Materiály jadra transformátorov priamo určujú ich energetickú účinnosť, stabilitu a životnosť. Medzi hlavné materiály hlavných telies transformátorov (materiály magnetických obvodov, materiály obvodov, izolačné materiály, konštrukčné materiály atď.) sú jadrom materiálov magnetických obvodov plechy z kremíkovej ocele a jadrá z amorfnej zliatiny, ktoré sú rozhodujúce pre celkový výkon transformátorov. Či už ide o150 kva izolačný transformátorŠiroko používaný v priemyselnej výrobe alebo ako vylepšený izolačný transformátor na reguláciu a prenos napätia, výber vysokokvalitných{0}}materiálov jadra je základom pre zabezpečenie stabilnej prevádzky. Nižšie vám spoločnosť JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD prevedie-hĺbkové pochopenie týchto dvoch základných materiálov.
1. Plech zo silikónovej ocele (laminácie z kremíkovej ocele)
Plech z kremíkovej ocele je druh ferosilikónové zliatiny so špecifickými magnetickými vlastnosťami, ktorá je najbežnejšie používaným materiálom jadra v tradičných transformátoroch. Pre transformátory rôznych typov a špecifikácií, ako je 150 kva izolačný transformátor a stupňovitý izolačný transformátor, sú výkonnostné požiadavky na plechy z kremíkovej ocele v zásade konzistentné, vrátane nasledujúcich aspektov:
a) Nízka strata železa: Toto je najdôležitejší ukazovateľ kvality plechu z kremíkovej ocele. Všetky krajiny klasifikujú stupne podľa hodnoty straty železa; čím nižšia je strata železa, tým vyšší stupeň. b) Vysoká intenzita magnetickej indukcie (magnetická indukcia) pri silnom magnetickom poli: Tým sa znižuje objem a hmotnosť železného jadra motorov a transformátorov, šetria sa plechy z kremíkovej ocele, medené drôty, izolačné materiály atď. c) Hladký, rovný povrch a rovnomerná hrúbka: Môže zlepšiť faktor plnenia železného jadra. d) Dobrá dierovateľnosť: Jednoduché spracovanie a tvarovanie. e) Dobrá priľnavosť a zvárateľnosť povrchovej izolačnej fólie: Môže zabrániť korózii a zlepšiť dierovateľnosť. f) V zásade žiadne magnetické starnutie: Zabezpečte stabilné magnetické vlastnosti počas-dlhodobého používania.
1.1 Klasifikácia a definícia triedy plechov z kremíkovej ocele
Transformátory zvyčajne používajú za studena -valcované zrno{1}}orientované plechy z kremíkovej ocele, aby sa zabezpečila ich energetická účinnosť bez{2}}zaťaženia. Podľa výkonu a metód spracovania možno plechy z kremíkovej ocele orientované za studena -valcované so zrnitosťou{5}} rozdeliť na obyčajné plechy z kremíkovej ocele orientované -zrnitosťou valcované- za studena, plechy z kremíkovej ocele s vysokou magnetickou permeabilitou (alebo plechy z kremíkovej ocele s vysokou magnetickou indukciou) a plechy z kremíkovej ocele s{8}}rysovaným laserom. Plechy z kremíkovej ocele s minimálnou intenzitou magnetickej polarizácie B800A=1.78T ~ 1,85 T pri striedavom magnetickým poľom 50 Hz, 800 A (špičková hodnota) sa nazývajú obyčajné plechy z kremíkovej ocele, označované ako „CGO“, zatiaľ čo plechy s B800A=1.85T alebo väčšou magnetickou permeabilitou z kremíkovej ocele (silikónová magnetická permeabilita plechy), označované ako „Hi-B oceľ“. Hlavný rozdiel medzi oceľou Hi-B a konvenčnými plechmi z kremíkovej ocele je v tom, že oceľ Hi{20}}B má veľmi vysoký stupeň Gossovej textúry, čo znamená, že zarovnanie zŕn kremíkovej ocele v smere ľahkej magnetizácie je veľmi vysoké. Priemyselne sa proces sekundárnej rekryštalizácie používa na výrobu plechov z kremíkovej ocele s obsahom kremíka 3 %. Priemerná odchýlka orientácie zŕn ocele Hi-B od smeru valcovania je 3 stupne, zatiaľ čo u bežných plechov z kremíkovej ocele je 7 stupňov, vďaka čomu má oceľ Hi{27}}B vyššiu magnetickú permeabilitu. Zvyčajne môže jeho B800A dosiahnuť viac ako 1,88T. Zlepšenie stupňa Gossovej textúry a magnetickej permeability môže znížiť straty železa.
