变压器论文

摘 要

变压器是电力系统必不可少的设备之一，其性能的改进几乎全部依靠所用的材料的更新，以及绝缘结构、线圈结构、铁芯结构的变革。变压器效率的提高，完全是由于使用较低铁芯损耗的磁性材料，这种新型节能材料就是非晶合金材料。

在我国推广应用非晶合金铁芯配电变压器对节能和环境保护有着重大意义。非晶材料生产过程节能70%，非晶变压器空载损耗减少70%，是双节能产品。据专家测算，相同规格的硅钢变压器与非晶变压器的市场价格之比已由数年前的1：2回落到目前的l：1.3以下。加之又符合国家倡导的“节约资源，保护环境，建设节约性社会”的产业，发展正逢其时[1]。

因此，研制新型节能的非晶合金铁芯变压器具有重要意义。本文结合多年来各国关于非晶合金铁芯变压器的研究结果，通过技术人员的不断努力，再加上近年来的一些实测经验，终于研制出一系列适合我厂实际情况的非晶合金变压器，。

关键词：变压器；非晶合金；铁芯；技术经济性

I

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Abstract

Transformer is one of necessary equipments for power system，the performance improvement is almost entirely on the materials used in the update，and the insulation，the coil structure，core structure change. Transformer efficiency is entirely due to a lower core loss of magnetic materials，this new energy-saving material is amorphous material.

It is great significance to Promote the use of amorphous alloy core distribution transformers for energy conservation and environmental protection，energy saving 70% of the production process for amorphous materials， amorphous transformer load loss reduced by 70%，so it is a two-energy-saving products. According to expert estimates，the same size transformer with amorphous silicon market price of the transformer has a few years ago，the ratio of 1:2 down to the current l:1.3 or less. In line with national advocates of the \"conservation of resources，environmental protection，construction of a conservation society \" industrial policy.

So，it is important to development new energy-saving transformer amorphous alloy core. This paper combines amorphous core transformer States on research results of years，Through the continuous efforts of technical staff，and some of the actual experience In recent years，We finally developed a series of amorphous alloy transformer for the actual situation.

Keywords：Transformer；Amorphous alloy；Core；Technical and economic

II

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目录

摘 要 .................................................................. I ABSTRACT ................................................................ II 1 绪论 ................................................................. 1 1.1 引言 ............................................................ 1 1.2 课题背景 ........................................................ 2 1.3 美国非晶合金变压器研制情况 ...................................... 2 1.4 日本非晶合金变压器研制情况 ...................................... 4 1.5 其他国家非晶变压器研制情况 ...................................... 5 1.6 我国非晶合金变压器研制情况 ...................................... 6 2 我厂非晶合金变压器研制情况 .......................................... 12 2.1 变压器原理 ..................................................... 12 2.2 变压器的主要参数 ................................................ 14 2.2.1 额定电压 .................................................... 14 2.2.2 额定容量 .................................................... 14 2.2.3 额定电流和频率 .............................................. 15 2.2.4 空载电流和空载损耗 .......................................... 15 2.2.5 阻抗电压和负载损耗 .......................................... 16 2.2.6 磁密选取 .................................................... 16 2.3 非晶合金材料 ................................................... 17 2.3.1 非晶合金材料概况 ............................................ 17 2.3.2 非晶合金的分类 .............................................. 19 2.3.3 非晶合金的物理性能和化学性能 ................................ 19 2.3.4 非晶态合金的结构特点 ........................................ 20 2.3.5 非晶合金的应用 .............................................. 22 2.4 非晶合金铁芯变压器的结构及特点 ................................. 22

III

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2.4.1 铁芯结构 ................................................... 22 2.4.2 绕组 ....................................................... 23 2.4.3 绝缘结构 ................................................... 24 2.4.4 生产非晶合金铁芯变压器的技术难点及相应工艺保证措施 ......... 24 2.4.5 非晶合金铁芯性能特点 ....................................... 25 2.4.6 变压器效率的计算 ........................................... 31 2.4.7 我厂产品展示 ............................................... 33 2.5 我厂非晶合金变压器实测情况 ..................................... 34 3 非晶合金变压器的实用效益分析 ........................................ 35 3.1 降损经济效益 ................................................... 37 3.1.1 实测经济性分析 .............................................. 37 3.1.2 推广性分析 ................................................. 38 3.2 投资回收分析 ................................................... 40 3.3 静态投资回收年限 ............................................... 40 3.4 动态投资回收年限 ............................................... 41 结论 .................................................................. 41 参考文献 .............................................................. 42

IV

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1 绪论

1.1 引言

变压器是电力系统必不可少的设备之一， 其性能的改进几乎全部依靠所用的材料的更新，以及绝缘结构、线圈结构、铁芯结构的变革。变压器效率的提高，是由于使用较低铁芯损耗的磁性材料。

初期制造变压器铁芯材料，曾经使用过软薄钢片和金属丝，但存在损耗大，时效差等问题。在本世纪初，英国啥德菲尔德(Haefield)研制成硅钢薄片，1903德国和美国相继研究成功热轧无取向电工钢片，在50Hz、1.5T下单位损耗3.5W/Kg，使变压器铁芯材料获得突破性进展，此后1934年美国高斯研制成冷轧取向电工硅钢片，并取得了专刊，单位损耗降到2.2 W/Kg。通过特定的冷轧和退火工艺，将结晶轴调整到轧制方向排列，这种冷轧硅钢片大大提高了材料的性能，饱和磁通密度提高了50%，磁导率提高5倍。1960年，日本开始进一步改善和发展高导磁冷轧晶粒取向硅钢片，使单位损耗下降至0.74 W/Kg。经过一个世纪的发展，导磁材料单位损耗不断降低，变压器空载损耗亦随之下降，图1.1表示了150KVA变压器从五十年代到九十年代铁芯损耗下降了一半还多。近年来，国内外各方面专家对非晶合金材料及非晶合金铁芯的变压器(以下简称非晶变压器)开展了广泛的研究和讨论，其目的是如何进一步降低变压器损耗，特别是配电变压器空载损耗的可能性及非晶变压器运行的可靠性[2]。

图1.1 150KVA变压器铁芯损耗变化历程

1

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1.2 课题背景

在我国推广应用非晶合金铁芯配电变压器对节能和环境保护有着重大意义。非晶材料生产过程节能70%，非晶变压器空载损耗减少70%，是双节能产品，据专家测算，相同规格的硅钢变压器与非晶变压器的市场价格之比已由数年前的1：2回落到目前的l：1.3以下。非晶变压器如果突破原材料供应制约瓶颈，加之又符合国家倡导的“节约资源，保护环境，建设节约性社会”的产业，发展正逢其时。

一位电器行业的专家曾做过这样的分析，我国年均生产配电变压器约2.4亿KVA，如30%改用非晶材料，年生产非晶变压器为7200万KVA，以每台变压器200KVA为例，年产非晶变压器将达36万台。这将降低变压器空载损耗13万KW，一年可节约用电11.4亿KWh。相当节约电煤43.3万吨，减少燃煤有害气体排放1.1万吨。

国家、科技部、中国机械工业联合会等单位目前已经非常关注非晶配电变压器在中国的推广使用情况，安泰科技股份有限公司在多年非晶配电变压器铁芯开发应用的基础上，近期将在非晶配电变压器原材料的生产能力上进行大规模投资，万吨级非晶配电变压器带材生产线投资2.6亿元，在2007年提供500吨非晶配电变压器用带材，在2008年提供10000吨非晶配电变压器用带材。2010年向市场提供40000万吨非晶配电变压器用带材。为国家电力行业配电变压器的应用提供强力支持。

因此我厂自行研制适合我厂实际情况的非晶合金变压器具有重要意义。

1.3 美国非晶合金变压器研制情况

自1980年联信公司首次推出15KVA非晶变压器以来，非晶配电变压器研制工作有了很大的发展，750KVA及以下的非晶配电变压器已进入了商品化的生产。最近，美国路易斯安那州什里夫波特市通用电气公司成功地制造了至今世界上最大的2500KVA三相非晶变压器，它的空载损耗从2400W(硅钢片)下降到845W。该公司还成功研制了1000KVA、1500KVA、2000KVA 非晶变压器。至1993年世界各国和地区非晶变压器生产数量和1995年生产能力列于表1.1。

2

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表1.1 世界各国和地区非晶变压器生产情况

1993年已经生产(台) 1995年生产能力(台)

美国 115000

日本 20000

欧洲 200

中国 中国 —

样机

175000

60000

1000

5000

虽然非晶合金材料(2605S2)在减少空载损耗方面有其特殊的优越性，各制造厂商在非晶变压器发展过程中，还从不同角度做了大量研究工作，以证明非晶变压器的运行稳定性。

据IEEE1986报导，美国西屋公司生产的单相柱上式25KVA非晶变压器，技术性能如下表1.2：

表1.2 美国西屋公司非晶变压器技术性能表

额定容量(KVA)

25

相数 一次额定电压(V)

二次额定电压(V)

120

空载损耗(W)

24

负载损耗阻抗电压

(W，85℃) (%，85℃)

249

3

1 7200

美国通用电气公司(GE)早在1974年就认识到非晶合金材料潜力，设在纽约Sehencrady的通用电气公司研究所对此进行了大量广泛的研究。在变压器的结构和关键工艺上取得突破性进展，并获得专利。非晶变压器研制在通用电气公司始于1978年，小容量的模型产品曾进行过试验，第一台非晶变压器于1982年4月13日正式投入运行，该变压器经7年运行，通过对空载损耗和空载电流的监测，测量值与出厂时试验值基本一致。CE公司从1986年开始已能提供单相、三相非晶变压器，它的空载特性与硅钢变压器的对比列表1.3，从表中可以看出，单相非晶变压器空载损耗下降60%—70%，空载电流下降50%—60% ，三相非晶变压器的空载损耗下降60%—65% ，空载电流下降55%—60%。

