De kernmaterialen van transformatoren bepalen rechtstreeks hun energie-efficiëntie, stabiliteit en levensduur. Onder de belangrijkste materialen van de hoofdlichamen van transformatoren (magnetische circuitmaterialen, circuitmaterialen, isolatiematerialen, structurele materialen, enz.) vormen siliciumstaalplaten en amorfe legeringskernen de kern van magnetische circuitmaterialen, die cruciaal zijn voor de algehele prestaties van transformatoren. Of het nu gaat om deScheidingstransformator 150 kvaHet wordt veel gebruikt in de industriële productie of als isolatietransformator voor spanningsregeling en -transmissie. De selectie van kernmaterialen van hoge-kwaliteit vormt de basis voor een stabiele werking. Hieronder neemt JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD u mee naar een -diepgaand begrip van deze twee kernmaterialen.
1. Siliciumstaalplaat (siliciumstaallamineringen)
Siliciumstaalplaat is een soort ferrosiliciumlegering met specifieke magnetische eigenschappen, het meest gebruikte kernmateriaal in traditionele transformatoren. Voor transformatoren van verschillende typen en specificaties, zoals de 150 kva-isolatietransformator en de step-up-isolatietransformator, zijn de prestatie-eisen van siliciumstaalplaten in principe consistent, en omvatten voornamelijk de volgende aspecten:
a) Laag ijzerverlies: dit is de belangrijkste indicator voor de kwaliteit van siliciumstaalplaten. Alle landen classificeren kwaliteiten op basis van de waarde van ijzerverlies; hoe lager het ijzerverlies, hoe hoger het cijfer. b) Hoge magnetische inductie-intensiteit (magnetische inductie) onder sterk magnetisch veld: dit vermindert het volume en het gewicht van de ijzeren kern van motoren en transformatoren, waardoor siliciumstaalplaten, koperdraden, isolatiematerialen, enz. worden bespaard. c) Glad, vlak oppervlak en uniforme dikte: het kan de vulfactor van de ijzeren kern verbeteren. d) Goede ponsbaarheid: eenvoudig te verwerken en te vormen. e) Goede hechting en lasbaarheid van oppervlakte-isolatiefilm: het kan corrosie voorkomen en de ponsbaarheid verbeteren. f) In principe geen magnetische veroudering: Zorg voor stabiele magnetische eigenschappen tijdens langdurig gebruik-.
1.1 Classificatie en kwaliteitsdefinitie van siliciumstaalplaten
Transformatoren maken doorgaans gebruik van koud-gewalst graan-georiënteerde siliciumstaalplaten om hun onbe-energie-efficiëntie te garanderen. Afhankelijk van de prestaties en verwerkingsmethoden kunnen koud-gewalst graan-georiënteerde siliciumstaalplaten worden onderverdeeld in gewone koud-gewalst graan-georiënteerde siliciumstaalplaten, siliciumstaalplaten met hoge magnetische permeabiliteit (of siliciumstaalplaten met hoge magnetische inductie) en laser-gekraste siliciumstaalplaten. Over het algemeen worden siliciumstaalplaten met een minimale magnetische polarisatie-intensiteit B800A=1.78T ~ 1,85T onder een 50 Hz, 800A wisselend magnetisch veld (piekwaarde) gewone siliciumstaalplaten genoemd, aangeduid als "CGO", terwijl die met B800A=1.78T of meer siliciumstaalplaten met hoge magnetische permeabiliteit worden genoemd (siliciumstaalplaten met hoge magnetische inductie), aangeduid als "Hi-B staal". Het belangrijkste verschil tussen Hi-B-staal en conventionele siliciumstaalplaten is dat Hi-B-staal een zeer hoge Goss-textuurgraad heeft, dat wil zeggen dat de uitlijning van de siliciumstaalkorrels in de gemakkelijke magnetisatierichting zeer hoog is. Industrieel wordt een secundair herkristallisatieproces gebruikt om siliciumstaalplaten met een siliciumgehalte van 3% te vervaardigen. De gemiddelde afwijking van de korreloriëntatie van Hi-B-staal ten opzichte van de walsrichting is 3 graden, terwijl die van gewone siliciumstaalplaten 7 graden is, waardoor Hi-B-staal een hogere magnetische permeabiliteit heeft. Normaal gesproken kan de B800A meer dan 1,88 ton bereiken. Het verbeteren van de Goss-textuurgraad en de magnetische permeabiliteit kan ijzerverlies verminderen.
