《宽带铁基非晶带材及其非晶合金立体卷铁心关键技术开发与产业化应用》

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非晶合金材料一般采用快速冷凝技术,其原子处于一种长程无序排列状态,很容易磁化,且磁滞损失极小,具有非常优异的软磁性能,非常适合用于生产节能环保的配电变压器。国内没有厂家能够实现220mm大宽度非晶带材的产业化生产,而生产非晶合金铁心时因无大带宽非晶带材作为原料,增加了非晶铁心生产的工序,提高了制造成本,同时非晶铁心性能也较差,无法满足电网对非晶变压器性能的需求。常规非晶合金铁心的横截面形状为矩形,在非晶变压器挂网运行遇到突发大电流时,绕线线圈在受到较大电磁力作用下,很容易发生变形,影响变压器的正常运行,严重时会导致变压器在突发过载的情况下烧毁,限制了非晶合金变压器的使用。因此该项目的立项正是在国内无大带宽非晶合金带材生产、非晶铁心的生产与性能的提升又迫切需要采用大带宽非晶合金带材来制备、国网对非晶合金变压器抗突发短路能力要求不断提高的背景下建立的。

该项目研制了大带宽非晶合金带材生产的非晶合金立体卷铁心,解决了非晶合金立体卷铁心制造过程中存在的诸多问题:解决大带宽非晶合金带材生产制造难问题;解决宽带铁基非晶带材生产的精密连铸不稳定问题;解决铁基非晶合金的冶炼过程杂质不易剔除问题;解决冷却辊冷却速度较差问题;解决非晶合金立体卷铁心生产结构设计困难问题;解决非晶合金立体卷铁心热处理工艺磁场施加过程优化的难题;非晶合金立体卷铁心成型涂胶难的问题。

关键创新点为:1.突破了宽带铁基非晶带材生产的精密连铸技术;2.突破了铁基非晶合金的冶炼技术;3.自主研制了超级冷冷却辊;4.突破了非晶带材的自动卷曲技术;5.突破了非晶合金铁心矩形横截面结构;6.首创复合磁场非晶铁芯热处理技术;7.首创非晶合金立体卷铁心成型涂胶方法。项目研发的非晶合金立体卷铁心配电变压器于2014年1月在浙江电网及江苏电网成功投入运行,结果表明:运行稳定可靠、节能效果显著、噪音低、安装方便,项目成果提升了电网安全和用户供电的可靠性、安全性、稳定性,为电网的安全经济运行起到了重要的支撑作用。

该项目的研究成果获专利授权40余项,其中25项为授权发明专利;发表论文十余篇,其中7篇为SCI收录;完成高新技术成果转化1项。经中国科学院上海科技查新咨询中心分析结果显示,该项目综合水平达到了国际先进水平。该项目研制出的非晶合金立体卷铁心可以节电节煤,大量采用该型变压器不但经济效益显著,而且有很好的节省资源与环保效果,减少了二氧化碳的排放量,也相当于增加了净化空气的森林面积,不失为一种利国利民的绿色环保产品。该产品取代S13型油浸式硅钢立体卷铁心配电变压器后,每台的社会效益为每年节电1147kWh,节煤401kg,减少CO2排放量860kg;该产品取代SBH15型油浸式非晶合金配电变压器后,每台的社会效益为每年节电131kWh,节煤46kg,减少CO2排放量98kg,节能效果显著。

成果说明

非晶合金立体卷铁心配电变压器具有抗突发短路能力强、占地面积小、重量轻、空载电流和噪声低、节能环保等特点,符合当前变压器技术向高可靠性、低损耗以及节能环保发展的趋势,加上国家对节能环保电力产品的大力倡导以及电力行业体制改革深化,其市场需求空间巨大。 随着国家电网改造的不断深入,新型节能配电变压器的需求越来越大,国网公司大力推广应用S13及以上型号节能型变压器。国家电网公司在2014年11月发布了《国家电网公司新技术目录(2014版)》和《国家电网公司重点推广新技术目录(2014版)》中,明确了新技术推广应用

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