非晶合金变压器在煤矿中的应用

于敏业

（大同煤矿集团机电管理处，山西　大同　037003）

非晶合金变压器在煤矿中的应用

于敏业

（大同煤矿集团机电管理处，山西大同037003）

摘要针对非晶合金变压器在煤矿中的应用，介绍了非晶合金的特点，分析了非晶合金变压器与普通硅钢变压器节能对比，研究了非晶合金变压器结构，最后完成了非晶合金变压器在煤矿中的工业试验。实践证明，非晶合金变压器具有空载损耗低和空载电流小的优点，具有节能、环保和运行稳定可靠的突出优势，有广阔的应用前景。

关键词非晶合金变压器；煤矿；节能；环保

煤矿是高用电量企业，节约电能是煤矿企业发展的一条重要途径，而变压器是煤矿企业必不可少的输变电设备，其自身耗电量的大小直接影响到煤矿企业的经济效益，因此，变压器的选择特别重要。

针对传统硅钢变压器自身损耗高的问题，大同煤矿集团组织相关专家经过市场调研和多次论证后，提出了非晶合金变压器，该变压器应用在大同煤矿集团下属的中央机厂，取得了良好效果。

1　非晶合金特点

非晶合金是在熔化的金属中（以铁、钴、硅、硼、碳等元素依一定的配比合成）添加定量的玻璃成形剂，在高温熔化的条件下，采用快速超级冷却技术而成的。它的金属原子呈混乱无序状态排列，晶体与非晶体金属原子排列示意图见图1。

图1　晶体与非晶体金属的原子排列示意图

非晶合金与硅钢的主要物理性能对比见表1。

表1　非晶合金与硅钢的主要物理性能

从表1可以看出，非晶合金非常薄，厚度仅为0．027 mm左右，是冷轧硅钢片的1／10，电阻率是普通硅钢片的3倍，而变压器的空载损耗主要由涡流损耗和磁滞损耗组成。涡流损耗与铁心材料的厚度成正比，与电阻率成反比，而磁滞损耗是铁芯在励磁过程中的反作用力，与磁滞回线所包络的面积成正比。非晶合金与硅钢片的磁滞曲线见图2。

图2　非晶合金与硅钢片的磁滞曲线

非晶合金变压器与S7硅钢片变压器节能对比见表2。从表2可以看出，非晶合金变压器最显著的特点是空载损耗低和空载电流小，空载损耗仅为S7型硅钢变压器的20%，空载电流只有普通变压器的25%左右。因而非晶合金变压器是目前节能效果非常理想的配电变压器。

2　非晶合金变压器特点

非晶合金变压器容量通常以2 500 kVA及以下的为主。非晶合金变压器主要分为：非晶合金路灯式变压器、非晶合金半埋式变压器、非晶合金箱式变压器、非晶合金干式变压器、非晶合金油浸式变压器、非晶合金地埋式变压器等。

非晶合金铁心为矩形截面，结构一般为三相五柱型，高压绕组和低压绕组采用导线张力装置一起绕制成矩形线圈。低压线圈采用铜箔绕制的圆筒式结构，抗短路能力强；高压线圈采用多层圆筒式结构的杜邦绝缘系统，同时经过真空加压和高温固化，机械强度高、散热效果好。

表2　非晶合金变压器与S7硅钢片变压器节能对比

非晶合金变压器箱体为全密封结构，箱体内充注了抗高温、抗氧化和热循环性能良好的硅油，绝缘油和绝缘介质不与空气接触，在正常运行条件下不需要换油，这就大大降低了变压器维护成本，延长了使用寿命。箱体高低压套管的上方加装了防护罩，导线无导体裸露，使用电缆接线，实现了全绝缘保护。非晶合金干式变压器结构示意图见图3。

3　工业试验

非晶合金变压器通过在中央机厂半年的试验使用，具体情况如下：

1）铸造分厂5 t电弧炉自2012年6月安装非晶合金变压器以来，耗电明显减少，现在平均每冶炼1 t钢材耗电710 kWh，安装该变压器以前平均每冶炼1 t钢材耗电810 kWh。每冶炼1 t钢材节电100 kWh，节电率（810～710 kWh）／810 kWh＝12．3%。

图3　非晶合金干式变压器结构示意图

铸造分厂2012年共冶炼钢材2 985 t，按这样计算：

该5 t电弧炉每年可节电：

100 kWh／t×2 985 t＝298 500 kWh

每年节约资金：0．765 4元／kWh×298 500 kWh＝22．85（万元）。

2）安装该变压器后，滤去大量谐波，电压稳定，电网电压波动明显减少。

3）安装该变压器后，功率因数有所提高。

4）每年可节电298 500 kWh约相当于节煤119 400 t，同时可减少排放粉尘30 484．8 t、CO281．7 t、SO22 530．8 t、NO21 101．8 t，能大幅降低大气污染程度。

中央机厂提供的实际测量数据表明：非晶合金变压器损耗值小，节能效果显著，经济效益可观，环保效益明显。

4　结　论

非晶合金变压器具有低损耗、节能、环保和运行稳定可靠的明显优势，适应了国家节能降耗政策，顺应了我国建设节约型社会的基本国策，满足了社会可持续发展和保护生态环境的需要。因此，非晶合金变压器具有很高的推广价值和广阔的应用前景。

参考文献

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［7］刘盾．非晶合金变压器的运行成效分析［J］．农村电工，2012（05）：26－27．

中图分类号：TD61

文献标识码：B

文章编号：1672－0652（2014）01－0039－03

收稿日期：2013－11－16

作者简介：于敏业（1986—），女，山西应县人，2010年毕业于太原理工大学，助理工程师，主要从事煤矿电气技术管理工作（E－mail）dianqianggong＠163．com

Application of Amorphous Alloy Transformer in Coal Mine

Yu Min－ye

AbstractAiming at the application of amorphous alloy transformer in coal mine，introduced the characteristics of amorphous alloy．Analyzed the energy consumption comparison between amorphous alloy transformer and silicon steel transformer，researched the structural characteristics of amorphous alloy transformer．Finally，it completed the industrial test of amorphous alloy transformer in coal mine．Practice has proved that amorphous alloy transformer was very low of load loss and no－load current，had prominent dominants of energy saving，environmental protection and reliable operation，had broad application prospects．

Key wordsAmorphous alloy transformer；Coal mine；Energy－saving；Environmental protection