Materijali jezgre transformatora izravno određuju njihovu energetsku učinkovitost, stabilnost i vijek trajanja. Među glavnim materijalima glavnih tijela transformatora (materijali magnetskog kruga, materijali strujnog kruga, izolacijski materijali, strukturni materijali itd.), silicijski čelični limovi i jezgre od amorfne legure jezgra su materijala magnetskog kruga, koji su ključni za cjelokupnu izvedbu transformatora. Bilo da se radi o150 kva izolacijski transformatornaširoko korišten u industrijskoj proizvodnji ili pojačani izolacijski transformator za regulaciju i prijenos napona, odabir visoko-kvalitetnih materijala jezgre osnova je za osiguranje stabilnog rada. U nastavku će vas JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD odvesti do-dubinskog razumijevanja ova dva temeljna materijala.
1. Silicijski čelični lim (silikonske čelične laminacije)
Silikonski čelični lim je vrsta ferosilicijeve legure sa specifičnim magnetskim svojstvima, koja je najčešće korišten materijal jezgre u tradicionalnim transformatorima. Za transformatore različitih tipova i specifikacija, kao što su 150 kva izolacijski transformator i pojačani izolacijski transformator, zahtjevi za performanse limova od silikonskog čelika u osnovi su dosljedni, uglavnom uključujući sljedeće aspekte:
a) Mali gubitak željeza: Ovo je najvažniji pokazatelj kvalitete silikonskog čeličnog lima. Sve zemlje klasificiraju stupnjeve prema vrijednosti gubitka željeza; što je manji gubitak željeza, to je viši stupanj. b) Visoki intenzitet magnetske indukcije (magnetska indukcija) pod jakim magnetskim poljem: Ovo smanjuje volumen i težinu željezne jezgre motora i transformatora, štedeći silikonske čelične limove, bakrene žice, izolacijske materijale itd. c) Glatka, ravna površina i jednolika debljina: Može poboljšati faktor punjenja željezne jezgre. d) Dobra mogućnost bušenja: Lako se obrađuje i oblikuje. e) Dobro prianjanje i zavarljivost površinskog izolacijskog filma: može spriječiti koroziju i poboljšati mogućnost bušenja. f) U osnovi nema magnetskog starenja: Osigurajte stabilna magnetska svojstva tijekom dugotrajne-upotrebe.
1.1 Klasifikacija i definicija razreda silikonskih čeličnih ploča
Transformatori obično koriste hladno{0}}valjane zrnaste-limove od silikonskog čelika kako bi osigurali svoju energetsku učinkovitost bez-opterećenja. Prema učinku i metodama obrade, hladno{4}}valjane zrnato-limove od silicijskog čelika mogu se podijeliti na obične hladno{6}}valjane zrnato-limove od silicijevog čelika, visoke magnetske propusnosti od silicij-čeličnih limova (ili visoke magnetske indukcije) i laserski-skraćene silicij-čelične limove. Općenito, silikonske čelične ploče s minimalnim intenzitetom magnetske polarizacije B800A=1.78T ~ 1,85T pod 50Hz, 800A izmjeničnim magnetskim poljem (vršna vrijednost) nazivaju se obične silikonske čelične ploče, označene kao "CGO", dok se one s B800A=1.85T ili većim nazivaju silikonske čelične ploče visoke magnetske propusnosti (visoka magnetska indukcijski silicijski čelični limovi), označeni kao "Hi-B čelik". Glavna razlika između Hi-B čelika i konvencionalnih silikonskih čeličnih limova je u tome što Hi-B čelik ima vrlo visok Gossov stupanj teksture, to jest, poravnanje zrna silikonskog čelika u smjeru lakog magnetiziranja je vrlo visoko. Industrijski se sekundarni proces rekristalizacije koristi za proizvodnju silikonskih čeličnih ploča s udjelom silicija od 3%. Prosječno odstupanje orijentacije zrna Hi-B čelika od smjera valjanja je 3 stupnja, dok je kod običnih silikonskih čeličnih limova 7 stupnjeva, zbog čega Hi-B čelik ima veću magnetsku permeabilnost. Obično njegov B800A može doseći više od 1,88T. Poboljšanje Gossovog stupnja teksture i magnetske propusnosti može smanjiti gubitak željeza.
