非晶合金干式變壓器的特點及性能研究

聶莉雅+李洪偉

摘要：隨著我國經濟發展水平的提高，我國開始提高節能生活的要求，在這種背景下，而用非晶合金作為鐵心的干式變壓器逐漸取代傳統的變壓器，成為電力行業節能的首選。本文從非晶合金的介紹出發，對非晶合金的特點和安全性進行敘述，最后闡述了非晶合金干式變壓器需要改進的幾個問題，這對于我國電力行業的進步和發展有重要的作用，同時也對我國實現節能減排有重要的現實意義。

關鍵字：非晶合金；干式變壓器；特點；性能；

中圖分類號：TM4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（B）-0000-00

1關于非晶合金的介紹

1.1非晶合金簡介

非晶合金是將鐵、碳、硅、硼等材料熔化后采用超急冷凝固的方法，將液態合金凝固時晶體中的原子來不及采取有序的方式排列結晶，使得得到的固態合金沒有晶格和晶界，從而得到的非晶合金。這種非晶合金的制作工藝簡單，還具有許多優異的性能，從80年代開始就成為國內外材料科學界重點關注和研發的對象。目前，非晶合金主要分為鐵鎳基非晶合金、鐵基非晶合金和鈷基非晶合金等。

1.2非晶合金的特性

非晶合金是一種新型的具有軟磁性能的材料，其磁化功率小且單位耗損較低，由于它沒有晶界和晶格，使得它的溫度穩定性較高；同時非晶合金是一種無取向的材料，使得它的制作工藝較簡單且性能優異；以硅鋼片為鐵心材料制作的伸縮度遠遠低于非晶合金，因此，在生產中，應該采取有效的措施，防止產生較大的噪聲；非晶合金的硬度較大，在非晶合金的加工的過程中，切剪相對硅鋼片來說難度大大增加了，因此，在產品加工時應該盡量減少非晶合金的切剪；另外，非晶合金受到機械應力的影響較大，機械應力容易改變非晶合金的磁性，因此，在設計采用非晶合金制造變壓器時，應該盡量減少鐵心受到的機械應力，從而減少非晶合金受到的影響。

2干式變壓器的分類和特點

2.1干式變壓器的分類

干式變壓器對于安全的要求很高，它的鐵心一般不會放在液體中，對于一些電壓較低、容量較小的變壓器，為了制造過程的便利和日后維護，也常常將它做成干式變壓器。干式變壓器一般分為三種，即密閉式變壓器、開啟式變壓器和塑封式變壓器。

2.1.1密閉式變壓器

密閉式變壓器即將變壓器用一個外殼封起來，使其與外界斷絕聯系，這樣的變壓器往往在一些外界環境較惡劣的位置比較常見。密閉式變壓器的內部往往充入六氟化硫氣體，該氣體屬于惰性氣體，具有良好的熱穩定性，它的散熱能力和絕緣性都比空氣好得多，這就有效解決了密閉式變壓器內部容易發生故障的問題。

2.1.2開啟式變壓器

開啟式變壓器是目前使用最廣、最常見的一種類型，整個變壓器與空氣相連通，它的結構比較簡單，這種類型的變壓器比較適用于一些需求電壓比較小、容量比較低的工程，在一些空氣比較干燥潔凈的環境中比較常見。該變壓器主要由空氣散熱，但是空氣承受電壓沖擊的能力相對較弱，因此，在使用的過程中應該與電壓高的線路隔開，避免受到高強度電壓的影響。

2.1.3塑封式變壓器

塑封式變壓器即采用一些絕緣的材料將變壓器封起來的形式，在實際生產中，主要采用環氧樹脂等一些樹脂和玻璃纖維將線圈包起來，這樣做成的變壓器具有良好的絕緣能力和強度，同時不會受到環境中灰塵等外界因素的影響，便于日后的保養維護工作。另外，該變壓器具有優良的防火防水能力，且結構簡單、便于生產。

