中文简体Aujourd'hui, alors que l'industrie de l'énergie poursuit une faible carbonisation et une grande efficacité, les transformateurs, en tant qu'équipement de base de la transmission de puissance, sont devenus l'objet de l'innovation technologique en termes d'optimisation des performances. La comparaison entre Transformateurs de type sèche en alliage amorphe Et Silicon Steel Transformers n'est pas seulement un concours de science des matériaux, mais aussi un choix stratégique d'efficacité énergétique et d'économie.
1. Propriétés des matériaux: différences révolutionnaires dans la structure atomique
Avantages physiques des alliages amorphes
Les alliages amorphes (tels que le système Fe-Si-B) sont préparés par une technologie de refroidissement rapide, et leurs atomes sont disposés de manière désordonnée sans défauts de limite de grains. Cette structure leur donne une coercivité ultra-faible (<10 a / m) et une perméabilité magnétique élevée, et la perte d'hystérésis est significativement inférieure à celle de l'acier au silicium orienté traditionnel (la perte est réduite d'environ 70 à 80%).
Limites des feuilles d'acier en silicium
Les feuilles de silicium en silicium traditionnelles sont des structures cristallines, avec une résistance au mouvement des murs du domaine magnétique, entraînant des pertes de fer élevées (pertes sans charge). Bien que l'efficacité puisse être améliorée en optimisant l'orientation des grains, sa limite inférieure de perte théorique a été limitée par les propriétés physiques du matériau.
2. Performance de l'efficacité énergétique: une percée perturbatrice en perte de chargement
Comparaison des pertes sans charge
La perte de transformateurs en alliage amorphe dans des conditions de non-charge n'est que de 20% à 30% de celle des transformateurs en acier de silicium. En prenant un transformateur de 1000kva à titre d'exemple, la perte à vide des modèles en alliage amorphe est d'environ 100-150W, tandis que celle des modèles en acier de silicium peut atteindre 400-600W. Pour les réseaux de distribution qui nécessitent un fonctionnement à long terme à la lumière de la lumière (tels que les zones résidentielles et les bâtiments commerciaux), l'économie d'énergie annuelle des solutions en alliage amorphe peut atteindre des milliers d'heures de kilowattheures.
Compromis de perte de charge
En raison de la faible densité de flux magnétique de saturation des alliages amorphes (environ 1,56 t par rapport à 2,03 t en acier en silicium), sa perte de charge est légèrement plus élevée que celle des transformateurs en acier de silicium (environ 5 à 10% plus élevé). Par conséquent, dans les scénarios industriels avec un fonctionnement à long terme à pleine charge, le coût total de perte doit être évalué de manière approfondie.
3. Économie du cycle de vie complet: coûts à court terme par rapport aux avantages à long terme
Différences d'investissement initiales
Le coût des matériaux en alliage amorphe est d'environ 30% à 50% plus élevé que celui de l'acier au silicium, ce qui entraîne une prime de 20% à 35% sur le prix de vente du transformateur. Prenant l'exemple des produits de 10 kV, le prix des modèles d'alliage amorphe est généralement de 1,2 à 1,8 fois plus élevé que celui des modèles en acier de silicium.
Avantages à long terme d'économie d'énergie
Selon le prix de l'électricité industrielle de la Chine (0,8 yuan / kWh), un transformateur en alliage amorphe de 1000kva permet d'économiser environ 2500 à 4000 yuans en factures d'électricité à l'abri par an, et la période de récupération des investissements est d'environ 5 à 8 ans. Étant donné que la durée de vie du transformateur est généralement de 25 à 30 ans, le bénéfice net de l'ensemble du cycle peut atteindre 2 à 3 fois le coût initial.
Iv. Scénarios applicables: sélection technique pour répondre aux besoins
Avantages des transformateurs en alliage amorphe
Scénarios de faible taux de charge: tels que les bornes de distribution de réseau intelligent, les systèmes connectés au réseau photovoltaïque / éoliennes (faible charge la nuit).
Projets sensibles à l'environnement: la réduction des pertes de note peut réduire les émissions de CO₂ d'environ 5 à 8 tonnes / an (chacune de 1000kva).
Exigences de fiabilité élevée: les transformateurs de type sec en alliage amorphe ne nécessitent pas d'isolation pétrolière et conviennent aux centres de données, hôpitaux et autres endroits.
Conditions applicables des transformateurs en acier en silicium
Scénarios industriels à taux de charge à forte charge: scénarios tels que les usines d'acier et les usines chimiques qui doivent fonctionner à pleine charge pendant 24 heures.
Projets sensibles aux coûts: projets avec des budgets initiaux limités et de petites fluctuations de charge.
V. Défis techniques et tendances de développement
Direction d'amélioration des alliages amorphes
À l'heure actuelle, la fragilité mécanique, le contrôle du bruit (effet magnétostrictif) et la résistance court-circuit des bandes d'alliage amorphe doivent encore être optimisées. De nouveaux matériaux tels que les alliages nanocristallins et les noyaux magnétiques composites devraient se briser davantage à travers les goulots d'étranglement des performances.
Évolution de la technologie en acier de silicium
L'acier en silicium de haut grade (comme 27RK095) peut réduire la perte de fer à 0,95 W / kg grâce à la technologie de notation laser, rétrécissant l'écart avec des alliages amorphes, mais le coût augmentera simultanément.
Les transformateurs de type sec en alliage amorphe présentent des avantages importants dans l'efficacité énergétique et la protection de l'environnement, en particulier conformément aux besoins des mises à niveau du réseau électrique dans le cadre de l'objectif "double carbone"; tandis que les transformateurs en acier de silicium sont toujours compétitifs dans le coût initial et les scénarios à haute charge. À l'avenir, avec la production à grande échelle d'alliages amorphes et l'itération des matériaux en acier en silicium, les limites techniques et économiques des deux continueront de s'adapter dynamiquement. Les décideurs doivent sélectionner le chemin technique optimal en fonction des caractéristiques de charge, des politiques de prix de l'électricité et des exigences de protection de l'environnement.
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