重点研究方向，线损率是电力企业节能降耗工作的三大重要考核指标之一。

我国输变电线路的线损率为7.7%，美国为6%，日本为3.89%。

此外，我国高耗能配电变压器负损耗比国际先进水平高50～60%，空载损耗水平高90%以上。

配电变压器经历了S7、S9、S11等类型的更替，变压器能耗不断降低，当具有更加节能效果的变压器推出时，其替代原有变压器的趋势不会改变。

而非晶合金铁芯配电变压器比硅钢片铁心配电变压器空载损耗可降低65～75%，空载电流下降约85%，节能效果显著，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等配变利用率较低的地方。

在新一轮农村电网改造的环境下，推广非晶合金变压器对做好其节能降耗工作具有深远意义。

2 非晶合金变压器2．1非晶合金变压器的介绍及特性用作变压器铁心材料的非晶合金主要以铁、镍、钴、硌、锰等金属为合金基，并加入少量的硼、碳、硅、磷等元素所制成的合金，具有良好的铁磁性。

非晶态合金薄带的制造工艺与传统的硅钢片制造工艺有很大不同，硅钢片的制造过程需经过练、轧等多道工序；而非晶合金材料采用的是一种快速凝固的工艺，是将处于熔融状态下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急速冷却，时间仅用千分之一秒就将1300℃的钢水降到200℃以下，形成0.02～0.06 mm厚的合金薄带。

此工艺比常规硅钢片成材工艺节省了6～8道工序，节省能耗75％左右。

非晶态合金在急速冷却后其分子结构处于无序排列的非结晶状态，，而淬火形成的高内应力必须用200℃~800℃之间的退火来减小，金属在这种状态下，具有特殊的导磁功能，可以大大降低变压器铁芯的自身损耗。

非晶态合金变压器比传统的硅钢变压器空载损耗减少75％左右。

非晶合金变压器一、引言非晶合金变压器是一种新型的电力变压器，它采用非晶合金作为磁芯材料，具有高效节能、轻量化、小体积等优点。

本文将从以下几个方面详细介绍非晶合金变压器的特点、应用和发展趋势。

二、非晶合金的特点1. 高磁导率非晶合金由于其特殊的结构，具有较高的磁导率，在电力传输和转换过程中能够更好地保持磁场强度。

2. 低损耗相比传统变压器使用的硅钢片材料，非晶合金具有更低的铁损耗和涡流损耗，能够有效提高变压器的效率。

3. 轻量化由于其密度较低，非晶合金变压器相对于传统变压器来说更加轻便，便于搬运和安装。

4. 小体积同样由于其密度较低，在相同功率下，非晶合金变压器体积更小，可以节省空间。

三、应用领域1. 电力系统在电力系统中，非晶合金变压器可以用于电力传输和变换，提高电力系统的效率和稳定性。

2. 工业生产在工业生产中，非晶合金变压器可以用于电弧炉、感应炉等高功率设备的供电，提高设备的效率和稳定性。

3. 新能源领域在新能源领域中，非晶合金变压器可以用于太阳能发电、风力发电等设备的转换和传输，提高能源利用效率。

四、发展趋势1. 制造技术不断进步随着制造技术的不断进步，非晶合金变压器的制造成本逐渐降低，同时其性能也得到了进一步提升。

2. 应用范围不断扩大随着对节能环保要求的不断提高，非晶合金变压器将在更广泛的领域得到应用。

3. 产品多样化随着市场需求的不断增加，非晶合金变压器产品将越来越多样化，满足各种需求。

五、结论综上所述，非晶合金变压器具有高效节能、轻量化、小体积等优点，在电力系统、工业生产和新能源领域等多个领域得到广泛应用。

随着制造技术的不断进步和市场需求的不断增加，非晶合金变压器的应用前景十分广阔。

非晶合金变压器研究报告为在电网建设中贯彻绿色发展理念，应大力推进节能环保型设备在变电站中的应用。

非晶合金铁芯配电变压器，在变压器的节能降耗方面表现突出。

本方案在编制过程中，将非晶合金变压器选为10kV站用变压器。

20 世纪80 年代，美国通用电气公司（GE）、美国电力研究院（EPRI）和帝国电力研究公司（ES-EERCO）联合研制了非晶合金变压器（AMT）。

我国于“七五”中期开始非晶合金变压器的研制工作，1995 年挂网试运行。

2011 年8月，为响应国家节能减排号召，切实降低配网损耗，推广采用节能型变压器，推广应用S13 以上型号节能型变压器（不低于25％），农村和纯居民供电配电变压器优先采用调容变压器（不低于10％）和非晶合金变压器（不低于15％）。

