در پس زمینه تلاش های جهانی برای ترویج صرفه جویی در انرژی، کاهش انتشار و بی طرفی کربن، ترانسفورماتورهای توزیع - به عنوان اساسی ترین تجهیزات در سیستم های قدرت - شاهد بهره وری انرژی آنها به کانون توجه بین المللی شده اند. در سال های اخیر، اقتصادهای بزرگ در سراسر جهان به طور متوالی استانداردهای حداقل عملکرد انرژی اجباری را برای ترانسفورماتورهای توزیع معرفی کرده اند.

بر این اساس، چین استاندارد ملی خود GB 20052 حداقل مقادیر مجاز راندمان انرژی و درجه‌های بهره‌وری انرژی را برای ترانسفورماتورهای توزیع سه فاز به‌روزرسانی کرده است، و الزامات سخت‌گیرانه‌تری را هم در مورد تلفات بدون بار و هم از دست دادن بار اعمال می‌کند. ارتقاء درجات بازده انرژی ترانسفورماتور به طور مستقیم باعث بهبود مستمر در عملکرد مواد هسته می شود.

 

در این زمینه، گریدهای فولاد سیلیکونی دانه گرا با تلفات کم Baosteel به طور مستقل توسعه یافته با گریدهای فولاد سیلیکونی B18R065 و B20R070، با خواص الکترومغناطیسی عالی و ویژگی‌های پردازش پایدار، با موفقیت در تولید حجم ترانسفورماتورهای توزیع با کارآمد انرژی سطح 1 استفاده شده‌اند.

 

به عنوان یک شریک کانال مجاز Baosteel، GNEE Steel می‌تواند به طور پایدار هر دو نوع فولاد سیلیکونی دانه‌گرا را تامین کند و به تولیدکنندگان ترانسفورماتور یک راه‌حل مواد کارآمد و قابل اعتماد ارائه دهد.

 

این مقاله به طور سیستماتیک اصول توسعه، پارامترهای عملکرد و نتایج کاربرد عملی این دو محصول را ارائه می‌کند و مرجعی برای تولیدکنندگان ترانسفورماتور در انتخاب مواد و طراحی ارائه می‌کند.

 

 

1. مروری بر توسعه ترانسفورماتور توزیع با راندمان بالا

در سال‌های اخیر، برای کاهش موثر تلفات برق در انتقال و توزیع و کاهش انتشار CO2، کشورها و مناطق عمده به طور متوالی استانداردهای اجباری ترانسفورماتور توزیع با راندمان بالا را صادر کرده یا تجدید نظر کرده‌اند:

• ژاپن "برنامه دونده برتر" را از سال 2014 اجرا کرده است و به طور مداوم معیارهای کارایی ترانسفورماتورها را بالا می برد.
• اتحادیه اروپا در سال 2021 مقررات طراحی محیط زیست - ردیف 2 را برای ترانسفورماتورها اعمال کرد و آستانه های بالاتری را برای تلفات بی باری و بار تعیین کرد.
• ایالات متحده یک استاندارد جدید DOE را برای ترانسفورماتورهای توزیع در سال 2024 اجرا کرد که به طور جامع الزامات راندمان را ارتقا داد.
• چین بارها GB 20052 را مورد بازنگری قرار داده است، با اضافه کردن درجه های بهره وری انرژی، افزایش حداقل مقادیر مجاز، و طبقه بندی ترانسفورماتورها به سه درجه: Tier 1، Tier 2 و Tier 3.

 

ساخت ترانسفورماتورهای توزیع صرفه جویی در انرژی نه تنها به مفاهیم طراحی پیشرفته و تجهیزات تولید پیچیده نیاز دارد، بلکه به مواد اصلی با کیفیت بالا نیز نیاز دارد. در حال حاضر، هسته‌های ترانسفورماتور عمدتاً از فولاد سیلیکونی مبتنی بر دانه‌های نازک و آلیاژهای آمورف مبتنی بر آهن استفاده می‌کنند. اگرچه آلیاژهای آمورف تلفات بی باری بسیار کم را نشان می دهند، اما از نظر عرض قابل تولید، چقرمگی، مقاومت در برابر رطوبت و مغناطیس انقباض محدودیت هایی دارند که بر ثبات کیفیت و کاربرد کلی تأثیر می گذارد.

 

در زمینه فولاد سیلیکونی دانه گرا، تولیدکنندگان پیشرو بین المللی مانند Nippon Steel گریدهای 23ZDKH075 و 20ZDKH070 را معرفی کرده اند، در حالی که JFE 20JCSE070 را ارائه می دهد. در داخل کشور، Baosteel، پس از بیش از ده سال تحقیق و توسعه مستقل، به طور کامل بر کل فناوری فرآیند برای فولاد سیلیکونی دانه‌گرا تسلط یافته است و یک خانواده کامل از محصولات را با ضخامت‌های 0.18 میلی‌متر تا 0.35 میلی‌متر ساخته است.

