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摘要：非晶合金配电变压器采用了新结构、新材料以及新工艺，具有一定的节能降耗之功能，其中的铁心材料也是非晶合金材质。较之于传统硅钢铁心而言，低空载损耗性能非常显著。近年来，随着社会经济的快速发展和电力行业的不断进步，城乡电网改造、建设，以及节能降耗领域的非晶合金配电变压器应用逐渐普遍化，这对有效解决当前国内电力供应紧张问题、节约型社会的构建起到了非常重要的作用。对非晶合金配电变压器及其应用问题进行分析，并在此基础上就其节约降耗进行探讨，以供参考。
关键词：非晶合金；配电变压器；应用；节能；研究
中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）12-0266-02
非晶合金变压器作为一种有效的节能型变压设备，最早出现在20世纪70年代，当时美国GE公司研制了第一台非晶合金变压器，直到80年代末期才实现了生产发展的商品化。从当前非晶合金配电变压器的应用实践来看，其节能效果非常明显，因此在当前的形势下加强对该问题的研究具有非常重大的现实意义。
一、非晶合金变压器概述
对于非晶合金配电变压器而言，其最大的优点在于空载损耗值非常低，实践中是否能够有效确保空载损耗成为非晶合金变压器性能评价的重点。产品结构布置过程中，除了要充分考虑非晶合金本身不受或少受外力影响外，在设计计算过程中必须准确选取特性参数。较之于晶态合金而言，非晶合金的化学、物理以及机械等方面的性能都发生了非常大的变化。比如，铁基非晶合金具有较高的饱和磁感应强度，而且其损耗也非常低。基于该特性和优势，非晶合金材料现代电子、航天以及微电子和机械领域中的应用非常广泛。对于微型铁芯而言，可有效应用在现代综合业务数字网ISDN变压器之中，非晶合金变压器的应用效果非常明显。
基于对非晶材料的了解，以该材料为基础的非晶变压器应用价值也比较大。非晶合金变压器采用了新型的导磁原材料，即以非晶合金作为原材料生产变压器。采用该种方法制作的铁芯要比硅钢片铁芯变压器空载损耗低很多，据统计可下降大约80%，而且空载电流下降量也在85%左右，因此是当前节能效果中较为理想的一种新型配电变压器；该变压器比较适于发展中地区以及农村电网改造与发展之中。
二、非晶合金变压器应用问题研究
1.国内外非晶合金变压器应用情况
自1982年，美国首先研制出首台非晶合金变压器开始，1985年底大约超过1000台规格为15kVA的非晶合金配电变压器挂网运行；1986年，非晶合金变压器正式开展商业化生产，并以每年10个百分点的新装速度递增。从当前世界应用情况来看，35千伏级最大容量5000kVA的非晶合金铁芯变压器也投入运用。就当前国内而言，目前电力电网运行中的每500万台变压器就有1万台是非晶合金变压器。同时，国内一些电力公司也开始挂网试运行非晶合金变压器，并且实测了降损数据，结果表明降耗效益非常突出。
2.非晶合金型变压器应用案例研究
实践中为确保信息数据的准确性，将非晶合金型与硅钢片铁心型配电变压器之间的降损效果进行对比，在传统的硅钢片铁心配电变压器高压侧增加一个计量设备，从而使变压器的高低压侧都具备相应的计量条件，然后对新增电压、电力组合互感器，并对原低压侧表计实施准确的校验。以15天时间为实测周期对电量进行抄见，抄表周期存在的误差不超过10分钟。此次研究所选的地点地处多山、少平原地区，因此配电变压器受到地域环境的影响，负载率会受到严重影响，存在普遍偏低等问题。基于此，在进行实测过程中2台配电变压器分别为S7-250/1O（记为一号变压器）和S9-160/1O（记为2号变压器），2个变压器的负荷均用于居民的照明，负载率分别为17.4%、15.8%。通过实测、硅钢片铁心配电变压器电量损失对比可知，一号变压器降损超过72%；二号变压器降损超过69%，如表1所示。
