Atsižvelgiant į pasaulines pastangas skatinti energijos taupymą, išmetamųjų teršalų mažinimą ir neutralumą anglies dioksido, paskirstymo transformatoriai, kaip svarbiausia elektros energijos sistemų įranga, pastebėjo, kad jų energijos vartojimo efektyvumas tapo tarptautinio dėmesio centru. Pastaraisiais metais didžiosios pasaulio ekonomikos paeiliui įvedė privalomus minimalius skirstomųjų transformatorių energinio naudingumo standartus.

Kinija atitinkamai atnaujino savo nacionalinį standartą GB 20052 Minimalios leistinos trifazių paskirstymo transformatorių energijos vartojimo efektyvumo ir energijos vartojimo efektyvumo klasės vertės, nustatydama griežtesnius reikalavimus ir tuščiosios eigos, ir apkrovos praradimui. Transformatorių energijos vartojimo efektyvumo lygių atnaujinimas tiesiogiai skatina nuolatinį pagrindinių medžiagų našumo gerinimą.

 

Atsižvelgiant į tai, „Baosteel“ nepriklausomai sukurtas mažo geležies nuostolių grūdėtumo silicio plienas B18R065 ir B20R070, pasižymintis puikiomis elektromagnetinėmis savybėmis ir stabiliomis apdorojimo charakteristikomis, buvo sėkmingai pritaikytas gaminant 1 pakopos energiją taupančius paskirstymo transformatorius.

 

Kaip įgaliotasis Baosteel kanalo partneris, GNEE Steel gali stabiliai tiekti abiejų šių rūšių grūdėtąjį silicio plieną, siūlydama transformatorių gamintojams efektyvų ir patikimą medžiagų sprendimą.

 

Šiame straipsnyje sistemingai pristatomi šių dviejų gaminių kūrimo principai, eksploataciniai parametrai ir praktinio pritaikymo rezultatai, pateikiant informaciją transformatorių gamintojams pasirenkant ir projektuojant medžiagas.

 

 

1. Didelio efektyvumo paskirstymo transformatorių kūrimo apžvalga

Pastaraisiais metais, siekdamos efektyviai sumažinti perdavimo ir paskirstymo energijos nuostolius bei sumažinti CO₂ išmetimą, didžiosios šalys ir regionai iš eilės išleido arba peržiūrėjo privalomus didelio efektyvumo paskirstymo transformatorių standartus:

• Japonija nuo 2014 m. įgyvendina „Top Runner“ programą, nuolat didindama transformatorių efektyvumo standartus;
• Europos Sąjunga 2021 m. įgyvendino ekologinio projektavimo reglamentą – transformatorių 2 pakopa, nustatydama aukštesnes tuščiosios eigos ir apkrovos nuostolių ribas;
• Jungtinės Valstijos 2024 metais įdiegė naują skirstomųjų transformatorių DOE standartą, visapusiškai atnaujinantį efektyvumo reikalavimus;
• Kinija ne kartą peržiūrėjo GB 20052, įtraukdama energijos vartojimo efektyvumo klases, padidindama minimalias leistinas vertes ir skirstydama transformatorius į tris klases: 1 pakopa, 2 pakopa ir 3 pakopa.

 

Energiją taupantiems paskirstymo transformatoriams gaminti reikia ne tik pažangių dizaino koncepcijų ir sudėtingos gamybos įrangos, bet ir aukštos kokybės pagrindinių medžiagų. Šiuo metu transformatorių šerdyse daugiausia naudojamas plonagrūdis orientuotas silicio plienas ir geležies amorfiniai lydiniai. Nors amorfiniai lydiniai pasižymi itin mažu nuostoliu be apkrovos, jie turi apribojimų, susijusių su gaminamu pločiu, kietumu, atsparumu drėgmei ir magnetostrikcija, o tai turi įtakos kokybės nuoseklumui ir bendram pritaikymui.

 

Į grūdėtumą orientuoto silicio plieno srityje pirmaujantys tarptautiniai gamintojai, tokie kaip Nippon Steel, pristatė 23ZDKH075 ir 20ZDKH070 klases, o JFE siūlo 20JCSE070. Vidaus rinkoje „Baosteel“ po daugiau nei dešimties nepriklausomų mokslinių tyrimų ir plėtros metų visiškai įsisavino visą grūdėto silicio plieno proceso technologiją ir sukūrė visą gaminių šeimą, kurios storis nuo 0,18 mm iki 0,35 mm.

