非晶合金變壓器

非晶合金變壓器

節能型電力變壓器
非晶合金變壓器(amorphous alloy transformer)是二十世紀七十年代開發研制的一種節能型變壓器。非晶合金變壓器産品對于安全性、可靠性的要求特别高,具有典型的技術密集型特點。世界上最早研發非晶合金變壓器的國家是美國,當時由美國通用電氣(GE)公司承擔了非晶合金變壓器的研制項目。到上世紀八十年代末實現了商品化生産。由于使用了一種新的軟磁材料——非晶合金,非晶合金變壓器的性能超越了各類矽鋼變壓器。非晶合金變壓器兼具了節能性和經濟性,其顯着特點是空載損耗很低,符合國家産業政策和電網節能降耗的要求,是節能效果最為先進,使用成本也較為經濟的配電變壓器産品。
    中文名:非晶合金變壓器 外文名:amorphous alloy transformer 用途: 分類:電力變壓器的一類 開發時期:二十世紀七十年代

基本介紹

我們先從非晶材料(amorphous materials)說起,在日常生活中人們接觸的材料一般有兩種:一種是晶态材料,另一種是非晶态材料。所謂晶态材料,是指材料内部的原子排列遵循一定的規律。反之,内部原子排列處于無規則狀态,則為非晶态材料,一般的金屬,其内部原子排列有序,都屬于晶态材料。

科學家發現,金屬在熔化後,内部原子處于活躍狀态。一但金屬開始冷卻,原子就會随着溫度的下降,而慢慢地按照一定的晶态規律有序地排列起來,形成晶體。如果冷卻過程很快,原子還來不及重新排列就被凝固住了,由此就産生了非晶态合金,制備非晶态合金采用的正是一種快速凝固的工藝。将處于熔融狀态的高溫液體噴射到高速旋轉的冷卻輥上。合金液以每秒百萬度的速度迅速冷卻,僅用千分之一秒的時間就将1300℃的合金液降到室溫,形成非晶帶材。

非晶态合金與晶态合金相比,在物理性能、化學性能和機械性能方面都發生了顯着的變化。以鐵基非晶合金為例,它具有高飽和磁感應強度和低損耗的特點。由于這樣的特性,非晶态合金材料在電子、航空、航天、機械、微電子等衆多領域中具備了廣闊的應用空間。例如,用于航空航天領域,可以減輕電源、設備重量,增加有效載荷。用于民用電力、電子設備,可大大縮小電源體積,提高效率,增強抗幹擾能力。微型鐵芯可大量應用于綜合業務數字網ISDN中的變壓器。非晶條帶用來制造超級市場和圖書館防盜系統的傳感器标簽。非晶合金神奇的功效,具有廣闊的市場前景。

名詞解釋

非晶合金是一種集制造節能和應用節能于一身的高科技綠色材料。我國的非晶合金材料研究起步于上世紀70年代中期,國家科技部從“六五”開始連續五個五年計劃均将非晶、納米晶合金研究開發和産業化列入重大科技攻關項目。非晶合金材料的制造采用先進的快速凝固技術,在制造過程中節約能耗80%左右,而且制造過程無污染排放,實現了綠色制造。

設計

非晶合金鐵芯配電變壓器的最大優點是,空載損耗值特低。最終能否确保空載損耗值,是整個設計過程中所要考慮的核心問題。當在産品結構布置時,除要考慮非晶合金鐵芯本身不受外力的作用外,同時在計算時還須精确合理選取非晶合金的特性參數。除此設計思路外,還須遵循以下三點要求:由于非晶合金材料的飽和磁密較低,在産品設計時,額定磁通密度不宜選得太高,通常選取1.3~1.35T磁通密度便可獲得較好的空載損耗值。非晶合金材料的單片厚僅為0.03mm,所以其疊片系數也隻能達到82%~86%。為了使用戶能獲得免維護或少維護的好處,現把非晶合金配電變壓器的産品,都設計成全密封式結構。

根據上面分析,三相非晶合金配電變壓器最合理的結構為:鐵芯,由四個單獨鐵芯框在同一平面内組成三相五柱式,必須經退火處理,并帶有交叉鐵轭接縫,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構。

産品說明

SCRBH15型非晶合金變壓器适當成分的液體金屬,以大約每秒攝氏一百萬度的冷卻速率,急速凝固所獲得的合金,因其原子在結晶化之前即已凝固,結果使合金具有類似玻璃的非結晶原子結構及優點的軟磁性質。

