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高效节能非晶合金配电变压器的新进展

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磁感 强 度 ／ Ｔ
图 １ 铁芯材料的铁损与磁感应强度的关系
收稿 日期：２ ０ ．７ １ ０ １ ．６ ０
作者通信 ：１０ ８ 北京德胜 门外清河小 营首钢总公司冶金研究院二 室 ００ ５
表 １ 各类变压器损耗的相对比较［ （ 以三相 １０ ｋ Ａ为例） ０ ０Ｖ
负荷 率 ３％ Ｏ 日本 中国
＋ Ｆｉ 晶 古 ｅＢ 态 金 ｓ非 高 向磁 扳 取 电钢
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Ｉ， 一
负 荷率 ６ ％ Ｏ ３ １ 率 中 国
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ＡＭＤＴ。
和经济效益作 了估算，本文就最新情况作一补充 。 日 本的取向 ＳＦ ｉｅ牌号多，性能高。从上世纪 ７ ０年代以前使用普通取向 ＳＦ（ Ｇ Ｚ 级） ｉ Ｃ Ｏ ｅ ，发展 到 ８ 年代的高取 向 Ｈ ． ｉｅ（Ｈ级 ） Ｏ ｉ Ｓ Ｂ Ｆ Ｚ ，到 ９ Ｏ年
代 的热 稳定 细 畴 高取 向 ＳＦ （ＤＭＨ 级 ） ｉｅ Ｚ ，利 用 各种 技术 手段 如 添加 有利 取 向的夹杂 、张力涂层 、
ＪＭ ａ ｎ Ｍ ａ ｅ ｇ ｔｒＤｅ ｉｅ Ｖ ｌ ３ Ｎｏ２ ｖｃ ｓ ｏ３
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降低一半以上 ，在 ＝ Ｏ ３ ％时 Ａ Ｔ 为最佳 我 ＭＤ 国的 ＡＭＤＴ与 ｓ ９型标 准 ＳＦＤＴ相 比 ，效果 比 日 ｉｅ 本 的差 ，在 ＝ ０ ６ ％时损耗仅下 降约 ２ ％，在 ０ ＝ Ｏ 时损耗才降低近一半 图 ２给出了日 高效 ３％ 本 ＳＦＤ ・ 和超高效 ＳＦＤ ．Ｉ Ａ Ｔ 的效率 ｉ ＴＩ ｅ Ｉｅ Ｔ Ｔ及 ＭＤ 比较
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｅ ｅｇ — ｖｎ ｄｅ ｖｒ ｒ ｎ ａ ｂ ｎ ｆ ｎ ｏ ｔ ｆ ｈ ｃｅ ｔ ＭＤＴｈ ｖ ｂ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｅ ｏｍａ ｃ ｎ ｒｙ ｓ ｉｇ ａ ｎ ｉ ｍｅ ｔｌ ｅ ｅ ｔ ｄｃ ｓ ｏ ｔｅ ｆ ｉｎ Ａ ｆ ａ ｎ ｏ ｉａ ｅ ｉ ａ ｅ ｅｎ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｒ ｈ ｕ ｌ ｙ ｄｓ ｉ ｕ ｎ 乜 Ｔ ｆ ｍ ｅ Ａ ｒ ｓ ｍｏ ｐ ｏ ｓ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｇ ａ ｓ ｌ ｔｂ ｉ 】 ｌ ｒ ＭＤ ） ｒ ｎ ｌｓ ｅ ｅｇ — ｖｎ ｒ ｎ ｏ ｓ ｎ （ Ｔ ： ｏ ｏ ｓ ｎ ｒｙ ｓ ｉ ｇ ｇ ｅ ｈ ｕｅ ｉ ａ ｊ ｅ ｇ ｓｓ ａ ｅ（ Ｇ） ＧＨ
降低钢带厚度 、磁畴细化等使取 向 Ｓ ｅ ｉ 的铁损越 Ｆ
＿ 卜 区制 御 形 电磁 钢 板 ｜磁
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表 １列出了 以三相 １０ ｋ Ａ 为例 的各 类变 压 ００ Ｖ
鲁一 方向 ｓ ｅ 板 般 性ｉ钢 Ｆ
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器损耗 比较 ，可 知 日 的 Ａ Ｔ 无论 在负荷率 本 ＭＤ （ 卢） 高或低的情况下，可 比标准型 Ｓ ｅ Ｔ损耗 ｉＤ Ｆ
Ｃ Ｅ 叫 ａ ＷＡ Ｈ Ｎ Ｇｕ ｎ ｒ ＮＧ Ｃ ｅ ｇｄ ，Ｃ Ｅ ａ －ｎ Ｌ ａ ｈｎ －ｅ Ｈ Ｎ Ｄｉ ｊ ， Ｕ Ｊ ｎ ｎｉ ｉ
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高效节 能非晶合金配 电变压器 的新进展
陈 国钧 ，王成德 ，陈殿 垒 ， 吕 键
皇辑
（ 首钢 冶金研 究 院 ，北 京 １１ ８ ０ ０ ５） ３
摘 要 ： 简要 概述 了高效非晶夸空 配电变压器的特性 、性能 和 环境效果厦成 本。还介 绍 了配 电变压器铁
ｏ ｅ ｖ ｅ ｄ ｂ ｉ ｌ ． ｅｅ ｏ ｕ ｉ ｎ ｒ ｒ ｎ ｆ ｈ ｏ ｅｍ ａｅ ａ ｓｆ ｒ ｅｄ ｓｒｂ ｔ ｇｔ ｎ ｆ ｒ ｒ ｓｐ ｅ ｅ ｔｄ ｖ ｒ ｉ ｗｅ ｒ ｙ Ｔ ｖ ｌ ｔ ａ ｙｔｅ ｄｏ ｔ ｅｃ ｒ ｅ ｈ ｏ ｔ ｒ ｌ ｏ ｔ ｉｔｉ ｕｉ ｉ ｈ ｎ ｒ ｓｏ ｍｅ ｓｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ． ａ
芯材料 的变化趋势 ．
关 键 词 ：非 晶台 空 配 电 变 １
文献标 识码 ：Ａ
文 章 编 号 ： １０ —８ ０２０ ）２０ ３ ．４ ０ １３３ （ ０２０ ．０ ６０
Ｒｅ ｅ ｔ ｃ ｎ ｖ ｎ ｅｉ ｈ ｆ ｃｅ ｔ ｎ Ａｄ ａ ｃ ｔ ｅＥｆ ｉｎ ｄ Ｅｎｅ ｇ — ａ ｉ ｇ ＡＭ ＤＴ ｎ ｉ ａ ｒ ｙ Ｓ ｖｎ
文献ｉ］ ２中已全面介绍 了高效节能非晶合 １ 、［ ］
金 配 电变压 器 （ ＭＤ Ａ Ｔ）在世 界 各 国的发 展概 况 。 文献 ［］ 我 国生产 的 ＡＭＤ 的性 能 、节能 效果 １中对 Ｔ
来越 低 。图 １给 出 了这 三类取 向 ＳＦ ｉｃ与 铁基 非 晶
合金的铁损比较 。因此 ，在 日 本除用 Ｃ Ｏ做铁芯 Ｇ 的标准型：压器 （ｉｅ Ｔ 燕 ＳＦＤ ）外 ，还有用 ｝ － ｎＢ高取 向 Ｓ ｅ做 的高效节能变压器 （ ｉ Ｄ － 型 ） ｉ Ｆ ＳＦ Ｔ Ｉ ，用 ｅ 细畴高取向 ＳＦ 做的超高效节能变压器 （ ｉ Ｄ ． ｉｅ ＳＦ Ｔ ｅ Ｉ型 ）以及用非 晶合金做的超高效节能 Ａ Ｔ Ｉ ＭＤ 。 我 国． 有 二 种 配 电 变压 器 （ Ｔ） 吼在 Ｄ ：一 种 是 用 Ｃ Ｏ 做铁芯的标准型 Ｓ Ｄ （ Ｇ Ｗｅ Ｔ 现在推广使用 的 是 ｓ 型 ） 另 一 种 是 用 非 晶 合 金 做 铁 芯 的 ９ ，

