非晶合金变压器综合介绍

1、联合国气候变化框架公约京都议定书联合国气候变化框架公约京都议定书 在在2008年至年至2012年期间，发达国家年期间，发达国家的温室气体排放量要在的温室气体排放量要在1990年的基础上年的基础上平均消减平均消减5.2%。1998年年5月月29日中国签署了日中国签署了京都议定书京都议定书中国是第中国是第37个签约国个签约国2005年年2月月26日日京都议定书京都议定书正式生效正式生效预防地球暖化预防地球暖化减少变压器损耗减少变压器损耗减少燃煤发电的电力量减少燃煤发电的电力量减少电力损耗减少电力损耗降低温室效应降低温室效应CO2的排放的排放全国挂网运行变压器损耗约全国挂网运行变压器损耗约900亿亿

2、kwh/年年三峡电站总装机容量1820万Kw年均发电量847亿Kwh建建 设设 节节 约约 社社 会会 刻刻 不不 容容 缓缓 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，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。非晶合金变压器比传统硅钢变压空载损耗下降约空载损耗下降约75%；配电网中特别是农网中很多变压器的负载率低于；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，很多只是季节性高峰使用，因此使用非晶合金变压器替代

3、传统高能耗变压器，节能效果显著，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将非晶合金变压器列为“十一十一.五五” 、“十二十二.五五”期间重点推广项目。期间重点推广项目。 2010、2011年年为完成十一为完成十一.五节能五节能减排任务减排任务,全国有不全国有不少省市拉闸限电少省市拉闸限电,对对工作和生活都造成工作和生活都造成了很大的影响了很大的影响.变压器的损耗和改良方式变压器的损耗和改

4、良方式损耗损耗发生部位发生部位 发生原因发生原因特征特征改良方式改良方式空载损耗空载损耗(铁损铁损)铁芯铁芯铁芯的铁芯的磁力抵抗磁力抵抗常数常数;与负载无关与负载无关*改良铁芯材料改良铁芯材料*改良铁芯结构改良铁芯结构*更薄带材更薄带材负载损耗负载损耗(铜损铜损)线圈线圈电力电阻电力电阻与负载电流与负载电流的二次方成的二次方成正比正比*优化设计优化设计,缩短缩短线圈的长度线圈的长度.1960年年美国加利福尼亚大学美国加利福尼亚大学发现发现非晶合金非晶合金1974年年美国联信公司美国联信公司研制研制出铁基非晶合金出铁基非晶合金1978年年美国美国研制研制出非晶合金铁芯变压器出非晶合金铁芯变压器1

5、982年年第一台非晶合金铁芯配电变压器在美国挂网第一台非晶合金铁芯配电变压器在美国挂网运行运行1986年年我国我国试制试制出第一台非晶合金铁芯变压器出第一台非晶合金铁芯变压器非非 晶晶 合合 金金 的的 发发 展展 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105107K/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

6、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”。非晶态合金带材介绍非晶态合金带材介绍非晶态合金带材生产流程非晶态合金带材生产流程合金钢水在约合金钢水在约1 1微秒内微秒内超高速冷却形成超高速冷却形成非晶态合金带材非晶态合金带材（厚度（厚度0.03mm0.03mm）熔融熔融喷铸喷铸送带送带测量测量卷绕卷绕 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

7、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。 （2）非晶合金带材的厚度为0.020.03mm，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。 （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

8、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。非晶态合金带材主要特性非晶态合金带材主要特性 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（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）。油浸式非晶合金变压器的型号含义油浸式非晶

9、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）。干式非晶合金变压器的型号含义干式非晶合金变压器的型号含义 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

10、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。 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。 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

11、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。油浸式非晶合金变压器主要特点油浸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

12、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。 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。 5）干式非晶变绝缘

13、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。 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

14、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。 干式非晶合金变压器主要特点干式非晶合金变压器主要特点非晶合金铁心及变压器照片非晶合金铁心及变压器照片额定容量额定容量KVA5080100125160200250315400500630空空载载损损耗耗WS91702502903404004805606708009601200SH1543607585100120140170200240320空空载载电电流流%S92.502.202.102.001.901.801.701.601.501.401.30SH151.301.101.000.900.700.700.700.