实践中可以看到，生产过程中存在着很多类型的非晶合金铁心变压器，比如非晶合金干式变压器、地下式变压器、组合式变压器以及高燃点油非晶合金变压器和预装式非晶合金变压器等，应用范围都非常广泛，而且用户可根据具体的需求进行选择。在此过程中，应当全面了解非晶合金配电变压器噪声、空载损耗、联结组别以及生产技术和制造工艺等内容。同时，还要根据变压器实际运行环境、条件以及运行模式等确保变压器运行的安全可靠性，并在此基础上充分考虑如何有效提升变压器自身的性能参数，降低制造成本和能耗。非晶合金变压器应用过程中，应当根据变压器自身所带的负荷、实际运行特点和要求，以配电变压器能效技术经济评价导则为要求，根据其所提供的总拥有费用方法来具体判断变压器的应用寿命及其综合经济性，以确保其在整个寿命期限内总成本最低，同时这也是国际通用惯例。此外，基于对当前国内实际情况的考虑，可生产非晶合金变压器的厂家生产规模、环境条件以及生产工艺等都存在较大的差异性，因此应当充分考虑制造厂制造水平、质保实力以及具体的售后服务等因素，以此来确保非晶合金变压器的应用安全可靠性。
三、非晶合金变压器节能思路分析
基于以上对非晶合金配电变压器的实践应用及其优势分析可以看出非晶合金配电变压器本身的节能效果非常显著。
1.非晶合金变压器节能作用
第一，空载耗损非常低。以SHl5型为例，该类型的非晶合金配电变压器较之于同容量的S7型号配电变压器，其空载耗损可降低80%以上，而且与同容量型号为S9的配电变压器比对，空载状态下的损耗可降低75%以上；较之于同容量型号为S11的配电变压器，其空载状态下的耗损也可降低65%以上；较之于同容量型号为S13的配电变压器，其空载状态下的耗损可降低50%以上。在年平均负载率较低、轻载以及空载运行时间相对较长情况下，节能降损效果也非常显著。尤其比较适用于现代农村用电高峰期短以及长期轻负荷等特点，在农网改造过程中起到了非常重要的作用。 第二，制造过程中的有效环保与节能。对于传统硅钢配电变压器而言，其中硅钢材料的实际生产过程中主要分为炼钢、铸热轧和冷轧步骤。对于冷轧阶段而言，分为酸洗、中间退火、一次冷轧、二次冷轧以及拉伸涂层和精整等工序。如此复杂的工序会消耗大量的投资或者工序耗能，因此需对其进行多次的加热处理，因此其生产成比非晶合金带生产费用高很多，酸洗过程中也会产生轻微的污染，燃气加热过程中也会产生大量的废气。从实践来看，非晶合金变压器制造过程中的环保与节能效果非常明显。
第三，运行过程中的节能与环保。对于变压器而言，其作为能源消耗、严重污染的机械设备，应用过程中应当注意节能环保。实践中可以看到，非晶合金变压器空载状态下的耗损比较低，而且负载耗损较之于传统的变压器而言基本上相当。基于此，非晶合金变压器的应用可有效节省投资，降低煤炭、水资源的利用量，同时还可以有效减少二氧化碳、一氧化碳以及粉尘和二氧化硫等有害、有毒气体的排放，这对于生态环境保护、防范全球变暖起到了非常重要的作用。总而言之，非晶合金配电变压器具有非常大的优势。
2.非晶合金变压器节能效果
非晶合金配电变压器是一种新结构、新材料和新技术变压器产品，低空载状态下的耗损特性非常显著，在当前国内配电网运行过程中，尤其是农村电网改造过程中的应用较为广泛，而且节能效果也非常显著。根据以往的运行费用计算方式，非晶合金配电变压器低压线圈通常采用的是铜箔绕制，其器身组成材料是抗突发短路结构，因此抗短路性能非常强大。以三相非晶合金配电变压器为例，较之于新型的S9配电变压器而言，年节约用电量非常可观。比如，800kVA非晶合金配电变压器，△P0为1.05kW；两种类型的配电变压器负载损耗值基本一致。令△Pk=0，则可算出每台产品电能损耗年减少量△Ws=8760（1.05+0.62×0）=9198kW·h；实践中通过对这一规格的产品进行计算发现，三相非晶合金变压器产品的节能效果非常显著。由于将油箱设计成了全密封式的结构，使得变压器内的油、外界空气之间隔断，有效防止了油的严重氧化，这对于延长品服役寿命、节约能源具有非常重要的作用。
3.非晶合金变压器的未来发展