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非晶合金变压器综合介绍

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：
非晶合金材料发展趋势及启示

非晶合金材料发展趋势及启示

非晶合金材料发展趋势及启示摘要：金属材料的发展与人类文明和进步息息相关。

非晶合金材料是一类原子结构长程无序，具有独特优异性能的新型金属材料。

近年来，非晶合金材料的研发、相关科学问题的研究、在高新技术领域的应用得到快速发展，并对金属材料的设计和研发、结构材料、绿色节能材料、磁性材料、催化材料、信息材料等领域产生深刻的影响。

为此，文章在回顾非晶合金材料研究和研发历史过程的基础上，分析了当前其学科的前沿科学问题、发展方向，以及我国在该领域发展的问题、机遇和挑战，并提出相应的启示和建议，以期为加快新金属材料的发展，特别是在高新技术领域的应用提供管窥之见。

金属材料与人类万年文明发展史息息相关，金属材料的开发和使用，往往成为划分人类不同文明时代的里程碑，如青铜时代、铁器时代、钢铁时代等。

每次金属材料的发展都会极大地推动人类社会文明和生产力的巨大进步。

非晶合金是近几十年来通过现代冶金新技术——快速凝固技术和熵调控理念——抑制合金熔体原子的结晶，保持和调控熔体无序结构特征而得到的一类新型金属材料，也称金属玻璃，或液态金属。

这种材料是通过调制材料结构“序”或“熵”这一全新途径和理念而合成的，兼具玻璃、金属、固体、液体等物质特性的新金属材料；其颠覆了传统金属材料从成分和缺陷出发设计和制备的思路（图1），突破金属材料原子结构有序的固有概念，把金属材料的强度、韧性、弹性、抗腐蚀、抗辐照等性能指标提升到前所未有的高度，改变了古老金属结构材料的面貌。

