산업화 과정에서 산업혁명의 지속적인 발전은 사람들의 생산과 생활에 수많은 편의를 가져다 주었지만, 동시에 자연환경에 극심한 피해를 가져왔습니다. 사람들은 점차 환경 보호의 중요성을 깨닫고 환경 보호와 저탄소 생활의 개념을 제시했습니다. 비정질 합금 변압기의 탄생은 사회의 주류화에 부응했습니다. 이 기사에서는 주로 비정질 합금 재료의 특성과 비정질 합금 변압기 성능의 장점과 단점을 소개합니다.
키워드: 장점과 단점비정질 합금 변압기
비정질 합금 변압기는 첨단 기술, 환경 친화적인 에너지 절약형 제품입니다. 에너지 절약 및 환경보호 효과는 국제적으로도 인정받고 있으며, 국내 전력시스템 및 건설부서에서도 인정받고 있습니다. 현재 제품 제조 및 사용 기술의 타당성은 점점 더 성숙해졌으며 시장에서 경쟁 우위를 확보했습니다. 고효율, 아름다움 및 환경 보호라는 뛰어난 기능은 대다수 사용자로부터 만장일치의 칭찬과 칭찬을 얻었으며 "현재 세계 전기 추세의 첨단 녹색 제품"으로 알려져 있습니다.
소위 비정질 합금 변압기는 비정질 합금으로 변압기 코어를 만들어 조립한 변압기를 말합니다.
비정질 합금은 제조 과정에서 초고속 응고 기술을 사용하여 재료의 미세 구조에서 금속 원자를 액체(용강)에서 고체로 응고시키는 과정에서 원자가 굳을 시간이 없는 합금 재료를 말합니다. 기존의 결정으로 배열합니다. 구조가 응고되고, 생성된 무질서한 원자 구조를 갖는 합금 재료를 비정질 합금이라고 합니다. 비정질 합금 재료는 투자율이 매우 우수한 것으로 밝혀졌으며, 탈자화 및 자화 공정은 완료가 매우 쉽습니다. 결정질 합금과 비교하여 비정질 합금은 물리적, 화학적, 기계적 특성이 크게 변화했습니다. 또한 비정질 합금 소재는 전자, 항공, 우주항공, 기계, 마이크로 전자공학 등 다양한 분야에서도 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어 항공우주 분야에서는 전원 공급 장치 및 장비의 무게를 줄이고 탑재량을 늘릴 수 있습니다. 민간 전력 및 전자 장비에 사용되며 전원 공급 장치의 크기를 크게 줄이고 효율성을 향상시키며 간섭 방지 기능을 향상시킬 수 있습니다. 마이크로 코어는 ISDN(종합 서비스 디지털 네트워크)의 변압기에 널리 사용될 수 있습니다. 비정질 스트립은 슈퍼마켓과 도서관의 도난 방지 시스템용 센서 태그를 만드는 데 사용됩니다. 비정질 합금은 기적적인 효과를 가지며 시장 전망이 넓습니다. 10차 5개년 계획 기간에 우리나라 과학기술 종사자들은 반드시 비정질 합금 기술 분야에서 세계가 주목하는 더 많은 공헌을 하게 될 것입니다.
철이 주성분인 비정질 합금을 예로 들면, 포화 자기 유도 강도가 높고 손실이 낮은 특성을 가지고 있습니다. 철계 비정질 합금은 규소강 소재에 비해 철손을 크게 줄여 고효율 및 에너지 절약 효과를 실현합니다. 따라서 매우 우수한 자기전도성 재료로서 변압기 등 자기회로를 필요로 하는 제품에 도입되고 있습니다.
철 기반 비정질 합금은 전력 주파수 및 중주파 분야에서 규소강과 경쟁하고 있습니다. s와 비교해서실리콘 스틸,철 기반 비정질 합금에는 다음과 같은 장점과 단점이 있습니다.
1) 철계 비정질 합금의 포화자속밀도(Bs)는 규소강보다 낮다. 그러나 동일한 자속 Bm에서 철계 비정질 합금의 자속 손실량은 0.23mm 두께의 규소강에 비해 3% 더 작습니다. 대부분의 사람들은 손실이 작은 이유가 철 기반 비정질 합금 스트립의 얇은 두께와 높은 저항 때문이라고 생각합니다. 이것은 단지 하나의 측면일 뿐입니다. 더 중요한 이유는 철 기반 비정질 합금이 비정질이고 원자 배열이 무작위라는 것입니다. 원자 방향 배열로 인한 결정 자기 이방성이 없으며, 국부적인 변형 및 조성 편차를 일으키는 결정성이 없습니다. 입자 경계. 따라서 자벽 운동과 자기 모멘트 회전을 방해하는 에너지 장벽이 매우 작고, 전례 없는 연자성을 갖고 있어 투자율이 높고 보자력이 작으며 손실이 낮다.