对于非晶合金变压器而言，如果能完全替代当前的新系列配变，比如10kV级配电变压器年需求量按5000万kVA计算时，一年可节电大约100亿千瓦时。在此过程中可有效节约用电，对于节能环保具有非常重要的作用，可以少向空气、大气中排放二氧化碳等气体，有效减轻了环境污染，从而使非晶合金变压器成为名副其实的环保产品。在城乡电力网改造与发展过程中，如果能大量推广和应用非晶配电变压器，即可获得节能、环保方面的效益。在全面推广和应用非晶合金变压器过程中建议注意以下事项：
首先，在应用非晶合金变压器过程中应当选择合适的场合。对于非晶合金配电变压器而言，通常用于负荷率相对较低的环境，这样可取得应用效率的最大化。因此，非晶合金配电变压器特别适合非连续生产企业或只在白天工作的事业单位，及农村用电和城市居民用电等负荷率较低的场所。
其次，建议采取有效的鼓励措施。对非晶合金配电变压器自身的节能优势和效果进行宣传，并以此为基础鼓励广大用户利用非晶合金配电变压器。供电企业应当加强与新增居住区、制造厂之间的有效合作，建立健全非晶合金变压器示范区，通过电网效率的对比将其作为用户群参考。城市、农村电网改造与发展过程中应当注意限制高损耗配电变压器的入网，并且对采用低耗节能配电变压器的用户给予优先用电，为全面推广非晶合金配电变压器探析新路径。
四、结语
非晶合金变压器的铁心材质非常独特，具有非常好的节能作用，通过应用实测，较之于传统的硅钢片变压器可实现将耗损70%以上。因此，实践中应当不断加强重视和应用创新，为节约型社会的构建贡献力量。
参考文献：
[1]温伟峰，钟汉良.非晶合金铁心全密封变压器技术经济分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（18）.
[2]张涛，宋宣迪，余勇.非晶合金铁心配电变压器的安装及检查[J].农村电工，2013，（8）.
[3]武晔楠.非晶合金铁心配电变压器技术特性的研究分析[J].中国科技成果，2013，（14）.
[4]张卫国.非晶合金变压器铁心技术及发展前景[J].新材料产业，2011，（7）.
[5]张涛，董畅，王伟.非晶合金铁芯配电变压器的运行维护[J].科学与财富，2013，（10）.
[6]赵景飞.对非晶合金配电变压器试点应用的初探[J].电子科技，2010，（35）.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：非晶合金；配电变压器；应用；节能；研究
中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）12-0266-02
非晶合金变压器作为一种有效的节能型变压设备，最早出现在20世纪70年代，当时美国GE公司研制了第一台非晶合金变压器，直到80年代末期才实现了生产发展的商品化。从当前非晶合金配电变压器的应用实践来看，其节能效果非常明显，因此在当前的形势下加强对该问题的研究具有非常重大的现实意义。
一、非晶合金变压器概述
对于非晶合金配电变压器而言，其最大的优点在于空载损耗值非常低，实践中是否能够有效确保空载损耗成为非晶合金变压器性能评价的重点。产品结构布置过程中，除了要充分考虑非晶合金本身不受或少受外力影响外，在设计计算过程中必须准确选取特性参数。较之于晶态合金而言，非晶合金的化学、物理以及机械等方面的性能都发生了非常大的变化。比如，铁基非晶合金具有较高的饱和磁感应强度，而且其损耗也非常低。基于该特性和优势，非晶合金材料现代电子、航天以及微电子和机械领域中的应用非常广泛。对于微型铁芯而言，可有效应用在现代综合业务数字网ISDN变压器之中，非晶合金变压器的应用效果非常明显。
基于对非晶材料的了解，以该材料为基础的非晶变压器应用价值也比较大。非晶合金变压器采用了新型的导磁原材料，即以非晶合金作为原材料生产变压器。采用该种方法制作的铁芯要比硅钢片铁芯变压器空载损耗低很多，据统计可下降大约80%，而且空载电流下降量也在85%左右，因此是当前节能效果中较为理想的一种新型配电变压器；该变压器比较适于发展中地区以及农村电网改造与发展之中。
