非晶合金變壓器

非晶合金鐵芯配電變壓器的最大優(yōu)點(diǎn)是，空載損耗值特低。最終能否確?？蛰d損耗值，是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中所要考慮的核心問(wèn)題。當(dāng)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布置時(shí)，除要考慮非晶合金鐵芯本身不受外力的作用外，同時(shí)在計(jì)算時(shí)還須精確合理選取非晶合金的特性參數(shù)。除此設(shè)計(jì)思路外，還須遵循以下三點(diǎn)要求:

(1)由于非晶合金材料的飽和磁密較低，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，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。

(2)非晶合金材料的單片厚僅為0.03mm，所以其疊片系數(shù)也只能達(dá)到82%~86%。

(3)為了使用戶能獲得免維護(hù)或少維護(hù)的好處，現(xiàn)把非晶合金配電變壓器的產(chǎn)品，都設(shè)計(jì)成全密封式結(jié)構(gòu)。

變壓器非晶合金結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

利用導(dǎo)磁性能突出的非晶合金，來(lái)用作制造變壓器的鐵芯材料，最終能獲得很低的損耗值。但它具有許多特性，在設(shè)計(jì)和制造中是必須保證和考慮的。主要體體現(xiàn)以下幾個(gè)方面:

(1)非晶合金片材料的硬度很高，用常規(guī)工具是難以剪切的，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮減少剪切量。

(2)非晶合金單片厚度極薄，材料表面也不是很平坦，則鐵芯填充系數(shù)較低。

(3)非晶合金對(duì)機(jī)械應(yīng)力非常敏感。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須避免采用以鐵芯作為主承重結(jié)構(gòu)件的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

(4)為了獲得優(yōu)良的低損耗特性，非晶合金鐵芯片必須進(jìn)行退火處理。

(5)從電氣性能上。為了減少鐵芯片的剪切量，整臺(tái)產(chǎn)品的鐵芯由四個(gè)單獨(dú)的鐵心框并列組成，并且每相繞組是套在磁路獨(dú)立的兩框上。每個(gè)框內(nèi)的磁通除基波磁通外，還有三次諧波磁通的存在，一個(gè)繞組中的兩個(gè)卷鐵芯框內(nèi)，其三次諧波磁通正好在相位上相反，數(shù)值上相等，因此，每一組繞組內(nèi)的三次諧波磁通向量和為零。如一次側(cè)是D接法，有三次諧波電流的回路，當(dāng)在感應(yīng)出的二次側(cè)電壓波形上，就不會(huì)有三次諧波電壓的分量。

根據(jù)上面分析，三相非晶合金配電變壓器最合理的結(jié)構(gòu)為:鐵芯，由四個(gè)單獨(dú)鐵芯框在同一平面內(nèi)組成三相五柱式，必須經(jīng)退火處理，并帶有交叉鐵軛接縫，截面形狀呈長(zhǎng)方形。繞組，為長(zhǎng)方形截面，可單獨(dú)繞制成型的，雙層或多層矩形層式。油箱，為全密封免維護(hù)的波紋結(jié)構(gòu)。

目前廣泛采用的新S9型配電變壓器，其鐵心所采用的導(dǎo)磁材料通常為30Z140高導(dǎo)磁冷軋硅鋼片，其飽和磁密比非晶合金高，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)所選取的磁通密度通常在1.65~1.75T之間。這也就是非晶合金鐵心配電變壓器比新S9型配電變壓器空載損耗低的一個(gè)主要原因。表1為三相非晶合金鐵心配電變壓器與新S9型配電變壓器空載損耗值的比較。

表1 非晶合金和新S9型配電變壓器空載損耗值的比較 從表1中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，要想節(jié)約能源，通過(guò)采用新材料的方法，來(lái)降低配電變壓器的空載損耗值，是一條很有效的途徑。

非晶合金是一種集制造節(jié)能和應(yīng)用節(jié)能于一身的高科技綠色材料。我國(guó)的非晶合金材料研究起步于上世紀(jì)70年代中期，國(guó)家科技部從"六五"開(kāi)始連續(xù)五個(gè)五年計(jì)劃均將非晶、納米晶合金研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化列入重大科技攻關(guān)項(xiàng)目。

