تاثیر فولاد سیلیسی موجه بر کارایی و صدای ترانسفورماتور
۱. روندهای توسعه فناوری ساخت ترانسفورماتور در چین
ترانسفورماتورهای قدرت به طور اصلی در دو جهت توسعه مییابند:
اول، توسعه به سمت ترانسفورماتورهای بسیار بزرگ با ولتاژ فوقالعاده بالا، با پیشرفت سطوح ولتاژ از ۲۲۰کیلوولت، ۳۳۰کیلوولت و ۵۰۰کیلوولت به ۷۵۰کیلوولت و ۱۰۰۰کیلوولت.
دوم، توسعه به سمت انواع صرفهجویی در انرژی، کوچکسازی، کمصدا، مقاومت بالا و ضد انفجار. این محصولات عمدتاً ترانسفورماتورهای کوچک و متوسط هستند، مانند ترانسفورماتورهای توزیع S13 و S15 جدید که در حال حاضر برای بهروزرسانی شبکههای برق شهری و روستایی توصیه میشوند.
جهت توسعه آینده ترانسفورماتورهای چین همچنان بر صرفهجویی در انرژی، کمصدا، مقاومت در برابر آتش و انفجار و قابلیت اطمینان بالا تمرکز خواهد داشت.
۲. تأثیر مواد فولاد ک珪向性硅钢材料对电力变压器性能的影响
(1) 提高硅含量
目前工业生产的硅钢含硅量超过3.0%。一旦提高到6.5%，硅钢损耗显著降低，使其成为400Hz至10kHz频率范围内的最佳材料。
(2) 减少片厚
目前使用的取向硅钢越来越薄。0.35mm的厚度已经被淘汰，常见的厚度现在是0.3mm、0.27mm、0.23mm和0.18mm，这可以减少取向硅钢中的涡流损耗。
- 0.20mm取向硅钢薄带可以在用于400Hz或以下，磁通密度达到1.5T且铁损相对较低。
- 0.15mm取向硅钢薄带，在1kHz频率下工作时，磁通密度为1.0T，铁损值小于30W/kg。因此，这种规格的薄带适用于1kHz或以下。
- 0.10mm和0.08mm取向硅钢薄带更适合用于3kHz以下的频率。在3kHz频率下，0.10mm取向硅钢薄带使用时磁通密度约为0.50T。在相同条件下，0.08mm规格可以使用稍高的磁通密度值，如0.50-0.80T。
- 0.05mm取向硅钢薄带，在5kHz频率下工作时，磁通密度值为0.5-0.6T。因此，在上述五种规格中，0.05mm取向硅钢薄带应用范围最广，适用于5kHz及以下。
(3) 磁畴细化
开槽技术：日本成田报道了开槽对取向硅钢铁损和畴结构的影响，指出垂直于带材方向的开槽可以有效减小畴壁间距和涡流损耗。
激光处理技术利用快速加热和冷却的特点，通过线标记处理取向硅钢片表面，促进加热区域的微塑性变形和高密度位错，减小主畴壁长度，同时产生残余拉应力，达到细化磁畴和降低铁损的目的。
有两种激光处理方法：脉冲激光处理和连续激光处理。
3. 取向硅钢表面涂层对变压器噪声的影响
变压器噪声的主要原因之一是取向硅钢芯的磁致伸缩。
磁致伸缩是指铁磁材料在磁化过程中长度的变化。取向硅钢的磁致伸缩与是否有表面绝缘涂层有很大关系。涂层对硅钢片的张力可以抵消由材料和变压器组装产生的压缩应力，从而降低变压器噪声。未涂覆的钢片对压缩应力非常敏感。随着压力增加，磁致伸缩值急剧上升，而涂覆的钢片在压缩应力增加时磁致伸缩值增长不明显，表明对压缩应力的敏感度较低。
希望取向硅钢具有低磁致伸缩，以降低其对应力的敏感度，同时也降低噪声。由于在变压器铁芯组装过程中会产生应力，因此有必要降低材料对应力的敏感度。由于涂层的存在，取向硅钢在磁致伸缩时对应力的敏感度降低，变压器噪声也相应降低。
此外，对取向硅钢施加绝缘涂层通常仍能起到降低特定损耗的作用，使铁损减少9%-14%。绝缘涂层的质量应优选高于5g/m²。