二、非晶合金变压器应用问题研究
1.国内外非晶合金变压器应用情况
自1982年，美国首先研制出首台非晶合金变压器开始，1985年底大约超过1000台规格为15kVA的非晶合金配电变压器挂网运行；1986年，非晶合金变压器正式开展商业化生产，并以每年10个百分点的新装速度递增。从当前世界应用情况来看，35千伏级最大容量5000kVA的非晶合金铁芯变压器也投入运用。就当前国内而言，目前电力电网运行中的每500万台变压器就有1万台是非晶合金变压器。同时，国内一些电力公司也开始挂网试运行非晶合金变压器，并且实测了降损数据，结果表明降耗效益非常突出。
2.非晶合金型变压器应用案例研究
实践中为确保信息数据的准确性，将非晶合金型与硅钢片铁心型配电变压器之间的降损效果进行对比，在传统的硅钢片铁心配电变压器高压侧增加一个计量设备，从而使变压器的高低压侧都具备相应的计量条件，然后对新增电压、电力组合互感器，并对原低压侧表计实施准确的校验。以15天时间为实测周期对电量进行抄见，抄表周期存在的误差不超过10分钟。此次研究所选的地点地处多山、少平原地区，因此配电变压器受到地域环境的影响，负载率会受到严重影响，存在普遍偏低等问题。基于此，在进行实测过程中2台配电变压器分别为S7-250/1O（记为一号变压器）和S9-160/1O（记为2号变压器），2个变压器的负荷均用于居民的照明，负载率分别为17.4%、15.8%。通过实测、硅钢片铁心配电变压器电量损失对比可知，一号变压器降损超过72%；二号变压器降损超过69%，如表1所示。
实践中可以看到，生产过程中存在着很多类型的非晶合金铁心变压器，比如非晶合金干式变压器、地下式变压器、组合式变压器以及高燃点油非晶合金变压器和预装式非晶合金变压器等，应用范围都非常广泛，而且用户可根据具体的需求进行选择。在此过程中，应当全面了解非晶合金配电变压器噪声、空载损耗、联结组别以及生产技术和制造工艺等内容。同时，还要根据变压器实际运行环境、条件以及运行模式等确保变压器运行的安全可靠性，并在此基础上充分考虑如何有效提升变压器自身的性能参数，降低制造成本和能耗。非晶合金变压器应用过程中，应当根据变压器自身所带的负荷、实际运行特点和要求，以配电变压器能效技术经济评价导则为要求，根据其所提供的总拥有费用方法来具体判断变压器的应用寿命及其综合经济性，以确保其在整个寿命期限内总成本最低，同时这也是国际通用惯例。此外，基于对当前国内实际情况的考虑，可生产非晶合金变压器的厂家生产规模、环境条件以及生产工艺等都存在较大的差异性，因此应当充分考虑制造厂制造水平、质保实力以及具体的售后服务等因素，以此来确保非晶合金变压器的应用安全可靠性。
三、非晶合金变压器节能思路分析
基于以上对非晶合金配电变压器的实践应用及其优势分析可以看出非晶合金配电变压器本身的节能效果非常显著。
1.非晶合金变压器节能作用
第一，空载耗损非常低。以SHl5型为例，该类型的非晶合金配电变压器较之于同容量的S7型号配电变压器，其空载耗损可降低80%以上，而且与同容量型号为S9的配电变压器比对，空载状态下的损耗可降低75%以上；较之于同容量型号为S11的配电变压器，其空载状态下的耗损也可降低65%以上；较之于同容量型号为S13的配电变压器，其空载状态下的耗损可降低50%以上。在年平均负载率较低、轻载以及空载运行时间相对较长情况下，节能降损效果也非常显著。尤其比较适用于现代农村用电高峰期短以及长期轻负荷等特点，在农网改造过程中起到了非常重要的作用。 第二，制造过程中的有效环保与节能。对于传统硅钢配电变压器而言，其中硅钢材料的实际生产过程中主要分为炼钢、铸热轧和冷轧步骤。对于冷轧阶段而言，分为酸洗、中间退火、一次冷轧、二次冷轧以及拉伸涂层和精整等工序。如此复杂的工序会消耗大量的投资或者工序耗能，因此需对其进行多次的加热处理，因此其生产成比非晶合金带生产费用高很多，酸洗过程中也会产生轻微的污染，燃气加热过程中也会产生大量的废气。从实践来看，非晶合金变压器制造过程中的环保与节能效果非常明显。