Još jedna značajka Hi-B čelika je da je elastična napetost staklenog filma i izolacijske prevlake pričvršćene na površinu čeličnog lima 3~5N/mm2, što je bolje od 1~2 N/mm2 običnih orijentiranih limova od silikonskog čelika. Sloj-visoke napetosti na površini čelične trake može smanjiti širinu magnetske domene i abnormalne gubitke vrtložne struje. Stoga Hi-B čelik ima manju vrijednost gubitka željeza od konvencionalno orijentiranih limova od silikonskog čelika.
Laserski -skraćene silikonske čelične ploče temelje se na Hi-B čeliku. Kroz tehnologiju zračenja laserskom zrakom, na površini se generiraju sićušna naprezanja, dodatno pročišćavajući magnetsku os i postižući manji gubitak željeza. Laserski -iscrtane silikonske čelične ploče ne mogu se žariti jer će povećanje temperature nestati učinak laserskog tretmana.
Fizička svojstva različitih vrsta silikonskih čeličnih ploča u osnovi su jednaka, a gustoća je u osnovi 7,65 g/cm3. Za isti tip limova od silikonskog čelika, glavne razlike u izvedbi i kvaliteti leže u sadržaju silicija i utjecaju proizvodnog procesa. Izolacijski transformator od 150 kva i pojačani izolacijski transformator proizveden od strane JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD odabire visoko{5}}hladno{6}}zrnato-orijentirane silikonske čelične limove u skladu sa stvarnim radnim uvjetima, osiguravajući izvrsnu energetsku učinkovitost i stabilne performanse rada.
2. Jezgra od amorfne legure
Materijal od amorfne legure je nova vrsta materijala od legure razvijena 1970-ih. Koristi međunarodno naprednu tehnologiju ultra-brzog hlađenja za izravno hlađenje tekućeg metala u čvrste tanke trake debljine 0,02-0,03 mm pri brzini hlađenja od 106 stupnjeva /S, koje se skrućuju prije nego što stignu kristalizirati. Slično staklu, ovaj materijal od legure ima nepravilan atomski raspored i nema kristalnu strukturu karakteriziranu metalima. Njegovi osnovni elementi uključuju željezo (Fe), nikal (Ni), kobalt (Co), silicij (Si), bor (B), ugljik (C), itd. Zbog svojih izvrsnih magnetskih svojstava i učinaka uštede energije naširoko se koristi u proizvodnji jezgri transformatora, posebno u energetskim transformatorima od amorfnih legura. U usporedbi s tradicionalnim jezgrama od silikonskog čeličnog lima, jezgre od amorfne legure imaju očite prednosti, koje također čine izolacijski transformator od 150 kva ipojačati izolacijski transformatoropremljeni njima imaju bolju-uštedu energije.
2.1 Prednosti materijala od amorfnih legura
a) Izotropni meki magnetski materijal: Materijal od amorfne legure nema kristalnu strukturu i izotropni je meki magnetski materijal; ima malu snagu magnetizacije i dobru temperaturnu stabilnost. Budući da je amorfna legura ne-orijentirani materijal, mogu se koristiti izravni šavovi, čineći proces proizvodnje željezne jezgre relativno jednostavnim. b) Niski histerezni gubitak: nema strukturnih nedostataka koji ometaju kretanje magnetskih domena, tako da je histerezni gubitak manji nego kod silikonskih čeličnih ploča. c) Ultra-tanka traka: Debljina trake je samo 0,02-0,03 mm, što je oko 1/10 debljine limova od silikonskog čelika. d) Visoki otpor i mali gubici vrtložnih struja: Otpor je oko 3 puta veći od orijentiranih limova od silikonskog čelika; gubitak vrtložnih struja materijala od amorfne legure uvelike je smanjen, tako da jedinični gubitak iznosi oko 20%-30% onog kod orijentiranih limova od silikonskog čelika. e) Izvrsne performanse bez-opterećenja: temperatura žarenja je niska, oko 1/2 one kod orijentiranih limova od silikonskog čelika; izvedba bez{20}}opterećenja jezgri od amorfne legure je bolja. Transformatori proizvedeni s jezgrama od amorfne legure imaju smanjenje gubitaka bez opterećenja od 70-80% i smanjenje struje bez opterećenja za više od 50% u usporedbi s konvencionalnim transformatorima, s izvanrednim učincima uštede energije. U svrhu očuvanja energije, smanjenja emisija i smanjenja gubitaka mrežnih vodova, State Grid i China Southern Power Grid uvelike su povećali omjer nabave transformatora od amorfne legure od 2012., a trenutačno je omjer nabave distribucijskih transformatora od amorfne legure u osnovi dosegao više od 50%.