Een ander kenmerk van Hi-B-staal is dat de elastische spanning van de glasfilm en de isolerende coating die aan het oppervlak van de staalplaat zijn bevestigd 3~5N/mm2 bedraagt, wat beter is dan 1~2 N/mm2 van gewone georiënteerde siliciumstaalplaten. De hoogspanningslaag op het oppervlak van de stalen strip kan de magnetische domeinbreedte en abnormaal wervelstroomverlies verminderen. Daarom heeft Hi-B-staal een lagere ijzerverlieswaarde dan conventionele georiënteerde siliciumstaalplaten.
Laser-gelaserde siliciumstaalplaten zijn gebaseerd op Hi-B-staal. Door middel van laserstraalbestralingstechnologie worden kleine spanningen op het oppervlak gegenereerd, waardoor de magnetische as verder wordt verfijnd en een lager ijzerverlies wordt bereikt. Met laser-gegraveerde siliciumstaalplaten kunnen niet worden uitgegloeid, omdat het verhogen van de temperatuur het effect van de laserbehandeling zal doen verdwijnen.
De fysieke eigenschappen van verschillende soorten siliciumstaalplaten zijn in principe gelijkwaardig en de dichtheid is in principe 7,65 g/cm3. Voor hetzelfde type siliciumstaalplaten liggen de belangrijkste verschillen in prestatie en kwaliteit in het siliciumgehalte en de invloed van het productieproces. De 150 kva isolatietransformator en verhoogde isolatietransformator geproduceerd door JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD selecteren hoogwaardige koud-gewalste korrel-georiënteerde siliciumstaalplaten op basis van de werkelijke werkomstandigheden, waardoor uitstekende energie-efficiëntie en stabiele bedrijfsprestaties worden gegarandeerd.
2. Amorfe legeringskern
Amorf legeringsmateriaal is een nieuw type legeringsmateriaal dat in de jaren zeventig werd ontwikkeld. Het maakt gebruik van internationaal geavanceerde ultra{2}}snelle koeltechnologie om vloeibaar metaal direct af te koelen tot massieve dunne stroken met een dikte van 0,02-0,03 mm bij een koelsnelheid van 106 graden/S, die stolt voordat het tijd heeft om te kristalliseren. Net als glas heeft dit legeringsmateriaal een onregelmatige atomaire rangschikking en geen kristalstructuur die wordt gekenmerkt door metalen. De basiselementen omvatten ijzer (Fe), nikkel (Ni), kobalt (Co), silicium (Si), boor (B), koolstof (C), enz. Vanwege de uitstekende magnetische eigenschappen en energiebesparende effecten wordt het op grote schaal gebruikt bij de kernproductie van transformatoren, vooral in vermogenstransformatoren van amorfe legeringen. Vergeleken met traditionele siliciumstaalplaatkernen hebben kernen van amorfe legeringen duidelijke voordelen, waardoor de 150 kva-isolatietransformator envoer de isolatietransformator opdie hiermee zijn uitgerust, hebben betere energie-besparende prestaties.
2.1 Voordelen van amorfe legeringsmaterialen
a) Isotroop zacht magnetisch materiaal: Amorf legeringsmateriaal heeft geen kristalstructuur en is een isotroop zacht magnetisch materiaal; het heeft een klein magnetisatievermogen en een goede temperatuurstabiliteit. Omdat een amorfe legering een niet-georiënteerd materiaal is, kunnen directe naden worden gebruikt, waardoor het productieproces van de ijzeren kern relatief eenvoudig wordt. b) Laag hystereseverlies: Er zijn geen structurele defecten die de beweging van magnetische domeinen belemmeren, dus het hystereseverlies is kleiner dan dat van siliciumstaalplaten. c) Ultra-dunne strip: de dikte van de strip is slechts 0,02-0,03 mm, wat ongeveer 1/10 is van die van siliciumstaalplaten. d) Hoge soortelijke weerstand en laag wervelstroomverlies: de soortelijke weerstand is ongeveer driemaal die van georiënteerde siliciumstaalplaten; het wervelstroomverlies van amorfe legeringsmaterialen is aanzienlijk verminderd, dus het eenheidsverlies bedraagt ongeveer 20%-30% van dat van georiënteerde siliciumstaalplaten. e) Uitstekende onbelaste prestaties: de uitgloeitemperatuur is laag, ongeveer de helft van die van georiënteerde siliciumstaalplaten; de onbelaste prestaties van kernen van amorfe legeringen zijn superieur. Transformatoren vervaardigd met amorfe legeringskernen hebben een nullastverliesreductie van 70-80% en een nullaststroomreductie van meer dan 50% vergeleken met conventionele transformatoren, met uitstekende energiebesparende effecten. Met het oog op energiebesparing, emissiereductie en het verminderen van netwerklijnverliezen hebben State Grid en China Southern Power Grid de inkoopratio van transformatoren van amorfe legeringen sinds 2012 aanzienlijk verhoogd, en momenteel heeft de inkoopratio van distributietransformatoren van amorfe legeringen feitelijk meer dan 50% bereikt.