 

در این میان، گریدهای پریمیوم گیج نازک به تولید حجم پایدار دست یافته اند و با موفقیت در ترانسفورماتورهای توزیع با کارآیی انرژی سطح 1 به کار گرفته شده اند. بنابراین، Baosteel به یکی از معدود تولیدکنندگان جهانی تبدیل شده است که می‌تواند به طور همزمان فولاد سیلیکونی گرایش دانه با نفوذپذیری بالا 0.20 و 0.18 میلی‌متر را عرضه کند.

 

2. اصول توسعه مواد

ضخامت معمولی فولاد سیلیکونی دانه گرا 0.23 میلی متر، 0.27 میلی متر و 0.30 میلی متر است، با محتوای سیلیکون حدود 3.0٪. ریزساختار یک بافت Goss قوی را نشان می دهد، با جهت مغناطیسی آسان که موازی با جهت غلتش است، که منجر به القای مغناطیسی بالا در امتداد جهت نورد می شود. در طول مغناطیسی، حوزه‌های مغناطیسی تشکیل می‌شوند و پوشش عایق سطح هم عایق الکتریکی و هم اصلاح حوزه مغناطیسی را انجام می‌دهد.

 

 

رویکردهای فنی اصلی برای کاهش تلفات آهن در فولاد سیلیکونی دانه گرا شامل سه جنبه است:بهبود درجه جهت گیری دانه؛ سطح محصول بدون پوشش پایه صاف است. ضخامت به 0.15 تا 0.20 میلی متر کاهش می یابد و محتوای سیلیکون به 3.4٪ تا 3.5٪ افزایش می یابد.

از دست دادن هسته شامل از دست دادن پسماند (\\(P_h\\))، از دست دادن جریان گردابی (\\(P_e\\)) و از دست دادن غیرعادی (\\(P_a\\)): • از دست دادن پسماند: تحت تأثیر ساختار کریستالی، ناخالصی ها، تنش داخلی، اندازه دانه و سایر عوامل. • از دست دادن جریان گردابی: به شدت با ضخامت ورق ارتباط دارد، با فرمول بیان شده به صورت

تلفات غیرعادی: بخش باقیمانده از تلفات کل هسته پس از کسر دو تلفات فوق.

کل تلفات جریان گردابی با در نظر گرفتن تلفات غیرعادی:

فرمول از دست دادن هیسترزیس:

فرمول باخت کل:

کاهش ضخامت می تواند تلفات جریان گردابی و تلفات کل هسته را کاهش دهد، در حالی که پالایش دامنه باعث افزایش تلفات پسماند می شود.

در همین حال، نازک شدن ورق باعث تبلور مجدد ثانویه ناپایدار، شکستگی نوار در طول تولید و سایر عیوب می شود که نیاز به کنترل دقیق بر ترکیب شیمیایی و کل فرآیند تولید دارد.

 

3. عملکرد محصولات جدید B18R065 و B20R070

Baoshan Iron & Steel با استفاده از فناوری‌هایی از جمله کنترل ترکیبات شیمیایی نوآورانه، گرمایش القایی، پوشش کشش بالا و خط‌کشی لیزر، درجه‌های{0}}هسته{{1} پایین B18R065 و B20R070 را توسعه داده است:

 

خواص الکترومغناطیسی B20R070 اساساً معادل محصولات خارجی 0.2 میلی متری درجه 070 است.

 

مقایسه خواص مکانیکی: تفاوت معنی داری بین B18R065، B20R070 و B23R075 وجود ندارد. فرآیند برش باید به شدت کنترل شود تا کیفیت پردازش تضمین شود.

 

جدول 1 نشانگرهای خصوصیات مکانیکی فولاد الکتریکی نازک-دانه گیج-

درجه	مقاومت کششی (طولی) / مگاپاسکال	قدرت تسلیم (طولی) / مگاپاسکال	ازدیاد طولی (طولی) / %	HV1
B23R075	352	330	12	200
B20R070	348	327	11	192
B18R065	345	322	14	189

 

4. مزایای کاربرد B18R065 و B20R070 در ترانسفورماتورهای با راندمان بالا

 

GB 20052 یک استاندارد ملی اجباری است که به کاهش قابل توجهی در-بدون تلفات بار و تلفات بار نیاز دارد و فولاد الکتریکی با هسته کم هسته- را به انتخاب مواد اولیه تبدیل می‌کند.

 

با در نظر گرفتن طراحی بهینه ترانسفورماتور توزیع انرژی 630 کیلوولت آمپر،{1}}به‌عنوان مثال: ارتقاء درجه فولاد الکتریکی مبتنی بر دانه‌بندی به ترانسفورماتور اجازه می‌دهد تا با چگالی شار مغناطیسی بالاتری طراحی شود که سطح مقطع هسته آهنی را کاهش می‌دهد.