2.2 Nedostaci i protumjere transformatora od amorfne legure
Iako imaju izvanredne prednosti -uštede energije, transformatori od amorfne legure imaju i neke nedostatke koje je potrebno optimizirati u dizajnu i proizvodnji:
1) Niska magnetska gustoća zasićenja: Magnetska gustoća zasićenja jezgri od amorfne legure obično je oko 1,56 T, što je oko 20% niže od 1,9 T uobičajenih limova od silikonskog čelika. Stoga projektirana magnetska gustoća transformatora također treba biti smanjena za 20%. Projektirana magnetska gustoća transformatora uronjenih-od amorfne legure u-ulje obično je ispod 1,35T, a ona suhog{9}}tipa transformatora od amorfne legure obično je ispod 1,2T.
2) Osjetljivo na naprezanje: traka jezgre od amorfne legure osjetljiva je na naprezanje. Nakon stresa, performanse-bez opterećenja lako se pogoršavaju. Stoga posebnu pozornost treba obratiti na konstrukciju: željeznu jezgru treba objesiti na nosivi okvir i zavojnicu, noseći samo vlastitu težinu. Istodobno, posebnu pozornost treba obratiti tijekom procesa montaže: željezna jezgra ne smije biti napregnuta, a način kucanja treba smanjiti.
3) Velika magnetostrikcija: magnetostrikcija je oko 10% veća nego kod konvencionalnih limova od silikonskog čelika, tako da je njen šum teško kontrolirati, što je jedan od glavnih razloga koji ograničavaju široku promociju transformatora od amorfne legure. Trenutno su i China Southern Power Grid i State Grid postavili veće zahtjeve za buku transformatora od amorfne legure u natječajima, dijeleći ih na osjetljiva područja i ne-osjetljiva područja, te postavljajući ciljane zahtjeve za razinu zvuka, što zahtijeva daljnje smanjenje projektirane magnetske gustoće željezne jezgre.
4) Posebna struktura jezgre: trake od amorfne legure su tanke, samo 0,03 mm debele, tako da se ne mogu napraviti u obliku laminacije kao konvencionalni limovi od silikonskog čelika, već samo u obliku namotane jezgre. Stoga strukturu željezne jezgre ne mogu obraditi konvencionalni proizvođači transformatora i obično se mora kupiti kao cjelina. U skladu s pravokutnim poprečnim-presjekom trake namotane jezgre, zavojnica transformatora od amorfne legure obično se pravi u pravokutnu strukturu.
5) Nedovoljna lokalizacija: Trenutno se uglavnom uvoze trake od amorfne legure iz Hitachi Metalsa, a lokalizacija se postupno ostvaruje. Domaće tvrtke kao što su Advanced Technology & Materials Co., Ltd. i Qingdao Yunlu imaju široke trake od amorfne legure (213 mm, 170 mm i 142 mm), ali njihova izvedba još uvijek ima određeni jaz u stabilnosti u usporedbi s uvezenim trakama.
