Какви са аморфните легирани трансформатори техните предимства на ядрото и приложения?

Аморфните сплавени трансформатори, разработени през 1970-те години, представляват ново поколение електротрансформатори, които използват аморфни сплави като материал за ядрото вместо традиционните силиконови ленти. В сравнение с трансформатори с ядро от силиконова стомана, те намаляват безнагласните загуби с приблизително 70%–80% и безнагласния ток с около 85%. Тези трансформатори в момента са сред най-ефективните по отношение на енергията дистрибутивни трансформатори, което ги прави идеални за приложения в области с ниска използване на нагрузката и високи изисквания за пожарна безопасност – такива като селски електрически мрежи, високи сгради, комерсиални центрове, метрополитен, летища, железнодорожни гари, промишлени и минни предприятия и електроцентрали.

Аморфни сплавени ленти

Аморфните сплавени ленти се произвеждат чрез комбиниране на елементи като желязо, кобалт, въглерод, кремик и бор в точни пропорции. Смесът се топи при високи температури и след това се затвърдява бързо с помощта на високоскоростно въртящо се колело, с охлаждащо време, достигащо до 1,000,000°C в секунда. Това крайно охлаждане предотвратява формирането на кристална решетка, резултиращо в разредена, аморфна атомна структура.

Формиране на аморфни сплави

Обикновено, когато металите или сплавите се затвърдяват от течно състояние, атомите преходят от разредено течно състояние към уредена твърда кристална структура. Но с изключително висока скорост на охлаждане, атомите нямат достатъчно време да се подредят в регулярна решетка и вместо това са „замразени“ в разредено състояние – подобно на структурата на течности – образувайки т. нар. аморфна сплав.

За чисти метали, за да се постигне аморфна структура, е необходима изключително висока скорост на охлаждане. Поради сегашните технологични ограничения, постигането на такива скорости при масово производство е непрактично, което прави трудно производството на аморфни структури от чисти метали.

За да се преодолее това, аморфните метали обикновено се произвеждат чрез сплавяване на основни метали с други елементи. Сплавите, съставени от атоми с различни размери и свойства, имат по-ниски точки на топене и са по-склонни да образуват аморфни структури при бързо затвърдяване.

Аморфната сплав, използвана в ядрата на трансформаторите, е железен сплав, бързо затвърден в тънки ленти със скорост на охлаждане от един милион градуса в секунда, с дебелина само 0.03 мм.

Преимущества на аморфните сплавени трансформатори

Енергийна ефективност

Използването на ядра от аморфни сплави, комбинирано с напреднал процес на производство на трифазни триколонни, значително намалява загубите в ядрото. Безнагласните загуби са намалени до приблизително 25% от тези в конвенционалните сухи трансформатори. Въпреки, че началната цена на ядра от аморфни сплави е по-висока, изключителната ефективност и енергийна икономия позволяват допълнителната инвестиция да бъде възстановена в рамките на 3–5 години при средна нагрузка от 60%. През 30-годишния срок на служба на трансформатора могат да бъдат постигнати значителни икономии в електроенергията.

Надеждност

• Клас H изолация (температура на работа 180°C): Предлага отлична термична устойчивост.

• Дълговечност: Способен да издържа сурови условия на съхранение и транспортиране.

• Робустна работна характеристика: Работи надеждно при неблагоприятни околни условия (включително екстремни климатични и географски условия); може да задържи 120% прекомерна нагрузка за продължително време.

• Устойчивост към коротко замыкание: Демонстрира отлична устойчивост към сили от коротко замыкание.

• Без поддръжка: Не изисква практически никаква поддръжка при нормални условия на работа.

Сигурност

• Неизгарящ: Не се запалва, устойчив на огън и не експлодира или излъчва токсични газове при работа.

• Екологична устойчивост: По-малко чувствителен към колебания на температурата, прах и замърсяване.

• Устойчивост към пукнатини: Не развива пукнатини с течение на времето.

• Екологична и човешка сигурност: Безопасен за човешкото здраве и околната среда, без вредни ефекти върху околното оборудване.

Екологични предимства

• Екологичен: Не причинява екологично замърсяване при производство, транспортиране, съхранение или работа.

• Рециклируем: Бобините и материали за ядрото могат да бъдат рециклирани в края на живота, позволявайки повторно използване на ресурсите без екологично вреди.

• Нисък шум: Напредналите дизайн и техники на производство осигуряват, че нивата на шума са с 4–5 dB под текущите национални стандарти.

Например, 2000 kVA SCRBH15-2000 аморфен сух трансформатор, работещ при 60% нагрузка, може да спести приблизително 24,000 kWh електроенергия годишно. При цена на електроенергията от 1 CNY за kWh, това представлява годишна икономия от 24,000 CNY. В момента, цената на пазара за съпоставим SCB10-2000 трансформатор е около 450,000 CNY, докато аморфната версия струва около 550,000 CNY – приблизително 20% по-високо. Но намалените операционни разходи през петгодишна период могат напълно да компенсират по-високата начална инвестиция.