非晶合金変圧器とは そのコア材の利点と応用について
非晶合金変圧器は1970年代に開発され、従来のシリコン鋼板ではなく非晶合金をコア材料として使用する新しい世代の電力変圧器です。シリコン鋼コアの変圧器と比較して、無負荷損失が約70％～80％減少し、無負荷電流が約85％減少します。これらの変圧器は現在、最もエネルギー効率の高い配電用変圧器の一つであり、低負荷利用率や高火災安全性が求められる地域、例えば農村部の電力網、高層ビル、商業施設、地下鉄、空港、駅、工業鉱山企業、発電所などでの使用に理想的です。
非晶合金リボン
非晶合金リボンは、鉄、コバルト、炭素、ケイ素、ボロンなどの元素を正確な割合で組み合わせて製造されます。この混合物は高温で溶融させ、その後高速回転するホイールを使用して急速に固化させます。冷却速度は秒あたり1,000,000℃に達します。この極端な冷却により結晶格子構造の形成が防がれ、無秩序な非晶質の原子配置になります。
非晶合金の形成
通常、金属や合金が液体状態から固体化する際、原子は無秩序な液体相から規則正しい固体結晶構造へと移行します。しかし、非常に高い冷却速度では、原子が規則正しい格子に並ぶ時間が十分にありません。代わりに「凍結」され、液体に似た無秩序な状態になり、これが非晶合金と呼ばれます。
純粋な金属が非晶質構造を得るためには非常に高い冷却速度が必要です。現時点の技術的制約により、大規模生産においてそのような速度を達成することは実際的ではなく、純粋な金属から非晶質構造を作り出すことは困難です。
これを克服するために、非晶金属は通常、基体金属と他の元素を合金化することで製造されます。異なるサイズと性質を持つ原子で構成された合金は融点が低く、急速固溶時に非晶質構造を形成しやすいです。
変圧器コアに使用される非晶合金は鉄を基材とする合金で、秒当たり100万度の冷却速度で薄いリボンに急速固溶され、厚さはわずか0.03mmです。
非晶合金変圧器の利点
エネルギー効率
非晶合金コアの使用と先進的な三相三柱製造プロセスにより、コア損失が大幅に減少します。無負荷損失は従来の乾式変圧器の約25%にまで減少します。非晶合金コアの初期コストは高いですが、優れた効率と節電性能により、平均負荷60%で3〜5年以内に追加投資を回収できます。変圧器の30年の寿命を通じて、電力コストの大幅な削減が可能となります。
信頼性
Hクラス絶縁（動作温度180℃）：優れた耐熱性を提供します。
耐久性：厳しい保管および輸送条件にも耐えられます。
堅牢な性能：過酷な環境条件（極端な気候や地理的設定を含む）下でも信頼性高く動作し、長時間120%の過負荷に耐えられます。
短絡抵抗力：短絡力に対する優れた抵抗性を示します。
メンテナンスフリー：通常の運転条件下ではほとんどメンテナンスが不要です。
安全性
不燃性：着火せず、火災に強く、運転中に爆発や有毒ガスの放出はありません。
環境適応性：温度変動、塵、汚染に対して敏感ではありません。
亀裂抵抗性：時間とともに亀裂が発生しません。
環境および人間の安全性：人間の健康と環境に安全で、周囲の設備に有害な影響を与えません。
環境上の利点
環境に優しい：製造、輸送、保管、運転中の環境汚染を引き起こしません。
再利用可能：コイルとコア材料は寿命終了時にリサイクルでき、資源の再利用が可能で環境への悪影響はありません。
低騒音：先進的なコア設計と製造技術により、騒音レベルは現在の国標準より4〜5dB低いです。
例えば、60%の負荷で動作する2000 kVA SCRBH15-2000非晶乾式変圧器は年間約24,000 kWhの電力を節約できます。電力料金が1 RMB/kWhの場合、これは年間24,000 RMBの節約となります。現在、同様のSCB10-2000変圧器の市場価格は約450,000 RMBですが、非晶バージョンは約550,000 RMB、約20%高いです。しかし、5年間の運用コストの削減により、より高い初期投資を完全に相殺することができます。
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