6) Ograničenje maksimalne duljine trake: Prethodno je maksimalna duljina vanjskog opsega trake od amorfne legure bila uvelike ograničena zbog veličine peći za žarenje. Međutim, ovaj je problem trenutačno u osnovi riješen i mogu se izraditi okviri jezgre od amorfne legure s maksimalnom duljinom trake vanjskog opsega od 10 m, koji se mogu koristiti za proizvodnju suhih{3}}tipa transformatora od amorfne legure ispod 3150kVA i uljnih-uronjenih transformatora od amorfne legure ispod 10000kVA.
2.3 Usporedba troškova transformatora od amorfne legure
Zbog izvrsnog učinka -uštede energije transformatora od amorfne legure, zajedno s promicanjem nacionalne politike očuvanja energije i smanjenja emisije, tržišni udio transformatora od amorfne legure raste. Uzimajući u obzir da je cijena traka od amorfne legure (trenutačno 26,5 juana/kg) otprilike dvostruko veća od konvencionalnih limova od silikonskog čelika (30Q120 ili 30Q130), a razlika u odnosu na bakar je relativno mala, a uzimajući u obzir kvalitetu i zahtjeve ponude za proizvode električne mreže, transformatori od amorfne legure obično koriste bakrene vodiče. U usporedbi s konvencionalnim limovima od silikonskog čelika, glavne razlike u cijeni transformatora od amorfne legure su sljedeće:
1) Zbog usvajanja strukture namotane jezgre, vrsta jezgre transformatora trebala bi usvojiti strukturu tri-faze pet-krakova, što može smanjiti težinu jedne jezgre okvira i smanjiti poteškoće pri sklapanju. Tro-fazna pet-struktura krakova i tro-fazna tri-struktura krakova imaju svoje prednosti i nedostatke u pogledu cijene. Trenutačno većina proizvođača usvaja strukturu tri-faze pet-krakova.
2) Budući da je poprečni-presjek stupca jezgre pravokutan, kako bi se održao dosljedan izolacijski razmak, visokonaponske i niskonaponske zavojnice su odgovarajuće napravljene u pravokutne strukture.
3) Budući da je projektirana magnetska gustoća željezne jezgre oko 25% manja nego kod konvencionalnih transformatora od silicij-čeličnog lima, a njegov faktor laminacije željezne jezgre je oko 0,87, što je puno niže od 0,97 konvencionalnih silicij-čeličnih limova, projektirana površina presjeka mora biti više od 25% veća od površine konvencionalnih silicij-čeličnih limova. Sukladno tome, opseg zavojnica visokog i niskog napona također će se povećati. Istodobno je potrebno uzeti u obzir povećanje duljine zavoja žice zavojnice visokog i niskog napona. Kako bi se osiguralo da se gubitak opterećenja zavojnice ne mijenja, površina poprečnog-presjeka žice mora se odgovarajuće povećati. Stoga je potrošnja bakra u transformatorima od amorfne legure oko 20% veća nego u konvencionalnim transformatorima.
O JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDje profesionalni proizvođač opreme za prijenos i distribuciju električne energije. Tvrtka uglavnom proizvodi uljne energetske transformatore, suhe{1}}energetske transformatore, uljne tro-namotane energetske transformatore, suhe{3}}tro-dimenzionalne namotane energetske transformatore, rudarske-suhe-tipske transformatore, rudarske eksplozijsko-mobilne trafostanice, energetske transformatore od amorfnih legura, na energetski transformatori za regulaciju nosivosti, transformatori suhog-tipa lokomotiva, kao i montažne trafostanice, modularne trafostanice, trafostanice tipa kutije za energiju vjetra, sklopna postrojenja visokog i niskog napona i druga oprema za prijenos i distribuciju. Bilo da se radi o transformatorima koji koriste jezgre od silikonskog čeličnog lima ili jezgre od amorfne legure, kao što su 150 kva izolacijski transformator i pojačani izolacijski transformator, strogo kontroliramo odabir materijala jezgre i proizvodni proces kako bismo osigurali da proizvodi imaju izvrsne performanse, stabilan rad i uštedu energije i zaštitu okoliša. Predani smo pružanju visoko{12}}kvalitetnih rješenja opreme za prijenos i distribuciju za globalne kupce.