非晶合金变压器的试制验证了其节能降耗效果

目前在配电变电站中使用的变压器大部分为硅钢片铁心变压器（SST），连接于电力系统之间，伴随着变压器铁心励磁产生的铁损（空载损耗），也即待机功率是经常发生的。若由AMT取代相同型号等级的SST，则铁损降低到1/3以下，可望达到大幅度的节能效果。最新的非晶合金材料的饱和磁通密度Bs=1.63T，比硅钢片（2.0~2.1T）的小。因此，与相同功率的SST比较，AMT用铁心的断面积约为1.3倍，线圈的加大尺寸将导致铜损（负载损耗）增加。但是多数配电变压器的平均负荷率为30~50%，故铁损的减少量超过铜损的增加量，因而AMT的能量消费率比SST的优越，通过一定期间的运行以后，经济上是有利的。而且在利用可再生能源的场合下，因输出功率的不稳定，低负荷运行时的待机功率将成为仍需解决的问题，AMT的应用可望实现减少环境负荷的效果。
铁芯用非晶合金材料为厚度25um的薄片状，在现代产品化的小中型受配电AMT中，采用了数千张这样的薄片，经剪切、叠压、剪切端彼此重合后，形成环状的卷绕铁心。为保持毛坯材料的磁性能，各薄片之间无粘接处理，故非晶合金卷铁心具有脆性，其重量的一部分由线圈支撑以保持结构形状。但当AMT大容量化时，这一支撑方法就有局限性，应设计其它的结构形式。结果在线圈旁边要配置比SST更多的金属构件，起因于漏泄磁场的杂散损耗将会增加。此外，因铁心须保持形状，铁心的自重将劣化薄片之间的绝缘，出现铁损耗增大的问题。这样一来，非晶合金材料的磁特性、物理特性，与原来硅钢片的比较，会存在较大的差异。迄今为止，大容量AMT的制造实例尚未见到报导。
面对结构上未建全，暂时不可能制造的大容量AMT，本文提出了既能抑制铁损增加又能支撑铁心的结构方案。为验证其可行性和有效性，分别试制了将铁心装入内部的支撑结构和线圈，阐述了测定的损耗特性结果。而且，对具有所提方案的大容量AMT，利用了其有关实际负荷运行时对杂散损耗的分析结果，并对电力效率的提升也进行了研讨。