У позадини глобалних напора да се промовише уштеда енергије, смањење емисија и неутралност угљеника, дистрибутивни трансформатори – као најосновнија опрема у електроенергетским системима – видели су да њихова енергетска ефикасност постаје фокус међународне пажње. Последњих година, велике економије широм света су сукцесивно уводиле обавезне минималне стандарде енергетских перформанси за дистрибутивне трансформаторе.

Кина је сходно томе ажурирала свој национални стандард ГБ 20052 Минималне дозвољене вредности енергетске ефикасности и степена енергетске ефикасности за трофазне дистрибутивне трансформаторе, намећући строже захтеве и за губитак у празном ходу и за губитак оптерећења. Побољшање степена енергетске ефикасности трансформатора директно покреће континуирано побољшање перформанси материјала језгра.

 

У том контексту, Баостеел-ов независно развијен силиконски челик Б18Р065 и Б20Р070 са малим губицима у гвожђу, са својим одличним електромагнетним својствима и стабилним карактеристикама обраде, успешно је примењен у серијској производњи Тиер 1 енергетски ефикасних дистрибутивних трансформатора.

 

Као овлашћени каналски партнер Баостеел-а, ГНЕЕ Стеел може стабилно да испоручује обе ове врсте силиконског челика оријентисаног на зрно, нудећи произвођачима трансформатора ефикасно и поуздано решење за материјал.

 

Овај чланак систематски представља развојне принципе, параметре перформанси и резултате практичне примене ова два производа, пружајући референцу произвођачима трансформатора у избору материјала и дизајну.

 

 

1. Преглед развоја високоефикасног дистрибутивног трансформатора

Последњих година, да би ефикасно смањили губитке енергије у преносу и дистрибуцији и смањили емисију ЦО₂, велике земље и региони су сукцесивно издавали или ревидирали обавезне стандарде високоефикасних дистрибутивних трансформатора:

• Јапан спроводи „Топ Руннер Програм“ од 2014. године, континуирано подижући стандарде ефикасности за трансформаторе;
• Европска унија је спровела Уредбу о еколошком дизајну – ниво 2 за трансформаторе 2021. године, постављајући више прагове за празнине и губитке оптерећења;
• Сједињене Државе су имплементирале нови стандард ДОЕ за дистрибутивне трансформаторе 2024. године, свеобухватно унапређујући захтеве ефикасности;
• Кина је више пута ревидирала ГБ 20052, додајући разреде енергетске ефикасности, повећавајући минималне дозвољене вредности и класификујући трансформаторе у три разреда: Ниво 1, Ниво 2 и Ниво 3.

 

Производња дистрибутивних трансформатора који штеде енергију захтева не само напредне концепте дизајна и софистицирану производну опрему, већ и висококвалитетне материјале за језгро. Тренутно, језгра трансформатора углавном користе силицијумски челик оријентисан на танке зрна и аморфне легуре на бази гвожђа. Иако аморфне легуре показују изузетно мале губитке без оптерећења, оне имају ограничења у погледу ширине, жилавости, отпорности на влагу и магнетострикције, што утиче на конзистентност квалитета и општу применљивост.

 

У области зрнасто оријентисаног силицијум челика, водећи међународни произвођачи као што је Ниппон Стеел увели су разреде 23ЗДКХ075 и 20ЗДКХ070, док ЈФЕ нуди 20ЈЦСЕ070. На домаћем плану, Баостеел је, након више од десет година независног истраживања и развоја, у потпуности овладао целокупном технологијом процеса за зрнасто оријентисан силицијум челик и изградио комплетну фамилију производа дебљине од 0,18 мм до 0,35 мм.

 

Међу њима, премиум разреди танког пречника су постигли стабилну обимну производњу и успешно су примењени у енергетски ефикасним дистрибутивним трансформаторима Тиер 1. Баостеел је тако постао један од ретких светских произвођача који је у стању да истовремено испоручује силицијумски челик од 0,20 мм и 0,18 мм високе пропусности у зрнама.

 

2. Принципи развоја материјала

Типичне дебљине зрнасто оријентисаног силицијум челика су 0,23 мм, 0,27 мм и 0,30 мм, са садржајем силицијума од око 3,0 %. Микроструктура показује снажну Госсову текстуру, са лаким смером магнетизације који је поравнат паралелно са смером котрљања, што резултира високом магнетном индукцијом дуж смера котрљања. Током магнетизације формирају се магнетни домени, а површински изолациони премаз служи и за електричну изолацију и за пречишћавање магнетног домена.

 

 

Главни технички приступи смањењу губитка гвожђа у силицијумском челику оријентисаном на зрно укључују три аспекта:Побољшати степен оријентације зрна; површина производа је глатка без основног премаза; дебљина је смањена на 0,15~0,20 мм, а садржај силицијума је повећан на 3,4%~3,5%.

Губитак језгра се састоји од губитка хистерезе (\\(П_х\\)), губитка вртложне струје (\\(П_е\\)) и аномалног губитка (\\(П_а\\)): • Губитак хистерезе: на њега утичу кристална структура, нечистоће, унутрашњи напон, величина зрна и други фактори; • Губитак вртложне струје: јака корелација са дебљином лима, са формулом израженом као

Аномални губитак: преостали део укупног губитка језгра након одузимања горња два губитка.

Укупни губитак вртложна струја с обзиром на аномалан губитак:

Формула губитка хистерезе:

Формула укупног губитка:

Смањење дебљине може смањити губитак вртложне струје и укупан губитак језгра, док ће пречишћавање домена повећати губитак хистерезе.

