Els materials bàsics dels transformadors determinen directament la seva eficiència energètica, estabilitat i vida útil. Entre els principals materials dels cossos principals del transformador (materials de circuit magnètic, materials de circuit, materials aïllants, materials estructurals, etc.), les làmines d'acer de silici i els nuclis d'aliatge amorf són el nucli dels materials del circuit magnètic, que són crucials per al rendiment global dels transformadors. Tant si és elTransformador d'aïllament de 150 kvaàmpliament utilitzat en la producció industrial o el transformador d'aïllament intensiu per a la regulació i transmissió de tensió, la selecció de materials bàsics d'alta{0}}qualitat és la base per garantir un funcionament estable. A continuació, JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD us portarà a-una comprensió profunda d'aquests dos materials bàsics.
1. Full d'acer al silici (laminacions d'acer al silici)
La xapa d'acer al silici és una mena d'aliatge de ferrosilici amb propietats magnètiques específiques, que és el material bàsic més utilitzat en transformadors tradicionals. Per a transformadors de diferents tipus i especificacions, com ara el transformador d'aïllament de 150 kva i el transformador d'aïllament intensiu, els requisits de rendiment de les làmines d'acer al silici són bàsicament consistents, incloent principalment els aspectes següents:
a) Baixa pèrdua de ferro: aquest és l'indicador més important de la qualitat de la xapa d'acer al silici. Tots els països classifiquen els graus segons el valor de pèrdua de ferro; com més baixa sigui la pèrdua de ferro, més gran serà el grau. b) Alta intensitat d'inducció magnètica (inducció magnètica) sota camp magnètic fort: Això redueix el volum i el pes del nucli de ferro de motors i transformadors, estalviant làmines d'acer al silici, cables de coure, materials aïllants, etc. c) Superfície llisa, plana i gruix uniforme: pot millorar el factor d'ompliment del nucli de ferro. d) Bona punxabilitat: fàcil de processar i formar. e) Bona adherència i soldabilitat de la pel·lícula d'aïllament superficial: pot prevenir la corrosió i millorar la punxabilitat. f) Bàsicament sense envelliment magnètic: assegureu-vos de propietats magnètiques estables durant l'ús-a llarg termini.
1.1 Classificació i definició de grau de les làmines d'acer al silici
Els transformadors solen adoptar làmines d'acer al silici orientades-gras laminats en fred-per garantir la seva eficiència energètica sense-càrrega. Segons el rendiment i els mètodes de processament, les làmines d'acer al silici orientades-gra en fred-es poden dividir en làmines d'acer al silici orientades-gra en fred-normals, làmines d'acer al silici d'alta permeabilitat magnètica (o làmines d'acer al silici d'alta inducció magnètica) i làmines d'acer al silici-lleminades amb làser. En general, les làmines d'acer al silici amb una intensitat de polarització magnètica mínima B800A=1.78T ~ 1,85T sota un camp magnètic altern de 50Hz, 800A (valor màxim) s'anomenen làmines d'acer de silici ordinaris, denominades "CGO", mentre que les que tenen B800A=1.85T s'anomenen fulles d'acer de silici d'alta permeabilitat magnètica o més fulles), denotada com a "acer Hi-B". La diferència principal entre l'acer Hi-B i les làmines d'acer al silici convencional és que l'acer Hi-B té un grau de textura Goss molt alt, és a dir, l'alineació dels grans d'acer al silici en la direcció de magnetització fàcil és molt alta. Industrialment, s'utilitza un procés de recristal·lització secundari per fabricar làmines d'acer de silici amb un contingut de silici del 3%. La desviació mitjana de l'orientació del gra de l'acer Hi-B de la direcció de laminació és de 3 graus, mentre que la de les làmines d'acer de silici normal és de 7 graus, la qual cosa fa que l'acer Hi-B tingui una permeabilitat magnètica més alta. Normalment, el seu B800A pot arribar a més d'1,88 T. Millorar el grau de textura Goss i la permeabilitat magnètica pot reduir la pèrdua de ferro.
