推广非晶合金变压器要慎重

电１９９３年第６期　网技￣ｏｗｅｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｔｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．６　１９９３　推广非晶合金变压器要慎重　李玉生　张新育７．Ｍ　弓　（电力科学研究院北京科税通明电气公司，１０００８５北京清河）　＾内窖摄要本文介绍了非晶合金变压器的现状．　非晶合金铁芯变压器的研究在国际上以美国和日　率领先．据１９９０年的资料表　，日本巳船批量生产　５０　ｋＶＡ非晶合金铁芯变压器，巳试制成单相１００　ｋＶＡ　和三相６ｏｏ　ｋＶＡ非晶合金帙芯变压器．　我国从１９７７年开始研究用快淬法制造非晶合金　条带．从性能看，我国试翻的实验室产品已达到美国　Ａｌｌｉｅｄ公司的拌品水平．１９８４年产量不到５吨，１９８５年　增加也不多．但工业产品喷带质量较差，与美、日水平　有明显差距．具体表现在喷带表面粗糙，脆性高，厚度　公差和宽度公盏都根不理想，带材普遗存在着中Ｊ町薄　两边厚的现象．此外，还有结晶现象，特另　是在喷带的　始靖和终靖处．　我国在。七五　计捌以前对非晶合金材料的应用主　分析了非晶台金的生产工艺所存在的问题．提出了我　国应慎重发展和推广非晶合金变压器的观点．　非晶合金变压器的发展及现状　自从变压器阿世以来，如何降低损耗，尤其是降低　空载损耗（即铁损），一直是工程技术界孜孜以求的课　题。由热轧电工钢片到玲轧取向硅钢片是一大进步．而　最近十几年，非晶台金的出现在节舱技术上有了新的　突破．据文［１］介绍－利用非晶合金薄片制造的配电　变压器与冷轧取向电工钢片制造的变压器相比。其空　载损耗可降低６０　以上．　有关非晶合金的报道始于５０年代后期Ｃｉ］，美国的　要着眼于电子行业．　七五　期闻开始将此材料应用于　电力变压器．上海变压嚣厂于１９８５年从美茸Ａｌｌ￣ｄ公　司在日本的子公司弓Ｉ进一白８０　ｋＶＡ三相变压器卷铁　芯，配制了线圈，装配成一白非晶合金变压器．长沙变　压嚣厂同年从＾ｕ　ｄ公司胸买了２００　ｋｓ非晶合金材　研究者通过饭快地冷却熔融的合金，得到了类似于金　属的材料．这种材料不显示徽晶原子，展示了不同于一　般的电和磁性能，目而将其张为非晶合金．由于其结构　与玻璃的相似．发亮、易碎，故又待　玻璃金属　．　直到７０年代中期．由于能耀费甩的剧增，才大大　地刺激了将这种新材料用于低损耗变压器的开发和应　用，特别是在配电网中的应用．　料，摸素铁芯加工工芑．经荫获试翻．使　ｏ０　ｋＶ＾中　额变压器基本达到设计要求．上海钢铁研究所也研制　出１００　ｋＶＡ三相叠片式非晶合盒铁芯变压器．１９Ｂ６年　ＢＯ年代初期，美国的电力公司在ＥＰＲＩ的协助下，　进行了一系列非晶合金铁芯变压器的现场试验．试验　的目的之一是测定非晶台金帙芯材料在超过它的使用　寿命期限后－是否仍舱维持节始特性ｌ男一十目的是脆　宁嫂变压器厂用国产非晶合金材科试错了一白单相３　ｋＶＡ卷铁芯干式变压器，这是国内第一白用国产非晶　合金铁芯制造的变压嚣．　的铁芯材料是否舱经受住运输、安装和运行的严格考　验．非晶合金变压嚣且前在美国被看作是一十氏定的　技术方案，但由于其韧始投资相当大，耍靠政府的政策　支持和补贴，因而美国现在仅有ｄ万多白非晶合盘变　压器在运行．　二、目前存在的生产工艺问题　由于非晶合金的原子结构为玻璃态，厚度仅为　０、０３　ｍｍ，脆且硬－所以制造铁芯工艺较为复杂．美国　应用眷绕技术生产变压嚣铁芯，而我国大部分翻造厂　采用层压铁芯结构．