Ďalšou vlastnosťou ocele Hi-B je, že elastické napätie skleneného filmu a izolačného povlaku pripevneného k povrchu oceľového plechu je 3~5N/mm2, čo je lepšie ako 1~2 N/mm2 bežných orientovaných plechov z kremíkovej ocele. Vrstva s vysokým napätím na povrchu oceľového pásu môže znížiť šírku magnetickej domény a abnormálne straty vírivými prúdmi. Preto má oceľ Hi-B nižšiu hodnotu straty železa ako konvenčné orientované plechy z kremíkovej ocele.
Laserom -rysované silikónové oceľové plechy sú založené na Hi-B oceli. Prostredníctvom technológie ožarovania laserovým lúčom sa na povrchu vytvárajú drobné deformácie, ktoré ďalej zjemňujú magnetickú os a dosahujú nižšie straty železa. Plechy z kremíkovej ocele s laserom-nedajú byť žíhané, pretože zvýšenie teploty spôsobí, že efekt laserovej úpravy zmizne.
Fyzikálne vlastnosti rôznych druhov plechov z kremíkovej ocele sú v podstate ekvivalentné a hustota je v podstate 7,65 g/cm3. V prípade rovnakého typu plechov z kremíkovej ocele spočívajú hlavné rozdiely vo výkone a kvalite v obsahu kremíka a vplyve výrobného procesu. 150 kva izolačný transformátor a zosilňujúci izolačný transformátor vyrábaný spoločnosťou JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD vyberá vysokokvalitné-kvalitné za studena{6}}valcované zrnité- plechy z kremíkovej ocele podľa skutočných pracovných podmienok, čím zaisťuje vynikajúcu energetickú účinnosť a stabilný prevádzkový výkon.
2. Jadro z amorfnej zliatiny
Amorfný zliatinový materiál je nový typ zliatinového materiálu vyvinutý v 70. rokoch 20. storočia. Využíva medzinárodne pokročilú technológiu ultra-rýchleho chladenia na priame chladenie tekutého kovu do pevných tenkých pásikov s hrúbkou 0,02-0,03 mm pri rýchlosti chladenia 106 stupňov /S, ktoré stuhnú skôr, než stihne skryštalizovať. Podobne ako sklo má tento zliatinový materiál nepravidelné usporiadanie atómov a žiadnu kryštálovú štruktúru charakterizovanú kovmi. Medzi jeho základné prvky patrí železo (Fe), nikel (Ni), kobalt (Co), kremík (Si), bór (B), uhlík (C) atď. Vďaka svojim vynikajúcim magnetickým vlastnostiam a energeticky úsporným účinkom je široko používaný pri výrobe jadra transformátorov, najmä v silových transformátoroch z amorfnej zliatiny. V porovnaní s tradičnými jadrami z kremíkového oceľového plechu majú jadrá z amorfnej zliatiny zjavné výhody, vďaka ktorým je 150 kva izolačný transformátor azvýšiť izolačný transformátorktoré sú nimi vybavené, majú lepší výkon-úspory energie.
2.1 Výhody amorfných zliatinových materiálov
a) Izotropný mäkký magnetický materiál: Materiál amorfnej zliatiny nemá kryštálovú štruktúru a je izotropným mäkkým magnetickým materiálom; má malú magnetizačnú silu a dobrú teplotnú stabilitu. Keďže amorfná zliatina je ne-orientovaný materiál, možno použiť priame švy, vďaka čomu je proces výroby železného jadra relatívne jednoduchý. b) Nízka hysterézna strata: Neexistujú žiadne štrukturálne defekty, ktoré bránia pohybu magnetických domén, takže hysterézna strata je menšia ako u plechov z kremíkovej ocele. c) Ultra-tenký pás: Hrúbka pásu je iba 0,02-0,03 mm, čo je asi 1/10 hrúbky plechu z kremíkovej ocele. d) Vysoký merný odpor a nízke straty vírivými prúdmi: merný odpor je asi 3-krát väčší ako v prípade orientovaných plechov z kremíkovej ocele; strata vírivých prúdov amorfných zliatinových materiálov je značne znížená, takže jednotková strata je asi 20 %-30 % straty orientovaných plechov z kremíkovej ocele. e) Vynikajúci výkon bez zaťaženia: Teplota žíhania je nízka, asi 1/2 teploty orientovaných plechov z kremíkovej ocele; výkon bez zaťaženia jadier z amorfnej zliatiny je vynikajúci. Transformátory vyrobené s jadrami z amorfnej zliatiny majú v porovnaní s konvenčnými transformátormi zníženie straty pri nulovom zaťažení o 70 – 80 % a zníženie prúdu naprázdno o viac ako 50 % s vynikajúcimi účinkami na úsporu energie. Na účely šetrenia energie, znižovania emisií a znižovania strát v sieťovom vedení spoločnosti State Grid a China Southern Power Grid od roku 2012 výrazne zvýšili pomer obstarávania transformátorov z amorfnej zliatiny a v súčasnosti pomer obstarávania distribučných transformátorov z amorfnej zliatiny v podstate dosiahol viac ako 50 %.