Una altra característica de l'acer Hi-B és que la tensió elàstica de la pel·lícula de vidre i el recobriment aïllant unit a la superfície de la làmina d'acer és de 3 ~ 5 N/mm2, que és millor que 1 ~ 2 N/mm2 de les làmines d'acer de silici orientades ordinàries. L'alta-capa de tensió a la superfície de la cinta d'acer pot reduir l'amplada del domini magnètic i la pèrdua anormal de corrents de Foucault. Per tant, l'acer Hi-B té un valor de pèrdua de ferro més baix que les làmines d'acer al silici orientat convencionals.
Les làmines d'acer al silici marcades amb làser-es basen en acer Hi-B. Mitjançant la tecnologia d'irradiació de raig làser, es generen petites soques a la superfície, perfeccionant encara més l'eix magnètic i aconseguint una menor pèrdua de ferro. Les làmines d'acer de silici marcades amb làser-no es poden recuit, perquè augmentar la temperatura desapareixerà l'efecte del tractament làser.
Les propietats físiques de diferents graus de làmines d'acer al silici són bàsicament equivalents i la densitat és bàsicament de 7,65 g/cm3. Per al mateix tipus de làmines d'acer al silici, les principals diferències de rendiment i qualitat es troben en el contingut de silici i la influència del procés de producció. El transformador d'aïllament de 150 kva i el transformador d'aïllament intensiu produïts per JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD seleccionen xapes d'acer al silici d'alta qualitat -laminades en fred-gras-d'acord amb les condicions reals de treball, assegurant una excel·lent eficiència energètica i un funcionament estable.
2. Nucli d'aliatge amorf
El material d'aliatge amorf és un nou tipus de material d'aliatge desenvolupat a la dècada de 1970. Utilitza una tecnologia de refrigeració ultra-avançada internacionalment per refredar directament metall líquid en tires fines sòlides amb un gruix de 0,02-0,03 mm a una velocitat de refredament de 106 graus /S, que es solidifica abans que tingui temps de cristal·litzar. Similar al vidre, aquest material d'aliatge té una disposició atòmica irregular i no té una estructura cristal·lina caracteritzada per metalls. Els seus elements bàsics inclouen ferro (Fe), níquel (Ni), cobalt (Co), silici (Si), bor (B), carboni (C), etc. A causa de les seves excel·lents propietats magnètiques i efectes d'estalvi d'energia, s'ha utilitzat àmpliament en la fabricació bàsica de transformadors, especialment en transformadors de potència d'aliatge amorf. En comparació amb els nuclis tradicionals de xapa d'acer de silici, els nuclis d'aliatge amorf tenen avantatges evidents, que també fan que el transformador d'aïllament de 150 kva iintensificar el transformador d'aïllamentequipats amb ells tenen un millor rendiment-d'estalvi d'energia.
2.1 Avantatges dels materials d'aliatge amorf
a) Material magnètic suau isotròpic: el material d'aliatge amorf no té estructura cristal·lina i és un material magnètic suau isotròpic; té un petit poder de magnetització i una bona estabilitat a la temperatura. Com que l'aliatge amorf és un material no-orientat, es poden utilitzar costures directes, cosa que fa que el procés de fabricació del nucli de ferro sigui relativament senzill. b) Baixa pèrdua per histèresi: No hi ha defectes estructurals que dificultin el moviment dels dominis magnètics, per la qual cosa la pèrdua per histèresi és menor que la de les làmines d'acer al silici. c) Tira ultra-: el gruix de la tira és només de 0,02-0,03 mm, que és aproximadament 1/10 del de les làmines d'acer al silici. d) Alta resistivitat i baixa pèrdua de corrent de Foucault: la resistivitat és aproximadament 3 vegades la de les làmines d'acer de silici orientat; la pèrdua de corrent de Foucault dels materials d'aliatge amorf es redueix molt, de manera que la pèrdua d'unitat és d'un 20%-30% de la de les làmines d'acer de silici orientat. e) Excel·lent rendiment sense càrrega: la temperatura de recuit és baixa, aproximadament 1/2 de la de les làmines d'acer al silici orientat; el rendiment sense-càrrega dels nuclis d'aliatge amorf és superior. Els transformadors fabricats amb nuclis d'aliatge amorf tenen una reducció de la pèrdua de càrrega sense-del 70-80% i una reducció del corrent sense càrrega de més del 50% en comparació amb els transformadors convencionals, amb efectes d'estalvi d'energia excepcionals. Amb l'objectiu de conservar l'energia, reduir les emissions i reduir les pèrdues de la línia de xarxa, State Grid i China Southern Power Grid han augmentat considerablement la relació d'adquisició de transformadors d'aliatge amorf des del 2012, i actualment la relació d'adquisició de transformadors de distribució d'aliatge amorf ha arribat bàsicament a més del 50%.