非晶合金材料的制造采用先進(jìn)的快速凝固技術(shù)，在制造過(guò)程中節(jié)約能耗80%左右，而且制造過(guò)程無(wú)污染排放，實(shí)現(xiàn)了綠色制造。

我們先從非晶材料 (amorphous materials)說(shuō)起，在日常生活中人們接觸的材料一般有兩種:一種是晶態(tài)材料，另一種是非晶態(tài)材料。所謂晶態(tài)材料，是指材料內(nèi)部的原子排列遵循一定的規(guī)律。反之，內(nèi)部原子排列處于無(wú)規(guī)則狀態(tài)，則為非晶態(tài)材料, 一般的金屬，其內(nèi)部原子排列有序，都屬于晶態(tài)材料。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，金屬在熔化后，內(nèi)部原子處于活躍狀態(tài)。一但金屬開(kāi)始冷卻，原子就會(huì)隨著溫度的下降，而慢慢地按照一定的晶態(tài)規(guī)律有序地排列起來(lái)，形成晶體。如果冷卻過(guò)程很快，原子還來(lái)不及重新排列就被凝固住了，由此就產(chǎn)生了非晶態(tài)合金,制備非晶態(tài)合金采用的正是一種快速凝固的工藝。將處于熔融狀態(tài)的高溫液體噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥上。合金液以每秒百萬(wàn)度的速度迅速冷卻，僅用千分之一秒的時(shí)間就將1300℃的合金液降到室溫，形成非晶帶材。

非晶態(tài)合金與晶態(tài)合金相比，在物理性能、化學(xué)性能和機(jī)械性能方面都發(fā)生了顯著的變化。以鐵基非晶合金為例，它具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低損耗的特點(diǎn)。由于這樣的特性,非晶態(tài)合金材料在電子、航空、航天、機(jī)械、微電子等眾多領(lǐng)域中具備了廣闊的應(yīng)用空間。例如，用于航空航天領(lǐng)域，可以減輕電源、設(shè)備重量，增加有效載荷。用于民用電力、電子設(shè)備，可大大縮小電源體積，提高效率，增強(qiáng)抗干擾能力。微型鐵芯可大量應(yīng)用于ISDN中的變壓器。非晶條帶用來(lái)制造超級(jí)市場(chǎng)和圖書(shū)館防盜系統(tǒng)的傳感器標(biāo)簽。非晶合金神奇的功效，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

三相非晶合金鐵心配電變壓器與新S9型配電變壓器相比，其年節(jié)約電能量是相當(dāng)可觀的。

以800kVA為例，△P0為1.05kW;兩種型式配電變壓器的負(fù)載損耗值是一樣的，則△Pk=0， ，便可計(jì)算出一臺(tái)產(chǎn)品每年可減少的電能損耗為:

△Ws=8760(1.05+0.62×0)=9198kW·h

通過(guò)該種規(guī)格產(chǎn)品的計(jì)算可知，三相非晶合金鐵心配電變壓器系列產(chǎn)品的節(jié)能效果非同一般。由于油箱又設(shè)計(jì)成全密封式結(jié)構(gòu)，使變壓器內(nèi)的油與外界空氣不接觸，防止了油的氧化，延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命，為用戶節(jié)約了維護(hù)費(fèi)用。

非晶合金變壓器發(fā)展前景

非晶合金變壓器若能完全替代新S9系列配變，如10kV級(jí)配電變壓器年需求量按5000萬(wàn)kVA計(jì)算時(shí)，那么，一年便可節(jié)電100億kW·h以上。同時(shí)，還可帶來(lái)少建電廠的良好的環(huán)保效益，少向大氣排放溫室氣體，這樣會(huì)大大地減輕對(duì)環(huán)境的直接污染，使其成為新一代名副其實(shí)的綠色環(huán)保產(chǎn)品?？傊?，國(guó)家在城鄉(xiāng)電力網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展與改造中，若能大量推廣采用三相非晶鐵心配電變壓器產(chǎn)品，其最終會(huì)獲得節(jié)能與環(huán)保兩方面的效益。

