Τι είναι οι μετασχηματιστές αμορφωτικών συμπλοκών, τα πλεονεκτήματα του υλικού καρδιάς τους και οι εφαρμογές τους;

Οι μετασχηματιστές αμόρφων συμπλοκών, που αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του '70, είναι ένα νέο γενετήριο μετασχηματιστών υψηλής ενέργειας που χρησιμοποιούν αμόρφων συμπλοκές ως υλικό κέντρου, αντί των παραδοσιακών διατριβών σιδήρου. Σε σύγκριση με τους μετασχηματιστές με κέντρο από σιδήριο, μειώνουν τις απώλειες χωρίς φορτίο κατά περίπου 70%–80% και τον ρευστό χωρίς φορτίο κατά περίπου 85%. Αυτοί οι μετασχηματιστές είναι τώρα μεταξύ των πιο ενεργειακά αποδοτικών μετασχηματιστών διανομής που υπάρχουν, κάνοντάς τους ιδανικούς για εφαρμογές σε περιοχές με χαμηλή εκμετάλλευση φορτίου και υψηλές απαιτήσεις πυρασφάλειας—όπως η ρουραλική πλέγματα, ψηλά κτίρια, εμπορικά κέντρα, μετρό, αεροδρόμια, σταθμοί σιδηροδρόμων, βιομηχανικά και εξορυκτικά επιχειρήματα, και εργοστάσια.

Λωρίδες Αμόρφων Συμπλοκών

Οι λωρίδες αμόρφων συμπλοκών παράγονται συνδυάζοντας στοιχεία όπως σίδηρος, κομπάλτιο, άνθρακας, ηλιού και βόριο σε ακριβείς αναλογίες. Το μείγμα πυρολύεται σε υψηλές θερμοκρασίες και στη συνέχεια ψύχεται γρήγορα χρησιμοποιώντας έναν υψηλής ταχύτητας περιστρεφόμενο πίνακα, με ρυθμό ψύξης που φτάνει έως 1.000.000°C ανά δευτερόλεπτο. Αυτή η έκτρωπη ψύξη εμποδίζει τη δημιουργία κρυσταλλικών δομών, αποτελεί για μια μη ταξινομημένη, αμόρφων ατομική διάταξη.

Δημιουργία Αμόρφων Συμπλοκών

Συνήθως, όταν τα μέταλλα ή οι σύμμικτοι συσταλίζονται από υγρή κατάσταση, τα άτομα μεταβαίνουν από μια μη ταξινομημένη υγρή φάση σε μια ταξινομημένη στερεή κρυσταλλική δομή. Ωστόσο, με ένα εξαιρετικά υψηλό ρυθμό ψύξης, τα άτομα δεν έχουν αρκετό χρόνο για να ταξινομηθούν σε κανονική δομή και "παγώνονται" σε μια μη ταξινομημένη κατάσταση—παρόμοια με τη δομή των υγρών—δημιουργώντας τον αμόρφων σύμμικτο.

Για τα καθαρά μέταλλα να επιτευχθεί μια αμόρφων δομή, απαιτείται ένα εξαιρετικά υψηλός ρυθμός ψύξης. Λόγω των τεχνολογικών περιορισμών, η επίτευξη τέτοιων ρυθμών σε μεγάλη κλίμακα παραγωγής είναι πρακτικά αδύνατη, κάνοντας δύσκολη την παραγωγή αμόρφων δομών από καθαρά μέταλλα.

Για να ξεπεραστεί αυτό, οι αμόρφων μέταλλα παράγονται συνήθως συνδυάζοντας βασικά μέταλλα με άλλα στοιχεία. Οι σύμμικτοι που αποτελούνται από άτομα με διαφορετικές μεγέθη και ιδιότητες έχουν χαμηλότερη σημεία τήξης και είναι πιο εύκολο να δημιουργήσουν αμόρφων δομές κατά την ταχεία στέρεωση.

Ο αμόρφων σύμμικτος που χρησιμοποιείται στα κέντρα μετασχηματιστών είναι ένας σύμμικτος βασισμένος σε σίδηρο, που στέρεωνε ταχύ σε λωρίδες με ρυθμό ψύξης ενός εκατομμυρίου βαθμών ανά δευτερόλεπτο, με πάχος μόλις 0.03 mm.