第三，运行过程中的节能与环保。对于变压器而言，其作为能源消耗、严重污染的机械设备，应用过程中应当注意节能环保。实践中可以看到，非晶合金变压器空载状态下的耗损比较低，而且负载耗损较之于传统的变压器而言基本上相当。基于此，非晶合金变压器的应用可有效节省投资，降低煤炭、水资源的利用量，同时还可以有效减少二氧化碳、一氧化碳以及粉尘和二氧化硫等有害、有毒气体的排放，这对于生态环境保护、防范全球变暖起到了非常重要的作用。总而言之，非晶合金配电变压器具有非常大的优势。
2.非晶合金变压器节能效果
非晶合金配电变压器是一种新结构、新材料和新技术变压器产品，低空载状态下的耗损特性非常显著，在当前国内配电网运行过程中，尤其是农村电网改造过程中的应用较为广泛，而且节能效果也非常显著。根据以往的运行费用计算方式，非晶合金配电变压器低压线圈通常采用的是铜箔绕制，其器身组成材料是抗突发短路结构，因此抗短路性能非常强大。以三相非晶合金配电变压器为例，较之于新型的S9配电变压器而言，年节约用电量非常可观。比如，800kVA非晶合金配电变压器，△P0为1.05kW；两种类型的配电变压器负载损耗值基本一致。令△Pk=0，则可算出每台产品电能损耗年减少量△Ws=8760（1.05+0.62×0）=9198kW·h；实践中通过对这一规格的产品进行计算发现，三相非晶合金变压器产品的节能效果非常显著。由于将油箱设计成了全密封式的结构，使得变压器内的油、外界空气之间隔断，有效防止了油的严重氧化，这对于延长品服役寿命、节约能源具有非常重要的作用。
3.非晶合金变压器的未来发展
对于非晶合金变压器而言，如果能完全替代当前的新系列配变，比如10kV级配电变压器年需求量按5000万kVA计算时，一年可节电大约100亿千瓦时。在此过程中可有效节约用电，对于节能环保具有非常重要的作用，可以少向空气、大气中排放二氧化碳等气体，有效减轻了环境污染，从而使非晶合金变压器成为名副其实的环保产品。在城乡电力网改造与发展过程中，如果能大量推广和应用非晶配电变压器，即可获得节能、环保方面的效益。在全面推广和应用非晶合金变压器过程中建议注意以下事项：
首先，在应用非晶合金变压器过程中应当选择合适的场合。对于非晶合金配电变压器而言，通常用于负荷率相对较低的环境，这样可取得应用效率的最大化。因此，非晶合金配电变压器特别适合非连续生产企业或只在白天工作的事业单位，及农村用电和城市居民用电等负荷率较低的场所。
其次，建议采取有效的鼓励措施。对非晶合金配电变压器自身的节能优势和效果进行宣传，并以此为基础鼓励广大用户利用非晶合金配电变压器。供电企业应当加强与新增居住区、制造厂之间的有效合作，建立健全非晶合金变压器示范区，通过电网效率的对比将其作为用户群参考。城市、农村电网改造与发展过程中应当注意限制高损耗配电变压器的入网，并且对采用低耗节能配电变压器的用户给予优先用电，为全面推广非晶合金配电变压器探析新路径。
四、结语
非晶合金变压器的铁心材质非常独特，具有非常好的节能作用，通过应用实测，较之于传统的硅钢片变压器可实现将耗损70%以上。因此，实践中应当不断加强重视和应用创新，为节约型社会的构建贡献力量。
参考文献：
[1]温伟峰，钟汉良.非晶合金铁心全密封变压器技术经济分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（18）.
[2]张涛，宋宣迪，余勇.非晶合金铁心配电变压器的安装及检查[J].农村电工，2013，（8）.
[3]武晔楠.非晶合金铁心配电变压器技术特性的研究分析[J].中国科技成果，2013，（14）.
[4]张卫国.非晶合金变压器铁心技术及发展前景[J].新材料产业，2011，（7）.
[5]张涛，董畅，王伟.非晶合金铁芯配电变压器的运行维护[J].科学与财富，2013，（10）.
[6]赵景飞.对非晶合金配电变压器试点应用的初探[J].电子科技，2010，（35）.
（责任编辑：王祝萍）