在倡導(dǎo)節(jié)能減排的大環(huán)境下，包括非晶合金變壓器在內(nèi)的多種節(jié)能設(shè)備的市場(chǎng)前景一致被看好，但節(jié)能設(shè)備市場(chǎng)卻沒(méi)有想象中的火爆，這令不少節(jié)能設(shè)備生產(chǎn)商心焦。究其原意，無(wú)非節(jié)能變壓器產(chǎn)品價(jià)格偏高，節(jié)能變壓器市場(chǎng)"春天"的到來(lái)尚需政策進(jìn)一步加碼。

近日，面對(duì)目前傳統(tǒng)變壓器行業(yè)產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩的困境，國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展節(jié)能型、智能化的配電變壓器產(chǎn)品。對(duì)節(jié)能變壓器而言，不失為一個(gè)利好消息，但除了技術(shù)層面的瓶頸，節(jié)能型變壓器叫好不叫座的根本原因是價(jià)格太高，成本太大。無(wú)論是制造企業(yè)還是用戶方一時(shí)間難以消化，某種程度而言，進(jìn)一步完善落實(shí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與價(jià)格補(bǔ)貼機(jī)制，將對(duì)節(jié)能變壓器的推廣起到關(guān)鍵作用。

變壓器工廠店據(jù)悉，11月20日，財(cái)政部、發(fā)展改革委和工信部聯(lián)合印發(fā)了《節(jié)能產(chǎn)品惠民工程高效節(jié)能配申變壓器推廣實(shí)施細(xì)則》，推廣產(chǎn)品為三相10千伏申壓等級(jí)、無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓、能效等級(jí)2級(jí)及以上、額定容量30千伏安~1600千伏安的油浸式和額定容量30千伏安~2500千伏安的干式配申變壓器。該范圍涵蓋S13及以上能效標(biāo)準(zhǔn)的硅鋼變壓器和SH15非晶變壓器。這意味著國(guó)家已將節(jié)能變壓器納入財(cái)政補(bǔ)貼推廣范圍，當(dāng)變壓器的損耗等于或低于國(guó)家鼓勵(lì)性節(jié)能政策所規(guī)定的節(jié)能評(píng)價(jià)值時(shí)，該變壓器就可結(jié)合其他指標(biāo)被節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證機(jī)構(gòu)評(píng)定為節(jié)能產(chǎn)品，獲得節(jié)能認(rèn)證的產(chǎn)品將可享受?chē)?guó)家鼓勵(lì)性節(jié)能政策，并進(jìn)入政府采購(gòu)目錄之中。對(duì)深陷成本壓力的節(jié)能變壓器行業(yè)來(lái)說(shuō)，這無(wú)異于一劑強(qiáng)心針。

變壓器能效標(biāo)準(zhǔn)是電力標(biāo)準(zhǔn)化工作的重點(diǎn)之一。2005年，電力行業(yè)就出臺(tái)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)配電變壓器能效技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)導(dǎo)則，對(duì)促進(jìn)老舊變壓器的替換、能效降低，起到了積極的作用?？上驳氖牵壳?0千伏三相配電變壓器能效標(biāo)準(zhǔn)已形成報(bào)批稿;配電變壓器能效技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)導(dǎo)則從今年7月1日起實(shí)施;變壓器環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)導(dǎo)則自今年6月1日起實(shí)施。

這樣一來(lái)，節(jié)能型變壓器行業(yè)將迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇，具有巨大的市場(chǎng)需求。對(duì)此，企業(yè)更要做好打持久戰(zhàn)的心理準(zhǔn)備，練好內(nèi)功，向產(chǎn)業(yè)上下游延伸，從提供差異化產(chǎn)品和特色服務(wù)入手為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)和切實(shí)使用方案，由原來(lái)的單一產(chǎn)品供應(yīng)商向用戶的綜合服務(wù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)變，從而提高產(chǎn)品的附加值和企業(yè)利潤(rùn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)然，企業(yè)還應(yīng)該完善銷(xiāo)售渠道，在原來(lái)傳統(tǒng)銷(xiāo)售的基礎(chǔ)上，試水電子商務(wù)。