Πλεονεκτήματα των Μετασχηματιστών Αμόρφων Συμπλοκών

Ενεργειακή Απόδοση

Η χρήση κέντρων αμόρφων συμπλοκών, σε συνδυασμό με μια προηγμένη διαδικασία παραγωγής τριφασικών τριών στηλών, μειώνει σημαντικά τις απώλειες του κέντρου. Οι απώλειες χωρίς φορτίο μειώνονται σε περίπου 25% των απώλειων σε συμβατικούς ξηρούς μετασχηματιστές. Παρά το υψηλότερο αρχικό κόστος των κέντρων αμόρφων συμπλοκών, η εξαιρετική απόδοση και η ενεργειακή αποδοτικότητα επιτρέπουν την ανάκτηση της επιπλέον επένδυσης μέσα σε 3–5 χρόνια με μέση φορτία 60%. Κατά τη διάρκεια της 30-ετίας χρήσης του μετασχηματιστή, μπορούν να επιτευχθούν σημαντικές εξοικονομήσεις στο κόστος ηλεκτρισμού.

Αξιοπιστία

• Μάντλα Κλάσης H (λειτουργική θερμοκρασία 180°C): Παρέχει εξαιρετική θερμική αντοχή.

• Διάρκεια Ζωής: Ικανό να αντεπεξέρχεται σε σκληρές συνθήκες αποθήκευσης και μεταφοράς.

• Αξιοπιστία Λειτουργίας: Λειτουργεί αξιοπιστά σε αντικειμενικές περιβαλλοντικές συνθήκες (συμπεριλαμβανομένων των ακραίων κλιματολογικών και γεωγραφικών συνθηκών); μπορεί να αντέξει 120% υπερφόρτωση για μεγάλες περίοδες.

• Αντοχή σε Σύντομη Σύνδεση: Επιδεικνύει εξαιρετική αντοχή σε δυνάμεις σύντομης σύνδεσης.

• Χωρίς Συντήρηση: Δεν απαιτεί σχεδόν καθόλου συντήρηση υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας.

Ασφάλεια

• Μη Πυροφόρο: Δεν ανάβει, αντιστέκεται στη φωτιά και δεν εκρήνει ή εκπέμπει τοξικά αέρια κατά τη λειτουργία.

• Αντοχή σε Περιβαλλοντικές Συνθήκες: Λιγότερο ευαίσθητο σε κυμαίνοντα θερμοκρασίες, σκόνη και ρύπανση.

• Αντοχή σε Ρωγμές: Δεν αναπτύσσει ρωγμές με την πάροδο του χρόνου.

• Περιβαλλοντική και Ανθρώπινη Ασφάλεια: Ασφαλές για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον, χωρίς επιβλαβή επιπτώσεις στην περιβαλλοντική εξοπλισμό.

Περιβαλλοντικά Πλεονεκτήματα

• Φιλικό προς το Περιβάλλον: Δεν προκαλεί περιβαλλοντική ρύπανση κατά την παραγωγή, μεταφορά, αποθήκευση ή λειτουργία.

• Ανακυκλώσιμο: Τα κατασκευαστικά και τα υλικά κέντρου μπορούν να ανακυκλωθούν στο τέλος της ζωής τους, επιτρέποντας την επαναχρησιμοποίηση πόρων χωρίς περιβαλλοντική βλάβη.

• Χαμηλό Θόρυβο: Προηγμένες τεχνικές σχεδίασης και κατασκευής του κέντρου εξασφαλίζουν ότι οι επίπεδοι θορύβου είναι 4–5 dB κάτω από τα τρέχοντα εθνικά πρότυπα.

Για παράδειγμα, ένας 2000 kVA SCRBH15-2000 ξηρός μετασχηματιστής αμόρφων συμπλοκών που λειτουργεί με 60% φορτίο μπορεί να εξοικονομήσει περίπου 24.000 kWh ηλεκτρισμού ετησίως. Με κόστος ηλεκτρισμού 1 RMB ανά kWh, αυτό μεταφράζεται σε ετήσιες εξοικονομήσεις 24.000 RMB. Σήμερα, η αγοραϊκή τιμή ενός αντίστοιχου SCB10-2000 μετασχηματιστή είναι περίπου 450.000 RMB, ενώ ο αμόρφων είδος κοστίζει περίπου 550.000 RMB—περίπου 20% υψηλότερο. Ωστόσο, η μείωση του κόστους λειτουργίας σε πενταετία μπορεί να αντισταθμίσει πλήρως την υψηλότερη αρχική επένδυση.