15、500.500.500.30S9型（硅钢）型（硅钢）和和SH15型（非晶）型（非晶）配电变压器主要性能对比配电变压器主要性能对比额定容量额定容量KVA31540050063080010001250160020002500空空载载损损耗耗WSCB1088097011601340152017652085244030603600SCBH1528031036041048055065076010001200空空载载电电流流%SCB101.81.81.81.61.61.41.41.41.21.2SCBH150.90.80.80.700.700.60.60.60.50.5SCB10型（硅钢）型（硅钢）和和S

16、CBH15型（非晶）型（非晶）干变主要性能对比干变主要性能对比干干 式式 非非 晶晶 变变 压压 器器 运运 行行 成成 本本 分分 析析 变压器运行一年的电费：Cy=8600Po+(0.05IoSn)100+2200 Pk+(0.05UkSn)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/(kWh)SCBH15型非晶干变与SCB10型树脂干变年运行成本比较表如下：（以63

17、0,1250,2000容量为例） SCB10-630/10树脂干变的年运行费用： Cy1=86001.34+(0.051.6630)100+ 22005.88+(0.054630)1000.65=20518元 SCBH15-630/10非晶干变的年运行费用： Cy2=86000.42+(0.050.7630)100+ 2200 5.88+(0.054630)100 0.65=13791元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%

18、 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：油油 浸浸 式式 非非 晶晶 变变 压压 器器 运运 行行 成成 本本 分分 析析 变压器运行一年的电费：Cy=8600Po+(0.05IoSn)100+2200 Pk+(0.05UkSn)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/(kWh)SH15型与S9型配电

19、变压器年运行成本比较表如下（以50，315，500举例）： 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2030%，即 35 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。公司生产的其它非晶铁芯变压器产品简介公司生产的其它非晶铁芯变压器产品简介一、单相非晶合金变压器一、单相非晶合金变压器:本公司生产的单相非晶变降损、节能显著。采用单相非晶本公司生产的单相非晶变降损、节能显著。采用单相非晶变可以将高压直接引至用户门口

20、变可以将高压直接引至用户门口,使低压线路的供电半径大大缩短使低压线路的供电半径大大缩短,低压损耗降至最低低压损耗降至最低,同时改善了电压质量同时改善了电压质量,提高了供电可靠性提高了供电可靠性,而且单相变结构上也有很大的优越性而且单相变结构上也有很大的优越性,高压采高压采用二相线电压用二相线电压,低压侧采用单相三线结构低压侧采用单相三线结构,使低压负载平均分配到二相上使低压负载平均分配到二相上,负荷平衡时通负荷平衡时通过零线电流为零。特别适合农网和路灯变用过零线电流为零。特别适合农网和路灯变用,目前国内各省市正在逐步推广应用。目前国内各省市正在逐步推广应用。 二、智能非晶合金变压器：本公司生产

21、的智能非晶变更高效节能，更专业智能。产二、智能非晶合金变压器：本公司生产的智能非晶变更高效节能，更专业智能。产品配有无功补偿装置、谐波治理装置和智能终端品配有无功补偿装置、谐波治理装置和智能终端TTU监测装置监测装置 ，可补偿电压，进行，可补偿电压，进行精细化无功补偿，还可进行三相有功不平衡调节，可进行谐波治理，还可自动测量变精细化无功补偿，还可进行三相有功不平衡调节，可进行谐波治理，还可自动测量变压器各种电能参数。该系列产品远程可控，支持电动操作，并可通过蓝牙掌上机、手压器各种电能参数。该系列产品远程可控，支持电动操作，并可通过蓝牙掌上机、手机或后台软件遥控停送电、查看装置运行数据，查看和修

22、改定值。特别适合城网改造机或后台软件遥控停送电、查看装置运行数据，查看和修改定值。特别适合城网改造使用。使用。 三、箱式非晶合金变压器：本公司生产的箱式非晶结构紧凑，外形美观，防尘、防潮、三、箱式非晶合金变压器：本公司生产的箱式非晶结构紧凑，外形美观，防尘、防潮、噪音低，运行安全可靠，维护方便，更节能环保。该系列产品体积小，占地面积小，噪音低，运行安全可靠，维护方便，更节能环保。该系列产品体积小，占地面积小，可选择性大，现场安装量小，安装调试周期短。外壳材料可选择：铝合金板、钢板、可选择性大，现场安装量小，安装调试周期短。外壳材料可选择：铝合金板、钢板、复合板、不锈钢板，非金属材料（玻璃纤维水

23、泥）等。高压侧可采用负荷开关，也可复合板、不锈钢板，非金属材料（玻璃纤维水泥）等。高压侧可采用负荷开关，也可采用真空断路器等。特别适合城网改造使用。采用真空断路器等。特别适合城网改造使用。非非 晶晶 铁铁 芯芯 变变 压压 器器 运运 行行 稳稳 定定 性性 日本东京电力公司和日立电气公司对非晶合金变压器的长期可靠性做了深日本东京电力公司和日立电气公司对非晶合金变压器的长期可靠性做了深入细致地研究。他们从入细致地研究。他们从1991年起对不同容量的年起对不同容量的200台非晶变压器进行了加速老台非晶变压器进行了加速老化、现场运行、短路、冲击等试验，还进行了负荷和振动对变压器空载特性的化、现场运