SCRBH15型非晶合金變壓器適當(dāng)成分的液體金屬，以大約每秒攝氏一百萬(wàn)度的冷卻速率，急速凝固所獲得的合金，因其原子在結(jié)晶化之前即已凝固，結(jié)果使合金具有類(lèi)似玻璃的非結(jié)晶原子結(jié)構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)的軟磁性質(zhì)。

非晶合金變壓器行業(yè)作為一次投入設(shè)備的一個(gè)重要分支，其技術(shù)與產(chǎn)品是成熟與完善的。

中低端變壓器產(chǎn)品技術(shù)含量低決定了行業(yè)進(jìn)入壁壘不高，生產(chǎn)能力相對(duì)飽和，產(chǎn)品銷(xiāo)售處于完全競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，由此導(dǎo)致的市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)格局嚴(yán)重?cái)_亂了市場(chǎng)秩序，不利于整個(gè)變壓器行業(yè)的健康發(fā)展。高端產(chǎn)品市場(chǎng)的集中度則相對(duì)較高，其中生產(chǎn)500kV及以上變壓器產(chǎn)品的內(nèi)資企業(yè)3家;生產(chǎn)220kV變壓器的廠家目前有30家左右;生產(chǎn)110kV變壓器的廠家目前有100家左右;生產(chǎn)干式變壓器的廠家目前有100家左右。

我國(guó)電力需求增長(zhǎng)迅速，電網(wǎng)的高速建設(shè)和投資拉動(dòng)了輸變電設(shè)備的市場(chǎng)需求。龐大的電力建設(shè)資金給變壓器行業(yè)(包括變壓器、互感器、電抗器、組件制造廠)帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，促使變壓器行業(yè)得到了快速發(fā)展。中商情報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2011年前三季度，我國(guó)變壓器產(chǎn)量超過(guò)11億千伏安，同比增長(zhǎng)13.9%。隨著電網(wǎng)改造工程的深入，電網(wǎng)升級(jí)速度的加快，我國(guó)變壓器生產(chǎn)仍將保持較快增速，預(yù)計(jì)到2015年，我國(guó)變壓器產(chǎn)量將超過(guò)20億千伏安。

隨著我國(guó)節(jié)能降耗政策的不斷深入，國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展節(jié)能型、低噪音、智能化的配電變壓器產(chǎn)品。高能耗配電變壓器面臨著技術(shù)升級(jí)、更新?lián)Q代的需求，未來(lái)將逐步被節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保、低噪音的變壓器所取代。非晶合金變壓器兼具了節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性，其顯著特點(diǎn)是空載損耗很低，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和電網(wǎng)節(jié)能降耗的要求，是目前節(jié)能效果最為先進(jìn)，使用成本也較為經(jīng)濟(jì)的配電變壓器產(chǎn)品。在解決了噪聲問(wèn)題之后，產(chǎn)品普遍適用于城市、農(nóng)村的各類(lèi)場(chǎng)所。2013-2017年 中國(guó)非晶合金變壓器行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告

隨著電網(wǎng)建設(shè)持續(xù)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造加速，變壓器市場(chǎng)需求量有望保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2010年我國(guó)非晶合金變壓器市場(chǎng)規(guī)模約18億元，隨著非晶合金變壓器市場(chǎng)推廣加快，產(chǎn)品應(yīng)用比例逐步提升。預(yù)計(jì)未來(lái)10年非晶合金變壓器市場(chǎng)容量將達(dá)到千億元，年均市場(chǎng)容量超過(guò)100億元，市場(chǎng)空間巨大。

在國(guó)家將鼓勵(lì)發(fā)展節(jié)能型、低噪音、智能化的配電變壓器產(chǎn)品背景下，行業(yè)內(nèi)經(jīng)營(yíng)規(guī)模較大、技術(shù)研發(fā)能力較強(qiáng)的大型企業(yè)將面臨更多的發(fā)展機(jī)遇。置信電氣作為國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的非晶變壓器生產(chǎn)企業(yè)，公司產(chǎn)品在非晶合金變壓器市場(chǎng)占有率達(dá)到80%左右，行業(yè)龍頭地位穩(wěn)固，公司擬以非公開(kāi)發(fā)行股份的方式購(gòu)買(mǎi)非晶合金變壓器業(yè)務(wù)和資產(chǎn)。中商情報(bào)網(wǎng)研究員指出，隨著國(guó)家和各地電網(wǎng)公司對(duì)使用非晶合金變壓器節(jié)能環(huán)保認(rèn)識(shí)上趨于統(tǒng)一，并加大對(duì)非晶合金變壓器的推廣力度，未來(lái)兩年公司非晶合金變壓器在招標(biāo)中的市場(chǎng)份額將上升，保守預(yù)計(jì)公司今后兩年?duì)I業(yè)收入將有30%左右的增幅。