非晶合金变压器以其显著的节能效果成为配网节能减排改造和建设的主力之一。

1 非晶合金变压器技术特点用于变压器铁心材料的非晶合金主要以铁、镍、钴等金属为合金基，并加入少量的硼、硅等元素所制成的合金，具有良好的铁磁性。

非晶态合金薄带的制造工艺与传统的硅钢片制造工艺有很大不同，硅钢片的制造过程需经过练、轧等多道工序；而非晶合金材料是以非常快的速度由液体冷却凝固成0.027 mm 左右厚的合金薄带，此工艺比常规硅钢片成材工艺节省了6～8 道工序，节省能耗80％左右。

另外，晶粒取向的硅钢片成材率低，仅40％～50％左右，而非晶合金成材率可达90％。

非晶合金薄带材具有优异的软磁性能、硬度高、耐蚀性能好等特点。

但因受喷出冷却成型的工艺所限，带材宽度仅为213 mm，所以目前还不能制造高电压、大容量变压器铁心。

非晶合金变压器主要特点有：（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；（2）非晶合金带材的厚度为0.02～0.03mm，是硅钢片的1/10 左右，电阻率是冷轧硅钢片的3倍左右，因此，其涡流损耗很小；（3）非晶合金的硬度是硅钢片的5 倍，加工剪切比较困难；（4）非晶合金对机械应力非常敏感，无论是拉应力还是弯曲应力都会影响其磁性能，在变压器结构设计时需采取特殊的紧固措施，以减少铁心受力，应避免采用以铁心作为主支承重的结构设计方案；（5）非晶合金的磁致伸缩度比硅钢片高10％以上，因此不宜过度夹紧，这将直接增加变压器的噪声；（6）非晶合金的矫顽力小于4 A/m，是冷轧硅钢片的1/7 左右，其磁滞回线所包络的面积远远小于冷轧硅钢片，因此非晶合金的磁滞损耗比冷轧硅钢片的也小很多。

非晶合金牵引变压器节能效果测试参考方案一、目的通过轨道交通变电所牵引变压器的电量测试，获得电能数据，分析非晶合金牵引变压器比硅钢片牵引变压器实际节能的效果。

二、测试方案的思路许多资料均介绍了非晶合金变压器的节能效果，大部分是从损耗方面进行了考虑，比如在空载损耗方面做对比。

分别测出硅钢片牵变和非晶合金牵变的各种总损耗，利用总损耗之差去考虑能量之差，即得出节能数据。

此种分析方法也能分析出节能的估算值或节能百分比。

但此方法应用于现场实际测试，很多问题不易实现，空载损耗、负载损耗、谐波因素以及仪器仪表设置等，特别是应用于燕房线各站的测试有一定的难度。

我们可以采取“以目的而找方法”的思路，无论用什么方法，只要能够较容易实现目的即可采纳。

可以由正向思维变逆向思维。

本方案为实施部分的核心内容，未包含组织实施部分；也不进行深入的技术参数（空载、负载、谐波、精度及功率因素等）分析，以能获得结果为目的；供大家参考。

三、具体实施方案1、总思路牵变一次与二次同时测量电量。

根据能量守恒定律，变压器交流输入与输出理想状态下能量相等，体现在一次侧测得消耗电量数与二次侧消耗的电量数一致。

当然，这是理想状态，实际是不等的，差额是变压器的各种损耗。

2、仪表设置（1）交流侧在10kV开关柜安装一块电度表，在变压器二次侧安装电度表。

直流750V系统时,牵引变压器二次额定电压为AC590V，属于非标电压等级，电度表现有规格无与之配套产品，需要加装定做的控制变压器给电度表提供计量电压；同时，还需要加装电流互感器给电度表提供计量电流；理论上是可以实现的。

实际情况，轨道交通牵引直流系统采用24脉波整流，每个变电所由2台牵引变压器与对应的2台整流器组成整流回路，输出直流提供给牵引网。

每台牵引变压器二次为2组（Y/⊿）出线，通过多根单芯电缆与整流器柜连接。

所以，在变压器二次加装测量仪器仪表数量较多（4路），从空间和安全上考虑，不易安装，而且很繁琐。