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非晶合金变压器 可行性报告 山西省电力公司电力开关厂 二00八年四月五日 非晶合金变压器可行性报告 1、非晶合金变压器的发展情况　　在20世纪80年代，美国通用电气公司（GE）、美国电力研究所（EPRI）和帝国电力研究公司（ES－EERCO）联合研制了非晶合金变压器（amorphouscore transformer，AMT），到1985年底已有1000台15 kVA的非晶合金单相变压器在美国90个电力公司挂网运行。1986年起非晶合金变压器开始正式的商业化大量生产，现已能生产最高电压35kV、最大容量2．5 MVA的非晶合金变压器。目前，在美国已有近100万台非晶合金变压器投入运行，美国每年的新装配电变压器有10％为非晶合金变压器。 我国政府也非常重视非晶合金变压器的应用。“七五”中期我国开展了非晶合金变压器的研制工作，由于受到国内非晶合金材料的材质、带宽、价格及加工设备等因素的影响，进展比较缓慢。1994年初，国家经济贸易委员会、国家计划委员会、原国家科学技术委员会、原电力部、原机械部、原冶金部等“三委三部”成立了“非晶合金变压器统一设计中国工作小组”，该小组为了与美国AlliedSignal（联信）公司合作而进行了大量的工作。1995年初，在该工作组的领导下，我国6家工厂（北京变压器二厂、天津变压器总厂、辽阳变压器厂、保定变压器厂、上海变压器厂、佛山变压器厂）分别与联信公司进行合作，由联信公司提供铁心，这些厂家制造成变压器。1995年中，前后两批样机已挂网运行。1995年8月29日，“三委三部”在北京组织召开了非晶合金变压器样机鉴定会，对6家厂家试制的160 kVA、200 kVA、315 kVA、500 kVA 4种规格6台非晶合金变压器样机进行了鉴定。鉴定委员会认为：“开发非晶合金变压器符合国家能源政策，非晶合金变压器是配电变压器的发展方向。在中国生产使用非晶合金变压器技术上是可行的”。1996年1月1日，三委三部联合签发了机重［1995］39号《关于印发非晶合金变压器样机鉴定会鉴定意见的通知》的文件，以推广这种新产品。2006年4月，由国家发改委牵头，中国机械工业联合会与中国电器工业协会协办的“非晶合金变压器应用工作座谈会”在北京召开，非晶合金变压器再次成为关注的焦点，其显著的节能效果是使其推广的重要因素。 众所周知，变压器是输变电行业中的耗能大户。我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右，如损耗每降低1%，每年可节约上百亿度电。配电变压器的损耗是线路损耗的一部分，我国的平均线损率又比一些先进工业国家高出8～9%。我国在运行的配变损耗将占发电总量的2.5%，相当于7个百万KW级发电厂发出来的电供配变的能耗。由于非晶合金变压器具有空载损耗低的特点，所以大力推广非晶合金变压器的应用对于解决我国电力供应紧张，建立节约型社会有着重要意义，是落实中央“节能减排”的有效举措。 2、非晶合金变压器的特点 2.1非晶带材制造流程简单，工艺技术含量高 用于变压器铁心材料的非晶合金，是主要以铁、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213mm，所以目前还不能制造高电压、大容量变压器铁心。 非晶合金与硅钢的主要物理性能比较如下(表一) 非晶合金 冷轧硅钢 饱和磁感应强度T 1.54 2.03 矫顽力A/m ＜4 μΩ.cm 140 50 密度g/cm3 7.18 7.65 硬度hg/cm2 860 --- 饱和磁致伸缩系数 ×10-6 30 10 最大导磁率 ＞200，000 ＞ 厚度 mm 0.027 0.3 注：铁损测量是在50Hz的工作磁密情况下测试。 2.2铁心损耗低　　变压器的空载损耗主要是由涡流损耗和磁滞损耗组成，涡流损耗与铁心材料的厚度成正比，与电阻率成反比，磁滞损耗与磁滞回线所包络的面积成正比。从上表中可以看出非晶合金带材的厚度仅为27μm，是冷轧硅钢片的1/11左右，电阻率是冷轧硅钢片的3倍左右，因此由非晶合金制成的铁心，它的涡流损耗比冷轧硅钢片制成的铁心要小很多；另外非晶合金的矫顽力小于4A/m,是冷轧硅钢片的1/7左右，非晶合金的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