2) 철계 비정질 합금 코어의 작동 자속 밀도는 1.35T~1.40T이고, 규소강의 작동 자속 밀도는 1.6T~1.7T입니다. 철 기반 비정질 합금 전력 주파수 변압기의 무게는 실리콘강 전력 주파수 변압기 중량의 약 130%입니다. 그러나 무게가 무거워도 같은 용량의 전력용 주파수 변압기의 경우 철 기반 비정질 합금으로 만든 자기 코어의 손실은 일반 변압기보다 70~80% 낮습니다.실리콘 강철.
3) 손실을 고려한 총 추정가격은 89%이다. 실리콘강 코어 변압기의 무부하 손실(변압기의 2차측이 개방되었을 때 1차측에서 측정한 전력 손실을 의미함)과 무부하 전류(2차측이 개방되었을 때의 전력 손실)보다 약 80% 정도 낮다. 변압기가 열려 있으면 1차측에 여전히 일정한 전류가 있으며, 이 부분의 전류(무부하 전류라고 함)는 약 85% 정도 떨어집니다. 현재로서는 이상적인 에너지 절약 효과가 있는 배전 변압기입니다. 특히 적합합니다. 시골 전력망, 개발도상국 등 부하율이 낮은 지역에 투자율이 뛰어난 비정질 합금을 변압기 제조용 핵심 소재로 사용하면 궁극적으로 매우 낮은 손실 값을 달성할 수 있습니다.
4) 비정질 합금 판재의 경도는 매우 높으며 기존 도구로는 절단하기 어렵습니다. 단일 시트의 두께가 매우 얇고 재료 표면이 그다지 평평하지 않아 코어의 충전 계수가 낮습니다. 기계적 응력에 매우 민감하며 장력과 중력 굽힘 응력은 자기 특성에 영향을 미치므로 구조를 특별히 설계해야 합니다.
5) 비정질 합금 변압기는 완전 밀봉 구조를 채택하여 변압기 오일과 절연지의 노화를 지연시킬 수 있습니다. 구조가 콤팩트할 뿐만 아니라 작동 효율이 높고 유지 관리가 필요 없다는 장점도 있습니다. 비정질 합금 변압기는 낮은 손실, 낮은 발열 및 낮은 온도 상승으로 인해 매우 안정적인 작동 성능을 제공합니다. 비정질 합금 변압기의 저전압 권선은 포일 감겨져 있으며 손실이 적고 단락 저항이 강하며 구조가 고급입니다.
6) 철 기반 비정질 합금은 실리콘 강철보다 전력 파형 왜곡에 대한 저항력이 더 강합니다.
현재, 전력 주파수 전력 변압기의 핵심 재료 손실은 2% 미만의 왜곡을 갖는 사인파 전압에서 테스트됩니다. 실제 전력 주파수 전력망 왜곡은 5%입니다. 이 경우 철계 비정질 합금의 손실은 106%로 증가하고, 규소강의 손실은 123%로 증가한다. 고조파가 크고 왜곡이 75%인 경우(예: 전력 주파수 정류기 변압기) 철 기반 비정질 합금의 손실은 160%로 증가하고 규소강의 손실은 300% 이상으로 증가합니다. 이는 철 기반 비정질 합금이 규소강보다 전력 파형 왜곡에 대한 저항성이 더 강하다는 것을 보여줍니다.
7) 비정질 합금 변압기의 가격은 규소강 코어 변압기의 가격보다 높으며, 비정질 합금 코어의 가공 및 제조 비용은 규소 강판보다 비쌉니다. 규소강판은 흔히 사용되는 자성재료이기 때문에 그 생산과 사용의 역사는 길며, 사회에서는 비교적 완전한 산업체인과 시장이 형성되어 있다. 그러나 비정질 합금은 신흥 소재로 그 용도가 대중화되지 않았으며 시장에서 형성되지 않았습니다. 생산, 생산, 가공에서 사용까지 일련의 완전한 산업 체인입니다. 경제적 관점에서 비정질 합금은 시장 경쟁에서 밀려나지 않은 신제품입니다. 생산과 생산에 큰 한계가 있고, 아직 상품성이 강하지 않아 가격이 상대적으로 비싼 편이다. 일반적으로 비정질 합금 변압기의 가격은 동일한 모델의 실리콘강 코어 변압기의 가격보다 약 30% 더 높습니다. 또한, 규소강 소재 생산 공정이 성숙하고 구조가 안정적이다.
