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目前在配電變電站中使用的變壓器大部分為硅鋼片鐵心變壓器(SST),連接于電力系統(tǒng)之間,伴隨著變壓器鐵心勵磁產(chǎn)生的鐵損(空載損耗),也即待機(jī)功率是經(jīng)常發(fā)生的。若由AMT取代相同型號等級的SST,則鐵損降低到1/3以下,可望達(dá)到大幅度的節(jié)能效果。最新的非晶合金材料的飽和磁通密度Bs=1.63T,比硅鋼片(2.0~2.1T)的小。因此,與相同功率的SST比較,AMT用鐵心的斷面積約為1.3倍,線圈的加大尺寸將導(dǎo)致銅損(負(fù)載損耗)增加。但是多數(shù)配電變壓器的平均負(fù)荷率為30~50%,故鐵損的減少量超過銅損的增加量,因而AMT的能量消費率比SST的優(yōu)越,通過一定期間的運(yùn)行以后,經(jīng)濟(jì)上是有利的。而且在利用可再生能源的場合下,因輸出功率的不穩(wěn)定,低負(fù)荷運(yùn)行時的待機(jī)功率將成為仍需解決的問題,AMT的應(yīng)用可望實現(xiàn)減少環(huán)境負(fù)荷的效果。

鐵芯用非晶合金材料為厚度25um的薄片狀,在現(xiàn)代產(chǎn)品化的小中型受配電AMT中,采用了數(shù)千張這樣的薄片,經(jīng)剪切、疊壓、剪切端彼此重合后,形成環(huán)狀的卷繞鐵心。為保持毛坯材料的磁性能,各薄片之間無粘接處理,故非晶合金卷鐵心具有脆性,其重量的一部分由線圈支撐以保持結(jié)構(gòu)形狀。但當(dāng)AMT大容量化時,這一支撐方法就有局限性,應(yīng)設(shè)計其它的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)果在線圈旁邊要配置比SST更多的金屬構(gòu)件,起因于漏泄磁場的雜散損耗將會增加。此外,因鐵心須保持形狀,鐵心的自重將劣化薄片之間的絕緣,出現(xiàn)鐵損耗增大的問題。這樣一來,非晶合金材料的磁特性、物理特性,與原來硅鋼片的比較,會存在較大的差異。迄今為止,大容量AMT的制造實例尚未見到報導(dǎo)。
面對結(jié)構(gòu)上未建全,暫時不可能制造的大容量AMT,本文提出了既能抑制鐵損增加又能支撐鐵心的結(jié)構(gòu)方案。為驗證其可行性和有效性,分別試制了將鐵心裝入內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)和線圈,闡述了測定的損耗特性結(jié)果。而且,對具有所提方案的大容量AMT,利用了其有關(guān)實際負(fù)荷運(yùn)行時對雜散損耗的分析結(jié)果,并對電力效率的提升也進(jìn)行了研討。
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