由于铁芯加工工艺的原因．生产的　奉文于１９９８年８月６日收到．　享玉生Ｔ程师　１９８８年毕韭于华北电力学院电力熏统专业。１９９３年接高电压技术专业工学珥士学位．１９８Ｂ年以来主要占Ｌ　事高电压内外ｌ皂糠和膏压试Ｉｔ研究工作．发寰译文和论文三篇，获皖科技成果一、二辱羹三疆．　张新育高镊工程炜，电力科学研究皖科蝇公司慧经理，ｌ０８５年在电力科学研究院研究生部毕业，接碰士学位　曾从■高压　开关标准和ｌ台嚣，舟段嚣的开发研究工作。主薹论文胄，ｔ气魄爵路鼍开断电弧敦学楱墨撵讨’，ｔｔ合嚣舟段鼍应用技术研　究，，‘高压隔离开关切环巍工作案件的探讨，，ｌ颦空瓦电熏境植　技术的探讨＇．　维普资讯 http://www.cqvip.com

６Ｏ　电罔技术　１９９３年第６期　变压器往往选不到预期的节能效果．根据几年来国内　几十厂家研制的情况．非晶合金材料应用于配电变压　器在工艺方面还存在以下一些问题ｔ　１．剪切问■　要达到剪切无毛刺，对刀具和设备要求较高．据美　国的经验．用普通刀具剪切非晶合金材料的寿命比剪　切玲轧电工钢片的寿命短ｌＯ年，剪切的成品合格率也　只有５Ｏ　。　２．粘结问曩　由于材质薄，剪切后要进行粘结，而粘结技术和粘　结荆与变压器油的相窖性还是十问题．　３．叠装问■　叠装铁芯多步片一叠合适，叠装后的加工和如何　叠装都还彀有进行研究．由于叠装工艺的不成熟，空载　损耗差　０较大．　‘．卷铁芯工艺问■　采用卷铁芯结构节能效果好，但要求有专用的设　备．国内其有西安变压嚣厂有此设备．而且还鼍按冷轧　电工钢片卷铁芯设计制造的，若将其用于非晶合金材　料卷靛甚，显然在技术和工艺上还存在不步问题．　５．非晶铁芯成品警理　非晶合金材料对应力的ｔ感性较强，匿而在叠片　时要注意轻拿轻垃．尤其是铁芯经檀火处理后．要注意　摆放位置，据日本东芝公司试验暄证，卷铁芯竖放出悬　挂的铁苍损耗高７　．匿此希望采用悬挂式状态．而叠　片式帙芯却需采用平放状志．　三、非晶合金变压器的应用和发展前景　近十年来，非晶合金铁芯的应用已引起许多人的　关注。８Ｏ年代美国翻造低损耗变压嚣是变压器工业的　十年目标．这促使一些部门不惜成本地追求技术进步，　非晶合金变压嚣在美国曾一时成为热门技术。但进入　９０年代以来，美国经济的相对蕾采，使人们开始更注重　经济技术指标，于是发现非晶合全变压器的生产和使　用．井不一定符合以最小投资换取最大效盐的商业法　则．因为从表面上看．似乎非晶合全变压嚣的高成本程　容易回收．但事实上并非如此．据文［４３报道，非晶　合金变压器运行２Ｏ年降报所节睿下来的费用还不足　平衡为生产这种变压器所付出的高费用．美国部分电　力公司之所以麓买这种变压器，一方面是出于竞争的　需要．为提高公司声誉而采用高新技术ｌ另一方面是受　当时某些技术政策的影响．美国的翻遗厂为推广使用　非晶合盘变压器，也向电力公司提供一些补偿资金．尽　管如此，最近２、３年来．美国相当一批电力公司巳明　确表示暂不采用非晶合金变压器．今后是否采用，要看　硅钢片技术的发展和非晶合金材料的价格能否大幅度　降低。　由于非晶合金材料的生产技术是具有２０年有效　期的世界专利．目前只有美国Ａｌｌｉｅｄ公司独家生产，因　此材料价格难以控翻．而硅钢材料，由于生产厂家多，　竞争激烈，硅钢铁芯已得到显著改进并且还在不断改　进，硅钢片捏耗已下降１　．而且价格也比较稳定。据　悉，日本的新日铁公司和川崎公司的硅钢片技术近年　内可望取得重大突破．目前，日本已生产出性能与非晶　合金材料相似，但价格和工艺特性与传统的硅钢材料　相差不多的硅钢片　］．　我国近几年来对非晶合金变压器的研制工作也表　明，推广使用非晶合金变压器也有程多困难．