Apa Itu Trafo Aloy Amorf dan Keunggulan serta Aplikasi Bahan Intinya

Transformator dengan inti paduan amorfus, yang dikembangkan pada tahun 1970-an, mewakili generasi baru transformator daya yang menggunakan paduan amorfus sebagai bahan inti alih-alih lembaran baja silikon konvensional. Dibandingkan dengan transformator berinti baja silikon, mereka mengurangi kerugian tanpa beban sekitar 70%–80% dan arus tanpa beban sekitar 85%. Transformator-transformator ini saat ini merupakan salah satu dari transformator distribusi paling hemat energi yang tersedia, menjadikannya ideal untuk aplikasi di daerah dengan utilitas beban rendah dan persyaratan keselamatan kebakaran tinggi—seperti jaringan listrik pedesaan, bangunan bertingkat, pusat komersial, metro, bandara, stasiun kereta api, perusahaan pertambangan dan industri, serta pembangkit listrik.

Pita Paduan Amorfus

Pita paduan amorfus diproduksi dengan menggabungkan elemen-elemen seperti besi, kobalt, karbon, silikon, dan boron dalam proporsi yang tepat. Campuran tersebut dilelehkan pada suhu tinggi dan kemudian didinginkan secara cepat menggunakan roda berputar berkecepatan tinggi, dengan laju pendinginan mencapai hingga 1.000.000°C per detik. Pendinginan ekstrem ini mencegah terbentuknya struktur kisi kristalin, menghasilkan susunan atom yang tidak beraturan dan amorfus.

Pembentukan Paduan Amorfus

Secara umum, ketika logam atau paduan membeku dari keadaan cair, atom-atom bertransisi dari fase cair yang tidak beraturan ke struktur kristalin padat yang teratur. Namun, dengan laju pendinginan yang sangat tinggi, atom-atom tidak memiliki cukup waktu untuk mengatur diri menjadi kisi teratur dan malah "beku" dalam keadaan tidak beraturan—mirip dengan struktur cairan—membentuk apa yang dikenal sebagai paduan amorfus.

Untuk logam murni mencapai struktur amorfus, dibutuhkan laju pendinginan yang sangat tinggi. Karena batasan teknologi saat ini, mencapai laju tersebut dalam produksi berskala besar tidak praktis, sehingga sulit untuk memproduksi struktur amorfus dari logam murni.

Untuk mengatasi hal ini, logam amorfus biasanya diproduksi dengan mengalloykan logam dasar dengan elemen lain. Paduan yang terdiri dari atom-atom dengan ukuran dan sifat yang berbeda memiliki titik lebur yang lebih rendah dan lebih mudah membentuk struktur amorfus selama pendinginan cepat.

Paduan amorfus yang digunakan dalam inti transformator adalah paduan berbasis besi, yang didinginkan secara cepat menjadi pita tipis dengan laju pendinginan satu juta derajat per detik, dengan ketebalan hanya 0,03 mm.

Keuntungan Transformator Paduan Amorfus

Efisiensi Energi

Penggunaan inti paduan amorfus, dikombinasikan dengan proses manufaktur tiga fasa tiga kolom yang canggih, secara signifikan mengurangi kerugian inti. Kerugian tanpa beban dikurangi hingga sekitar 25% dari transformator kering konvensional. Meskipun biaya awal inti paduan amorfus lebih tinggi, efisiensi luar biasa dan kinerja hemat energi memungkinkan investasi tambahan dapat dikembalikan dalam 3–5 tahun dengan beban rata-rata 60%. Selama masa layanan 30 tahun transformator, penghematan biaya listrik yang signifikan dapat dicapai.

Ketahanan

• Isolasi Kelas H (suhu operasi 180°C): Menawarkan ketahanan termal yang luar biasa.

• Ketahanan: Mampu menahan kondisi penyimpanan dan transportasi yang keras.

• Kinerja Kuat: Beroperasi secara andal dalam kondisi lingkungan yang buruk (termasuk iklim dan lokasi geografis ekstrem); dapat menahan beban 120% selama periode yang lama.

• Tahan Korsleting: Menunjukkan ketahanan superior terhadap gaya korsleting.

• Tanpa Perawatan: Hampir tidak memerlukan perawatan dalam kondisi operasi normal.

Keselamatan

• Tidak Mudah Terbakar: Tidak akan menyala, tahan terhadap api, dan tidak meledak atau mengeluarkan gas beracun selama operasi.

• Ketahanan Lingkungan: Kurang sensitif terhadap fluktuasi suhu, debu, dan polusi.

• Tahan Retak: Tidak mengalami retakan seiring waktu.

• Keselamatan Lingkungan dan Manusia: Aman bagi kesehatan manusia dan lingkungan, tanpa efek berbahaya pada peralatan sekitarnya.

Manfaat Lingkungan

• Ramah Lingkungan: Tidak menyebabkan pencemaran lingkungan selama manufaktur, transportasi, penyimpanan, atau operasi.

• Daur Ulang: Koil dan bahan inti dapat didaur ulang pada akhir masa pakai, memungkinkan penggunaan kembali sumber daya tanpa merusak lingkungan.

• Kecil Suara: Desain inti dan teknik manufaktur canggih memastikan tingkat kebisingan 4–5 dB di bawah standar nasional saat ini.

Sebagai contoh, sebuah transformator kering amorfus SCRBH15-2000 dengan kapasitas 2000 kVA yang beroperasi pada beban 60% dapat menghemat sekitar 24.000 kWh listrik setiap tahun. Dengan biaya listrik 1 RMB per kWh, ini berarti penghematan tahunan sebesar 24.000 RMB. Saat ini, harga pasar untuk transformator SCB10-2000 yang setara sekitar 450.000 RMB, sementara versi amorfusnya berharga sekitar 550.000 RMB—sekitar 20% lebih tinggi. Namun, pengurangan biaya operasional selama lima tahun dapat sepenuhnya mengimbangi investasi awal yang lebih tinggi.