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表1.3 非晶变压器与硅钢片变压器的性能比较

非晶合金

型式

KVA

空载损耗(W)

10 15

单相

25 50 75 100 75 150 三相

300 500 750 1000

12 16 18 29 37 49 51 90 165 230 327 419

负载损耗(W) 102 141 330 455 715 944 925 1397 1847 3282 3368 5626

空载电流(%) 0.31 0.27 0.15 0.13 0.09 0.09 0.14 0.10 0.10 0.09 0.07 0.07

阻抗(%) 1.6 1.9 2.5 2.7 3.3 3.0 4.0 3.9 3.9 4.8 5.75 5.75

重量(Kg) 318 422 441 719 994 1131 2030 2870 4360 6090 6600

空载损耗(W) 29 41 57 87 122 162 142 227 425 610 713

负载损耗(W) 111 143 314 462 715 933 956 1429 2428 35 5206

硅钢片 空载电流(%) 0.6 0.7 0.36 0.23 0.38 0.21 0.31 0.24 0.14 0.18 0.15 0.17

阻抗(%) 1.8 1.9 2.5 3.2 3.0 2.6 4.1 3.5 5.1 4.6 5.75 5.75

重量(Kg) 300 321 406 709 821 961 2000 2900 3600 4900 6800 7000

8200 1033 6839

GE公司生产的1000台25KVA非晶变压器投入电网运行后，有12台返厂修理，其中3台是由于雷击高压套管闪络损坏，6台低压套管漏油，1台过载250%时导致绕组烧坏，还有2台是从电线杆上掉下来捧坏，20000多台其他各种容量非晶变压器返厂修理的只有3台，单相50KVA和100KVA各1台，都是由于雷击高压套管闪络损坏，1台三相500KVA是绕组损坏，上述损坏的变压器经修复，再次挂网运行。这20000多台非晶变压器自1982年运行至19年，没有1台是因铁芯故障而返修的。目前已有几十万台非晶变压器在美国挂网运行。

1.4 日本非晶合金变压器研制情况

在日本，由东京电力公司、TaKao电气有限公司和日立电气有限公司对非晶变压器长期可靠性做了深入仔细的研究。他们从1991年起对不同容量的200台非晶变压器进

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行了加速老化、现场运行、短路、冲击等试验，还进行了负载和振动对变压器空载特性的影响测试。

为了取得非晶变压器的运行经验，他们用10—50KVA的4个不同容量各50台单相柱上式变压器(CSP型——即全自保护型)进行现场运行试验。被试变压器在运行期间空载特性的测量都是在现场进行，并测试变压器的油温(用来计算空载特性随温度变化的修正值)，在变压器接地线处安装电磁传感器，测量雷电电流。同时还测量负载电流和本体振动，观察它们对空载特性的影响。200台变压器经6个月现场运行，其空载损耗变化不大，空载电流有所下降。

日本方面的研究结果表明，非晶合金卷铁芯配电变压器，经加速老化试验(包括终端试验在内各项试验)和200台非晶变压器现场运行考核，在30年寿命期内空载特性是稳定的。

1.5 其他国家非晶变压器研制情况

加拿大第一台非晶变压器于1984年由联邦先锋公司(Federal Pioneer)制造，在萨斯克电气公司(SasK Power)投入运行。多年运行证明，该变压器空载特性保持不变，有较高的可靠性。

安大略省北约克(North YorK)公司，1991年安装11台单相75KVA(CSP)非晶变压器。其中2台由ABB加拿大公司制造，9台由蒙罗尼(Moloney Electric)电气公司制造。安大路省北约克公司安装使用30台50KVA非晶变压器，其中10台由ABB加拿大公司制造，20台由蒙罗尼电气公司制造。

1992年蒙罗尼电气公司制造20台37.5KVA和10台50KVA非晶变压器供尼亚加拉电力公司使用，其特性如表1.4所示[3]。

表1.4 蒙罗尼电气公司非晶变压器性能表

容量(KVA) 非晶变压器 Pe(W)

Ph(W) 255 335

硅钢片变压器 Pe(W) 104 127

Ph(W) 275 339

37.5 50

34 41

西班牙Bilbao—ABB Trofedls SA公司最近制造的三相250—630KVA非晶变压器，其特性如表1.5所示。

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表1.5 西班牙SA公司非晶变压器性能表

容量(KVA) 非晶变压器 Pe(W)

Ph(W) 2300 3650 4930

硅钢片变压器 Pe(W) 650 930 1300

Ph(W) 3250 4600 6500

250 400 630

160 210 300

意大利国营电力能源公司(ENEL)，1992开始研制160KVA和250KVA非晶变压器各2台，已顺利地通过型式试验，其中2台于1992年7月投入运行。1992年以来，印度新德里非晶金属有限公司(USHA Amorphors Metals hd)生产25KVA、63KVA和100KVA三相非晶变压器共45台，空载损耗为硅钢片变压器的30%—40%。安装于Madhya Pradsh的国家电力研究院。

1.6 我国非晶合金变压器研制情况

我国非晶合金材料的研究主要集中在冶金部钢铁研究总院、上海钢铁研究所、北京冶金研究所、陕西钢铁研究所及东北大学等单位。1981年以前主要解决设备问题，1981年以后逐步建立了我国的铁基、铁镍及钴基非晶合金材料体系。非晶电力变压器是非晶合金材料的最大市场，非晶配电变压器的开发，不但具有重大节能效益和社会效益，也是非晶合金材料实现产业化的基础。经冶金部钢铁研究院、上海钢铁研究所、首钢冶金所三家共同努力，到1990年底，已能成批制取l00mm宽的铁基非晶带材，其性能达到技术要求。用非晶合金材料研制的配电变压器主要有：

1986年6月上海变压器厂研制成功国内首台非晶铁芯配电变压器，其铁芯用美国联信公司赠送的非晶合金材料(2605S2)，采用三柱、三框卷绕封闭形结构，技术参数如下表1.6：

表1.6 我国首台非晶变压器技术参数

型号 额定相数 容量(KVA)

频率

一次额定电压(V)

二次额定电压(V)

阻抗联结冷却使用调压电压组 (%) 4

Yyno

油浸户外 自冷

无励

磁调压

方式 场所 方式

S14—30 30/10

3 50 10000±5%

400

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该变压器例行试验和型式试验全部合格，达到了预期技术要求，与同类型SL7配电变压器相比，空载损耗下降了82% ，空载电流下降了94%，充分体现了非晶材料优越的性能。表1.7列出了30KVA非晶变压器与同类变压器对比数据。

表1.7 30KVA非晶变压器与同类变压器对比数据

项目 空载空载负载阻抗绕组绕组油顶冲击电铁芯重总损耗电流损耗损耗一次 两次 层温压峰值(Kg) (W)

(%) 2.8 0.15

(W) 800 744

(%) 4 4.14

65 48.9

65 44.9

升(K) (KV) 55 38.4

75 75

100 103

307 365

重

(Kg)

SL7 非晶

150 27

1987年l2月30日该产品安装在上海宝山县综合厂，投入电网试运行至1990年2月27日，运行情况良好。1990年3月，上海变压器厂对该变压器空载特性进行复试，复试结果表明，空载特性无明显变化。在现场运行期间，对该产品共进行了14次检查和性能测试，前4次主要测量变压器的各相电压、电流，后10次测量了变压器的空载损耗和空载电流，均无明显变化。

1986年9月宁波变压器厂在上海钢铁研究所支持下，首次使用国产非晶合金材料研制成功一台单相3KVA干式电源变压器，产品的技术参数如表8所示。为了便于比较，按同样技术参数设计了一台用Z10—0.35硅钢片作铁芯的变压器，其性能也列于表1.8中。

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表1.8 Z10—0.35硅钢片作铁芯变压器

额定容量(KVA)

额定电压(V)

相数

频率

材质 空载损耗(W)

空载电流(A)

负载损耗(W/Kg)

阻抗电压

铁芯 总重

重（kg） （kg）

3 230/36 1 50 设计值

25 — 219 8.11 8.5 21

铁基非晶

设计值 试验值

6 — 194 8.6 15.4 20.1

3.85 2.14 193.3 8.34 16.2 20.1

(3)上海冶金设备总厂于1988年研制成功三相油浸自冷非晶变压器，技术参数如下表1.9。

表1.9 上海三相油浸自冷非晶变压器技术参数

额定容量(KVA)

一次相数

额定电压(V)

二次额定电压(V)

空载损耗(W)

频率(HZ)

联结组

冷却方式

油

使用场所

空载损耗(W)

负载损耗(W)

阻抗电压(%)

100 3

10±5%

浸

0.1

24

50

Yyn0

自冷

户内

187

249

3

该变压器的铁芯采用传统叠片式三柱结构，芯柱截面为内接七级多边形，铁轭为T型结构。芯柱直径为Ф165mm，最大片宽160mm，芯柱截面积为178cm2，叠片系数0.8，