2.2 Inconvenients i contramesures dels transformadors d'aliatge amorf
Tot i que tenen avantatges d'estalvi{0}}d'energia excepcionals, els transformadors d'aliatge amorf també tenen alguns inconvenients que s'han d'optimitzar en el disseny i la fabricació:
1) Baixa densitat magnètica de saturació: la densitat magnètica de saturació dels nuclis d'aliatge amorf sol ser d'uns 1,56 T, que és aproximadament un 20% inferior a l'1,9 T de les làmines d'acer de silici convencionals. Per tant, la densitat magnètica de disseny del transformador també s'ha de reduir en un 20%. La densitat magnètica de disseny dels transformadors immersos en oli-d'aliatge amorf sol ser inferior a 1,35 T, i la dels transformadors de tipus sec- d'aliatge amorf sol ser inferior a 1,2 T.
2) Sensible a l'estrès: la tira del nucli d'aliatge amorf és sensible a l'estrès. Després d'estar estressat, el rendiment sense-càrrega es pot deteriorar fàcilment. Per tant, s'ha de prestar especial atenció a l'estructura: el nucli de ferro s'ha de penjar al marc de suport i a la bobina, només suportant el seu propi pes. Al mateix temps, s'ha de prestar especial atenció durant el procés de muntatge: el nucli de ferro no s'ha d'estressar i s'ha de reduir la forma de colpejar.
3) Magnetostricció gran: la magnetostricció és aproximadament un 10% més gran que la de les làmines d'acer de silici convencionals, de manera que el seu soroll és difícil de controlar, que és una de les principals raons que limiten l'àmplia promoció dels transformadors d'aliatge amorf. En l'actualitat, tant la xarxa elèctrica del sud de la Xina com la xarxa estatal han proposat requisits més elevats per al soroll dels transformadors d'aliatge amorf a les licitacions, dividint-los en àrees sensibles i àrees no -sensibles, i proposant requisits de nivell sonor específic, que requereix reduir encara més la densitat magnètica de disseny del nucli de ferro.
4) Estructura del nucli especial: les tires d'aliatge amorf són primes, només tenen un gruix de 0,03 mm, de manera que no es poden fer en forma de laminació com les làmines d'acer de silici convencionals, sinó només en forma de nucli bobinat. Per tant, els fabricants de transformadors convencionals no poden processar l'estructura del nucli de ferro i normalment s'han de comprar en conjunt. Corresponent a la secció transversal rectangular-de la tira del nucli bobinat, la bobina del transformador d'aliatge amorf es fa normalment en una estructura rectangular.
5) Localització insuficient: actualment, es tracta principalment de tires d'aliatge amorf d'Hitachi Metals i la localització s'està realitzant gradualment. Les empreses nacionals com Advanced Technology & Materials Co., Ltd. i Qingdao Yunlu tenen tires amples d'aliatge amorf (213 mm, 170 mm i 142 mm), però el seu rendiment encara té una certa bretxa d'estabilitat en comparació amb les tires importades.