 

Tarp jų plono gabarito aukščiausios kokybės klasės pasiekė stabilų gamybos apimtis ir buvo sėkmingai pritaikytos 1 pakopos energiją taupančiuose skirstomuosiuose transformatoriuose. Taigi „Baosteel“ tapo vienu iš nedaugelio pasaulinių gamintojų, galinčių vienu metu tiekti 0,20 mm ir 0,18 mm didelio pralaidumo grūdėtąjį silicio plieną.

 

2. Medžiagos vystymo principai

Įprastas į grūdėtumą orientuoto silicio plieno storis yra 0,23 mm, 0,27 mm ir 0,30 mm, o silicio kiekis yra apie 3,0 %. Mikrostruktūra pasižymi stipria Goss tekstūra, o lengvo įmagnetinimo kryptis yra lygiagreti riedėjimo krypčiai, todėl riedėjimo kryptimi atsiranda didelė magnetinė indukcija. Įmagnetinimo metu susidaro magnetiniai domenai, o paviršių izoliuojanti danga atlieka ir elektros izoliaciją, ir magnetinio domeno tobulinimą.

 

 

Pagrindiniai techniniai metodai, skirti sumažinti geležies nuostolius orientuoto grūdėtumo silicio pliene, apima tris aspektus:Pagerinti grūdų orientacijos laipsnį; gaminio paviršius lygus be pagrindo dangos; storis sumažinamas iki 0,15–0,20 mm, o silicio kiekis padidinamas iki 3,4–3,5%.

Šerdies nuostoliai susideda iš histerezės nuostolių (\\(P_h\\)), sūkurinių srovių nuostolių (\\(P_e\\)) ir anomalinių nuostolių (\\(P_a\\)): • Histerezės nuostoliai: įtakos turi kristalų struktūra, priemaišos, vidinis įtempis, grūdelių dydis ir kiti veiksniai; • Sūkurinės srovės nuostoliai: stipriai koreliuoja su lakšto storiu, formulė išreikšta kaip

Nenormalus nuostolis: likusi visų pagrindinių nuostolių dalis, atėmus pirmiau minėtus du nuostolius.

Bendras sūkurinės srovės nuostolis, atsižvelgiant į nenormalų nuostolį:

Histerezės praradimo formulė:

Viso nuostolio formulė:

Storio sumažinimas gali sumažinti sūkurinės srovės praradimą ir bendrą šerdies praradimą, o domeno tobulinimas padidins histerezės praradimą.

Tuo tarpu lakštų retinimas sukelia nestabilią antrinę rekristalizaciją, juostelių lūžimą gamybos metu ir kitus defektus, dėl kurių būtina griežtai kontroliuoti cheminę sudėtį ir visą gamybos procesą.

 

3. Naujų gaminių B18R065 ir B20R070 veikimas

„Baoshan Iron & Steel“ sukūrė mažo-šerdies-laipsnio nuostolius B18R065 ir B20R070, pritaikydama technologijas, įskaitant naujovišką cheminės sudėties valdymą, indukcinį kaitinimą, didelės-įtempimo dangą ir lazerinį rašymą:

 

B20R070 elektromagnetinės savybės iš esmės prilygsta užsienio 0,2 mm 070 klasės gaminiams.

 

Mechaninių savybių palyginimas: nėra reikšmingų skirtumų tarp B18R065, B20R070 ir B23R075. Kad būtų užtikrinta apdorojimo kokybė, kirpimo procesas turi būti griežtai kontroliuojamas.

 

1 lentelė Plono-dydžio grūdėtumo-elektrinio plieno mechaninių savybių rodikliai

Įvertinimas	Tempimo stipris (išilginis) / MPa	Išeigos stiprumas (išilginis) / MPa	Pailgėjimas (išilginis) / %	HV1
B23R075	352	330	12	200
B20R070	348	327	11	192
B18R065	345	322	14	189

 

4. B18R065 ir B20R070 taikymo privalumai didelio efektyvumo transformatoriuose

 

GB 20052 yra privalomas nacionalinis standartas, pagal kurį reikalaujama žymiai sumažinti ne-apkrovos nuostolius ir apkrovos nuostolius, todėl itin-mažo šerdies-elektrinis plienas yra optimalus medžiagos pasirinkimas.

 

Kaip pavyzdį imant optimizuotą 630 kVA energiją taupančio-skirstymo transformatoriaus konstrukciją: atnaujinus grūdėtąjį-elektrinį plieną, transformatorius gali būti suprojektuotas naudojant didesnį magnetinio srauto tankį, o tai sumažina geležies šerdies skerspjūvio plotą.

