Kaj so amorfni legirni transformatorji Njihove prednosti jedrskega materiala in uporabe

Amorfnih legirnih transformatorjev, razvijanih v 70. letih, predstavljajo novo generacijo prenosnih transformatorjev, ki uporabljajo amorfne legire kot material za jezgre namesto konvencionih silikatnih jeklenih listov. V primerjavi z transformatorji s jezgrom iz silikatnega jekla zmanjšajo prazne izgube približno za 70%–80% in prazni tok za približno 85%. Ti transformatorji so trenutno med najbolj energijsko učinkovitimi distribucijskimi transformatorji, kar jih čini idealnimi za uporabo v območjih z nizko obremenitvijo in visokimi zahtevami glede varnosti pred požari, kot so kraški električni omrežji, višji stavbe, trgovske centre, podzemnice, letališča, železniška postaje, industrijski in rudarski podjetja ter elektrarne.

Trakovi iz amorfnih legir

Trakove iz amorfnih legir proizvajamo tako, da kombiniramo elemente, kot so železo, kobalt, ogljik, kremnij in bor, v točno določenih proporcijah. Mešanico stoplji pri visokih temperaturah in nato hitro ohladi s pomočjo visoko hitrega vrtečega kota, s hitrostjo ohlajevanja, ki doseže do 1.000.000°C na sekundo. Ta ekstremno hitro ohlajevanje prepreči nastanek kristalnih mrežnih struktur, kar vodi do neravnovesne, amorfne atomsko razporeditve.

Obrazovanje amorfnih legir

Običajno, ko metale ali legire steknujo iz tekoče faze, atomi prehodijo iz neravnovesne tekoče faze v ravno pečeno kristalno strukturo. Vendar z izjemno hitro hitrostjo ohlajevanja atomi nimajo dovolj časa, da se razporedijo v redno mrežo, ampak so namesto tega "mrzli" v neravnovesnem stanju, podobno strukturi tekočin, in nastane t.i. amorfna legira.

Za čiste metale, da bi dosegli amorfno strukturo, je potrebna izjemno visoka hitrost ohlajevanja. Zaradi trenutnih tehnoloških omejitev je doseči take hitrosti v velikoprodajni proizvodnji nepraktično, kar težko naredi proizvodnjo amorfne strukture iz čistih metalov.

Za premočanje tega problem, amorfne metale običajno proizvajamo tako, da osnovne metale legiramo z drugimi elementi. Legire, sestavljene iz atomov z različnimi velikostmi in lastnostmi, imajo nižje toplinske točke in so bolj nagnjene k oblikovanju amorfne strukture med hitrim steknutjem.

Amorfna legira, uporabljena v jezgru transformatorja, je železna legira, hitro steknjena v tanke trake z hitrostjo ohlajevanja ene milijone stopinj na sekundo, z debelino le 0,03 mm.

Prednosti amorfnih legirnih transformatorjev

Energijska učinkovitost

Uporaba jezgra iz amorfnih legir, kombinirana z naprednim postopkom proizvodnje tri-faznega tri-stolpičnega sistema, znatno zmanjša izgube v jezgru. Prazne izgube so zmanjšane na približno 25% v primerjavi z navadnimi suho-vratnimi transformatorji. Čeprav je prvotna cena jezra iz amorfnih legir višja, izjemna učinkovitost in energijska ušteda omogočata, da se dodatna investicija vrne v 3-5 letih pri povprečni obremenitvi 60 %. Skozi 30-letno življenjsko dobo transformatorja je možno doseči pomembne uštede stroškov elektrike.

Zanesljivost

• Toplotna odporost H-razreda (delovna temperatura 180°C): Ponuja odlično toplotno odpornost.

• Trajanost: Zmožen prenašati zahteve za hranjenje in prevoz v zahtevnih pogojih.

• Zanesljivo delovanje: Zanesljivo deluje v neugodnih okoljskih pogojih (vključno z ekstremnimi podnebnimi in geografskimi pogoji); lahko vzdrži 120% preobremenitve za dolge obdobje.

• Odpor proti kratkoročnim skokom: Pokazuje odličen odpor proti silam, ki jih povzročajo kratkoročni skoki.

• Brez vzdrževanja: Zahteva praktično nobenega vzdrževanja v normalnih delovnih pogojih.

Varna

• Nenagljiva: Ne more biti zapaljena, odporne proti požarom in ne eksplodirajo ali izpuščajo toksične pline med delovanjem.

• Odpornost okolju: Manj občutljivi na spremembe temperature, prašno onesnaženje in zagađevanje.

• Odpor proti mehu: Ne razvijajo mehov preko časa.

• Varnost za okolje in ljudi: Varni za zdravje ljudi in okolje, brez škodljivih učinkov na okoliško opremo.

Okoljski prednosti

• Eko prijaznost: Ne povzroča okoljskega onesnaženja med proizvodnjo, prevozom, shranjevanjem ali delovanjem.

• Ponovna uporaba: Bobine in materiali za jezgro se lahko na koncu življenjske dobe reciklirajo, omogočajo ponovno uporabo virov brez škode za okolje.

• Nizki šum: Napredni dizajn in tehnologije proizvodnje zagotavljata, da so raven šuma 4-5 dB nižja od trenutnih nacionalnih standardov.

Na primer, SCRBH15-2000 amorfni suho-vratni transformator z močjo 2000 kVA, ki deluje pri 60% obremenitvi, lahko letno uštede približno 24.000 kWh elektrike. Pri ceni elektrike 1 RMB na kWh to pomeni letne uštede 24.000 RMB. Trenutna tržna cena za primerljiv SCB10-2000 transformator je približno 450.000 RMB, medtem ko amorfna različica stane približno 550.000 RMB, kar je približno 20% več. Vendar pa zmanjšanje operativnih stroškov v petletnem obdobju lahko popolnoma kompenzira višjo prvotno investicijo.