2.2 Nadelen en tegenmaatregelen van transformatoren van amorfe legeringen
Hoewel ze uitstekende energiebesparende voordelen- hebben, hebben transformatoren van amorfe legeringen ook enkele tekortkomingen, die qua ontwerp en productie moeten worden geoptimaliseerd:
1) Magnetische verzadigingsdichtheid met lage verzadiging: De magnetische verzadigingsdichtheid van amorfe legeringskernen bedraagt gewoonlijk ongeveer 1,56 T, wat ongeveer 20% lager is dan de 1,9 T van conventionele siliciumstaalplaten. Daarom moet de magnetische ontwerpdichtheid van de transformator ook met 20% worden verminderd. De magnetische ontwerpdichtheid van in olie ondergedompelde transformatoren van amorfe legeringen- ligt doorgaans lager dan 1,35 T, en die van droge- transformatoren van het amorfe legeringentype ligt gewoonlijk onder 1,2 T.
2) Gevoelig voor spanning: De strip van de amorfe legeringskern is gevoelig voor spanning. Na stress gaan de onbelaste prestaties gemakkelijk achteruit. Daarom moet speciale aandacht worden besteed aan de structuur: de ijzeren kern moet aan het draagframe en de spoel worden gehangen en mag alleen zijn eigen gewicht dragen. Tegelijkertijd moet tijdens het montageproces speciale aandacht worden besteed: de ijzeren kern mag niet worden belast en de manier van kloppen moet worden verminderd.
3) Grote magnetostrictie: De magnetostrictie is ongeveer 10% groter dan die van conventionele siliciumstaalplaten, dus het geluid ervan is moeilijk te beheersen, wat een van de belangrijkste redenen is die de brede promotie van transformatoren van amorfe legeringen beperken. Op dit moment hebben zowel China Southern Power Grid als State Grid hogere eisen gesteld aan het geluid van transformatoren van amorfe legeringen in aanbestedingen, waarbij ze zijn onderverdeeld in gevoelige gebieden en niet-gevoelige gebieden, en gerichte geluidsniveau-eisen zijn gesteld, die een verdere verlaging van de magnetische ontwerpdichtheid van de ijzeren kern vereisen.
4) Speciale kernstructuur: strips van amorfe legering zijn dun, slechts 0,03 mm dik, dus ze kunnen niet in lamineervorm worden gemaakt zoals conventionele siliciumstaalplaten, maar alleen in de vorm van een gewikkelde kern. Daarom kan de ijzeren kernstructuur niet door conventionele transformatorfabrikanten worden verwerkt en moet deze meestal in zijn geheel worden gekocht. Overeenkomend met de rechthoekige dwarsdoorsnede- van de gewikkelde kernstrip, wordt de spoel van de transformator van een amorfe legering gewoonlijk tot een rechthoekige structuur gemaakt.
5) Onvoldoende lokalisatie: momenteel worden voornamelijk amorfe legeringsstrips van Hitachi Metals geïmporteerd en wordt de lokalisatie geleidelijk gerealiseerd. Binnenlandse bedrijven zoals Advanced Technology & Materials Co., Ltd. en Qingdao Yunlu hebben brede strips van amorfe legeringen (213 mm, 170 mm en 142 mm), maar hun prestaties vertonen nog steeds een zekere kloof in stabiliteit vergeleken met geïmporteerde strips.