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非晶铁芯总重319.2Kg(芯片中有硅钢片11.2Kg，占总重量的3.4%)。高、低压绕组采用圆筒式结构、导线重量为98Kg。该厂在应力和退火处理工艺对非晶材料空载特性的影响方面，做了大量研究工作，当压应力由零增长到0.3MPa时，铁芯比损耗由0.2W/Kg增大到0.28W/Kg。非晶材料样品比损耗为0.18W/Kg，成品增大到0.54W/Kg。铁芯在380℃ ，磁场强度为2000A/m。氩气保护下退火处理，空载损耗为174W，空载电流1.58% ，比损耗为0.52W/Kg。装配后空载损耗上升到187W，增加了7.5% 。

19年8月和1990年7月，上海钢铁研究所分别与洛阳变压器厂和太仓变压器厂共同研制出三相30KVA和50KVA非晶配电变压器各一台，其基本技术参数和试验值列于表1.10。

表1.10 上海钢铁研究所非晶合金变压器技术参数

额定容额定相量(KVA) 30

电压数 (V) 10±3 5%/0.4

频率(Hz) 50

联结材质 空载空载负载铁芯总重工厂 组

损耗电流损耗重(W)

(A)

(W) 800

(Kg) —

—

洛阳变压

1.03

797

—

—

器厂

(Kg)

Yyn0 标准≤50 —

值 试验40.5 值 S7标150 准值

2.8

800 — —

50 10±3 5%/0.4

50 Yyn0 标准65

值 试验61 值 S7标190 准值 S标170 准值

0.4 1091 — — 太仓变压

0.5 1062 205 582 器厂

2.6 1150 115 375

2.2 870 139 455

洛阳变压器厂试制的30KVA非晶变压器，铁芯为三柱双窗卷绕式，直径Ф115mm，

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分为四级，叠片系数取0.72。该铁芯穿线用临时绕上几匝的办法来试验。空载损耗为36.8W(B=1.3T)，成品试验上升到40.5W，与同容量S7型(150W)相比较下降了73%。空载电流下降了63.2%。太仓变压器厂采用同样的铁芯结构，但芯柱截面近似圆形(微阶梯形)，铁芯重205Kg，空载损耗61W。分别比S7型和S9型下降了68%和% ，空载电流0.5% ，分别比S7型和S9型下降了80.7%和77%，达到设计要求。

长沙变压器厂于1990年12月共试制2台三相50KVA非晶变压器，其中一台是国产铁基非晶合金，另一台是美国联信公司提供的2605S2非晶材料。宽度为l00mm，铁芯采用叠片式，非晶材料的剪切粘合和退火均由上海钢铁研究所协助加工。铁芯截面为矩形，叠片系数取0.81，铁芯重177Kg，变压器设计时磁通密度取1.14T。这两台变压器铁芯叠装工艺与众不同。首先将经浸漆烘干的矩形绕组放在平台上，并调整好中芯位置，然后在绕组中放上夹板，非晶铁芯片就在夹板上进行叠装。为了增加铁芯的强度，在非晶合金片每隔16mm放一层0.35mm的冷轧硅钢片。在叠装过程中，铁芯经多次压装才达到厚度(163mm)要求。在177Kg铁芯中约有3.8—4Kg(2.15%—2.28%)硅钢片。试制结果表明，国产非晶材料的叠片系数达0.81，美国的可达0.。成品的最终试验结果列于表1.11。

表1.11 国产非晶材料成品性能

产品型号 空载损耗(W)

空载电流(%)

负载总损损耗耗(w) (w)

阻抗电压(%)

铜重

油重

总重

外形尺寸(mm)

(Kg) (Kg) (Kg)

140

540

880×690×1060

S14—50/10/0.4国产料 S14

—

98.2 1.98 1080 1178.2 4.37

86.3 1.87 1093 1179.3 4.49 140 540 880×690×1060

50/10/0.4(2605S2) S7

—

187 1.1 1150 1337 3% 65.2 106 430 960×720×1121

50/10/0.4(Z10—0.35)

根据开发非晶合金电力变压器的要求，1994年由沈阳变压器研究所统一设计，并组织天津、上海、北二变、佛山、辽阳和保定等六个变压器厂，试制了SH11—160、200、

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315、500KVA四种规格共6台样机，并于1995年8月30日通过国家鉴定。而后，上海变和佛山变又在6台样机基础上，在联信公司的支持下，分别又各增加试制两台。这10台变压器一次电压都是l0KV±5%，二次电压400/230V，联结组标号Dynll，其他的性能数据设计值和试验值列于表1.12中，为了便于比较，表1.12也列出了S9型产品的数值。

表1.12 上海变生产的非晶变压器性能数据设计值和试验值对比

型号 空载空载负载阻抗噪声损耗电流损耗电压dB(A) (W)

(%) 1.4 0.27

(W) 2200 2170

(%) 4 4.08

— —

温升(K) 备

高压低压变压器注 绕组 — —

绕组 — —

油 — 40.7

— 辽阳

S9—160

SH11—200

设计值 实测值

400 105

91 0.31 2435 3.75 51.8 49.92 47.72 34.1 变

S9—200

SH11—200

设计值 实测值

500 130

1.3 0.27

2600 2554

4 4.01

— —

— —

— —

— 41.5

北二

113.4 0.21 2667 3.85 45.6 50.5 50.7 37.4 变

S9—500

SH11—315

设计值 实测值

960 190

1 0.25

5100 3590

4 4

— —

— —

— —

— 43.4

— 天津

160 0.17 3840 4.18 49.88 56.47 54.43 47.8 变

S9—500

SH11—500

设计值 实测值

960 270

1 0.22

5100 5126

4 3.92

— —

— —

— —

— 4.8.4

— 上海

232 0.14 5142 3.82 51.9 57.36 45.91 45.9 变

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上述变压器，按照GB1094.1—5—85《电力变压器》、GB51.1—84《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》、GB311.1—6— 83《高压输变电设备的绝缘配合》、ZBK41005—《变压器声级》的有关规定和要求做了全部试验(短路试验除外)。上变厂的产品还通过了短路试验。

从表1.12可以看出，空载损耗与设计值基本相等，比S9型产品下降75% 以上(其中315KVA空载损耗下降幅度最大，为81%)，空载电流下降80%左右。短路损耗的实测值较设计值偏高，可能由于压紧结构件增加，在结构件上产生附加损耗造成的。在今后设计中应引起注意。

由于我国长期受苏联标准影响，配电网结构往往是三相四线制，因此变压器是三相芯式结构，而非晶变器铁芯采用四框五柱式。在三相对称电压作用下，三相铁芯柱内ФA、ФB、ФC是一三相对称磁对称磁通，则有

ФA+ФB+ФC=0 (1.1)

Ф2−Ф1=ФC

Ф3−Ф2=ФB (1.2)

Ф4−Ф3=ФC

将方程式组(1.2)相加后然后用(1.1)式代人可得Ф1=Ф4其物理意义很清楚， Ф1和Ф4它们不但大小相同而且方向也一致。Ф1、Ф2、Ф3、Ф4与ФA、ФB、ФC。则有： Ф2·

ФA2

√32

=

所以 Ф2=ФA⁄√3，=OA ，同理可得Ф1、Ф2、Ф4均为芯柱ФA、ФB、ФC磁通的

1⁄√3。在大型变压器设计时考虑到铁芯的非线性，上下铁轭的截面通常是铁柱截面的65%旁轭取44%，但是由于非晶铁芯结构因素，铁轭和旁轭面积相等，都是铁柱面积的一半。因此在设计时磁密选取不宜过高，否则将影响其空载特性。

2 我厂非晶合金变压器研制情况

2.1 变压器原理

在一次绕组上外施一个变流电压U1便有I0流入，因而在铁芯中激励一个交流磁通

m，磁通m同时也与二次绕组匝链。由于磁通m的交变作用在二次绕组中便感应出电势ez。根据电磁感应定律可知，绕组的感应电势正比于二次绕组的匝数。因此只要改

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变二次绕组的匝数，便能改变电势ez的数值，如果二次绕组接上用电设备，二次绕组便有电压输出，这就是变压器的工作原理，其原理图如图2.1。

图2.1 变压器工作原理图

在原线圈(一次绕组)上加交变电压，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量。这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈(二次绕组)，在原、副线圈中都要引起感应电动势。如果副线圈电路是闭和的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量。这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈。在原、副线圈中同样要引起感应电动势。在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象。互感现象是变压器工作的基础。由于互感现象，绕制原线圈和副线圈的导线虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈到达副线圈。

假设初级、次级绕组的匝数分别为N1、N2，当变压器的初级接到频率为f，电压为V1的正弦变流电源时，根据电磁感应原理，铁芯中的交变磁通φ将分别在一、二次绕组中感应出电势，一次绕组感应电势为：

e1=−N1

ddt (2.1)

式中的dt为磁通的变化率，负号表示磁通增大时，电势e1的实际方向与电势的正方向相反。如果不计漏阻抗，根据回路电势平衡规律可得：U1≈−E1 其数值：

U1E14.44fW1m (2.2)

由(2.2)，(2.3)式之比得

U1U2

E

W

在二次侧同理可以得出： U2E24.44fW2m (2.3)

2

2

=E1=W1=K

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(2.4)

式中K就是变压器的变比，或称匝数比，设计时选择适当的变比就可以实现把一次侧电压变到需要的二次电压[4]。

2.2 变压器的主要参数

2.2.1 额定电压

变压器的一个作用就是改变电压，因此额定电压是重要数据之一。额定电压是指在多相变压器的线路端子间或单相变压器的端子间指定施加的电压，或当空载时产生的电压，即在空载时当某一绕组施加额定电压时，则变压器所有其它绕组同时都产生电压。

