非晶合金變壓器(AmorphousMetalTransformer)是一種低損耗、高能效的電力變壓器
。此類變壓器以鐵基非晶態(tài)金屬作為鐵芯
，由于該材料不具長程有序結(jié)構(gòu)，其磁化及消磁均較一般磁性材料容易
。因此，非晶合金變壓器的鐵損(即空載損耗)要比一般采用硅鋼作為鐵芯的傳統(tǒng)變壓器低70-80%。由于損耗降低，發(fā)電需求亦隨之下降，二氧化碳等溫室氣體排放亦相應(yīng)減少。基于能源供應(yīng)和環(huán)保的因素

，非晶合金變壓器在中國和印度等大型發(fā)展中國家得到大量采用。以中印兩國目前的用電量來計(jì)算，若于配電網(wǎng)全面采用非晶合金變壓器的話
，每年大約可節(jié)省25-30TWh發(fā)電量，以及減少2至3千萬噸二氧化碳排放。

一、非晶合金變壓器設(shè)計(jì)

非晶合金鐵芯配電變壓器的大優(yōu)點(diǎn)是，空載損耗值特低。最終能否確保空載損耗值，是整個(gè)設(shè)計(jì)過程中所要考慮的核心問題。當(dāng)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布置時(shí)，除要考慮非晶合金鐵芯本身不受外力的作用外，同時(shí)在計(jì)算時(shí)還須準(zhǔn)確合理選取非晶合金的特性參數(shù)。除此設(shè)計(jì)思路外，還須遵循以下三點(diǎn)要求
：

(1)由于非晶合金材料的飽和磁密較低，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，額定磁通密度不宜選得太高
，通常選取1.3～1.35T磁通密度便可獲得較好的空載損耗值

。

(2)非晶合金材料的單片厚僅為0.03mm，所以其疊片系數(shù)也只能達(dá)到82%～86%
。

(3)為了使用戶能獲得免維護(hù)或少維護(hù)的好處，現(xiàn)把非晶合金配電變壓器的產(chǎn)品，都設(shè)計(jì)成全密封式結(jié)構(gòu)
。

二、變壓器非晶合金結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

利用導(dǎo)磁性能突出的非晶合金，來用作制造變壓器的鐵芯材料
，最終能獲得很低的損耗值。但它具有許多特性，在設(shè)計(jì)和制造中是必須保證和考慮的。主要體體現(xiàn)以下幾個(gè)方面
：

(1) 非晶合金片材料的硬度很高，用常規(guī)工具是難以剪切的，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮減少剪切量。

(2) (2)非晶合金單片厚度極薄，材料表面也不是很平坦，則鐵芯填充系數(shù)較低。

(3)非晶合金對(duì)機(jī)械應(yīng)力非常敏感
。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須避免采用以鐵芯作為主承重結(jié)構(gòu)件的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

(4)為了獲得優(yōu)良的低損耗特性，非晶合金鐵芯片必須進(jìn)行退火處理。

(5)從電氣性能上
。為了減少鐵芯片的剪切量，整臺(tái)產(chǎn)品的鐵芯由四個(gè)單獨(dú)的鐵心框并列組成
，并且每相繞組是套在磁路獨(dú)立的兩框上
。每個(gè)框內(nèi)的磁通除基波磁通外，還有三次諧波磁通的存在，一個(gè)繞組中的兩個(gè)卷鐵芯框內(nèi)
，其三次諧波磁通正好在相位上相反
，數(shù)值上相等，因此，每一組繞組內(nèi)的三次諧波磁通向量和為零
。如一次側(cè)是D接法，有三次諧波電流的回路
，當(dāng)在感應(yīng)出的二次側(cè)電壓波形上，就不會(huì)有三次諧波電壓的分量
。

根據(jù)上面分析
，三相非晶合金配電變壓器合理的結(jié)構(gòu)為：鐵芯，由四個(gè)單獨(dú)鐵芯框在同一平面內(nèi)組成三相五柱式，必須經(jīng)退火處理，并帶有交叉鐵軛接縫
，截面形狀呈長方形

。繞組，為長方形截面，可單獨(dú)繞制成型的
，雙層或多層矩形層式
。油箱，為全密封免維護(hù)的波紋結(jié)構(gòu)。

三

、非晶合金變壓器性能

目前廣泛采用的新S9型配電變壓器
，其鐵心所采用的導(dǎo)磁材料通常為30Z140高導(dǎo)磁冷軋硅鋼片
，其飽和磁密比非晶合金高，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)所選取的磁通密度通常在1.65～1.75T之間。這也就是非晶合金鐵心配電變壓器比新S9型配電變壓器空載損耗低的一個(gè)主要原因
。

四、非晶合金變壓器發(fā)展前景

若能完全替代新S9系列配變，如10kV級(jí)配電變壓器年需求量按5000萬kVA計(jì)算時(shí)，那么，一年便可節(jié)電100億kW·h以上。同時(shí)，還可帶來少建電廠的良好的環(huán)保效益，少向大氣排放溫室氣體，這樣會(huì)大大地減輕對(duì)環(huán)境的直接污染

，使其成為新一代名副其實(shí)的綠色環(huán)保產(chǎn)品?？傊?
，國家在城鄉(xiāng)電力網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展與改造中，若能大量推廣采用三相非晶鐵心配電變壓器產(chǎn)品，其最終會(huì)獲得節(jié)能與環(huán)保兩方面的效益。