6) Beperking van de maximale striplengte: voorheen was de maximale striplengte van de buitenomtrek van strips van amorfe legering sterk beperkt vanwege de grootte van de gloeioven. Dit probleem is momenteel echter grotendeels opgelost en er kunnen kernframes van amorfe legeringen worden gemaakt met een maximale buitenomtrekstrooklengte van 10 m, die kunnen worden gebruikt voor de productie van droge- transformatoren van het amorfe legeringentype onder 3150 kVA en in olie ondergedompelde transformatoren van amorfe legeringen- onder 10.000 kVA.
2.3 Kostenvergelijking van amorfe legeringstransformatoren
Vanwege het uitstekende energiebesparende effect-van transformatoren van amorfe legeringen, in combinatie met de bevordering van nationaal beleid voor energiebesparing en emissiereductie, neemt het marktaandeel van transformatoren van amorfe legeringen toe. Gezien het feit dat de prijs van strips van amorfe legeringen (momenteel 26,5 yuan/kg) ongeveer tweemaal zo hoog is als die van conventionele platen van siliciumstaal (30Q120 of 30Q130), en dat de kloof met koper relatief klein is, en gezien de kwaliteit en aanbestedingseisen van elektriciteitsnetproducten, gebruiken transformatoren van amorfe legeringen meestal koperen geleiders. Vergeleken met conventionele siliciumstaalplaten zijn de belangrijkste kostenverschillen van transformatoren van amorfe legeringen als volgt:
1) Vanwege de toepassing van een gewikkelde kernstructuur moet het type transformatorkern een structuur met drie-fase vijf- ledematen aannemen, waardoor het gewicht van een enkele framekern kan worden verminderd en de montageproblemen kunnen worden verminderd. De structuur met drie-fasen met vijf-ledematen en de structuur met drie-fasen met drie-ledematen hebben hun eigen voor- en nadelen wat betreft de kosten. Momenteel hanteren de meeste fabrikanten een drie-fase vijf--ledematenstructuur.
2) Omdat de dwars-doorsnede van de kernkolom rechthoekig is, worden, om een consistente isolatieafstand te behouden, de hoog- en laagspanningsspoelen dienovereenkomstig in rechthoekige structuren gemaakt.
3) Omdat de magnetische ontwerpdichtheid van de ijzeren kern ongeveer 25% lager is dan die van conventionele transformatoren van siliciumstaalplaat, en de lamineringsfactor van de ijzeren kern ongeveer 0,87 is, wat veel lager is dan 0,97 van conventionele siliciumstaalplaten, moet het ontwerpoppervlak van de dwarsdoorsnede meer dan 25% groter zijn dan dat van conventionele transformatoren van siliciumstaalplaat. Dienovereenkomstig zal de omtrek van de hoog- en laagspanningsspoelen ook toenemen. Tegelijkertijd is het noodzakelijk om rekening te houden met de toename van de lengte van de draadwindingen van de hoog- en laagspanningsspoelen. Om ervoor te zorgen dat het belastingsverlies van de spoel niet verandert, moet het dwarsdoorsnedeoppervlak van de draad dienovereenkomstig worden vergroot. Daarom is het koperverbruik van transformatoren van amorfe legeringen ongeveer 20% meer dan dat van conventionele transformatoren.
Over JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD
JINSHANMEN TECHNOLOGIE CO., LTDis een professionele fabrikant van apparatuur voor krachtoverbrenging en -distributie. Het bedrijf produceert voornamelijk olie-ondergedompelde stroomtransformatoren, droge- stroomtransformatoren, olie-ondergedompelde drie- dimensionale opgerolde stroomtransformatoren, droge - type drie- dimensionale opgerolde stroomtransformatoren, mijnbouwexplosie- droge - transformatoren, mijnbouw explosie- explosiebestendige mobiele onderstations, amorfe legering stroomtransformatoren, op laadvermogen regulerende stroomtransformatoren, droge locomotief- transformatoren, zoals evenals geprefabriceerde onderstations, modulaire onderstations, onderstations van het windenergiedoostype, hoog- en laagspanningsschakelaars en andere transmissie- en distributieapparatuur. Of het nu gaat om transformatoren die gebruik maken van kernen van siliciumstaal of kernen van amorfe legeringen, zoals een isolatietransformator van 150 kva en een opvoerende isolatietransformator, wij controleren strikt de selectie van kernmaterialen en het productieproces om ervoor te zorgen dat de producten uitstekende prestaties, een stabiele werking en energiebesparing en milieubescherming hebben. We streven ernaar om hoogwaardige -kwaliteitsoplossingen voor transmissie- en distributieapparatuur te bieden aan wereldwijde klanten.