首先是经　薪技术性不理想．非晶合金除薄、臆和爱特点外，还有　麓密饱和点低的缺点．所以材料消耗多．变压器尺寸增　大．一台同容量变压器．非晶合金铁蒜的主要材料比冷　轧电工钢铁芯的多消耗４ｏ　左右．方可达到空载损耗　降低５Ｏ　．但这种空载损耗降低所带来的节能效益一　般要在１０￣２０年以后才能与多稍耗的材料成本平衡．　另外，翻造厂加工一台非晶合金铁苍的工时比加工一　台冷轧电工钢铁芯的多３Ｏ争６．因此．要平衡生产非晶合　金变压器的新增成本，需运行２Ｏ年后才能实现，然而　变压器的实际寿龠只不过２Ｏ年左右．在我国目前经济　体制改革的形势下，供电部门是否接受一次投资高及　２０年后才收益的技术方案，确是一十问题．其欢，由于　此种材料的特点，必须有一套特殊的加工工艺和专用　设备．以叠片式铁芯为倒，缩短剪切刀具的寿命哲不考　虑．加工此材料的铁芯要增加趄火工序．单增加煺火设　备一项就要多投资３Ｏ万元．而目前国内中小型变压器　制造厂　不具备这种设备。此外．原材料需进口，人民　币与外｛ｃ比价的波动也会影响产品成本。　我国电力工业正处于发展阶段，但电力建设的资　金有限。而非晶合金变压器的优点突出表现在大幅度　降低空载损耗上，一般爿！讲．只有部分农用配电变压器　的空载损耗问厝才较为突出，可是农同的建设资金又　并不竟梏，况且我国电竹又比美国等国低褥多，要用降　掼收益来平膏初始投赍所需的时问就更长。从国内以　往的变压器节能技术改进情形看．ｓ９的节舱效果优于　ｓ７，只是ｓ９的材料消耗较大，成本较高．因而在国内　推广应用上尚且面临较大困难．何况生产非晶合金变　压器，要解决的还并不仅仅是原材料成本增加的问题。　作为美国非晶舍金变压器主要生产厂之一的Ｃｏｏｐｅｒ　电力系统公司也曾多次提醒我国电力部门，并建议我　国不要盲目上非晶合金变压器．　维普资讯 http://www.cqvip.com

１　９９３年第６期　电网技术　６ｌ　四、结束语　参考文献　非品合金变压器在降低空载损耗方面．确有明显　的优越性，在国际上属于一项节脂新技术．国内科研单　位及部分资金和技末力量较强的变压器制造厂。为了　跟踪技术进步而研制非晶台金变压器．实属必要．少投　中小型制造厂作为形象宣传的策略面涉足非晶合金变　压器的生产，也无可厚非．产品做出来总要使用，一些　Ｅｌｉ幔稚旗。中小型变压嚣国内外现状和发展趋势．变压　器．１９８９年第１２期　Ｅｚ］幸杰．非晶音盘帙芯变压嚣的现状与发展．变压嚣·　１９９１年第ｌ】期　［３］Ａｍｏｒ曲０岫Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ　Ｉ　Ｉｈｅ　Ｓｈａｐｅｌｅｓｓ　Ｔｂｉｎｓ　ｔｏ　Ｃｏｍｚ．￣１ｅｃｔｒｉｃｎｌ　Ｒ·ｖｋ　．‘Ｇｒ．１￣ｒｉｌ），Ｖｏ１．２２４．　Ｎｏ．６．Ｍａｒｃｈ，１９９１．Ｐ１８—２Ｏ　供电部门小批量采用非晶合金变压器，以摸索运行经　验．可以理解。但目前是否广泛弓ｆ进和推广非晶合金变　压器的生产技术．应从多方面考虑．审慎举措。　］Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｖｓ·Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ．Ｆｒｏｍ　Ｃｏｏｐｅｒ　Ｄｂｌｒｔｂｕｌｉｏｎ　Ｔ　ｒａｎ＿ｔｏｒｒ￣ｅｒ．３ｕｎ．