三相三柱非晶合金干式变压器的结构与性能分析

介绍了三柱式非晶合金环氧浇注干式变压器的结构和性能特点，并与普通环氧浇注干式变压器进行了性能成本和经济效益比较。

关键词：非晶合金；干式变压器；结构要点；节能。

非晶合金干式变压器是一种新型节能干式变压器，铁芯采用新型导磁材料(非晶合金)制成。与以硅钢片为铁芯的干式变压器相比，空载损耗降低70%以上，空载电流降低80%左右。是目前节能效果理想的配电干式变压器，特别适用于农村电网和低负荷率的发展中地区。

1.非晶合金材料及其干式变压器特性

非晶合金环氧浇注干式变压器的绕组和夹紧装置与普通环氧浇注干式变压器基本相同，但铁芯材料有很大不同，选用了一种叫做非晶合金的高新技术产品。非晶合金是一种非常薄的磁性材料，厚度约为0.03 mm，是由一定比例的合金原料通过超快速冷却技术(冷却速率107/s)并通过冷却浮筒制成的条状薄片。与冷轧硅钢片相比，非晶合金材料有五个优点，但也有五个缺点。这些缺点给干式变压器的设计和制造带来了许多困难。

五个方面的优点如下：(1)各向同性软磁材料；(2)损耗很低，约为硅钢片的30%；(3)电阻率高，约为硅钢片的3倍；(4)后续加工方便(后续加工可获得所需磁性)；(5)制造工艺环保。

五大缺点是：(1)厚度很薄，材料表面不光滑，芯部填充系数在0.86左右；(2)硬度远高于硅钢片，给切割加工带来不便；(3)必须进行退火处理；(4)退火后的材料易碎；(5)机械应力对其性能有很大影响。

由于非晶合金带的形成，铁芯横截面一般为矩形，绕组也是矩形。一个磁轭有断口，打开断口盖住绕组，然后闭合断口。铁芯采用从外部购买的三相三柱新结构。非晶合金干式变压器具有阻燃、高可靠性和免维护等优点，在配电市场具有广阔的发展前景。

2.非晶合金干式变压器的设计及工艺要点

2.1铁芯形状和磁密度的选择

三柱非晶合金芯的形状见图1。铁芯的有效截面等于铁芯截面乘以系数，即S1=k ^ s，S1为有效截面，s为截面，k为分层系数。非晶合金芯不同供应商提供的产品K值略有不同。因为非晶合金芯的填充系数低，K值一般在0.86左右。选择铁芯截面时磁通密度约为1.3T，低于硅钢铁芯。这是因为非晶合金在25时的饱和磁密度只有1.55T，而硅钢片的饱和磁密度是2.03T，非晶合金饱和后的损耗和发热非常严重，可能导致单向磁化。铁芯重量GF等于内两个框架和外一个框架的重量。公司研发的SCBH15-2000/10，磁密度B=1.153T，单位损耗0.19W/kg。

三柱式非晶合金型芯与五柱式非晶合金型芯的比较：

与五柱铁芯相比，三柱铁芯重量轻3~5%，整体制造消耗工时少，空载损耗略低。三柱式非晶合金干式变压器是一种新型设计，五柱式非晶合金干式变压器是一种传统型设计。 #p#分页标题#e#

图1三柱非晶合金铁芯图2高压线圈(矩形)

2.2过程系数和空载损耗

在干式变压器的制造过程中，当组装铁心架和绕组时，需要打开接头，套住绕组，并重新连接铁心架和绕组