Što su transformatori od amorfnog legiranog materijala njihove prednosti materijala jezgra i primjene

Amorfnih legura transformatori, razvijeni u 70-ima, predstavljaju novu generaciju električnih transformatora koji koriste amorfne legure kao materijal za jezgra umjesto konvencionalnih silikatnih čelika. U usporedbi s transformatorima sa jezgrom od silikatnog čelika, oni smanjuju gubitke bez opterećenja približno za 70%–80%, a struju bez opterećenja za približno 85%. Ovi transformatori su trenutno među najenergetskim distribucijskim transformatorima dostupnim, što ih čini idealnim za primjene u područjima s niskom iskorištenosti opterećenja i visokim zahtjevima za požarnom sigurnošću – poput ruralnih mreža, visokih zgrada, trgovinskih centara, metra, zračnih luka, željezničkih stanica, industrijskih i rudarskih preduzeća te elektrana.

Trake od amorfne legure

Trake od amorfne legure proizvedene su kombiniranjem elemenata poput željeza, kobalta, ugljika, kremena i bora u preciznim proporcijama. Mešavina se topi na visokim temperaturama, a zatim brzo čvrsta upotrebom visokosigurne vrteće kotače, s stopom hlađenja do 1.000.000°C sekundi. Ova ekstremna stopa hlađenja sprečava formiranje kristalne rešetke, rezultirajući neuredanim, amornim atomskim rasporedom.

Formiranje amornih legura

Tipično, kada metali ili legure čvrste iz tekućeg stanja, atomi prelaze od neredovanog tekućeg stanja u redovito kristalno strukturu. Međutim, s izuzetno visokom stopom hlađenja, atomi nemaju dovoljno vremena da se organiziraju u regularnu rešetku, već se "zamrzavaju" u neredovanom stanju – slično strukturi tekućine – formirajući ono što se naziva amorfna legura.

Da bi čisti metali postigli amornu strukturu, potrebna je izuzetno visoka stopa hlađenja. Zbog trenutnih tehnoloških ograničenja, dostizanje takvih stopa u masovnoj proizvodnji nije praktično, što čini teškim proizvodnju amornih struktura od čistih metala.

Da bi se to prevazišlo, amorfne metale obično proizvode legiranjem baznih metala s drugim elementima. Legure sastavljenje od atoma različitih veličina i svojstava imaju niže tačke taljenja i više skloni su formiranju amornih struktura tijekom brzog čvršćenja.

Amorfna legura koja se koristi u jezgrima transformatora je željezna legura, brzo čvrsta u tanke trake stopom hlađenja od milijun stepeni po sekundi, s debljinom od samo 0,03 mm.

Prednosti amornih legurnih transformatora

Energetska učinkovitost

Korištenje jezgra od amorfne legure, kombinirano s naprednim procesom proizvodnje tri-fazne tri-stupne, značajno smanjuje gubitke u jezgru. Gubitci bez opterećenja smanjuju se na približno 25% u odnosu na konvencionalne suhe transformatore. Iako je početna cijena jezgra od amorfne legure veća, izvanredna učinkovitost i performanse u štednji energije omogućavaju povrat dodatnog ulaganja unutar 3–5 godina pri prosječnom opterećenju od 60%. Tijekom 30-godišnjeg vijeka trajanja transformatora, mogu se ostvariti značajne štednje troškova struje.

Pouzdanost

• H-klasa izolacije (radna temperatura 180°C): Nudi izvrsnu otpornost na toplinu.

• Izdahanost: Može izdržati surove uvjete skladištenja i transporta.

• Pouzdan rad: Fункционира надежно у неблагопријатним еколошким условима (укључујући екстремне климатске и географске услове); може подржавати прекоптерећење од 120% током дужег временског периода.

• Otpornost na kratko spojnici: Pokazuje izvrsnu otpornost na sile koje nastaju pri kratkom spojnicu.

• Beskvara održavanja: Praktički ne zahtijeva održavanje u normalnim radnim uvjetima.

Sigurnost

• Nenagrabljiv: Ne može zapaliti, otporan na vatru i ne eksplodira niti emitira otrovne plinove tijekom rada.

• Otpornost na okoliš: Manje osjetljiv na fluktuacije temperature, prašinu i zagađenje.

• Otpornost na pucanje: Ne razvija pukotine tijekom vremena.

• Sigurnost za okoliš i ljude: Siguran za ljudsko zdravlje i okoliš, bez štetnih efekata na opremu u blizini.

Ekološke prednosti

• Ekološki prihvatljiv: Ne uzrokuje zagađenje okoliša tijekom proizvodnje, transporta, skladištenja ili rada.

• Reciklabilan: Bobine i materijali jezgra mogu se reciklirati na kraju životnog vijeka, omogućujući ponovnu uporabu resursa bez štete okolišu.

• Niska buka: Napredni dizajn jezgra i tehnike proizvodnje osiguravaju da su razine buke 4–5 dB ispod sadašnjih nacionalnih standarda.

Na primjer, 2000 kVA SCRBH15-2000 amorfni suhi transformator koji radi na 60% opterećenju može uštedjeti približno 24.000 kWh struje godišnje. S troškom struje od 1 RMB po kWh, to se pretvara u godišnju uštedu od 24.000 RMB. Trenutno, tržišna cijena sličnog SCB10-2000 transformatora iznosi oko 450.000 RMB, dok amorfna verzija košta oko 550.000 RMB – približno 20% više. Međutim, smanjenje operativnih troškova tijekom petogodišnjeg perioda može u potpunosti kompenzirati veće početno ulaganje.