变压器的额定电压应与此连接的输变线路电压相符合。我国输变电线路电压等级(KV)为0.38 、3、6、10、15(20)、35、63、110、220、330、500、750 。输变电线路电压等级就是线路终端的电压值。因此，连接线路终端变压器一侧的额定电压与上列数值相同。线路始端(电源端)电压考虑了线路的压降将此等级电压高，35KV以下电压等级的始端电压比电压等级要高5%。而35KV及以上的要高10%。因此，变压器的额定电压也相应提高，线路始端电压值(KV)0.4、3.15、6.3、10.5、15.75、38.5、69、121、242、363、550。由此可知高压额定电压等于始端电压的变压器为升压变压器，等于线路终端电压(电压等级)的变压器为降压变压器。

变压器产品系列是以高压的电压等级而分的，现在电力变压器的系列分为10KV及以下系列，35KV系列，63KV系列，110KV系列，220KV和550KV系列等。额定电压是指线电压，且均以有效值表示[5]。 2.2.2 额定容量

变压器的主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以KVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升的额定电流。

双绕组变压器的额定容量即为绕组的额定容量，(由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等)，多绕组变压器应对每个绕组的额定容量加以规定。其额定容量为量大的绕组额定容量；当变压器容量由冷却方式而变更时，则额定容量是指量大的容量。

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我国现在变压器的额定容量等级是按R8≈1.26的倍数增加的，如容量有100、125、160、200……KVA等，只有30 KVA和63000 KVA以外的容量等级与优先数系有所不同。1967年以前变压器的额定容量等级是按R88101.33 的倍数增加的R8系列。

SNI1NU1N103I2NU2N103(kVA)对于单相变压器 (2.5)

33S3UI103UI10(kVA) (2.6) 1N1N2N2N对于三相变压器 N变压器的容量大小与电压等级也是密切相关的。电压低，容量大时电流大，损耗增大；电压高，容量小时绝缘比例过大，变压器尺寸相对增大，因此，电压低的容量必小，电压高的容量必大[5]。 2.2.3 额定电流和频率

变压器的额定电流是由绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的系数(单相为1，三相为√3)，而并得的电流经绕组线端的电流。因此变压器的额定电流就是各绕组的额定电流，是指线电流，也以有效值表示(要注意组成三相的单相变压器)。

额定频率是指对变压器所设计的运行频率，我国标准规定频率为50HZ[5]。 2.2.4 空载电流和空载损耗

空载电流是指当向变压器的一个绕组(一般是一次侧绕组)施加额定频率的额定电压时，其它绕组开路，流经该绕组线路端子的电流，称为空载电流I0其较小的有功分量

Ioa用以补偿铁芯的损耗，其较大的无功量Ior用于励磁以平衡铁芯的磁压降。

空载电流

I0=√I0a2+I0r2 (2.7)

通常Io以额定电流的百分数表示：I0%=I0100=0.1~3% (2.8)

N

I

空载电流的有功分量I0a是损耗电流，所汲取的有功功率称空载损耗Po，即指当以额定频率的额定电压施加于一个绕组的端子上，其余各绕组开路时所汲取的有功功率。忽略空载运行状态下的施电线绕组的电阻损耗时又称铁损。因此，空载损耗主要决定于铁芯材质的单位损耗。

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2.2.5 阻抗电压和负载损耗

双绕组变压器当一个绕组短接(一般为二次侧)另一绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz，多绕组变压器则有任意一对绕组组合的Uz。通常阻抗电压以额定电压百分比表示

UZ%=UZ100% (2.9)

N

U

(且应折算到参考温度)一个绕组短接(一般为二次)。另一绕组流通额定电流时所汲取的有功功率称为负载损耗PR. 负载损耗＝最大一对绕组的电阻损耗＋附加损耗。

附加损耗包括绕组温度损耗，并绕导线的环流损耗，结构损耗和引线损耗，其中电阻损耗也称为铜耗，负载损耗也要折算到参考温度。 2.2.6 磁密选取

磁密设计对于非晶合金干式变压器的成本、性能、噪声等级都有决定性的作用，是非晶变压器设计中最为关键的参数。由于非晶合金材料的特殊性，其饱和磁密小于1.5 T，远低于冷轧硅钢片的饱和磁密(约为2.0 T)。且非晶合金饱和后损耗和发热十分严重，有被单方向磁化的可能。因此在电磁设计中，工作磁密必须合理选取。另外，变压器的噪声主要来源于铁芯材料的磁致伸缩引起的铁芯振动，非晶合金的磁致伸缩程度比硅钢片高10%左右。为了降低噪声，非晶合金铁芯必须取得与冷轧硅钢片铁芯相同或相近的磁致伸缩，因此，非晶合金干式变压器所选取的工作磁密就要求低于冷轧硅钢片。非晶合金铁芯的截面相应增大约50%，铁芯质量增加约40%，这在一定程度上使变压器噪声及成本增加。

经研究表明，磁密每升高0.05 T，其空载噪声约增加2 dB，如果制成变压器成品，噪声可增加5 dB左右。因此，选择适当的磁密是设计非晶合金干式变压器的关键，既要考虑磁密对噪声的影响，也要兼顾磁密对材料成本的制约，在符合噪声要求的前提下尽量减少铁芯用量。根据目前非晶合金干式变压器的制造经验和制造水平，铁芯工作磁密选取在1.3以下较为适合，但必须和企业自身的工艺水平结合起来综合考虑[6]。

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2.3 非晶合金材料

2.3.1 非晶合金材料概况

非晶合金材料(如图2.2)的基础元素是由铁(Fe)、镍(M)、钴(Co)、硅(Si)、硼(B)、碳(C)等组成。非晶合金钢带就是使熔化的合金材料经喷嘴喷射到快速转动的冷却底盘上，以106℃/s的速度急剧冷却，这样在冷却盘的表面形成尚未结晶但已固化的非晶合金材料[7]。

a 图2.2 图

b a为结晶原子排列图，图b为非结晶原子排列图

所谓的“非晶态”是相对于晶态而言的，是固体物质的一种结构状态。非晶态材料和晶态材料两者的结构没有绝对的界限，主要区别在于晶态结构具有短程序和长程序而非晶态结构仅有短程序而无长程序，属于热力学亚稳态。就广义理解，非晶态材料包括非晶态合金、非晶态半导体、非晶态超导体、非晶态电介质、非晶态离子导体、非晶态高聚合物以及传统的氧化物玻璃等，其原子的结合方式可以是金属键、共价键、范德瓦尔斯键、氢键和离子键结合。历史上首次报道成功地制备非晶合金是在1934年由Krame用蒸发沉积方法获得的非晶合金膜。此后不久，Brenner等人采用化学沉积法制备了Ni—P非晶薄膜，1959年Bemal首次用密集的自由堆积硬球模型来解释非晶结构；同年，Cohen等人根据自由体积模型做出预言“假如冷却到足够快的程度，即使最简单的液体也可以通过玻璃化转变”，这一点很快被证明是正确的。1960年美国加州理工学院发明

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了快速冷却制备非晶态合金的方法，制备出Au—Si非晶合金箔，从工艺上突破了制备非晶态合金的关键难题，以后被加以发展，做到连续生产，这种从合金熔体经急冷形成的非晶合金又称金属玻璃。1969年Pond和Maddin关于制备一定连续长度条带技术的发明是制备非晶合金的决定性的发展。这一技术为大规模生产非晶合金创造了条件，激发了人们对研究开发非晶合金的浓厚兴趣。同年，陈鹤寿等人用轧辊轧出厚几毫米，长可达几十米的薄带，为非晶合金的大规模生产奠定了基础。与此同时，Tumbull将成核理论运用于金属玻璃，提出了非晶形成的物理机理，1974年陈鹤寿以及Turnbu11等人通过石英管水淬法等抑制非均质形核的方法，在>103 K/s淬火速率下制备出直径达1—3mm的Pd—Cu—Si. Pd—Ni—P非晶圆柱棒。虽然仅限于Pd，Pt等贵金属。之后如何制备相对便宜的块状非晶合金材料成为材料科学家们的一个研究热点。

到80年代末期，日本东北大学的Inoue等创造性地发现了一系列具有极低临界冷速(约为1至几百K/s)的多组元成分块体非晶合金。这一成果使块状非晶合金的研究获得了突破性的进展。他们首先发现Mg—Ni—La， La—Al—TM (TM=Ni，Cu，Fe)系列非晶合金，其中La55AI25Ni20的△TX=69K (其中△Tx=Tx T:过冷液相区，T:晶化温度)，并用低压铸造的方法制备出非晶合金板。1990年，Zr—Al—TM被研制出来，其临界冷却速度在1—100K/s之间，最大厚度达34mm。随后，Inoue及Johnson等采用金属模浇铸方法系统评估合金熔体转变成非晶合金的临界冷却速率，分别又在Fe基、Zr基合金中发现有高的非晶形成能力的合金体系，主要有Fe—(A1，Ga)—(P，B，C，Si)， (Fe，Co，Ni)—Zr—B，Zr—AI—TM1121， Zr—Ti—Al—TM1101， Zr—Ti—TM113，141 ， Zr—Ti—TM—Be1等。1991 年Inoue等人研究了Zr65AI75Cu2.5，发现在整个成分范围内非晶合金具有良好的弯曲性能其中Zr65AI7.5Nil0Cu17，非晶合金的过冷液相区高达△Tx= 127K。在1993年，Inoue 通过石英管熔体水淬法制得直径为16mm，长为150mm 的Johnson等人用水淬法制得直径达14mm，重达20多公斤的Zr41.2Ti13.8Cu12.5NiBe22.5非晶合金，临界冷却速率在1 K/s左右，其非晶形成能力己接近传统氧化物玻璃。由于块体非晶合金具有优越的性能和广阔的应用前景，非晶合金的学术及应用上的重要性在国际上引起了广泛的关注。如在日本，块体非晶合金的研究是文部省1998年最大的研究项目；在美国，其陆军2000年批准了一项3000万美元的块体非晶合金研究计划；欧共体2000年也专门立项组织欧洲十个重点实验室联合攻关，致力于这种新材料的研究和开发应用。