24、行、短路、冲击等试验，还进行了负荷和振动对变压器空载特性的影响测试。研究结果表明，在影响测试。研究结果表明，在30年寿命期内，其空载特性是稳定的，运行是可年寿命期内，其空载特性是稳定的，运行是可靠的。靠的。 我国对此问题亦有研究。我国对此问题亦有研究。1995年，作为非晶合金配电变压器试运行单位的年，作为非晶合金配电变压器试运行单位的甘肃省天水市北道区电力局，根据冶金部、电力部关于攻关试验项目试验测试甘肃省天水市北道区电力局，根据冶金部、电力部关于攻关试验项目试验测试的规定要求，对的规定要求，对10台挂网运行台挂网运行1年的非晶合金变压器进行了测试，测试结果与年的非晶合金变压器进行了测试，测试

25、结果与运行前的测试值是相一致的。运行前的测试值是相一致的。 非晶合金铁心材料被制作成形铁心后经过了约非晶合金铁心材料被制作成形铁心后经过了约400高温的退火处理，这高温的退火处理，这对于正常运行温度、短路热稳定温度都已是足够高的了，所以不必担心材质会对于正常运行温度、短路热稳定温度都已是足够高的了，所以不必担心材质会在在30年寿命期内因温度而发生变化。因此，非晶合金变压器不存在空载损耗在年寿命期内因温度而发生变化。因此，非晶合金变压器不存在空载损耗在多年运行中会有所增加的可能。多年运行中会有所增加的可能。 领导关怀领导关怀河南省副省长徐济超到我公司河南省副省长徐济超到我公司视察工作视察工作国家

26、电网公司领导到我公司视国家电网公司领导到我公司视察工作察工作专家考察专家考察阿海珐公司全球技术总监阿海珐公司全球技术总监Janish来来我公司考察我公司考察我公司荣获校企合作全国先进单位我公司荣获校企合作全国先进单位政政 府府 的的 支支 持持国家计划委员会：计办交能国家计划委员会：计办交能1998919989号文号文 对用非晶态合金制造的配电变压器实行对用非晶态合金制造的配电变压器实行二年免征、三年减二年免征、三年减征所得税。征所得税。国家经济贸易委员会：国家经济贸易委员会：国国 家家 税税 务务 总总 局局 ：国经贸资源国经贸资源20001592000159号文号文 非晶态金属变压器被列入

27、非晶态金属变压器被列入当前国家鼓励发展的环保产业设当前国家鼓励发展的环保产业设备（产品）目录（第一批）。备（产品）目录（第一批）。政政 府府 的的 支支 持持国家发展和改革委员会：国家发展和改革委员会： 2011920119号号 非晶合金变压器被列入非晶合金变压器被列入当前国家鼓励大力推广的节能配当前国家鼓励大力推广的节能配电变压器（产品）目录。电变压器（产品）目录。国家电网公司：国家电网公司： 国家电网科国家电网科 2011128520111285号号 文中规定：文中规定：20112011年，新增配电变压器应采用节能型变压年，新增配电变压器应采用节能型变压器，推广应用器，推广应用S13S13

28、以上型号节能型变压器，新型节能变压器以上型号节能型变压器，新型节能变压器的使用比例以每年的使用比例以每年5%5%的速度逐年递增。节能配电变压器主要的速度逐年递增。节能配电变压器主要包括包括S13S13及以上型号的系列配电变压器、非晶合金变压器和及以上型号的系列配电变压器、非晶合金变压器和调容变压器。调容变压器。20122012年起，新增配电变压器全部使用节能型配年起，新增配电变压器全部使用节能型配电变压器。非晶合金变压器每年每省达到电变压器。非晶合金变压器每年每省达到10001000台以上。台以上。政政 府府 的的 支支 持持2004 年，国家经贸委、国家税务总局制订当前国家鼓励发展的环保产业

29、设备（产品）目录（第一批），将非晶合金变压器列为鼓励发展的节能设备。国家为支持和鼓励非晶合金变压器技术研发将非晶合金变压器列为“十一.五”期间重点推广的节能科技成果项目。2006 年，国家标准化管理委员会颁布三相配电变压器能效限定值及节能评价值强制性国家标准，积极推广高效节能变压器。规定从2010 年7 月1 日起配电变压器能耗要降低到S11 水平；如果配电变压器的损耗高于该指标将被认为是高耗能产品，禁止生产或销售的，否则将要受到处罚，该标准的执行将推动高效节能变压器特别是非晶合金变压器的加速发展。政政 策策 的的 支支 持持2010 年5 月4 日，国务院下发关于进一步加大工作力度，确保实现“十一五”节能减排目标的通知，要求各地区、各部门要充分认识加强节能减排工作的重要性和紧迫性，并强化节能减排目标责任制，确保实现“十一五”节能减排