2.2非晶合金干式變壓器的特點

由于非晶合金干式變壓器采用非晶合金的材料制作而成，該材料在使用時損耗很低，在作為變壓器的鐵心時，不易被慢慢消耗掉，這就大大降低了日后的維護次數。同時，這種較低的負載損耗的特點，大大節約了能源的使用，提高了用電的效率。另外，使用非晶合金制造的變壓器在運行時溫度較低，又具有較高的絕緣性，這就大大延長了變壓器的使用壽命，同時又降低了損耗，對于保護環境也有一定的現實意義。

3非晶合金干式變壓器的安全性

非晶合金具有很特殊的性能，在作為干式變壓器的制作材料時常常采用高低壓線圈的矩形結構，相比傳統的圓形線圈的結構，矩形線圈結構的受力沒有那么均勻，同時非晶合金受到的機械應力會大大增加。因此，在非晶合金干式變壓器的生產過程中，高壓線圈常常采用塑性封閉的剛體結構，這樣鐵心就不會受到機械應力的作用，同時還可以承受鐵心的重量和電路短路時產生的軸向電動力。這樣采用非晶合金材料研發的干式變壓器的運行情況比傳統的更加安全，同時也因它的安全性而在實際中得到了更廣泛的應用，并有很多企業應用了這種干式變壓器取得了很好的效果。

采用剛體結構的非晶合金干式變壓器具有很高的機械強度，能夠承受很大的機械應力，滿足生產的要求，因此，非晶合金干式變壓器與傳統的干式變壓器相比，結構上存在較大的差異，由此帶來的安全隱患也可以通過采取合適有效的措施來清除。從以往非晶合金干式變壓器在國內外的應用中可以確定，非晶合金干式變壓器的安全已經得到保障，可以在生產中廣泛使用。

4非晶合金干式變壓器中需要改進的幾個問題

隨著我國電力行業的發展和進步，對變壓器的要求也逐漸變高，而非晶合金干式變壓器的出現大大推動了我國電力行業的發展。因此，研究我國非晶合金干式變壓器中存在的問題有重要的現實意義，而在我國非晶合金干式變壓器的應用中主要存在以下三個問題，即噪聲帶來的影響、變電器的容量小和成本高。

4.1噪聲帶來的影響

自從我國開始研發非晶合金干式變壓器以來，我國的電力行業得到了發展，但非晶合金材料特性帶來的噪聲一直是影響最大的問題。由于我國對非晶合金干式變壓器的研究不斷加深，干式變壓器工藝水平的提高，非晶合金帶來的噪聲問題也逐漸得到有效的控制，但還離最佳有一點的距離，因此，進一步加大對非晶合金干式變壓器中噪聲的研究已為發展所需，這對非晶合金干式變壓器的發展也有一定的現實意義。

4.2容量小

非晶合金材料的體積有限，而受到變壓器本身結構的限制，使得非晶合金變壓器的容量受到了限制，完全滿足不了生活的需求，目前世界上最大容量的非晶合金變壓器是5000KVA，而如何研制更大容量的非晶合金干式變壓器成為了非晶合金變壓器發展與進步的主要因素之一。

4.3成本高

非晶合金干式變壓器的制作材料的成本較高，同時制造一個非晶合金干式變壓器還需要花費較長的時間，企業研制的這種類型的變壓器推廣銷售的不好，將給企業帶來很大的經濟問題。另外，由于采用非晶合金作為原材料制造而成的干式變壓器是一種新型產品，并不為市場所接受，一些電力部門習慣了熟悉的變壓器類型，這對企業來說也有一定的影響。

5結語

近些年，我國的經濟水平不斷提升，人們的生活水平也在不斷在提高，人們對電力的需求量和質量的要求也在不斷提高，研究新型的干式變壓器對于我國電力行業的發展有一定的促進作用。另外，這對于我國向節能社會的方向發展也有一定的意義，同時也響應了政府提出的建設節約型社會的號召。

參考文獻

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