Que son os transformadores de aleación amorfa As súas vantaxes do material central e as súas aplicacións

Os transformadores de liga amorfa, desenvolvidos na década de 1970, representan unha nova xeración de transformadores de enerxía que utilizan ligas amorfas como material do núcleo en lugar das láminas de acero siliciado convencionais. En comparación cos transformadores con núcleo de acero siliciado, reducen as perdas en rixe por aproximadamente o 70%–80% e a corrente en rixe por cerca do 85%. Estes transformadores son actualmente entre os máis eficientes energeticamente dos transformadores de distribución dispoñibles, facéndoos ideais para aplicacións en áreas con baixo uso da carga e altos requisitos de seguridade contra incendios—como redes eléctricas rurais, edificios de gran altura, centros comerciais, metros, aeroportos, estacións de ferrocarril, empresas industriais e mineiras, e centrais eléctricas.

Cintas de Liga Amorfa

As cintas de liga amorfa prodúcense combinando elementos como ferro, cobalto, carbono, silicio e boro en proporcións precisas. A mezcla fúndese a altas temperaturas e despois solidifica rapidamente usando unha roda de alta velocidade, coa taxa de refrigeración alcanzando ata 1.000.000°C por segundo. Esta refrigeración extrema evita a formación de estruturas cristalinas, resultando nunha disposición atómica desordenada, amorfa.

Formación de Ligas Amorfas

Xeralmente, cando os metais ou ligas solidifican desde un estado líquido, os átomos transicionan dunha fase líquida desordenada a unha estructura cristalina sólida ordenada. Pero, con unha taxa de refrigeración extremadamente alta, os átomos non teñen tempo suficiente para organizarse nunha rede regular e, en cambio, quedan "conxelados" nun estado desordenado—similar á estrutura dos líquidos—formando o que se coñece como liga amorfa.

Para que os metais puros logren unha estrutura amorfa, requirese unha taxa de refrigeración extremadamente alta. Debido ás limitacións tecnolóxicas actuais, conseguir tales taxas en produción a gran escala é impracticable, facendo difícil producir estruturas amorfas a partir de metais puros.

Para superar isto, os metais amorfos prodúcense tipicamente aliñando metais base con outros elementos. As ligas compoñidas de átomos de diferentes tamaños e propiedades teñen puntos de fusión máis baixos e son máis propensos a formar estruturas amorfas durante a solidificación rápida.

A liga amorfa usada nos núcleos dos transformadores é unha liga baseada en ferro, solidificada rapidamente en cintas finas a unha taxa de refrigeración dun millón de graos por segundo, con un grosor de só 0,03 mm.

Vantaxes dos Transformadores de Liga Amorfa

Eficiencia Enerxética

O uso de núcleos de liga amorfa, combinado con un proceso de fabricación avanzado de tres fases e tres columnas, reduce significativamente as perdas no núcleo. As perdas en rixe reducense a aproximadamente o 25% das de transformadores secos convencionais. Aínda que o custo inicial dos núcleos de liga amorfa é maior, a excepcional eficiencia e rendemento energético permiten recuperar a investimento adicional en 3–5 anos con unha carga media do 60%. Ao longo dos 30 anos de vida útil do transformador, poden lograrse importantes aforros en costos de electricidade.

Fiabilidade

• Aislamento de Clase H (temperatura de funcionamento de 180°C): Ofrece excelente resistencia térmica.

• Durabilidade: Capaz de resistir condicións adversas de almacenamento e transporte.

• Rendemento Robusto: Funciona de maneira fiable en condicións ambientais adversas (incluíndo climas e zonas xeográficas extremas); pode soportar un sobrecarga do 120% durante períodos prolongados.

• Resistencia a Cortocircuitos: Demuestra unha resistencia superior ás forzas de cortocircuito.

• Sin Mantemento: Practicamente non require mantemento en condicións normais de funcionamento.

Seguridade

• Incombustible: Non se incendeia, resiste ao lume e non explode nin emite gases tóxicos durante o funcionamento.

• Resistente ao Ambiente: Menos sensible ás fluctuacións de temperatura, polvo e contaminación.

• Resistente a Riscos: Non desenvolve riscos ao longo do tempo.

• Seguridade Ambiental e Humana: Seguro para a saúde humana e o medio ambiente, sen efectos nocivos sobre o equipo circundante.

Benéficos Ambientais

• Ecolóxico: Non causa contaminación ambiental durante a fabricación, transporte, almacenamento ou funcionamento.

• Reciclable: As bobinas e os materiais do núcleo poden reciclarse ao final da súa vida útil, permitindo a reutilización de recursos sen danos ao medio ambiente.

• Baixo Ruído: O deseño avançado do núcleo e as técnicas de fabricación aseguran que os niveis de ruído están 4–5 dB por debaixo dos estándares nacionais actuais.

Por exemplo, un transformador seco amorfo SCRBH15-2000 de 2000 kVA operando a unha carga do 60% pode ahorrar aproximadamente 24.000 kWh de electricidade anualmente. Con un costo de electricidade de 1 RMB por kWh, iso tradúcese en aforros anuais de 24.000 RMB. Actualmente, o prezo de mercado dun transformador comparable SCB10-2000 está arredor dos 450.000 RMB, mentres que a versión amorfa custa aproximadamente 550.000 RMB—aproximadamente un 20% máis. No entanto, a redución nos custos operativos ao longo dun período de cinco anos pode compensar completamente a maior investimento inicial.