그러나 상당한 에너지 절약 효과와 낮은 운영 비용으로 인해 전체 사용 비용은 기존 변압기보다 낮습니다. 동시에 전력망의 부하, 압력 및 부담을 줄이는 데 큰 역할을 합니다.
전력용 변압기의 부하손실(동손)이 동일하고, 부하율도 50%라고 가정한다. 그리고, 규소강 변압기의 철손을 철계 비정질 합금 전력 주파수 변압기의 철손과 동일하게 만들기 위해, 규소강 변압기의 무게는 철계 비정질 합금 변압기의 1.8배이다. 따라서 중국의 대부분의 사람들은 변압기의 손실 수준을 제외하고 철 기반 비정질 합금 전력 주파수 변압기의 무게, 비용 및 가격이 실리콘 강철 전력 주파수 변압기의 130% ~ 150%라는 데 일반적으로 동의합니다. 시장 요구 사항을 충족하지 않습니다.
성능-가격 비율 원칙. 전력망의 부하 압력을 줄이는 측면에서 두 전력 주파수 변압기의 기여도를 비교하면 철 기반 비정질 합금 전력 주파수 변압기의 역할이 매우 분명하다는 것을 분명히 알 수 있습니다. 50Hz, 315kVA 3상 변압기를 예로 들어보겠습니다. 실리콘 강철 코어를 사용할 때 무부하 손실은 0.48KW이고 부하율이 80%일 때 손실은 3.65KW입니다. 철 기반 비정질 합금 코어를 사용할 때 무부하 손실은 0.28KW입니다. 부하율이 80%일 때 손실은 1.35KW이다. 위의 데이터에서 알 수 있듯이 비정질 합금 코어를 갖춘 315KVA 변압기는 부하가 없거나 부하가 없을 때 실리콘 강철 코어보다 손실이 40%~60% 적습니다. 1년 안에 전력망의 전력을 약 10000킬로와트시 절약하는 동시에 전력망의 부하율을 줄이고 선로의 운영 비용을 절감할 수 있습니다.
8) 비정질 합금 코어를 사용한 변압기의 주목할만한 특징은 에너지 절약과 환경 보호입니다. 우선, 환경 보호 측면에서 기술 테스트에 따르면 비정질 합금 철심이 유침 변압기에 사용될 때 CO, SO, NO 등과 같은 유해 가스의 배출을 효과적으로 줄일 수 있으며, 대기오염도가 높아 21세기 가장 중요한 전력제품 중 하나라고 할 수 있습니다. "녹색 제품"의. 둘째, 비정질 합금 변압기의 가장 중요한 특징은 무부하 손실이 매우 낮고 에너지 절약 효과가 명백하다는 것입니다. 비정질 합금 재료는 투자율이 우수하므로 에너지 소비가 거의 없이 자화 또는 탈자화하기가 더 쉽습니다. 따라서 비정질 합금 변압기의 무부하 손실은 기존 변압기의 무부하 손실보다 훨씬 낮습니다. SEC(American Superconducting Energy Company)에서 생산한 500kVA 비정질 합금 변압기를 예로 들면, 비정질 합금 변압기와 S9 변압기의 무부하 손실은 각각 190W와 900W입니다. 비정질 합금 변압기의 무부하 손실은 S9 변압기의 약 20%에 불과하며 에너지 절약 효과는 매우 중요합니다. 고속도로, 도시 기반 시설, 주거 지역과 같이 전력 부하 변동이 큰 지역에서는 비정질 합금 변압기의 에너지 절약 이점이 더욱 분명해집니다. 상당한 에너지 절약 효과로 인해 대규모 발전소 투자를 절감할 수 있고, 발전을 위한 연료 소비를 줄여 대기 환경 오염을 줄일 수 있습니다. 철 기반 비정질 합금의 자기 변형 계수는 규소강의 자기 변형 계수의 3~5배로 큽니다. 따라서 철계 비정질 합금 전력 주파수 변압기의 소음은 규소강 전력 주파수 변압기의 소음의 120%로 3~5dB 더 큽니다.
결론: 위의 분석에서 비정질 합금에는 많은 장점이 있음을 알 수 있습니다. 새로운 유형의 투자율 재료로서 기존 규소강 재료가 따라올 수 없는 장점이 있으며 시장 전망이 넓습니다. 환경 보호와 에너지 절약에 대한 요구 속에서 비정질 합금 변압기는 확실히 새로운 변압기의 주류가 될 것입니다.