噪聲

研究表明,鐵心片的磁滞伸縮現象是産生變壓器噪聲的主要原因,這與鐵心的尺寸和磁通密度有關系。在10%同一磁通密度下的磁滞伸縮程度,非晶合金的這一指标比傳統晶粒取向冷軋矽鋼片高。但是,冷軋矽鋼片的飽和磁通密度較高,約為2.03T,而非晶合金的飽和磁通密度較低,約為1.5T。因為彙德牌SH15-M非晶合金變壓器的額定工作磁通密度(1.25~1.35T)要比冷軋矽鋼片鐵心變壓器的額定工作磁通密度(1.63~1.73T)低得多,因而二者的實際磁滞伸縮是接近的。

行業現狀

非晶合金變壓器行業作為一次投入設備的一個重要分支,其技術與産品是成熟與完善的。目前,中低端變壓器産品技術含量低決定了行業進入壁壘不高,生産能力相對飽和,産品銷售處于完全競争狀态,由此導緻的市場無序競争格局嚴重擾亂了市場秩序,不利于整個變壓器行業的健康發展。高端産品市場的集中度則相對較高,其中生産500kV及以上變壓器産品的内資企業3家;生産220kV變壓器的廠家目前有30家左右;生産110kV變壓器的廠家目前有100家左右;生産幹式變壓器的廠家目前有100家左右。

我國電力需求增長迅速,電網的高速建設和投資拉動了輸變電設備的市場需求。龐大的電力建設資金給變壓器行業(包括變壓器、互感器、電抗器、組件制造廠)帶來了機遇和挑戰,促使變壓器行業得到了快速發展。中商情報網數據顯示,2011年前三季度,我國變壓器産量超過11億千伏安,同比增長13.9%。随着電網改造工程的深入,電網升級速度的加快,我國變壓器生産仍将保持較快增速,預計到2015年,我國變壓器産量将超過20億千伏安。

随着我國節能降耗政策的不斷深入,國家鼓勵發展節能型、低噪音、智能化的配電變壓器産品。高能耗配電變壓器面臨着技術升級、更新換代的需求,未來将逐步被節能、節材、環保、低噪音的變壓器所取代。非晶合金變壓器兼具了節能性和經濟性,其顯着特點是空載損耗很低,符合國家産業政策和電網節能降耗的要求,是目前節能效果最為先進,使用成本也較為經濟的配電變壓器産品。在解決了噪聲問題之後,産品普遍适用于城市、農村的各類場所。2013-2017年 中國非晶合金變壓器行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告。

随着電網建設持續和城鄉配電網改造加速,變壓器市場需求量有望保持強勁增長态勢。前瞻産業研究院發布的《中國非晶合金變壓器行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》數據顯示,2010年我國非晶合金變壓器市場規模約18億元,随着非晶合金變壓器市場推廣加快,産品應用比例逐步提升。預計未來10年非晶合金變壓器市場容量将達到千億元,年均市場容量超過100億元,市場空間巨大。

在國家将鼓勵發展節能型、低噪音、智能化的配電變壓器産品背景下,行業内經營規模較大、技術研發能力較強的大型企業将面臨更多的發展機遇。置信電氣作為國内規模最大的非晶變壓器生産企業,公司産品在非晶合金變壓器市場占有率達到80%左右,行業龍頭地位穩固,公司拟以非公開發行股份的方式購買非晶合金變壓器業務和資産。中商情報網研究員指出,随着國家和各地電網公司對使用非晶合金變壓器節能環保認識上趨于統一,并加大對非晶合金變壓器的推廣力度,未來兩年公司非晶合金變壓器在招标中的市場份額将上升,保守預計公司今後兩年營業收入将有30%左右的增幅。

産業特征

非晶合金變壓器産品對于安全性、可靠性的要求特别高,具有典型的技術密集型特點。從生産的角度來看,由于産品大量需要針對每一個客戶的不同要求以及項目所處的不同地理位置、自然環境等多方面因素單獨進行設計,一般隻有35kV以下級别的産品可以一次設計、批量生産。因此在産品生産過程中對于設計能力的要求特别高。此外,在産品生産完畢并安裝運行後,需要結合每次的設計,對産品的運行情況進行分析、總結,才能在以後的設計中逐步提高技術水平。

變壓器行業屬于基礎設施建設的範疇,其産品市場的需求與宏觀經濟發展呈正相關關系,與國家電力工業的發展息息相關,從長期來看具有一定的周期性;從單個年份上看,變壓器行業沒有明顯的周期性、季節性特征。

相關詞條

相關搜索

其它詞條