我国的非晶态合金材料的研究也得到了蓬勃的发展。从1976年开始非晶态合金的

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研究工作，己初步形成了非晶合金科研开发和应用体系，达到国际先进水平，共取得100多项科研成果和20多项专利，为鼓励和支持新材料的研究与开发，国家己经设立了用于非晶态材料的研究与开发方面的国家自然科学基金重点项目、863项目、国防科技项目等。随着“国家非晶微晶合金工程技术研究中芯”的组建和“千吨级非晶带材生产线”的建立，非晶合金的产业化进程也将大大加快，将为我国电力电子工业的发展做出更大的贡献。

在块体非晶合金方面在国家基金委和中科院的建议和支持下，2000年5月中旬在北京召开了首届“块体非晶合金材料学术研讨会”。会上交流了我国近年来在块体非晶制备，结构及性能研究方面取得的有特色的成果，探讨了我国非晶合金研究领域中尚存在的问题。并于2002年9月在大连理工大学召开了第二届块体非晶态材料学术研讨会，与会专家认为非晶合金的形态突破了粉、线、带而进入块体材料，应用领域随之大大扩展，目前国内正出现研究非晶的热潮，国家自然科学基金委也将该类项目列为重点基金加以支持。第三届国际块体非晶态材料学术交流大会已于2003年10月在北京召开，总结交流了近年来在块体非晶合金研究方面的成果，探讨了块体非晶合金研究和应用存在的主要问题。 2.3.2 非晶合金的分类

非晶合金的结构与玻璃相似具有玻璃的性质，因此常被看成是更为广泛意义上的玻璃，故称金属玻璃(Glassy Alloy)。根据合金成分的不同，非晶合金主要可以分为，过渡金属—类金属(TM—M)合金；过渡金属—稀土金属(RE—TM)合金；过渡金属—过渡金属(RE—RE)合金；以及一些三元系列，如：过渡金属—过渡金属—类金属(TM—TM—M)合金；稀土金属—类金属—过渡金属(RE—M—TM)合金。但是自从20世纪70年代以来，研究较为集中在TM—M型和RE—TM型。TM—M型合金中由于含有较多价格便宜的类金属元素，并且性能优良，因此应用广泛，而RE—TM型的合金则是很好的磁泡记忆材料。

2.3.3 非晶合金的物理性能和化学性能

非晶合金由于没有晶态材料的结构缺陷，因此具有许多优异的物理和化学性能，表述如下：

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非晶合金材料可同时具有高强度、高硬度和高延展性的机械性能：如非晶Fe80B20的断裂强度σ =370Kg/mm2，是一般结构钢的七倍，厚度仅20—30μm的薄带，仍可保持相当高的强度，这是晶态合金远不能及的。它的弯曲形变可以达到50%以上，热膨胀系数可以达到接近于零。如此高的力学性能能使其被广泛的用做耐磨磁头。

非晶材料抗化学腐蚀能力比不锈钢强几倍甚至是107倍。例如含Cr的Fe基非晶合金材料Fe72Cr8P13C7在一定当量浓度的盐酸中浸渍168小时(30℃)，几乎没有重量变化，而在同样条件下的不锈钢却以10mm/年的速度被盐酸腐蚀掉。

非晶的电学性能：它的电阻率ρ较大，在室温下液态非晶合金ρ的变化范围可达50—350μ.Ω.cm，比晶态合金高10—100倍；电阻温度系数TCR很小，有时还呈现负值。如Ni—Si—B非晶合金的TCR在800K以下变化就很小。文献报道了(Fe0.4Ni0.2Cr0.4)Si28非晶薄膜电阻材料经过适当的热处理后可以获得极低的TCR。

非晶合金的磁学性能：非晶合金的铁磁性来源于邻近原子间电子的静电交换作用，该作用仅涉及邻近原子范围，因此短程有序的非晶态合金依然可以具有铁磁性，成为磁性材料。它在本质上是软磁性的，所以可以形成一系列优良的软磁性材料，这类软磁性材料通常具有高的饱和磁感应强度，而且极容易磁化，表明其具有均匀的结构和成分，不存在各向异性，同时此类合金在很宽的范围内可以具有高的磁导率。这些内在的结构使其广泛的应用在电机、磁记录材料、变压器铁芯等方面。

正是因为非晶合金的短程有序、长程无序的内在结构使得非晶合金在宏观上表现出各种优异的性能，从而成为其不断深入发展和广泛应用的直接推动力。 2.3.4 非晶态合金的结构特点 (1) 短程有序和长程无序

人们对淬态非晶合金许多性质的变化感到惊讶，非晶合金的许多特征参数在退火、变形、冷速变化时均有变化，在早期的研究中，把这种变化归因于“非晶度”的差别，既指某些或者至少金属玻璃的一部分并不真是非晶，而仅是微晶。现在研究表明，这些效应是由于非晶中某些原子有序的变化，而不是由于向晶态的相转变。换言之，非晶不是单一状态，其微观状态具有显著而连续变化的特点，这种微观状态用原子短程序的概念来描述。将多晶衍射图像与非晶衍射图像对比，可发现非晶中包括数目很多取向不规则的这种短程序。尽管非晶在整体上原子的排列是无序的。但在这些小的短程序中，每

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个原子周围的近邻原子的排列具有一定的规律可循，呈现一种短程有序排列。这种短程有序结构是由原子结合力决定的，因此原子的排列方式只能取某种特定的短程序结构。这就决定了非晶态中原子配位数与晶态的差别很小，原子间距相近。但在次近邻原子的关系上就可能有显著的差别。非晶态中原子短程序可分为化学短程序(CSRO)和几何短程序(GSRO)，化学短程序是描述合金元素的混合状态的，即围绕每个合金原子的化学成分不同于平均成分的度量。几何短程序是一种更为细节的短程序。它包括拓扑短程序(TSRO)和畸变短程序(DSRO)。对于温度接近熔点的液态金属，其内部有短程有序结构，但与非晶态的短程有序结构有本质的差别。液态金属中短程有序范围约为4个原子间距，而非晶态合金约为5—6个原子间距。前者可以作大于原子间距的扩散迁移，而后者主要在小于一个原子间距的范围内作热运动。 (2) 非晶结构模型

非晶的径向分布函数(RDF)有助于了解这类新材料的结构与液态结构的差异。因此对非晶模型的构造提供了参考。目前非晶的模型有以下几种：微晶模型、连续无规网络模型和硬球无规密堆模型。前两种在计算机模拟过程中与实验结果有一定差距，而后一种比较符合实际情况。硬球无规密堆模型在解释非晶结构方面是最符合实际情况的，该模型把非晶态结构看作是一些均匀连续、致密填充的、混乱无规则的原子硬球的集合。其主要假设如下：(a)把原子假设为不可压缩的球体；(b)无规密堆结构(rep)，即硬球尽可能致密堆积，结构中没有容纳另一硬球的空洞，同时硬球的排列是无规随机的，这与金属键的无方向性是一致的；(c)硬球之间的距离大于直径的5倍时，它们之间只有很弱的相关性。

(3) 非晶合金的晶化

由于非晶合金属于一种亚稳态，对温度极其敏感，很容易出现晶化现象，即使在低于平衡温度过冷的条件下，原子也会迅速排列而成为晶体。在退火时，非晶合金是通过一系列稳定程度逐渐增大的状态而转变的，而不是直接转变为完全稳定态。在结晶的初始阶段，非晶态的原子排列出现某种程度的有序化，接着在非晶态基体中出现了一些具有小结构的亚稳相，在这些弥散亚稳相上形成了复杂有序的亚稳相，最后这些不同亚稳相转变成为稳定相。

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2.3.5 非晶合金的应用

非晶合金主要的应用是在电力、电子以及电子信息等领域，在电力领域铁基非晶合金的最大应用是配电变压器铁芯。由于非晶合金的工频铁损仅为硅钢的1/5—1/3，利用非晶合金取代硅钢可使配电变压器的空载损耗降低60%—70%。因此，非晶配电变压器作为换代产品有很好的应用前景。在“九五”期间，我国自行建成了年生产能力1000吨的非晶带材生产线及相应的年产600吨非晶配电变压器铁芯生产线，这为在我国大力推广节能型非晶配电变压器奠定了良好基础。纳米晶铁基非晶合金的最大应用是电力互感器铁芯。电力互感器是专门测量输变电线路上电流和电能的特种变压器。近年来高精度等级(如0.2级、0.2S级、0.5S级)的互感器需求量迅速增加。传统的冷轧硅钢片铁芯往往达不到精度要求，虽然高磁导率玻莫合金可以满足精度要求，但价格高。而采用非晶铁芯不但可以达到精度要求、而且价格低。

非晶合金对于变压器而言它最大的有点事有良好的铁磁性。非晶合金铁芯材料对机械应力非常敏感，无论是张应力还是弯曲应力都会影响其磁性能，所以，铁芯的损耗会随着铁芯材料所受压力的增大而增加。这需要在器身结构设计中加以充分考虑。，其物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列，它与硅钢的晶体结构完全不同，这更有利于被磁化和去磁。加工成的非晶合金铁芯带材厚度仅0.025mm，这种新材料用于变压器铁芯磁化过程相当容易，从而大幅度降低变压器的空载损耗。不过其磁通饱和值较硅钢材料低(1.57—1.59T)，故非晶合金铁芯在设计磁通密度时一般在1.3—1.35T之间取值较理想[8]。