4. 高磁导率取向硅钢对电力变压器空载损耗和噪声水平的影响 مزایای فولاد سیلیسیون مغناطیسی هدایتپذیری بالا Hi-B عبارتند از: ویژگیهای مغناطیسی معمولاً با استفاده از چگالی شار مغناطیسی در ۸۰۰A/m برای ارزیابی کیفیت آنها اندازهگیری میشود. فولاد سیلیسیون مغناطیسی هدایتپذیری بالا Hi-B دارای نسبت هدایتپذیری حدود ۱۹۲۰ در ۸۰۰A/m است، در حالی که فولاد CGO ۱۸۲۰ است. استفاده از فولاد سیلیسیون مغناطیسی هدایتپذیری بالا Hi-B به عنوان مادهی پرکننده برای کاهش تلفات بدون بار بیشترین اثرگذاری را در صرفهجویی انرژی دارد. کممغناطیسی به تمدید و انقباض طولی هسته در جهت مغناطیسی در حالت مغناطیسیسازی متناوب اشاره دارد که یکی از علل اصلی سر و صدای ترانسفورماتور است. چون فولاد سیلیسیون مغناطیسی هدایتپذیری بالا Hi-B کممغناطیسی پایینی دارد، به طور قابل توجهی سر و صدای ترانسفورماتور و آلودگی محیطی را کاهش میدهد. ۵. تأثیر تکنولوژی پردازش هسته ترانسفورماتور برق در زمان ساخت و پردازش، فولاد سیلیسیون مغناطیسی تحت تنش برشی و تأثیرات دستی قرار میگیرد. پردازش مکانیکی و عوامل خرابی خارجی به طور قابل توجهی بر تلفات خاص صفحات فولاد سیلیسیون تأثیر میگذارند، گاهی اوقات تلفات خاص را ۳.۰۸٪-۳۱.۶٪ افزایش میدهند. برآمدگیهای ناشی از برش طولی فولاد سیلیسیون مغناطیسی: اگر کیفیت برش ضعیف باشد و انحرافات ابعادی زیادی داشته باشد، در زمان تراشیدن هسته، فواصل بزرگی بین صفحات، همپوشانیهای زیاد و لایهبندی نامساوی هسته ایجاد میشود که منجر به افزایش جریان بدون بار میشود، گاهی اوقات از استانداردها فراتر میرود. پس از حذف برآمدگیها، تلفات خاص کاهش مییابد. آزمایشها نشان میدهند که پس از حذف برآمدگیها در ۳۰QG۱۲۰، تلفات خاص P1.5 ۲.۱٪-۲.۶٪ (متوسط ۲.۳٪) و P1.7 ۱.۶٪-۳.۵٪ (متوسط ۲.۵٪) کاهش مییابد. بهبود کیفیت برش فولاد سیلیسیون مغناطیسی، کاهش برآمدگیها، بهبود صافی و اعمال نیروی گیرهای مناسب به ستونهای هسته. بازخورد از سازندگان ترانسفورماتور نشان میدهد که کاهش برآمدگیها به ۰.۰۲mm ضخامت کل تراشیده شده (در نقاط گیرهای) را ۲-۳mm کاهش میدهد و سر و صدا را ۳-۴dB کاهش میدهد. بنابراین، برآمدگیها باید در ۰.۰۳mm کنترل شوند. فولاد سیلیسیون مغناطیسی نیاز به برش، داغکاری و تراشیده شدن دارد که تنشهای داخلی ایجاد میکند، منجر به تغییر شکل دانهها و کاهش هدایتپذیری مغناطیسی و افزایش تلفات خاص آهن میشود. تنشهای ایجاد شده در فولاد سیلیسیون مغناطیسی در طی عملیات برش، داغکاری، تراشیده شدن و غیره میتواند با روش آنیل کاهش یابد که میتواند تلفات خاص آهن فولاد سیلیسیون مغناطیسی سردکشیده را تقریباً ۳۰٪ کاهش دهد.(۱) ویژگیهای مغناطیسی برجسته
(۲) کممغناطیسی