1.超低損耗特性，省能源、用電效率高;

2.非晶金屬材料制造時(shí)使用較低能源以及其超低的損耗特性，可大幅節(jié)省電力消耗及減少電廠發(fā)電量，相對(duì)的減少CO? SO?廢氣的排放，降低對(duì)環(huán)境污染及溫室效應(yīng)，免保養(yǎng)，無(wú)污染;

3.運(yùn)轉(zhuǎn)溫度低、絕緣老化慢、變壓器使用壽命長(zhǎng);

4.高超載能力，高機(jī)械強(qiáng)度;

5.非晶鐵心在通過(guò)較高頻率磁通時(shí)，仍具有低鐵損及低激磁電流的特性而不致產(chǎn)生鐵心飽和的問(wèn)題，故以非晶鐵心制成的SCRBH15型非晶合金變壓器具有較好的耐諧波能力;

6.投資回收效益快。

三、技術(shù)參數(shù)

額定功率:50/60(KVA)

效 率(η):100~1000

電 壓 比:10000/400(V)

外形結(jié)構(gòu):立式

冷卻方式:風(fēng)冷式

防潮方式:灌封式

繞組數(shù)目:三繞組

鐵心結(jié)構(gòu):非晶合金

冷卻形式:干式

鐵心形狀:R型

電源相數(shù):三相

頻率特性:低頻

型 號(hào):SCRBH15-200/10

應(yīng)用范圍:電力

非晶合金變壓器產(chǎn)品對(duì)于安全性、可靠性的要求特別高，具有典型的技術(shù)密集型特點(diǎn)。從生產(chǎn)的角度來(lái)看，由于產(chǎn)品大量需要針對(duì)每一個(gè)客戶的不同要求以及項(xiàng)目所處的不同地理位置、自然環(huán)境等多方面因素單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般只有35kV以下級(jí)別的產(chǎn)品可以一次設(shè)計(jì)、批量生產(chǎn)。因此在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于設(shè)計(jì)能力的要求特別高。此外，在產(chǎn)品生產(chǎn)完畢并安裝運(yùn)行后，需要結(jié)合每次的設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行情況進(jìn)行分析、總結(jié)，才能在以后的設(shè)計(jì)中逐步提高技術(shù)水平。

變壓器行業(yè)屬于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的范疇，其產(chǎn)品市場(chǎng)的需求與宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈正相關(guān)關(guān)系，與國(guó)家電力工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，從長(zhǎng)期來(lái)看具有一定的周期性;從單個(gè)年份上看，變壓器行業(yè)沒(méi)有明顯的周期性、季節(jié)性特征。

市場(chǎng)供需狀況分析

電網(wǎng)投資拉動(dòng)需求增長(zhǎng)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和電力建設(shè)的不斷推進(jìn)，國(guó)內(nèi)對(duì)電力變壓器的需求呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)。近年來(lái)，主要電力變壓器生產(chǎn)企業(yè)均滿負(fù)荷生產(chǎn)，甚至超負(fù)荷生產(chǎn)，銷(xiāo)售收入和利潤(rùn)大幅度增長(zhǎng)。

由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)電力供需矛盾依然突出，為緩和上述狀況，國(guó)家目前已將加快電網(wǎng)建設(shè)、緩解電網(wǎng)瓶頸制約、提高電網(wǎng)供電能力作為關(guān)系國(guó)家安全的重要任務(wù)來(lái)抓。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司的十二五規(guī)劃，結(jié)合南方電網(wǎng)的投資計(jì)劃，預(yù)計(jì)全國(guó)十二五期間的電網(wǎng)建設(shè)和改造投資將超過(guò)10，000億元，年均投資額超過(guò)3，300億元。