非晶、高熵等无序合金在基础研究和技术应用中已表现出重要意义和战略价值，在能源、信息、环保节能、航空航天、医疗卫生和国防等高新技术领域发挥着愈加重要作用。

无序合金领域的基础研究将继续推动材料科技革命和对材料行为的更深入理解，并能产生新的材料设备和系统。

图1非晶合金等无序材料探索途径和传统晶态材料探索途径的比较1非晶合金材料的研发态势及进展1.1非晶合金研发态势非晶合金材料的研发出现过4次高峰，已研发出铁、铜、锆和稀土基等近百种非晶合金体系。

非晶合金变压器在西部农网的应用及节能效益分析

非晶合金变压器在西部农网的应用及节能效益分析

［ 关 键 词 ］ 非 晶合金 变压 器 ； 西部 农 网 ； 节能效 益 ； 技 术 经 济性 ［ 文献标 识码 ］ Ａ ［ 中图分类 号 ］ Ｔ ４ １＋． Ｍ０ １
非晶合金铁芯变压器利用非晶合金材料代替硅钢片制造变压器。非晶合金材料 的突出特点是铁磁 损耗低， 所以非晶合金变压器 的主要特点是空载损耗低、 空载电流小 ， ｓ 系列变压器相比空载损耗下 与 ９ 降 ７ ％－８ ％ 、 载 电流下 降 ４ ％－６ ％ ， ０ －０ 空 － ０ －０ 负载损 耗下 降 ２ ％－３ ％ 。 ０ －０ － 我国农村电网（ 特别是西部农网） 负荷呈现较强的季节性 ， 配电变压器轻载或空载运行时问较长， 因此具有很大的节能潜力…。文献［ ］ ２ 根据变压器功率损耗理论计算 ， 对新、 旧变压器的节能效果进行 了比较， 对非晶合金变压器的应用具有一定的借鉴价值。本文利用国网公司在汉中供 电局勉县电力局 进行非晶合金变压器试点工程的实测数据 ， 对非晶合金变压器的实际节能效果进行分析 ， 并对整个试点 工程进行技术经济综合分析与评价 ， 为非晶合金变压器在西部农网的推广使用提供科学依据， 对推进配 电 网节 能降损工 作具 有重 要 意义 。
［ 摘
要 】 介绍 了非 晶合金 变压 器的性 能特点及 农村 电 网负荷 特性 ， 用 国 网公 司在 汉 中供 利
电局 勉县 电力局进 行 非 晶合 金 变压 器试 点工程 的 实测数 据 ， 该 变压 器 的 实 际节 能效 果进 行 对
分析 ， 并对整个试点工程进行 经济综合分析与评价 ， 结果表明非晶合金 变压器具有明显的节能 效果， 在农网建设改造 中， 非晶合金 变压 器将逐步取代传统的硅钢片铁芯变压器。
收稿 日期 ：００－ １ ０ ２１ ０ —４ 基金项 目： 陕西理 工学 院横 向科 研项 目（ 非晶合金配 电变压器在新农 村建设中的应用研究 ） 。
非晶合金变压器设计

非晶合金变压器设计

非晶合金变压器设计非晶合金变压器设计1 非晶合金变压器综述1.1非晶合金材料在日常生活中人们接触的材料一般有两种：一种是晶态材料，另一种是非晶态材料。

所谓晶态材料，是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。

反之，内部原子排列处于无规则状态，则为非晶态材料, 一般的金属，其内部原子排列有序，都属于晶态材料。

科学家发现，金属在熔化后，内部原子处于活跃状态。

一但金属开始冷却，原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。

如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。

将处于熔融状态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迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下，形成非晶带材。

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。

以铁元素为主的非晶态合金为例，它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点。

由于这样的特性,非晶态合金材料在电力、能源、电子、航天、机械、微电子等众多领域中具备了广阔的应用空间。

例如，用于航空航天领域，可以减轻电源、设备重量，增加有效载荷。

用于民用电力、电子设备，可大大缩小电源体积，提高效率，增强抗干扰能力。

微型铁芯可大量应用于综合业务数字网ISDN中的变压器。

非晶合金神奇的功效，具有广阔的市场前景。

1.2非晶合金的主要特点（1）非晶合金铁心1）非晶合金铁心片厚度极薄，仅0.025mm，不到常用硅钢片的1/10；叠片系数较低，只有0.86；带材有142、170、213mm3种宽度。

2）非晶合金的饱和磁通密度较低，单相变压器一般取1.3～1.4T，三相变压器一般取1.25～1.35T，因此，产品设计受到材料的限制。

3）非晶合金的硬度较大，是取向硅钢片的5倍，因此，加工剪切很困难，对设备、刀具要求较高。

一般是对边缘剪切处进行加温从而获得良好的剪切面，心柱由同一宽度的非晶合金带卷制而成，故铁心截面呈长方形，相应的高、低压绕组均为矩形。