非晶合金配电变压器的设计要求

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在配电变压器方面，制订了相应的能耗标准，非晶合金配电变压器得到大力推广。许多地方的电力部门在招投标中所提的技术指标，现有的硅钢配电变压器很难达到，非晶合金配电变压器经常在技术指标上中标。因此，非晶合金配电变压器的生产和应用，都出现快速发展的局面，远远超过了非晶合金电子变压器。
    随着电子设备向高效小型化发展，对电子变压器提出更新更高的要求，采用非晶合金材料制造电子变压器是一种解决方法。同时，新能源和新环保设备越来越受到重视，今后将成为新电子设备中的重点发展对象，非晶合金电子变压器作为其中的重要元器件，也将会得到大力发展。非晶合金电子变压器也会象非晶合金配电变压器一样，将会在生产和应用上都出现快速发展的局面。
    1  非晶合金配电变压器
　  我国提出的2006年7月1日起正式实施的配电变压器能耗标准《配电变压器的能效规定值及节能评估值》，和日本提出的节能型配电变压器能耗标准相似，只有采用高牌号硅钢和非晶合金制造铁芯，才能达到。0.23mm厚的高牌号硅钢带材的供货来源少，价格高，因此，非晶合金配电变压器往往在技术招标竞争中占优势。采用非晶合金配电变压器的配电系统已经不象以前那样，只局限于东南沿海地区，市场需求越来越大。生产非晶合金配电变压器的制造厂已经接近上百家。
　  除了三相油浸式非晶合金配电变压器而外，也生产单相油浸式和三相干式非晶合金配电变压器。除了标准油浸式非晶合金配电变压器而外，也生产农用型、高效率型和地下安装型油浸式非晶合金配电变压器，单相容量一般为5KVA—100KVA；三相容量一般为30KVA—630KVA，个别的达到1000KVA—3150KVA。
    在设计方面：
   （1）非晶合金磁通密度比硅钢小，一般单相为1.35—1.40T，三相为1.3—1.35T，在空载电流允许大的条件下，可以取得较高一些。
   （2）受加工条件限制，非晶合金铁芯单个宽度和高度都不能超过规定的尺寸，铁芯结构又矮又胖，在设计阻抗电压时一定要注意这一点。
   （3）由于铁芯结构受限制，非晶合金配电变压器在315KVA以下的容量下可采用单个铁芯来组合，在315KVA以上的容量下，要采用两个或几个铁芯来组合，给制造带来不少麻烦。因此，除特殊情况外，非晶合金配电变压器最好不要用来制造单台大容量配电变压器。如果可能，最好用几台配电变压器并网运行来解决。
   （4）非晶合金铁芯磁性能对外力敏感，因此结构和硅钢配电变压器不同，铁芯不能强制固定，线圈也不能压在铁芯上。否则，空载电流和空载损耗在变压器组装后会大大增加。
   （5）非晶合金磁致伸缩系数比硅钢大，非晶合金配电变压器产生的噪声比硅钢配电变压器大。在设计油浸式，尤其是干式非晶合金配电变压器时，必须采取相应的降低噪声措施。
　  在制造方面：
　 （1）非晶合金带材加工铁芯过程中，非晶合金带材硬度高，不容易剪切：带材剪切时，长度要不断改变；铁芯采用磁场退火；铁芯要用涂层加固。因此，一般都由专门的制造厂制造非晶合金铁芯。有人认为这种加工方式增加了中间环节，会增加非晶合金配电变压器的生产成本。在形成一定规模生产时，反而会降低成本。硅钢铁芯一般都由硅钢配电变压器生产厂制造。从硅钢带材加工铁芯，加工费用为硅钢材料费用的25%左右，从非晶合金带材加工铁芯，加工费用也接近非晶合金材料费用的25%。与此同时，还可以减少非晶合金配电变压器生产厂的设备和厂房投资和人工费用。
　 （2）非晶合金铁芯在组装中，一定要严防非晶合金碎片掉入线圈和油中。在组装时要轻拿轻放，防止铁芯受力。在铁芯装配部件吊装入油箱前，一定要清理非晶合金碎片，否则会破坏变压器绝缘。
　 （3）三相非晶合金配电变压器的铁芯结构一般由四个铁芯（或铁芯组件）构成，四个铁芯的磁性能要尽量一致，相差小于10%，否则变压器会在运行中形成较大的环形电流，增加损耗和发热。
　  在检验方面：
   （1）由于非晶合金磁导率比硅钢高，非晶合金配电变压器空载电流小，一般都在现有硅钢配电变压器测试设备中所用的电流表10%刻度以下，测量数据不准，必须更换电流表，或者增加电流互感器扩大量程范围。
   （2）非晶合金配电变压器在测量空载损耗时，必须采用低功率因数的功率表，否则会出现较大的误差。
   （3）一般情况下，现有的硅钢配电变压器测试设备都不适合于测试非晶合金配电变压器的空载电流、空载损耗、负载损耗和阻抗电压，必须更换，或者增加电流互感器，扩大量程范围。我们已经遇到不少客户反映；他们测试的非晶合金配电变压器性能不合格。后来到现场测试比对，发现都是用的测试设备有问题，才出现双方测试的性能数据差异大，而不是非晶合金配电变压器本身的问题。
　  近几年来，我国也大量生产单相非晶合金配电变压器，用于出口南亚和东南亚一些国家。国外美国，日本，印度等生产和使用的非晶合金配电变压器中，单相占70%左右。主要原因是单相配电变压器更能发挥非晶合金的优点：
   （1）用于农村和城市居民住宅区，负载率一般在20%以下，空载损耗占损耗的比例大，采用单相非晶合金配电变压器后，节能效果显著。
   （2）容量小，一般为5KVA、10KVA、15KVA，所用的非晶合金铁芯体积小，重量轻，便于批量生产。
   （3）高压和低压则采用一线一地制，都有一端接地。不单可以显著降低配电变压器的绝缘要求，减少制造成本；面且减少输电线数量，降低配电线路的损耗和建设费用，特别是对分散的农村居民点供电有明显的节能和经济效益。
   （4）同容量的单相与三相非晶合金配电变压器相比，重量下降25%以上，空载损耗也下降25%左右。
　　以上因素得知单相非晶合金配电变压器制造成本更低，节能效果更好，在生产和使用上有明显的优势。因此，建议在国内的城市住宅小区和农村的配电系统中，大力推广使用单相非晶合金配电变压器。
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