2.4 非晶合金铁芯变压器的结构及特点

2.4.1 铁芯结构

非晶合金带材的加工工艺复杂，目前带材规格只有142mm、170mm和213mm三种宽度且材质硬而脆，难以剪切，加工困难，因此非晶合金铁芯均采用长方形截面。从结构形式上看，将下铁轭部分设计成有交错搭接布置接缝的开口单卷卷铁芯结构，用于非晶合金变压器铁芯结构，其主要有三相五柱(如图2.3)和三相平面式卷铁芯(如图2.4)两种。其中采用三相五柱式较为普遍，通常10KV、500KVA及以下的

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图2.3 三相五柱铁芯 图2.4 三相平面式卷铁芯

小型配变采用四框五柱结构，容量较大时由于受到非晶合金带材宽度的，一般采用8个卷铁芯分前后两排叠放在一起，形成较大截面积的铁芯结构。采用这种叠放结构，可使非晶合金铁芯三相配电变压器单台容量达到2500KVA。在非晶变压器设计中，非晶带材铁芯的叠片系数取0.82—0.86，而空载损耗工艺系数一般取1.4左右较为合适。在铁芯叠加处，厚度系数国内大致有1.25和1.18两种。其值应与非晶合金铁芯生产厂家确定[10]。 2.4.2 绕组

非晶合金变压器的铁芯采用方形截面，因此非晶合金变压器的高低压绕组也相应的采用长方形(如图2.5)。在设计中应合理选择方形绕组的长宽比，以使导线平均匝长与非晶合金铁芯重量最优化，发达地区绕组导线一般选用漆包扁铜线或铜箔来加工。

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图2.5 非晶合金变压器绕组图

非晶合金变压器绕组的结构形式基本同于普通S9或S11型绕组的相同，即高压采用多层圆筒式，低压采用双层、四层圆筒式或箔式绕组结构。在国内，考虑到非晶合金铁芯变压器绕组高次谐波等原因，联结组别一般采用Dynll（角接）居多，即高压绕组为D联结，低压绕组为YN（星接）联结，从而对改善高低绕组电压波形，降低电力网垃圾都起到很好的作用。

非晶合金铁芯变压器的高低压绕组均为方形绕组，在绕制中及绕制成形后要发生胀包现象，因此从设计上应对高低压绕组的尺寸确定合理的偏差，必须确保相同装配间隙和有效绝缘尺寸。厂家一般的做法是用成形机压装绕组的长轴面以保证相间距离，而把胀出的尺寸赶到非相间方向上去，这样非相问方向上的负向尺寸就大。但究竟放大多少，各厂家是不同的，这就需根据自身情况经实践来确定。方形绕组绕完后有胀力存在，装配及装配完工后可能在绕组层间出现离层而影响装配质量，为避免这种线匝离层后串匝及位置变化，绕组的层间一律使用双面点胶纸，经加压、加热、压装后形成一个整体，保证相问尺寸不发生变形。 2.4.3 绝缘结构

非晶合金铁芯变压器的高低压绕组是矩形绕组，因为绕组在加工完成后加热整形过程中，点胶纸能够有效地保证整形尺寸不发生回弹，所以绕组层间绝缘较常用0.08双面点胶纸。绕组的一、二次之间的主油道绝缘及高压、低压层间油道绝缘一般采用绝缘纸板条(木条)粘在点胶纸上的形式，并按设计要求确定其大小尺寸。绕组端绝缘一般采用0.5或1.0纸板条制作，在绕组绕制过程中用胶带粘在绕组导线上，用以降低绕组的负向裕度。其它方面形式基本同于普通S9或S11型绕组结构的绝缘形式。 2.4.4 生产非晶合金铁芯变压器的技术难点及相应工艺保证措施

非晶合金铁芯材料对压力、撞击及弯折等有非常的敏感性。在受到压力、撞击及弯折后其空载损耗增加，同时很容易出现断裂和掉渣等现象，从而可能引发变压器绝缘故障。因此，要求在操作及搬运过程中做到轻拿轻放，避免出现撞击受压现象。特别是对铁轭的交错接缝处，进行挑直及在绕组套装后弯折恢复原状过程中必须精心操作。同时在整个操作过程中还要做到用干净布料或绝缘纸遮盖在绕组及绝缘的上端，以防止铁芯

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片产生的粉末掉入线匝内。再有为防止下轭交错缝处非晶合金片在以后的过程中可能掉落粉末，在装配夹件及夹件绝缘之前，须对交错接缝部位的两侧面涂刷绝缘漆进行封闭化处理[11]。

非晶合金变压器铁芯形式虽然可视为卷铁芯，但是，为了方便地套装绕组，已将其下轭部分设计成对缝多层交错叠装形式。为何非要将接缝部位布置在下铁轭部位，而不能布置在上铁轭部位，其理由主要是非晶合金铁芯在变压器装配坚固后仍能处于悬挂形式，避免非晶合金铁芯受到较大的坚固压力而出现损耗增大继续掉落金属粉末的缺陷。在这里存在一个关键的问题是前面已提到的非晶合金铁芯的下轭是可拆起的，也就是非晶片是活片，极易受到损伤，装配后不能承受压力。因此，把这部分布置到下面去，在变压器器身装配完毕后，整体器身还需要翻转180°，不能发生碰撞和扭曲现象。一般较小规格产品可以直接用吊车翻转，产品规格较大些时，使用吊车翻转就很不方便，必须使用专用翻转台翻转才能保证质量。 2.4.5 非晶合金铁芯性能特点

非晶台金材料及非晶配电变压器的研究和开发，以美国和日本最为活跃。非晶合金于1960年美国加利福尼亚工科大学P.Duwez等首先发现，1978年美国GE公司的LuborsKy发现其低损耗的特点(0.44W/Kg)，这才引起人们的关注。为此美国Allied投入大量资金，研究适用于变压器铁芯的非晶合金材料。Allied公司于1979年研制出2605SC(Fe81 B135 Si3.5C2)非晶合金材料，但是这种材料当磁密高于1.4T时铁损随温度升高而增加，磁密高于1.35T时激磁容量随温升高而大幅度增加。为了改善这一不良温度特性，MIied又研究成功不含碳的2605S2(Fe78B13Si9)非晶合金材料，它对温度敏感性要比2605SC要小，温度特性得到了改善，但饱和磁通密度有所下降，正常工作磁密略低一些，他们的空载特性与温度关系。如图2.6、2.7、2.8。

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图2.7非晶合金2605S2 (a)损耗特性(b)励磁窖量特性

a b a b 图2.8 饱和磁通密度与温度关系(a)退火后 (b)未加工

为了扩大非晶合金的应用范围，使较大容量的变压器也可使用非晶合金带(采用叠片结构的铁芯)。用2605S2非晶材料6—10张经高温高压下凝结，经退火处理而成。该材料我们称电力铁芯片(Powereore)其厚度为0.12—0.25mm，它们的性能与高导磁电工钢片性能对比见表2.1。

表2.1 2605S2性能与高导磁电工钢片性能对比

特性项目 非晶合金非晶合金高导磁电工电力铁芯片2605SC

2605SZ 0.21

钢片Z6H 0.9

2605S2 0.25

磁100℃，1.4T/60HZ时单0.27 特位损耗(W/Kg)

性 100℃，1.4T/60HZ时励0.72

滋特性(W/Kg) 25℃饱和磁通密度 (t)

100℃饱和磁通密度(T) 矫顽力(Oe)

1.51 0.06 1.61

0.37 0.94 —

1.55 2.08 1.58

1.49 0.04

2.03 0.09

1.47 0.04

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剩磁(T)

磁滞伸缩(×10−2mm) 比电阻(μΩ) 物厚度(μm) 理比重 机叠片系数(%) 械居里点(℃) 性结晶温度(℃) 能 抗张力(Kg/mm2)

硬度(Hr) 退温度(℃) 火时间(h) 条磁场条件 件 气体

1.12 30(较大) 125 30 7.32 ＞75 375 475 70 1050 365 2 10 N2

1.17 27(较大) 130 30 7.18 ＞75 414 550 150 900 400 2 10 N2

1.5 4(较小) 4.5 300 7.65 97 746 — 32 210 780—820 2 — N2

1.2 — — 130 7.18 90 415 535 — — — 不需退火

非晶2605S2由于热稳定性的改善，厚度约为25μm，宽度目前最大可达250mm，美国和日本等国就采用此材料制造变压器。从图2.6可以清楚地看出非晶材料的铁损和励磁伏安都大大低于硅钢片，这都是由于非晶合金固有特性所决定的，非晶合金材料特点有：

(1)非晶合金材料不存在晶体结构，是各向同性的软磁材料，磁化功率小。 (2)不存在阻碍磁畴壁移动的结构缺陷，铁磁材料在交变磁场周期性变化时，在每个周期内产生磁带损耗与B—H回线所包围面积成正比，从图2.9中可以看出非晶合金材料的面积小得多，因此其磁带损耗要硅钢片小。

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图2.9 硅钢片和FE78B13519非晶合金两种材料的B—H回线