2.2 Nevýhody a protiopatrenia transformátorov z amorfnej zliatiny
Transformátory z amorfnej zliatiny majú vynikajúce výhody v oblasti-úspory energie, ale aj niektoré nedostatky, ktoré je potrebné optimalizovať pri návrhu a výrobe:
1) Nízka saturačná magnetická hustota: saturačná magnetická hustota jadier z amorfnej zliatiny je zvyčajne okolo 1,56 T, čo je asi o 20 % menej ako 1,9 T konvenčných plechov z kremíkovej ocele. Preto je potrebné znížiť aj konštrukčnú magnetickú hustotu transformátora o 20 %. Konštrukčná magnetická hustota transformátorov ponorených do oleja z amorfnej zliatiny-je zvyčajne nižšia ako 1,35 T a hustota transformátorov suchého typu- z amorfnej zliatiny je zvyčajne nižšia ako 1,2 T.
2) Citlivé na napätie: Pásik jadra z amorfnej zliatiny je citlivý na napätie. Po strese sa výkon bez{2}}záťaže ľahko zhorší. Preto je potrebné venovať osobitnú pozornosť konštrukcii: železné jadro by malo byť zavesené na nosnom ráme a cievke a malo by niesť iba svoju vlastnú hmotnosť. Zároveň by sa mala venovať osobitná pozornosť procesu montáže: železné jadro by nemalo byť namáhané a mal by sa znížiť spôsob klepania.
3) Veľká magnetostrikcia: Magnetostrikcia je asi o 10% väčšia ako u konvenčných plechov z kremíkovej ocele, takže jej hluk sa ťažko kontroluje, čo je jeden z hlavných dôvodov obmedzujúcich širokú propagáciu transformátorov z amorfnej zliatiny. V súčasnosti China Southern Power Grid a State Grid predložili vyššie požiadavky na hluk transformátorov z amorfnej zliatiny v tendroch, rozdelili ich na citlivé oblasti a -necitlivé oblasti a predložili cielené požiadavky na hladinu zvuku, čo si vyžaduje ďalšie zníženie konštrukčnej magnetickej hustoty železného jadra.
4) Špeciálna štruktúra jadra: Pásy z amorfnej zliatiny sú tenké, majú hrúbku iba 0,03 mm, takže ich nemožno vyrobiť do laminovacej formy ako bežné plechy z kremíkovej ocele, ale iba do formy navinutého jadra. Konštrukciu železného jadra teda nemôžu spracovať konvenční výrobcovia transformátorov a zvyčajne je potrebné ju zakúpiť ako celok. V súlade s pravouhlým prierezom navinutého pásu jadra je cievka transformátora z amorfnej zliatiny zvyčajne vyrobená do obdĺžnikovej štruktúry.
5) Nedostatočná lokalizácia: V súčasnosti ide najmä o import pásov amorfnej zliatiny od Hitachi Metals a lokalizácia sa postupne realizuje. Domáce spoločnosti ako Advanced Technology & Materials Co., Ltd. a Qingdao Yunlu majú široké pásy z amorfnej zliatiny (213 mm, 170 mm a 142 mm), ale ich výkon má stále určitú medzeru v stabilite v porovnaní s dovážanými pásikmi.
