對非晶電力變壓器的一些思考

自上世紀90年代初美國Allied Signal 公司為他們的Mat-glass產(chǎn)品在我國開始尋找出路以來，國內(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(以下簡稱“硅變”)?？上驳氖?，近十幾年來我國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)，解決了中大功率開關(guān)變換裝置產(chǎn)品開發(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格昂貴，各種大體積、高導(dǎo)磁率鐵氧體材料的燒結(jié)工藝困難……，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、價格高，但其單位損耗、導(dǎo)磁率指標均明顯優(yōu)于優(yōu)質(zhì)硅鋼。

筆者坦言，在本文中筆者沒有能力對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。但筆者呼吁，此問題涉及巨額投資資金流向的合理性問題，政府理應(yīng)牽線組織權(quán)威機構(gòu)、權(quán)威人士進行科學論證并提出指導(dǎo)性意見，包括下面涉及的空載損耗、負載損耗“折合成貨幣進行補償”、變壓器的“評估價格”等問題提出適合我國國情的計算方法、評估方法。

一、常見資料怎么說?

所謂“常見資料”，并非權(quán)威機構(gòu)的論述。有雜志(多源于《國際電子變壓器》)、樣本、網(wǎng)站、業(yè)內(nèi)人士口述等，來源較雜，不一一羅列。常見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，當時介紹的功率因數(shù)校正器(Power Factor Corrector)、矩磁開關(guān)組件(Magnetic Amplifier——或稱“磁放大器”)等當時國內(nèi)尚未普及、知者甚少。

本文的重點置疑對象是上述A、C類資料。

部分常見資料摘錄、概括如下:

a、據(jù)中國機械信息網(wǎng)，世界自然保護基金組織在“解決全球溫室效應(yīng)”綱要中指出:非變“是一項很有希望的節(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、一般人拋開變壓器的損耗水平，籠統(tǒng)地談?wù)摲亲兊闹亓?、成本和價格是硅變的130%~150%，并不符合市場要求的性能價格比原則;

e、對性能價格比，國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格;2。 對非變損耗降低的瓦數(shù)，折合成貨幣進行補償;

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，通過了變壓器節(jié)能“領(lǐng)跑計劃”，預(yù)計2006年日本的非變產(chǎn)量將占市場上高效硅變的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年引進了美國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)實產(chǎn)品怎么樣?

網(wǎng)上摘錄的部分國內(nèi)產(chǎn)品對比如下:

KVA 鐵耗 W 銅耗 W 總耗 W 比較對象:非變 / S11系列硅變

100 130/203 1850/1500 1980/1703 上海變壓器廠 / 濟南變壓器廠

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

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

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

315 280