 

این امر وزن سیم‌پیچ‌ها، مخازن ترانسفورماتور، روغن عایق و سایر اجزا را کاهش می‌دهد و در نتیجه ساختار کلی فشرده‌تر و 3 تا 4 درصد بهبود عملکرد هزینه را به همراه دارد. بنابراین، B18R065 و B20R070 به عنوان مواد اولیه ترجیحی برای ترانسفورماتورهای با راندمان بالا عمل می‌کنند.

 

5. عملکرد برنامه کاربر

 

نتایج آزمایش ترانسفورماتور توزیع بازده انرژی کلاس 1 مدل S-M-315/10-NX1 که با همکاری سازندگان ترانسفورماتور توسعه یافته است:

• B18R065: تلفات بدون بار آن 13% کمتر از مقدار استاندارد است و سطح نویز آن تنها 42 dBA است. همه شاخص های فنی از الزامات استاندارد مشخص شده فراتر می روند.
• B20R070: عملکرد الکترومغناطیسی آن معادل فولاد الکتریکی 0.2 میلی متری وارداتی 070 است.

جدول 2 پارامترهای آزمایشی ترانسفورماتور توزیع بازده انرژی کلاس 1 S-M-315/10-NX1 با مواد هسته‌ای مختلف

درجه مواد اصلی	بدون-از دست دادن بار / W		تلفات بار / W		بدون-جریان بار / %		سطح نویز / dBA
	استاندارد	اندازه گیری شد	استاندارد	اندازه گیری شد	استاندارد	اندازه گیری شد	استاندارد	اندازه گیری شد
B18R065	340	298301	3065	29462931	0.35	0.21	48	4142
B20R070	340	329332	3065	29452877	0.35	0.190.21	48	-
0.2 میلی متری گرید 070 وارداتی	340	325327	3065	29632960	0.35	0.150.16	48	-

 

6. نتیجه گیری و چشم انداز

ارتقای مداوم استانداردهای اجباری ترانسفورماتورهای توزیع با راندمان بالا در سراسر جهان به یک محرک کلیدی برای بهبود مداوم عملکرد مواد اصلی تبدیل شده است. بازنگری‌های متوالی GB 20052 چین به صراحت تولید ترانسفورماتور را به سمت تلفات کمتر و قابلیت اطمینان بالاتر هدایت می‌کند و فرصت‌های کاربردی گسترده‌ای را برای فولادهای سیلیکونی دانه‌گرای درجه نازک ایجاد می‌کند.

 

گریدهای B20R070 و B18R065 Baosteel با فناوری فرآیند کاملاً خود توسعه یافته خود به سطوح پیشرفته بین‌المللی رسیده‌اند و در ترانسفورماتورهای توزیع با بهره‌وری انرژی درجه 1 کاربرد حجمی دارند. به طور خاص، ترانسفورماتورهایی که از B18R065 استفاده می کنند، تلفات بدون بار را بیش از 13 درصد کمتر از حد استاندارد نشان داده اند، که یک پیشرفت قابل توجه برای مواد خانگی در کاربردهای ترانسفورماتور با کارآمدی انرژی با درجه بالا است. Baosteel به اولین تولید کننده جهان تبدیل شده است که می تواند به طور همزمان فولاد سیلیکونی گرایش دانه با نفوذپذیری بالا 0.20 میلی متر و 0.18 میلی متر را تولید کند.

 

با نگاهی به آینده، Baosteel به توسعه ظرفیت تولید فولادهای سیلیکونی دانه‌گرا با گیج نازک 0.20 میلی‌متر و 0.18 میلی‌متر ادامه می‌دهد، قوام محصول و کیفیت سطح را بیشتر بهبود می‌بخشد، و توسعه محصولات نسل بعدی را با تلفات آهن کمتر و القای مغناطیسی بالاتر تسریع می‌بخشد، و پشتیبانی از مواد ترانسفورماتور قوی‌تر را ارائه می‌کند.

 

 

فولاد GNEEبه‌عنوان توزیع‌کننده مجاز فولاد سیلیکونی دانه‌گرای Baosteel، انبار طولانی‌مدتی از طیف کامل نمرات با نفوذپذیری بالا با گیج نازک، از جمله B18R065 و B20R070 را نگهداری می‌کند. ما خدمات برش، برش و سایر خدمات پردازش را با پشتیبانی فنی حرفه ای ارائه می دهیم. ما از همه سازندگان ترانسفورماتور استقبال می کنیم تا از تاسیسات ما پرس و جو یا بازدید کنند. ما متعهد به ارائه محصولات با کیفیت و خدمات رضایت بخش به شما هستیم.

 

درخواست یک نقل قول