У међувремену, стањивање лимова има тенденцију да изазове нестабилну секундарну рекристализацију, ломљење траке током производње и друге недостатке, што захтева строгу контролу хемијског састава и целокупног процеса производње.

 

3. Перформансе нових производа Б18Р065 и Б20Р070

Баосхан Ирон & Стеел је развио ниско-језгро-врсте губитака Б18Р065 и Б20Р070 усвајањем технологија укључујући иновативну контролу хемијског састава, индукционо загревање, премаз високог{6}}напона и ласерско исписивање:

 

Електромагнетна својства Б20Р070 су у основи еквивалентна страним производима од 0,2 мм 070.

 

Поређење механичких својстава: Не постоје значајне разлике између Б18Р065, Б20Р070 и Б23Р075. Процес стрижења ће бити строго контролисан како би се гарантовао квалитет обраде.

 

Табела 1 Индикатори механичких својстава електричног челика са танким-зрнастим слојем-

Оцена	Затезна чврстоћа (уздужна) / МПа	Граница течења (уздужна) / МПа	Издужење (уздужно) / %	ХВ1
B23R075	352	330	12	200
B20R070	348	327	11	192
B18R065	345	322	14	189

 

4. Предности примене Б18Р065 и Б20Р070 у високоефикасним трансформаторима

 

ГБ 20052 је обавезан национални стандард који захтева значајна смањења без-губитка оптерећења и губитка оптерећења, чинећи електрични челик са ултра-малим језгром-губитком оптималним избором материјала.

 

Узимајући оптимизовани дизајн дистрибутивног трансформатора од 630 кВА-за уштеду енергије као пример: надоградња-класе електричног челика оријентисаног на зрно омогућава да се трансформатор дизајнира са већом густином магнетног флукса, што смањује површину попречног пресека гвозденог језгра{3}}.

 

Ово додатно смањује тежину намотаја, резервоара трансформатора, изолационог уља и других компоненти, што резултира компактнијом укупном структуром и побољшањем трошкова за 3%~4%. Због тога, Б18Р065 и Б20Р070 служе као пожељни материјали за језгро за трансформаторе високе{7}}е ефикасности.

 

5. Перформансе корисничке апликације

 

Резултати испитивања дистрибутивног трансформатора енергетске ефикасности класе 1 Модел С-М-315/10-НКС1 развијен у сарадњи са произвођачима трансформатора:

• Б18Р065: Његов губитак без-оптерећења је 13% мањи од стандардне вредности, уз ниво буке од само 42 дБА. Сви технички индикатори премашују наведене стандардне захтеве.
• Б20Р070: Његове електромагнетне перформансе су еквивалентне онима увезеног електричног челика 0,2 мм разреда 070.

Табела 2. Параметри испитивања С-М-315/10-НКС1 дистрибутивног трансформатора енергетске ефикасности класе 1 са различитим материјалима језгра

Категорија материјала језгра	Не-Губитак оптерећења / В		Губитак оптерећења / В		Не-Учитавање струје/%		Ниво буке / дБА
	Стандард	Измерено	Стандард	Измерено	Стандард	Измерено	Стандард	Измерено
B18R065	340	298301	3065	29462931	0.35	0.21	48	4142
B20R070	340	329332	3065	29452877	0.35	0.190.21	48	-
Увезени 0,2 мм Граде 070	340	325327	3065	29632960	0.35	0.150.16	48	-

 

6. Закључци и изгледи

Стална надоградња обавезних стандарда високоефикасних дистрибутивних трансформатора широм света постала је кључни покретач за стално побољшање перформанси материјала језгра. Узастопне ревизије кинеског ГБ 20052 експлицитно усмеравају производњу трансформатора ка мањим губицима и већој поузданости, стварајући широке могућности примене за премиум силицијумске челике танког пречника оријентисане на зрно.

 

Са својом потпуно саморазвијеном процесном технологијом, Баостеелове класе Б20Р070 и Б18Р065 су достигле међународно напредне нивое и постигле су запреминску примену у енергетски ефикасним дистрибутивним трансформаторима Тиер 1. Конкретно, трансформатори који користе Б18Р065 су показали губитке у празном ходу више од 13% испод стандардне границе, означавајући значајан пробој за домаће материјале у висококвалитетним енергетски ефикасним применама трансформатора. Баостеел је постао први светски произвођач способан да истовремено испоручује 0,20 мм и 0,18 мм високопропусни силиконски челик оријентисан на зрна.

 

Гледајући унапред, Баостеел ће наставити да шири производни капацитет од 0,20 мм и 0,18 мм танког зрна силиконског челика, даље побољшава конзистентност производа и квалитет површине, и убрзава развој производа следеће генерације са још мањим губицима гвожђа и већом магнетном индукцијом, обезбеђујући јачу подршку материјалне ефикасности за текуће трансформаторе.

 

 

ГНЕЕ Стеел, као овлашћени дистрибутер Баостеел зрнасто оријентисаног силицијум челика, одржава дугорочне залихе читавог спектра танких мерача високе пропусности, укључујући Б18Р065 и Б20Р070. Нудимо услуге сечења, сечења и друге обраде, уз професионалну техничку подршку. Поздрављамо све произвођаче трансформатора да се распитају или посете наш објекат. Посвећени смо томе да вам пружимо производе високог квалитета и задовољавајућу услугу.

 

Затражите понуду