6) Obmedzenie maximálnej dĺžky pásu: Predtým bola maximálna dĺžka pásu vonkajšieho obvodu pásov amorfnej zliatiny značne obmedzená v dôsledku veľkosti žíhacej pece. Tento problém je však v súčasnosti v podstate vyriešený a možno vyrobiť rámy s jadrom z amorfnej zliatiny s maximálnou dĺžkou vonkajšieho obvodu 10 m, ktoré možno použiť na výrobu suchých transformátorov z amorfnej zliatiny pod 3150 kVA a transformátorov ponorených do amorfného oleja -pod 10 000 kVA.
2.3 Porovnanie nákladov na transformátory z amorfnej zliatiny
Vďaka vynikajúcemu-účinku úspory energie transformátorov z amorfnej zliatiny spolu s podporou národných politík na úsporu energie a znižovanie emisií sa podiel transformátorov z amorfnej zliatiny na trhu zvyšuje. Vzhľadom na to, že cena pásov z amorfnej zliatiny (v súčasnosti 26,5 juanov/kg) je približne dvojnásobkom ceny bežných plechov z kremíkovej ocele (30Q120 alebo 30Q130) a medzera s meďou je relatívne malá, a vzhľadom na požiadavky na kvalitu a ponuku produktov elektrickej siete, transformátory z amorfnej zliatiny zvyčajne používajú medené vodiče. V porovnaní s konvenčnými plechmi z kremíkovej ocele sú hlavné rozdiely v nákladoch transformátorov z amorfnej zliatiny nasledovné:
1) Vďaka použitiu štruktúry vinutého jadra by mal typ jadra transformátora prijať troj-fázovú päť{2}}konštrukčnú štruktúru, ktorá môže znížiť hmotnosť jedného jadra rámu a znížiť náročnosť montáže. Troj-fáza päť-štruktúry končatín a troj{6}}fáza tri-štruktúry končatín majú svoje výhody a nevýhody z hľadiska ceny. V súčasnosti väčšina výrobcov používa troj-fázovú päť{10}}štruktúru končatín.
2) Keďže prierez stĺpika jadra je pravouhlý, aby sa zachovala konzistentná izolačná vzdialenosť, sú cievky vysokého a nízkeho napätia vyrobené zodpovedajúcim spôsobom do pravouhlých štruktúr.
3) Keďže konštrukčná magnetická hustota železného jadra je asi o 25 % nižšia ako u konvenčných transformátorov z kremíkovej ocele a faktor laminácie železného jadra je okolo 0,87, čo je oveľa menej ako 0,97 konvenčných kremíkových oceľových plechov, jeho konštrukčná prierezová plocha musí byť o viac ako 25 % väčšia ako pri konvenčných transformátoroch z kremíkovej ocele. Zodpovedajúcim spôsobom sa zväčší aj obvod vysokonapäťových a nízkonapäťových cievok. Zároveň je potrebné zvážiť zväčšenie dĺžky závitov drôtu vysokonapäťových a nízkonapäťových cievok. Aby sa zabezpečilo, že sa strata záťaže cievky nezmení, je potrebné zodpovedajúcim spôsobom zväčšiť prierez vodiča. Preto je spotreba medi transformátorov z amorfnej zliatiny asi o 20% vyššia ako spotreba konvenčných transformátorov.
O spoločnosti JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDje profesionálny výrobca zariadení na prenos a distribúciu energie. Spoločnosť vyrába hlavne olejové transformátory, suché-výkonové transformátory, olejové trojrozmerné vinuté výkonové transformátory, suché-trojrozmerné vinuté výkonové transformátory, ťažobné explózie-suché-transformátory odolné proti výbuchu v baníctve-výkonové transformátory odolné proti výbuchu na výkonových transformátoroch, amorfné zliatinové výkonové transformátory, amorfné zliatinové výkonové transformátory suché-transformátory, ako aj prefabrikované rozvodne, modulárne rozvodne, rozvodne veternej energie, vysokonapäťové a nízkonapäťové rozvádzače a iné prenosové a distribučné zariadenia. Či už ide o transformátory využívajúce jadrá z kremíkovej ocele alebo jadrá z amorfnej zliatiny, ako je 150 kva izolačný transformátor a zvyšovací izolačný transformátor, prísne kontrolujeme výber materiálov jadra a výrobný proces, aby sme zaistili, že produkty majú vynikajúci výkon, stabilnú prevádzku a úsporu energie a ochranu životného prostredia. Zaviazali sme sa poskytovať{12}}kvalitné riešenia prenosových a distribučných zariadení pre globálnych zákazníkov.