6) Límit de la longitud màxima de la cinta: anteriorment, la longitud màxima de la cinta de la circumferència exterior de les tires d'aliatge amorf estava molt limitada a causa de la mida del forn de recuit. No obstant això, aquest problema s'ha solucionat bàsicament actualment i es poden fabricar marcs de nucli d'aliatge amorf amb una longitud màxima de cinta de circumferència exterior de 10 m, que es poden utilitzar per fabricar transformadors de tipus sec-d'aliatge amorf per sota de 3150 kVA i transformadors immersos en oli d'aliatge amorf- per sota de 10000 kVA.
2.3 Comparació de costos de transformadors d'aliatge amorf
A causa de l'excel·lent efecte d'estalvi-d'energia dels transformadors d'aliatge amorf, juntament amb la promoció de polítiques nacionals de conservació d'energia i reducció d'emissions, la quota de mercat dels transformadors d'aliatge amorf està augmentant. Tenint en compte que el preu de les tires d'aliatge amorf (actualment 26,5 iuans/kg) és aproximadament el doble que les làmines d'acer de silici convencionals (30Q120 o 30Q130), i la bretxa amb el coure és relativament petita, i tenint en compte els requisits de qualitat i licitació dels productes de la xarxa elèctrica, els transformadors d'aliatge amorf solen utilitzar conductors de coure. En comparació amb les làmines d'acer de silici convencionals, les principals diferències de cost dels transformadors d'aliatge amorf són les següents:
1) A causa de l'adopció de l'estructura del nucli enrotllat, el tipus de nucli del transformador hauria d'adoptar una estructura de tres -fases cinc-, que pot reduir el pes d'un sol nucli de bastidor i reduir la dificultat de muntatge. L'estructura de tres-fase cinc-extremitat i tres-fase tres-l'estructura de l'extremitat tenen els seus propis avantatges i desavantatges de cost. Actualment, la majoria de fabricants adopten una estructura de tres-fases cinc-extremitats.
2) Atès que la secció transversal-de la columna central és rectangular, per tal de mantenir una distància d'aïllament consistent, les bobines d'alta i baixa tensió es converteixen en estructures rectangulars.
3) Atès que la densitat magnètica de disseny del nucli de ferro és aproximadament un 25% menor que la dels transformadors de xapa d'acer de silici convencionals, i el seu factor de laminació del nucli de ferro és d'uns 0,87, que és molt inferior al 0,97 de les làmines d'acer de silici convencionals, la seva àrea de secció transversal de disseny ha de ser més d'un 25% més gran que la dels transformadors d'acer de silici convencionals. En conseqüència, també augmentarà el perímetre de les bobines d'alta i baixa tensió. Al mateix temps, cal tenir en compte l'augment de la longitud de les espires del cable de les bobines d'alta i baixa tensió. Per garantir que la pèrdua de càrrega de la bobina no canviï, l'àrea de la secció transversal-del cable s'ha d'augmentar corresponentment. Per tant, el consum de coure dels transformadors d'aliatge amorf és aproximadament un 20% més que el dels transformadors convencionals.
Sobre JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO, LTDés un fabricant professional d'equips de transmissió i distribució d'energia. L'empresa produeix principalment transformadors de potència submergits en oli, transformadors de potència de tipus sec-, transformadors de potència en espiral tridimensionals submergits en oli, transformadors de potència en espiral tridimensionals de-sec{-, transformadors de tipus sec-a prova d'explosió-minera, transformadors de potència{{7}a prova d'explosió minera en subestacions{7}de capacitat de càrrega mòbil, regulació de potència de subestacions mòbils transformadors, transformadors de tipus sec-de locomotores, així com subestacions prefabricades, subestacions modulars, subestacions tipus caixa d'energia eòlica, aparells d'alta i baixa tensió i altres equips de transmissió i distribució. Tant si es tracta de transformadors que utilitzen nuclis de xapa d'acer de silici o nuclis d'aliatge amorf, com ara un transformador d'aïllament de 150 kva i un transformador d'aïllament intensiu, controlem estrictament la selecció de materials bàsics i el procés de fabricació per garantir que els productes tinguin un rendiment excel·lent, un funcionament estable i un estalvi d'energia i protecció del medi ambient. Estem compromesos a oferir solucions d'equips de transmissió i distribució d'alta-qualitat per als clients globals.