(3)非晶合金带的厚度极薄只有20 —30μm ，填充系数相应变小只有0.75—0.8。 (4)电阻率很高，是硅钢板的3—6倍，非晶合金材料的涡流损耗公式：

4Pe=(K𝜑lδBmax)2V

3ρ式中Pe——涡流损耗(W)；

K𝜑——电压曲线的波形因数(约为1.12—1.2)； Ρ——钢的电阻率(Ω·m)； Bmax——最大磁通密度(T)；

V——硅钢片体积(cm3)，V=elδ； e——硅钢片的宽度(cm)； l——带的长度(cm)； δ——硅钢片的厚度(cm)；

显而易见涡流损耗大大降低，由于磁滞损耗和材料铁耗约为硅钢片的20%—30%左右。

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(5)为了消除非晶合金在成材过程中急速冷却和卷绕铁芯时产生的应力，必须进行退火，非晶合金的退火温度较低，但是退火工艺要求较高，退火的温度通常控制在380— 410℃，2605s2温度为400%左右，如退火上升20℃铁损增加一倍，上升10℃时铁损增加10—15%，见图2.10。退火时还必须施加一定磁场强度。磁场的大小应保证铁芯材料在退火过程中与退火温度下磁饱和相接近，因为非晶合金材料在不同温度下的饱和磁通密度是不相同的。

图2.10 热处理保温温度与磁性关系

缓慢升温和降温退火效果较好。通过退火卷铁芯结构非晶合金材料空载损耗可下降2/3。Allied公司研究结果表明，卷绕铁芯的张力也会对非晶材料磁性能产生影响见图2.11。 因此必须在工艺技术上建立卷绕张力自动调整方法，使磁特性处于最佳状态Allied公司推荐最佳退火工艺如表2.2。

表2.2 ALLIED公司推荐最佳退火工艺

退火温度 400℃

保持时间 2h

升温、冷却速度

5℃/min

环境气体 Ar.真空

施加磁场 800A/m

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日本东芝公司认为退火温度在380—425℃。磁强度200A/m下退火30分钟可获最佳的效果。按该工艺退火后铁损和磁密关系如图2.12。

图2.11 磁场强度和铁损的关系 图2.12 铁芯直径和铁损的关系

(6)从熔体到非晶合金一次成材生产装备简单，效率高，与硅钢片的生产流程相比可简化许多工序，能耗降低75—80%。

(7)硬度高，非晶合金的硬度是硅钢片的5倍，其VieKers hnrdness可达1000左右，因此加工剪切很困难。西德BS公司M201型薄带圆盘切机，刃具为Crl8钢，走带速度100m/min。刀间隙调整为0—4μm，剪切效果极佳。

(8)非晶合金材料对应力特别敏感，无论是张应力还是弯曲应力都会影响磁特性，所受应力影响经退火后均能基本消除，如图2.11所示，因此退火后的铁芯无论在保管期还是在变压器的装配过程中，均应避免应力的再作用。

(9)非晶合金材料的磁畴伸缩比硅片要大得多，是硅钢片的7—8倍。直接影响非晶变压器噪音，非晶材料(铁芯)在一定磁场强度下，经过退火处理，使磁畴沿外磁场方向形成条带状磁畴，保温冷却后，这种磁畴被保留下来，磁畴只沿带宽方向变化，而不发生磁畴转动。如果磁场退火效果达100% ，再次磁化时将不显示磁致伸缩，实际上退火效果不可能达到100%，还存在一定的磁致伸缩，非晶变压器的噪声通常都低于硅钢片变压器。如其单相25KVA变压器的噪声非晶铁芯只有38dBA，硅钢片铁芯高达48dBA见表2.3。

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表2.3 非晶与硅钢片性能技术参数对比

非晶

硅钢片(M—4)

磁感应 1.4 1.6

空载损耗 28 86

空载电流 0.3 0.9

噪声 38 48

铁芯重 88 90

2.4.6 变压器效率的计算

非晶合金变压器的开发是符合国家能源的是配电变压器发展方向。我厂根据国内外有关资料制订非晶变压器技术条件，其性能数参数如表2.4。非晶变压器作为配电变压器，它更适用于负载率较低的场合，农用配变长期处于低负载有的甚至空载条件运行，空载损耗低的非晶合金变压器优越性就充分体现出来了。众所周知，变压的效率可用下式表示

η=(P

P2

2+PF+PC

)100 (2.1)

P2——二次输出有用功功率P2=β·PH·cosφ2，其中β为负载率，PH变压器额定容量KVA

cosφ2是二次负载功率因数 PF——变压器的空载损耗W=P0

PC——负载损耗W，W=β2·PK η=(β·P=(1−β·P

β·Pdcosφ2

Hcosφ+P0+β2·PK

)100% P0+β2·PK

2

Hcosφ+P0+β·PK

)100% (2.2)

在二次侧功率因数一定时效率的最高与负载率的关系为

dη

=0 dβ得 β2·PK=P0，β=√P0 (2.3)

K

P

即当在一定负载率的情况下，负载损耗等于空载损耗时，效率最高。将式(3)代人式(2)，可得变压器最高效率为

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ηmax=(1— =(1— 1

PHcosφ1+1

2√P0PK2P0P√P0PHcosφ2+2P0 K

)×100%

)×100 (2.4)

当cosφ=1，2PH√P0PK

≫1式(2.4)简化为

2√P0PKPH

ηmax=(1—

)×100% (2.5)

按式(2.3)、(2.5)和非晶变压器两个系列进行计算，S9系列变压器负载率在40—50%，其效率在98—99%之间，非晶变压器的负载率在21—23%其效率在99.5以上[12]。

表2.4 我厂非晶合金变压器技术参数

额定容量(KVA)

电压组合

高压(KV)

高压分接(%)

低压(KV)

联结组标号

空载损耗(W)

负载损耗(W)

空载损耗(%)

阻抗电压(%)

30 50 60 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600

6 6.3 6.6 10 10.5 11

± 0.4 Yyn11 Dyn11

32 46 55 66 78 92 110 130 160 190 220 270 320 380 450 530 630

600 870 1040 1250 1500 1800 2200 2600 3050 3650 4300 5100 6200 7500 10300 12000 14500

0.9 0.8 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.5 0.45 0.4 0.4 0.4 0.3

4

4.5

0.2

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2.4.7 我厂产品展示

A B C D E

F 33

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(A)外购的非晶合金铁芯，宽度160mm、厚度25—30μm、重量177Kg左右。 (B)打开闭合铁芯的一端分成若干股，例如共200片即分成20股每股10片，打开前应先用润滑油浸泡尽量减少残渣的产生。

(C)铁芯打开后插入缠好的线圈中，用吸尘器吸去残渣，以保证良好的绝缘性。 (D)铁芯封胶，防止应应力产生铁芯片的开裂而影响闭合回路，外部用胶带固定。 (E)成品，现在就已经能起到变压的作用了。

(F)增加外壳和散热片，更安全。(以上均用S7—250/10为例)

2.5 我厂非晶合金变压器实测情况

在某地做了非晶合金变压器与硅钢片变压器的实测对比。为了确保数据精度，实现非晶合金铁芯配电变压器与硅钢片铁芯配电变压器降损效果的准确对比，首先在原运行的硅钢片铁芯配电变压器高压侧增加计量装置，使变压器高、低压侧均具备计量条件，并对新增电流电压组合互感器、表计及原低压侧表计进行校验；其次，以15天为实测周期抄见电量；更换同容量非晶合金变压器后以同样周期抄见电量，要求抄表周期误差不能超过10min，计算更换前后变压器本体损耗。

由于该地区山区多、平原少，配电变压器存在负载率普遍偏低的现象，因此选取该地城郊结合部的某农村地区进行实测，两台非晶变压器分别为：S7—250/10(下文称l台区)，主要负荷为居民照明，负载率约为17.4%；S9—M—160/10(下文称2台区)，主要负荷为居民照明，负载率约为15.8%。实测后对比硅钢片变压器的损失电量，非晶合金变压器1台区降损72.3%；2台区降损69.3%如表2.5所示。

表2.5 我厂非晶合金变压器实测情况对比

类型 项目

硅钢片变压器/KWh 高压侧电压

低压侧电压

变压器本体损耗

非晶合金变压器/KWh 高压侧电压

低压侧电压

变压器本体损耗

159 9662

15887 9597

77 65

前后比较 降损差值/KWh

百分比/%

1台区 2台区

154 9682

15366 9470

278 212

201 147

72.3 69.3

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3 非晶合金变压器的实用效益分析

由于配电变压器广泛使用，因此配电变压器造成的能耗在整个电力系统中占相当大的比例。据统计，1990年我国配电变压器的能耗为110亿KWh，相当于总用电量的1.8%。如果减少这些能耗，可相应地减少排放1200万吨CO2，2万吨SO2和9万吨氮氧化物，从而大大地减轻对大气的朽染。

美国目前有配电变压器3500—4000台，如果用非晶变压器替换全部硅钢片变压器，每年可节电约400亿KWh(相当于纽约市一年的用电量)，节省电费支出30亿美元。节电400亿KWh(相当于少建5座200万KW以上大型发电厂)，可减少进口3000油，减少排放3500万吨CO2，26万吨SO2和11万吨氮氧化物。如果世界各国和地区都推广使用非晶变压器，其节能和减少大气排放废气的环境效果列表3.1。

表3.1 节能和减少大气排放废气的环境效果

能源节约量(KWh)

原油(百万桶)

发电能力(百万V)

二氧化碳(万t)

二氧化硫(万t)

氮氧化合物(万t)

1990年

电能消耗(亿KWh)

1990

年配电变压器空载损耗

年增长率(%)

预计非晶变压器节约能源

2010年

变压器空载损耗(亿KWh)

