Manapság, mivel az energiaipar alacsony karbonizációt és nagy hatékonyságot követ el, a transzformátorok, mint az energiaátvitel alapvető berendezése, a technológiai innováció középpontjába kerültek a teljesítmény optimalizálása szempontjából. Az összehasonlítás között Amorf ötvözet száraz típusú transzformátorok A Szilícium acél Transformers nemcsak az anyagtudomány versenye, hanem az energiahatékonyság és a gazdaság stratégiai választása is.
1. Anyagtulajdonságok: Forradalmi különbségek az atomszerkezetben
Az amorf ötvözetek fizikai előnyei
Az amorf ötvözeteket (például a Fe-Si-B rendszert) gyors hűtési technológiával készítik, és atomjaikat rendezetlen módon kell elrendezni gabona határhiány nélkül. Ez a szerkezet ultra-alacsony erőteljes (<10 a/m) és nagy mágneses permeabilitást eredményez számukra, és a hiszterézis veszteség lényegesen alacsonyabb, mint a hagyományos orientált szilícium acélé (a veszteség kb. 70-80%-kal csökken).
A szilícium acéllemezek korlátozásai
A hagyományos szilícium acéllemezek kristályos szerkezetűek, a mágneses doménfalak mozgásával szembeni ellenállással, ami magas vasveszteségeket (terhelés nélküli veszteségeket) eredményez. Noha a hatékonyság javítható a gabonaorientáció optimalizálásával, az elméleti veszteség alsó határát az anyag fizikai tulajdonságai korlátozták.
2. Energiahatékonysági teljesítmény: zavaró áttörés a terhelés nélküli veszteségben
Terhelés nélküli veszteség összehasonlítás
Az amorf ötvözet transzformátorok elvesztése terhelés nélküli körülmények között a szilícium acél transzformátorok csak 20–30% -a. Az 1000 kVA-os transzformátort tekintve példaként az amorf ötvözet modellek terhelés nélküli vesztesége körülbelül 100-150W, míg a szilícium acélmodellek elérése elérheti a 400-600W-ot. Az olyan elosztóhálózatokhoz, amelyek hosszú távú, könnyű terhelésű működést igényelnek (például lakóövezetek és kereskedelmi épületek), az amorf ötvözet-megoldások éves energiatakarékossága elérheti a kilowattóra ezreit.
Terhelésvesztési kompromisszum
Az amorf ötvözetek alacsony telítettségű mágneses fluxussűrűségének köszönhetően (körülbelül 1,56T vs. 2,03 tt szilícium acél), terhelésvesztesége valamivel magasabb, mint a szilícium acél transzformátoroké (kb. 5-10% -kal magasabb). Ezért a hosszú távú teljes terhelésű ipari forgatókönyvekben a teljes veszteségköltséget átfogóan értékelni kell.
3. teljes életciklus-gazdaságtan: Rövid távú költségek és hosszú távú előnyök
Kezdeti befektetési különbségek
Az amorf ötvözet anyagok költsége körülbelül 30–50% -kal magasabb, mint a szilícium acélé, ami 20% -35% -os prémiumot eredményez a transzformátor eladási árán. A 10 kV-os termékeket példaként az amorf ötvözet modellek ára általában 1,2-1,8-szor magasabb, mint a szilícium-acél modelleké.
Hosszú távú energiatakarékos előnyök
A kínai ipari villamosenergia-ára (0,8 jüan/kWh) szerint az 1000 kVa-os amorf ötvözet transzformátor évente mintegy 2500-4000 jüan-t takarít meg, és a beruházási helyreállítási időszak körülbelül 5-8 év. Tekintettel arra, hogy a transzformátor élettartama általában 25-30 év, az egész ciklus nettó előnye elérheti a kezdeti költség 2-3-szorosát.
Iv. Alkalmazható forgatókönyvek: A műszaki kiválasztás az igények kielégítéséhez
Az amorf ötvözet transzformátorok előnyei
Alacsony terhelési sebességű forgatókönyvek: mint például az intelligens hálózati elosztó terminálok, a fotovoltaikus/szélerőműhöz csatlakoztatott rendszerek (alacsony terhelés éjszaka).
Környezeti érzékeny projektek: A terhelés nélküli veszteségek csökkentése évente körülbelül 5-8 tonnával (mindegyik 1000 kVa) csökkentheti a CO₂-kibocsátást.
Magas megbízhatósági követelmények: Az amorf ötvözet száraz típusú transzformátorok nem igényelnek olajszigetelést, és alkalmasak adatközpontokra, kórházakra és más helyekre.
A szilícium acél transzformátorok alkalmazható feltételei
Nagy terhelésű ipari forgatókönyvek: olyan forgatókönyvek, mint például acélüzemek és kémiai növények, amelyeknek teljes terheléssel 24 órán keresztül kell futniuk.
Költségérzékeny projektek: Korlátozott kezdeti költségvetéssel és kis terhelési ingadozásokkal rendelkező projektek.
V. Műszaki kihívások és fejlesztési trendek
Az amorf ötvözetek javítási iránya
Jelenleg optimalizálni kell a mechanikai törékenységet, a zajszabályozást (mágnesező hatás) és az amorf ötvözött csíkok rövidzárlati ellenállását. Az új anyagok, például a nanokristályos ötvözetek és a kompozit mágneses magok várhatóan tovább áttörnek a teljesítményű szűk keresztmetszeteken.
A szilícium acél technológia fejlődése
A magas fokú szilícium acél (például 27RK095) csökkentheti a vasveszteséget 0,95 W/kg-ra a lézer-pontozási technológiával, szűkítve a rést amorf ötvözetekkel, de a költségek egyidejűleg növekednek.
Az amorf ötvözet száraz típusú transzformátorok jelentős előnyökkel bírnak az energiahatékonyság és a környezetvédelem szempontjából, különös tekintettel az energiahálózat-fejlesztések igényeivel a "kettős szén" cél alatt; Míg a szilícium acél transzformátorok továbbra is versenyképesek a kezdeti költségekben és a nagy terhelésű forgatókönyvekben. A jövőben az amorf ötvözetek nagyszabású előállításával és a szilícium acél anyagok iterációjával a kettő technikai és gazdasági határai továbbra is dinamikusan alkalmazkodnak. A döntéshozóknak ki kell választaniuk az optimális műszaki utat a terhelési jellemzők, a villamosenergia -ár -politikák és a környezetvédelmi követelmények alapján.