對(duì)非晶電力變壓器的一些思考

自上世紀(jì)90年代初美國(guó)Allied Signal 公司為他們的Mat-glass產(chǎn)品在我國(guó)開(kāi)始尋找出路以來(lái)，國(guó)內(nèi)已有十多家電力變壓器制造企業(yè)相繼推出了使用鐵基非晶合金材料鐵芯的工頻電力變壓器(以下簡(jiǎn)稱“非變”)，以取代傳統(tǒng)的硅鋼材料鐵芯的電力變壓器(以下簡(jiǎn)稱“硅變”)。可喜的是，近十幾年來(lái)我國(guó)自己的各類非晶磁性材料的研制也得到了快速發(fā)展。例如起步較早的上海鋼鐵研究所，已形成規(guī)模的鋼鐵研究院及其它企業(yè)。

各類非晶軟磁箔帶材料的出現(xiàn)，解決了中大功率開(kāi)關(guān)變換裝置產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的燃眉之急。這類產(chǎn)品的工作頻率一般在數(shù)Khz乃至數(shù)百Khz以上，若用坡莫合金材料價(jià)格昂貴，各種大體積、高導(dǎo)磁率鐵氧體材料的燒結(jié)工藝?yán)щy……，而鐵基非晶合金、鐵鎳基非晶合金、鐵基非晶納米晶合金等材料的推出正好彌補(bǔ)了這一斷層。

用于電力變壓器的是鐵基非晶合金。與優(yōu)質(zhì)硅鋼材料相比，其飽和磁密Bs較低、磁致伸縮效應(yīng)導(dǎo)致的噪聲較大、價(jià)格高，但其單位損耗、導(dǎo)磁率指標(biāo)均明顯優(yōu)于優(yōu)質(zhì)硅鋼。

筆者坦言，在本文中筆者沒(méi)有能力對(duì)鐵基非晶合金用于電力變壓器的是非曲直全面權(quán)衡、提出結(jié)論性意見(jiàn)。但筆者呼吁，此問(wèn)題涉及巨額投資資金流向的合理性問(wèn)題，政府理應(yīng)牽線組織權(quán)威機(jī)構(gòu)、權(quán)威人士進(jìn)行科學(xué)論證并提出指導(dǎo)性意見(jiàn)，包括下面涉及的空載損耗、負(fù)載損耗“折合成貨幣進(jìn)行補(bǔ)償”、變壓器的“評(píng)估價(jià)格”等問(wèn)題提出適合我國(guó)國(guó)情的計(jì)算方法、評(píng)估方法。

一、常見(jiàn)資料怎么說(shuō)?

所謂“常見(jiàn)資料”，并非權(quán)威機(jī)構(gòu)的論述。有雜志(多源于《國(guó)際電子變壓器》)、樣本、網(wǎng)站、業(yè)內(nèi)人士口述等，來(lái)源較雜，不一一羅列。常見(jiàn)資料一般不外以下三類:A、業(yè)內(nèi)或其它技術(shù)人員的著作、見(jiàn)解;B、制造商為推廣應(yīng)用而發(fā)放的指導(dǎo)性技術(shù)資料;C、產(chǎn)品宣傳、廣告資料。

對(duì)A，有一定的可信度，但免不了帶有一定的傾向性或資料轉(zhuǎn)載、引用上的盲目性; 對(duì)B，純屬技術(shù)資料，可信度高。例如90年代初 Allied Signal 的 Mat-glass 產(chǎn)品應(yīng)用的小范圍發(fā)放的技術(shù)資料至今在網(wǎng)上還能找到，當(dāng)時(shí)介紹的功率因數(shù)校正器(Power Factor Corrector)、矩磁開(kāi)關(guān)組件(Magnetic Amplifier——或稱“磁放大器”)等當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)尚未普及、知者甚少。

本文的重點(diǎn)置疑對(duì)象是上述A、C類資料。

部分常見(jiàn)資料摘錄、概括如下:

a、據(jù)中國(guó)機(jī)械信息網(wǎng)，世界自然保護(hù)基金組織在“解決全球溫室效應(yīng)”綱要中指出:非變“是一項(xiàng)很有希望的節(jié)能新技術(shù)”;

b、相同容量的變壓器，非變的空載損耗僅為硅變的1/8;

c、假定兩者負(fù)載損耗相同，要使硅變的鐵損與非變相同，則硅變的重量是非變的18倍;

d、一般人拋開(kāi)變壓器的損耗水平，籠統(tǒng)地談?wù)摲亲兊闹亓俊⒊杀竞蛢r(jià)格是硅變的130%~150%，并不符合市場(chǎng)要求的性能價(jià)格比原則;

e、對(duì)性能價(jià)格比，國(guó)外提出兩種比較方法，1。 同樣損耗的條件下，比較出兩者所用的銅鐵材料重量和價(jià)格;2。 對(duì)非變損耗降低的瓦數(shù)，折合成貨幣進(jìn)行補(bǔ)償;

f、2002年日本非晶金屬公司已經(jīng)制造出5000KVA的非變，并投入使用。同年日本“節(jié)能法”中，通過(guò)了變壓器節(jié)能“領(lǐng)跑計(jì)劃”，預(yù)計(jì)2006年日本的非變產(chǎn)量將占市場(chǎng)上高效硅變的40%;

g、2003年，為了解決環(huán)保和原材料回收再利用，建立了以日本電工公司、日本非晶金屬公司為中心的非變鐵芯回收、循環(huán)利用體制，以解決環(huán)保和資源后顧之憂；

h、我國(guó)非變產(chǎn)品的制造技術(shù)和材料發(fā)展很快，上海置信公司98年引進(jìn)了美國(guó)GE公司非變制造技術(shù);鋼鐵研究總院已生產(chǎn)出220mm寬的非晶體帶。2002年上海置信達(dá)成協(xié)議，每年向日本提供2000 噸變壓器用非晶鐵芯。二、現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品怎么樣?

網(wǎng)上摘錄的部分國(guó)內(nèi)產(chǎn)品對(duì)比如下:

KVA 鐵耗 W 銅耗 W 總耗 W 比較對(duì)象:非變 / S11系列硅變

100 130/203 1850/1500 1980/1703 上海變壓器廠 / 濟(jì)南變壓器廠

160 170/273 2500/2200 2670/2473 " / "

200 200/329 2970/2600 3170/2929 " / "

250 230/399 3240/3050 3470/3449 " / "

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