中文简体Heutzutage, da die Stromindustrie eine geringe Carbonisierung und hohe Effizienz verfolgt, sind Transformatoren als Kernausrüstung für die Stromübertragung zum Schwerpunkt technologischer Innovationen hinsichtlich der Leistungsoptimierung geworden. Der Vergleich zwischen Amorphe Legierungstransformatoren zum Trockenentyp Und Silicon Steel Transformers ist nicht nur ein Wettbewerb der Materialwissenschaft, sondern auch eine strategische Wahl der Energieeffizienz und -wirtschaft.
1. Materialeigenschaften: revolutionäre Unterschiede in der Atomstruktur
Physische Vorteile amorpher Legierungen
Amorphe Legierungen (wie Fe-Si-B-System) werden durch schnelle Kühltechnologie hergestellt, und ihre Atome sind ohne Korngrenzfehler ungeordnet angeordnet. Diese Struktur gibt ihnen eine extrem niedrige Koerzivität (<10 A/m) und eine hohe magnetische Permeabilität, und der Hystereseverlust ist signifikant niedriger als der des herkömmlichen ausgerichteten Siliziumstahls (der Verlust wird um etwa 70-80%verringert).
Einschränkungen von Siliziumstahlblättern
Traditionelle Siliziumstahlblätter sind kristalline Strukturen, wobei die Bewegung magnetischer Domänenwände resistent ist, was zu hohen Eisenverlusten (No-Load-Verluste) führt. Obwohl die Effizienz durch Optimierung der Getreideorientierung verbessert werden kann, wurde die theoretische Verlust unter den physikalischen Eigenschaften des Materials begrenzt.
2. Leistung der Energieeffizienz: Ein störender Durchbruch bei No-Lad-Verlust
Vergleich des Verlustvergleichs ohne Ladung
Der Verlust von amorphen Legierungstransformatoren unter No-Lastbedingungen beträgt nur 20% -30% des von Siliziumstahltransformatoren. Einen 1000-kVa-Transformator als Beispiel beträgt der No-Load-Verlust von amorphen Legierungsmodellen etwa 100-150 W, während der von Silicon-Stahlmodellen 400-600W erreichen kann. Für Vertriebsnetzwerke, die einen langfristigen Lichtlastbetrieb (z. B. Wohngebiete und Gewerbegebäude) erfordern, kann die jährliche Stromeinsparung amorpher Legierungslösungen Tausende von Kilowattstunden erreichen.
Belastungsverlust-Kompromiss
Aufgrund der niedrigen Sättigungsmagnetdichte der amorphen Legierungen (etwa 1,56 t gegenüber 2,03 t Siliziumstahl) ist sein Lastverlust geringfügig höher als der von Siliziumstahltransformatoren (etwa 5-10% höher). Daher müssen in industriellen Szenarien mit einem langfristigen Volllastbetrieb die Gesamtverlustkosten umfassend bewertet werden.
3.. Full Life Cycle Economics: kurzfristige Kosten im Vergleich zu langfristigen Vorteilen
Erste Investitionsunterschiede
Die Kosten für amorphe Legierungsmaterialien sind etwa 30% -50% höher als die von Silicon Steel, was zu einer Prämie von 20% -35% für den Verkaufspreis des Transformators führt. Wenn Sie als Beispiel 10kV-Produkte einnehmen, ist der Preis für amorphe Legierungsmodelle normalerweise 1,2-1,8-mal höher als der von Siliziumstahlmodellen.
Langfristige Energiesparvorteile
Laut Chinas industriellem Strompreis (0,8 Yuan/kWh) spart ein 1000-kVA-Amorphe-Legierungstransformator etwa 2500-4000 Yuan in No-Load-Stromrechnungen pro Jahr und die Anlageerholungsphase beträgt etwa 5-8 Jahre. In Anbetracht der Tatsache, dass die Lebensdauer des Transformators normalerweise 25 bis 30 Jahre beträgt, kann der Nettovorteil des gesamten Zyklus das 2-3-fache der anfänglichen Kosten erreichen.
Iv. Anwendbare Szenarien: Technische Auswahl, um die Anforderungen entsprechen
Vorteile von amorphen Legierungstransformatoren
Szenarien mit niedriger Lastgeschwindigkeit: Klemme der Smart Grid-Verteilung, Photovoltaik-/Windkraftnetz-verbundene Systeme (niedrige Last in der Nacht).
Umweltempfindliche Projekte: Die Reduzierung von Verlusten ohne Ladung kann die CO₂-Emissionen um etwa 5-8 Tonnen pro Jahr (jeweils 1000 kVa) verringern.
Hohe Zuverlässigkeitsanforderungen: Amorphe Legierungs-Trockentransformatoren erfordern keine Ölisolierung und eignen sich für Rechenzentren, Krankenhäuser und andere Orte.
Anwendbare Bedingungen von Siliziumstahltransformatoren
Industrielle Szenarien mit hoher Belastungsrate: Szenarien wie Stahlpflanzen und Chemiewerke, die 24 Stunden lang bei Volllast laufen müssen.
Kostensensitive Projekte: Projekte mit begrenzten anfänglichen Budgets und kleinen Lastschwankungen.
V. Technische Herausforderungen und Entwicklungstrends
Verbesserungsrichtung amorpher Legierungen
Gegenwärtig müssen die mechanische Sprödigkeit, die Rauschkontrolle (magnetostriktiver Effekt) und die Kurzschlusswiderstand von amorphen Legierungsstreifen noch optimiert werden. Es wird erwartet, dass neue Materialien wie nanokristalline Legierungen und zusammengesetzte Magnetkerne weiterhin Leistungs Engpässe durchbrechen.
Entwicklung der Siliziumstahltechnologie
Hochwertiger Siliziumstahl (z. B. 27RK095) kann den Eisenverlust auf 0,95 W/kg durch die Laser-Scoring-Technologie reduzieren und die Lücke mit amorphen Legierungen verengen, aber die Kosten werden gleichzeitig steigen.
Amorphe Trockentransformatoren vom Typ Legierung haben erhebliche Vorteile bei der Energieeffizienz und des Umweltschutzes, insbesondere im Einklang mit den Bedürfnissen von Stromnetz-Upgrades im Rahmen des Ziels "Dual Carbon". während Siliziumstahltransformatoren in den ersten Kosten und hohen Lastszenarien immer noch wettbewerbsfähig sind. In Zukunft werden sich die technischen und wirtschaftlichen Grenzen der beiden weiterhin dynamisch anpassen, wenn die großflächige Produktion von amorphen Legierungen und die Iteration von Siliziumstahlmaterialien weiterhin die technischen und wirtschaftlichen Grenzen der beiden anpassen. Entscheidungsträger müssen den optimalen technischen Pfad basierend auf Lasteigenschaften, Strompreisrichtlinien und Umweltschutzanforderungen auswählen.
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