非晶合金变压器

非晶合金变压器

节能型电力变压器
非晶合金变压器(amorphous alloy transformer)是二十世纪七十年代开发研制的一种节能型变压器。非晶合金变压器产品对于安全性、可靠性的要求特别高,具有典型的技术密集型特点。世界上最早研发非晶合金变压器的国家是美国,当时由美国通用电气(GE)公司承担了非晶合金变压器的研制项目。到上世纪八十年代末实现了商品化生产。由于使用了一种新的软磁材料——非晶合金,非晶合金变压器的性能超越了各类硅钢变压器。非晶合金变压器兼具了节能性和经济性,其显着特点是空载损耗很低,符合国家产业政策和电网节能降耗的要求,是节能效果最为先进,使用成本也较为经济的配电变压器产品。
    中文名:非晶合金变压器 外文名:amorphous alloy transformer 用途: 分类:电力变压器的一类 开发时期:二十世纪七十年代

基本介绍

我们先从非晶材料(amorphous materials)说起,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液体喷射到高速旋转的冷却辊上。合金液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℃的合金液降到室温,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着的变化。以铁基非晶合金为例,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子、航空、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。非晶条带用来制造超级市场和图书馆防盗系统的传感器标签。非晶合金神奇的功效,具有广阔的市场前景。

名词解释

非晶合金是一种集制造节能和应用节能于一身的高科技绿色材料。我国的非晶合金材料研究起步于上世纪70年代中期,国家科技部从“六五”开始连续五个五年计划均将非晶、纳米晶合金研究开发和产业化列入重大科技攻关项目。非晶合金材料的制造采用先进的快速凝固技术,在制造过程中节约能耗80%左右,而且制造过程无污染排放,实现了绿色制造。

设计

非晶合金铁芯配电变压器的最大优点是,空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值,是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时,除要考虑非晶合金铁芯本身不受外力的作用外,同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。除此设计思路外,还须遵循以下三点要求:由于非晶合金材料的饱和磁密较低,在产品设计时,额定磁通密度不宜选得太高,通常选取1.3~1.35T磁通密度便可获得较好的空载损耗值。非晶合金材料的单片厚仅为0.03mm,所以其叠片系数也只能达到82%~86%。为了使用户能获得免维护或少维护的好处,现把非晶合金配电变压器的产品,都设计成全密封式结构。

根据上面分析,三相非晶合金配电变压器最合理的结构为:铁芯,由四个单独铁芯框在同一平面内组成三相五柱式,必须经退火处理,并带有交叉铁轭接缝,截面形状呈长方形。绕组,为长方形截面,可单独绕制成型的,双层或多层矩形层式。油箱,为全密封免维护的波纹结构。

产品说明

SCRBH15型非晶合金变压器适当成分的液体金属,以大约每秒摄氏一百万度的冷却速率,急速凝固所获得的合金,因其原子在结晶化之前即已凝固,结果使合金具有类似玻璃的非结晶原子结构及优点的软磁性质。

噪声

研究表明,铁心片的磁滞伸缩现象是产生变压器噪声的主要原因,这与铁心的尺寸和磁通密度有关系。在10%同一磁通密度下的磁滞伸缩程度,非晶合金的这一指标比传统晶粒取向冷轧硅钢片高。但是,冷轧硅钢片的饱和磁通密度较高,约为2.03T,而非晶合金的饱和磁通密度较低,约为1.5T。因为汇德牌SH15-M非晶合金变压器的额定工作磁通密度(1.25~1.35T)要比冷轧硅钢片铁心变压器的额定工作磁通密度(1.63~1.73T)低得多,因而二者的实际磁滞伸缩是接近的。

行业现状

非晶合金变压器行业作为一次投入设备的一个重要分支,其技术与产品是成熟与完善的。目前,中低端变压器产品技术含量低决定了行业进入壁垒不高,生产能力相对饱和,产品销售处于完全竞争状态,由此导致的市场无序竞争格局严重扰乱了市场秩序,不利于整个变压器行业的健康发展。高端产品市场的集中度则相对较高,其中生产500kV及以上变压器产品的内资企业3家;生产220kV变压器的厂家目前有30家左右;生产110kV变压器的厂家目前有100家左右;生产干式变压器的厂家目前有100家左右。

我国电力需求增长迅速,电网的高速建设和投资拉动了输变电设备的市场需求。庞大的电力建设资金给变压器行业(包括变压器、互感器、电抗器、组件制造厂)带来了机遇和挑战,促使变压器行业得到了快速发展。中商情报网数据显示,2011年前三季度,我国变压器产量超过11亿千伏安,同比增长13.9%。随着电网改造工程的深入,电网升级速度的加快,我国变压器生产仍将保持较快增速,预计到2015年,我国变压器产量将超过20亿千伏安。

随着我国节能降耗政策的不断深入,国家鼓励发展节能型、低噪音、智能化的配电变压器产品。高能耗配电变压器面临着技术升级、更新换代的需求,未来将逐步被节能、节材、环保、低噪音的变压器所取代。非晶合金变压器兼具了节能性和经济性,其显着特点是空载损耗很低,符合国家产业政策和电网节能降耗的要求,是目前节能效果最为先进,使用成本也较为经济的配电变压器产品。在解决了噪声问题之后,产品普遍适用于城市、农村的各类场所。2013-2017年 中国非晶合金变压器行业市场需求预测与投资战略规划分析报告。

随着电网建设持续和城乡配电网改造加速,变压器市场需求量有望保持强劲增长态势。前瞻产业研究院发布的《中国非晶合金变压器行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》数据显示,2010年我国非晶合金变压器市场规模约18亿元,随着非晶合金变压器市场推广加快,产品应用比例逐步提升。预计未来10年非晶合金变压器市场容量将达到千亿元,年均市场容量超过100亿元,市场空间巨大。

在国家将鼓励发展节能型、低噪音、智能化的配电变压器产品背景下,行业内经营规模较大、技术研发能力较强的大型企业将面临更多的发展机遇。置信电气作为国内规模最大的非晶变压器生产企业,公司产品在非晶合金变压器市场占有率达到80%左右,行业龙头地位稳固,公司拟以非公开发行股份的方式购买非晶合金变压器业务和资产。中商情报网研究员指出,随着国家和各地电网公司对使用非晶合金变压器节能环保认识上趋于统一,并加大对非晶合金变压器的推广力度,未来两年公司非晶合金变压器在招标中的市场份额将上升,保守预计公司今后两年营业收入将有30%左右的增幅。

产业特征

非晶合金变压器产品对于安全性、可靠性的要求特别高,具有典型的技术密集型特点。从生产的角度来看,由于产品大量需要针对每一个客户的不同要求以及项目所处的不同地理位置、自然环境等多方面因素单独进行设计,一般只有35kV以下级别的产品可以一次设计、批量生产。因此在产品生产过程中对于设计能力的要求特别高。此外,在产品生产完毕并安装运行后,需要结合每次的设计,对产品的运行情况进行分析、总结,才能在以后的设计中逐步提高技术水平。

变压器行业属于基础设施建设的范畴,其产品市场的需求与宏观经济发展呈正相关关系,与国家电力工业的发展息息相关,从长期来看具有一定的周期性;从单个年份上看,变压器行业没有明显的周期性、季节性特征。

相关词条

相关搜索

其它词条