 

Tai dar labiau sumažina apvijų, transformatorių rezervuarų, izoliacinės alyvos ir kitų komponentų svorį, todėl bendra struktūra yra kompaktiškesnė ir 3–4 % geresnis sąnaudų efektyvumas. Todėl B18R065 ir B20R070 yra tinkamiausios didelio efektyvumo transformatorių šerdies medžiagos.

 

5. Vartotojo programos našumas

 

1 klasės energijos vartojimo efektyvumo paskirstymo transformatoriaus modelio S-M-315/10-NX1, sukurto bendradarbiaujant su transformatorių gamintojais, bandymų rezultatai:

• B18R065: jo ne{2}}apkrovos nuostoliai yra 13 % mažesni nei standartinė vertė, o triukšmo lygis tik 42 dBA. Visi techniniai rodikliai viršija nurodytus standartinius reikalavimus.
• B20R070: jo elektromagnetinės savybės prilygsta importuoto 0,2 mm 070 klasės elektrinio plieno charakteristikoms.

2 lentelė S-M-315/10-NX1 1 klasės energijos vartojimo efektyvumo paskirstymo transformatoriaus su skirtingomis šerdies medžiagomis bandymo parametrai

Pagrindinės medžiagos klasė	Nėra-Apkrovos praradimas / W		Apkrovos praradimas / W		Nėra-Įkrovos srovė / %		Triukšmo lygis / dBA
	Standartinis	Išmatuota	Standartinis	Išmatuota	Standartinis	Išmatuota	Standartinis	Išmatuota
B18R065	340	298301	3065	29462931	0.35	0.21	48	4142
B20R070	340	329332	3065	29452877	0.35	0.190.21	48	-
Importuotas 0,2 mm 070 klasė	340	325327	3065	29632960	0.35	0.150.16	48	-

 

6. Išvados ir perspektyva

Nuolatinis privalomų didelio efektyvumo paskirstymo transformatorių standartų atnaujinimas visame pasaulyje tapo pagrindiniu veiksniu nuolat gerinant pagrindinių medžiagų veikimą. Kinijos GB 20052 nuoseklūs pakeitimai aiškiai nukreipia transformatorių gamybą į mažesnius nuostolius ir didesnį patikimumą, sukuriant plačias plonapjovio aukščiausios kokybės grūdėtumo silicio plieno pritaikymo galimybes.

 

Naudodami visiškai savarankiškai sukurtą proceso technologiją, „Baosteel“ B20R070 ir B18R065 klasės pasiekė tarptautinį pažangų lygį ir buvo pritaikytos 1 pakopos energiją taupančiuose paskirstymo transformatoriuose. Visų pirma, transformatoriai, kuriuose naudojamas B18R065, parodė, kad tuščiosios eigos nuostoliai yra daugiau nei 13 % mažesni už standartinę ribą, o tai yra reikšmingas proveržis buitinėms medžiagoms naudojant aukštos kokybės energiją taupančius transformatorius. „Baosteel“ tapo pirmuoju pasaulyje gamintoju, galinčiu vienu metu tiekti 0,20 mm ir 0,18 mm didelio pralaidumo grūdėtąjį silicio plieną.

 

Žvelgiant į ateitį, „Baosteel“ ir toliau plės 0,20 mm ir 0,18 mm plonagrūdžio į orientuotą silicio plieną gamybos pajėgumus, toliau gerins gaminių konsistenciją ir paviršiaus kokybę bei paspartins naujos kartos gaminių su dar mažesniais geležies nuostoliais ir didesne magnetine indukcija kūrimą, užtikrindama stipresnę medžiagų paramą nuolatiniam transformatorių efektyvumo didinimui.

 

 

GNEE plienas, kaip įgaliotasis į „Baosteel“ grūdėtumą orientuoto silicio plieno platintojas, turi ilgalaikį visų plono storio didelio pralaidumo rūšių, įskaitant B18R065 ir B20R070, atsargas. Siūlome pjaustymo, kirpimo ir kitas apdorojimo paslaugas, kurias palaiko profesionali techninė pagalba. Kviečiame visus transformatorių gamintojus pasiteirauti arba apsilankyti mūsų objekte. Esame įsipareigoję teikti jums aukštos kokybės produktus ir patenkinamą aptarnavimą.

 

Prašyti citatos