非晶合金變壓器

非晶合金變壓器(Amorphous Metal Transformer)是一種低損耗、高能效的電力變壓器。此類變壓器以鐵基非晶態(tài)金屬作為鐵芯，由于該材料不具長程有序結(jié)構(gòu)，其磁化及消磁均較一般磁性材料容易。因此，非晶合金變壓器的鐵損(即空載損耗)要比一般采用硅鋼作為鐵芯的傳統(tǒng)變壓器低70-80%。由于損耗降低，發(fā)電需求亦隨之下降，二氧化碳等溫室氣體排放亦相應減少。基于能源供應和環(huán)保的因素，非晶合金變壓器在中國和印度等大型發(fā)展中國家得到大量采用。以中印兩國的用電量來計算，若于配電網(wǎng)全面采用非晶合金變壓器的話，每年大約可節(jié)省25-30TWh發(fā)電量，以及減少2至3千萬噸二氧化碳排放。

非晶合金變壓器是利用導磁性能突出的非晶合金，來用作制造變壓器的鐵芯材料，最終能獲得很低的損耗值。但它具有許多特性，在設計和制造中是必須保證和考慮的。主要體體現(xiàn)以下幾個方面：
(1)非晶合金片材料的硬度很高，用常規(guī)工具是難以剪切的，所以設計時應考慮減少剪切量。
(2)非晶合金單片厚度極薄，材料表面也不是很平坦，則鐵芯填充系數(shù)較低。
(3)非晶合金對機械應力非常敏感。結(jié)構(gòu)設計時，必須避免采用以鐵芯作為主承重結(jié)構(gòu)件的傳統(tǒng)設計方案。
(4)為了獲得優(yōu)良的低損耗特性，非晶合金鐵芯片必須進行退火處理。
(5)非晶合金變壓器從電氣性能上。為了減少鐵芯片的剪切量，整臺產(chǎn)品的鐵芯由四個單獨的鐵心框并列組成，并且每相繞組是套在磁路獨立的兩框上。每個框內(nèi)的磁通除基波磁通外，還有三次諧波磁通的存在，一個繞組中的兩個卷鐵芯框內(nèi)，其三次諧波磁通正好在相位上相反，數(shù)值上相等，因此，每一組繞組內(nèi)的三次諧波磁通向量和為零。如一次側(cè)是D接法，有三次諧波電流的回路，當在感應出的二次側(cè)電壓波形上，就不會有三次諧波電壓的分量。
根據(jù)上面分析，三相非晶合金配電變壓器最合理的結(jié)構(gòu)為：鐵芯，由四個單獨鐵芯框在同一平面內(nèi)組成三相五柱式，必須經(jīng)退火處理，并帶有交叉鐵軛接縫，截面形狀呈長方形。繞組，為長方形截面，可單獨繞制成型的，雙層或多層矩形層式。油箱，為全密封免維護的波紋結(jié)構(gòu)。

非晶合金變壓器若能完全替代新S9系列配變，如10kV級配電變壓器年需求量按5000萬kVA計算時，那么，一年便可節(jié)電100億kW·h以上。同時，還可帶來少建電廠的良好的環(huán)保效益，少向大氣排放溫室氣體，這樣會大大地減輕對環(huán)境的直接污染，使其成為新一代名副其實的綠色環(huán)保產(chǎn)品。總之，國家在城鄉(xiāng)電力網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展與改造中，若能大量推廣采用三相非晶鐵心配電變壓器產(chǎn)品，其最終會獲得節(jié)能與環(huán)保兩方面的效益。