１９９３　Ｂｅ　Ｄｉｓｃｒｅｅｔ　ｔｏ　Ｄｅｖｅｌｏｐ　Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　Ｔｒａ￣ｔｏｒｍｅｒｓ　“Ｙｕ曲　Ｚｈｏｎｇ　Ｘ￣ｎｕｕ　Ｂｅｒｉｎｇ　ＣＲＥＡＴＩＶＥ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｑ￣ｎｇｈｅ，Ｂｅ／ｊｉｎｇ．（１０００８５）Ｃｈｉｎａ　（上接，Ｉ【５８页）　后会更强。厂址和线路走．霄都会越来越紧张。这就逼迫　我们从电网的效率上下功夫。过击电源规划和输电规划　是分开来做的，现在就要求我们把二者结合起来，一条　联络线也相当于一个电源。它不但可以进电．还可Ｅ＾辟　要由各种实体支持的．宏观控制不力，就会出现宏观跟　着徽观转的局面．　无功电压控制及补偿是局部性问聪，无功电压采用　分层分区，分散控制和补偿的常规办法．但在日前匣映　出来的大量的是宏观决策和控制不力所造成的同题。如　低本地区电厂有害物质的排放量，因此发达国家对此很　重视。负荷控捌不同于我们目前的拉旧限电，它可以在　不影响用户用电效果的情况下，将电网的高峰负荷降低　５　。这么大的效益是很可恕的．现代计算机通讯和控制　可以提高电网的稳定性和经济性．从面影响电网的规划　和运行。固此二欢系统规捌应和一欢系统规捌综合进　行。这无疑会增加投资，这就要求在协调下的统一规划．　并且受益方分担费用。在规划电网时最小费用方案比较　必须结台风艟度分析。风险度又与停电损失等因素有　关。片面拄最小费用做方案决策显然是不全面的．目前　由于管理上的原因．事故统计和调考报不准确或报难进　行．因此设备停运方案可靠性指标报难获得．这使我国　的电力设备和元件的事故统计不毙很好地反映实际．这　敷直接影响到我们的规划和运行．因为现代大电同的规　划和运行已向着概率可靠性评价的方向发展了。　五、宏观与微观　在电网建设上．大电源布局，主网架结构，联合电　在用户侧安装的大量电窖器等无功补偿装置的投入和　退出运行，小型水火电机组韵无功出力严重失控，为了　节省接入系统的投资面满足本地用电及体制、臂理问　题，大量电厂接入低压电网造成蛆路电流增大、使５００　千伏高压网潮浇裉轻，加上并联电抗器配置不足，造成　大量线路充电无功｛ｉ巨向２２０千伏电网，造成电网电压超　高或波动大，危殛设备安垒等同题．应强诲宏观控翻在　这十问题上的重要性．电网规划和运行上要保证５００千　伏网颦有足够的潮巍．无功电压虚分层分区管理。否砌　建了网矩．嵌有潮巍．５００千使的优越性被体制同题扭　曲了，是报不应该的．　由于体制问题，在一些电阿中樗染严重，煤耗很高　韵小机组仍在发电．反而迫使水电站弃术和大型高教帆　组诲峰运行．这是宏观与擞观的位量颠倒的表现．　因此宏观决策研究要下大力量，宏观决簟在市场经　济的环境下，不毙只靠政府部门做出，而要由各十企业　实体共同支持，共同做出．这样的决策就更容易被接受　阿的安全经济运行是宏观决策的产品．在市场经济的环　和实行．　境下．＿；丕得有人研究宏观，宏观不合理就会出问题，这　总之，在当前．我们必须抓住机遇，迎接挑战．用　好比是大河没术小河自然要干的道理一样．宏观研究是　现代化的思想去鸯设和运行现代化的大电力系统。　Ｓｏｍｅ　Ｐｏｉｎｔｓ　ｏｔ　Ｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｅｎｄ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｌ池Ｚ＾ｎ∞ｔ／　ｏｗｅ￣Ｓｙｓｔｅｍ　ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔＰ　ｏｆ　ＥＰＲＩ，ＢｅｌＯｎｇ，１０００８５　ｃｈ　ｔ