美国 欧洲 日本 中国 印度 总计

400 70 4600 3500 26 11 30330 500 2.4 810 650

250 45 2900 2000 16 7 280 500 1.8 430 360

110 20 1300 1000 7.5 3 8570 140 3 260 210

90 15 1000 1200 21 9 6150 110 7.6 490 390

20 4 250 300 5.2 2.2 1860 30 6.9 110 80

870 154 10050 8000 75.5 32.2 75590 1080 2100 1690

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S9根据目前各国电力工业增长的速度和现有变压器空载损耗，将配电变压器损耗和非晶变压器节能效果推算至2010年。由于各种原因，非晶变压器的价格在我国是S9的1.6—1.8，经改进设计后是S9的1.4—1.5倍，但是在美国仅高出15%—30% ，这个价格用户还是能够接受的，因为在30年寿命期内其节能效果得到了补偿。非晶变压器的推广使用不仅仅是为了节能，而且包括降低对环境的污染和其他社会效益。

购置变压器应进行综合评价。目前国际上较为广泛使用的变压器总体使用成本(Totalowning cost)分析方法是：

T = Q + AP0 + BPK (3.1) 式中 T—配电变压器总体使用成本现值

Q—变压器的价格

A—空载损耗每瓦的现值(元/W) P0—变压器的空载损耗(W)

B—负载损耗每瓦的现值(元/W) PK—变压器负载损耗(W)

AP0—变压器空载损耗成本现值(元) BPK—变压器负载损耗成本现值(元)

变压器投运后，变压器的空载损耗每时每刻都在发生。如果空载损耗每KWh的电费为E1，那么变压器一年需支付的电费为：P0E1×24×365/1000=8.76E1P0。该费用在变压器有效寿命期内需连续支出。寿命期内的累计空载损耗电费的总值应换算成一次支付的现值，将现在支付的总电费存在银行里，然后每年从银行提取每年所需的电费，寿命期结束银行存款正好用完。因此，这两者之问有相同的货币价值，在此我们引入一个现值系数(PVF)。现值系数与银行的利率和变压器的有效寿命期限有关，现值系数等于 PVF = 式中

I—— 银行年利率(%) n——变压器有效寿命期(年) 因此，变压器空载损耗每KWh的现值 A = 8.76E1

(1+i)n−1i(1+i)n(1+i)n−1i(1+i)m (3.2)

(3.3)

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变压器负载损耗的大小随负载大小变化而变化，我们把负载电流与额定电流之比称为负载率，在计算负载损耗电费时，必须考虑变压器的负载率这一因素。某变压器的负载率白天、晚上甚至每时每刻都不一样，不同的地点，不同用途的变压器负载率更是千差万别。为了便于分析，取年平均负载率K。假定变压器负载损耗每KWh的电费为E2，那么变压器负载损耗每KWh的现值B就等于 所以，变压器总体使用成本

T = Q+8.76(E1P0+式中

E——空载损耗每KWh的电费(元/KWh) E2——负载损耗每KWh的电费(元/KWh) K——年平均负载率(%)

上述的方法在北美被广泛采用。由于各业主要求不一，评估角度和偏重也不一样，采用的公式也就不同，但对变压器所花投资(包括变压器的价格、运行费等)都要进行综合评价。根据各国能源消耗和资源情况，各国的电费价格相差甚远，空载损耗和负载损耗每KWh的电费也不一样。在美国空载损耗和负载损耗每KWh的价格比在3—5倍左右，塞浦路斯达5倍，日本在5—7倍之间，约旦高达11倍之多，加拿大最低，在2—3倍之间。

n

2(1+i)−1

E2PKK)i(1+i)n (1+i)−1

B = 8.76E2K2i(1+i)n n

(3.4)

(3.5)

3.1 降损经济效益

3.1.1 实测经济性分析

根据表3.1结果进行简单的效益换算：

B实际=CLP (3.6) 式中 B实际实际——变压器损耗电费(元) C——电费均价(元/MW·h)

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L——硅钢片变压器年损失电量(KWh) P——降损比率

以2007年得数据为例，取均价600元/MWh，年损耗电费如表3.2所示

表3.2 对比非晶变压器的年损耗电费

变压器类型 1台区 2台区

3.1.2 推广性分析

硅钢片变压器

4058 3095

非晶合金变压器

1124 950

节约费用 2934 2145

运行费用是衡量变压器节能效果的主要指标，其计算公式为：

B=CT(P0+PK·K2) (3.7) 式中 B——变压器损耗电费(元) T——全年运行小时数(取8760h) P0——空载损耗(KW) PK——负载损耗(KW) K——变压器负载率

该地区现有S7型变压器308台，容量为39.63MVA；S9型变压器965台，容量为.145.8MVA。由于变压器负载率不尽相同，因此去除负载损耗影响，只计算空载损耗费用，根据公式计算，表3.3和表3.4分别是部分非晶合金变压器与S7、S9系列变压器在不同额定容量时的空载损耗及节约情况对比[13]。

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表3.3 非晶合金变压船与S7型变压器空载降损效益对比

额定容量/KVA

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 平均

空载损耗费用/元(每年) S7 1720 2107 2619 3075 34 4327 5238 6150 7402 8769 10249 12527 150 17651 —

非晶合金 427 484 569 683 797 968 1139 1367 1822 21 2562 3018 3587 4271 —

节约费用/元

1293 1623 2050 2391 2847 2259 4100 4783 5580 6605 7687 9509 11502 13381 —

百分比% 75.17 77.03 78.26 77.78 78.13 77.63 78.26 77.78 75.38 75.32 75.00 75.91 76.23 76.87 76.87

根据2007年该地区配网理论计算结果显示，S7系列变压器年空载损耗电量约为113万KWh，S9系列变压器年空载损耗电量约为351万KWh，合计总损4万KWh，费用301.6万元。如全部更换为非晶合金变压器，按照表3.3和表3.4平均节约费用百分比折算，则年节约电量347万KW·h，节约费用226万。

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表3.4 非晶合金变压船与S9型变压器空载降损效益对比

额定容量/KVA

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 平均

空载损耗费用/元(每年) S9 1651 1936 2278 2733 31 3815 4555 5466 6833 7972 9680 11103 13666 14804 —

非晶合金 427 484 569 683 797 968 1139 1367 1822 21 2562 3018 3587 4271 —

节约费用/元

1224 1452 1708 2050 2391 2847 3416 4100 5011 5808 7118 8085 10078 10534 —

百分比% 74.14 75.00 75.00 75.00 75.00 74.63 75.00 75.00 73.33 72.86 73.53 72.75 73.75 71.15 74.21

3.2 投资回收分析

非晶合金变压器之所以没能快速推广，主要在于一次性投资过高，让人望而却步，事实上多投资的部分完全可以在不算太长的时间里用节省的电费来补偿。以上述实测2台区S9—M—160/10为例，售价约为25 697元(2007年7月份参考价)，非晶合金变压器的售价为35 490(2007年7月份参考价)。

3.3 静态投资回收年限

m=A−E (3.8)

D

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式中 m——投资回收年限(年)

D——项目投资差值 A——收益率(元)

E——维修费用(元)(由于是多投资部分，维护费用取0) 计算得到多投资部分静态回收年限为4.6年。

3.4 动态投资回收年限

m=式中i——年利率，取6%

ln

A−EA−E−D·iln (1+i)

(3.9)

计算得到多投资部分动态回收年限为5.5年。

结论

(1) 非晶合金变压器由于其独特的铁芯材质，在节能效果上有明显优势。通过在该地区的实测，非晶合金变压器较硅钢片变压器整体降低损耗70%左右。

(2) 非晶合金变压器技术成熟，产品可靠性有保障，该地区现运行情况良好，并且通过对非晶合金变压器经济性分析，降损效益空间较大，因此可以推广使用。

(3) 非晶合金变压器比S9系列变压器价格高约30%—40%，通过投资同收分析，多投资部分可在4—6年回收，如果按变压器使用寿命30年考虑，经济效益将非常可观。

(4) 目前S7系列变压器已基本退出市场，S9系列变压器市场已处于萎缩趋势，同时非晶合金变压器又具有明显的降损优势。因此，建议在对老旧变压器改造及新装变压器时，如果条件允许尽量使用非晶合金变压器，这样有利于供电企业降损增效，同时对整个社会的节能降耗具有重要意义。

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参考文献

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[14] A.T. Johns S.K. Salman. Digital Protection for Power Systems.New York: research Study

Press.1988．

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致谢

感谢养育我的父亲、母亲以及姐姐、姐夫在我的学业上多年来对我的支持帮助和理解，是你们使我能够全身心的投入到学习中。

本论文是在导师商艳博士及沈阳昊诚电气股份有限公司全体员工的悉心指导下完成的。导师虽然刚刚来到我们学校有些生疏，但他以渊博的知识、严谨的教学态度严以律己的高尚品格和忘我的工作热情弥补了一切的不足！我是在公司自己做毕业论文，而每个星期二的中午我都是带着满脑子的问题去找我的导师，然后带着一脸的豁然开朗离开，在这段日子里我深深的体会到了做学问的乐趣，所以我也非常珍惜这次机会，对每一个问题细心的寻找最完美的答案，尽自己最大的努力做好论文。

感谢沈阳昊诚电气股份有限公司的丁艳、邵红照、从等各位同事对我的关照和帮助，我的成长有你们的一份功劳。

感谢赵凌飞老师、肖璇老师、曾博、樊智华、穆宏博、高玉昇、沈鹏、吴娜以及07050202班的全体同学的帮助和支持。

感谢参加论文评审和论文答辩的各位专家、教授，你们的建议和指导将给我的学业画上一个的句号。也许你们最后的指导会成为我成长路上永远的指路明灯！！！

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