Trong thiết kế máy biến áp phân phối, vật liệu amorphous có rất ít tổn thất cốt lõi, do đó nó được tìm thấy như một vật liệu thay thế tốt cho thép silic. Hiện nay, một số nhà sản xuất đang sử dụng vật liệu này để chế tạo lõi thép thay thế cho lõi thép silic.
MỤC LỤC
1. Giới thiệu chung về kim loại Amorphous
a. Thép silic định hướng (CRGO)
b. Kim loại Amorphous
2. Cấu tạo máy biến áp Amorphous
3. Xử lý lõi từ máy biến áp amorphous
4. Chi phí sản xuất máy Amorphous
5. Lợi ích của lõi kim loại vô định hình
6. Ưu điểm và nhược điểm của máy biến áp Amorphous
a. Ưu điểm
b. Nhược điểm
7. Kết luận
8. Báo giá máy biến áp Amorphous
1. Giới thiệu chung về kim loại Amorphous
a. Thép silic định hướng (CRGO)
Thép silic định hướng (CRGO) là hợp kim vô định hình Sắt-Boron-Silicon có tổn thất cơ học thấp, cần thiết cho máy biến thế điện.
Thép silic có chứa khoảng 3,25% Si, thép này có độ dày khoảng 0,3 – 0,5mm được sử dụng để chế tạo lõi thép ở các máy biến áp phổ thông hiện nay.
Thép Silic CRGO để sản xuất lõi thép ở máy biến áp thường
b. Kim loại Amorphous là gì?
Kim loại Amorphous hay kim loại vô định hình là một hợp kim có cấu trúc vô định hình, được làm bằng hợp kim không có thứ tự nguyên tử. Chúng được tạo ra bằng cách làm nguội nhanh các kim loại nóng chảy để ngăn cản quá trình kết tinh và để lại cấu trúc thủy tinh hóa ở dạng các dải mỏng. Do thiếu cấu trúc hệ thống, loại kim loại này còn được đặt tên là “Kính kim loại”.
Kim loại vô định hình có cấu trúc vô định hình giống như chất lỏng và thủy tinh. Nhưng không giống như thủy tinh thông thường không dẫn điện, kim loại vô định hình có độ dẫn điện tốt.
Loại vật liệu này có độ chống chịu gấp 3 lần và đàn hồi gấp 10 lần thép công nghiệp. Hơn nữa chúng còn có điểm nóng chảy thấp.
2. Cấu tạo máy biến áp amorphous
Nhìn chung, máy biến áp amorphous có cấu tạo cơ bản giống các máy biến áp thông thường, điểm khác biệt nhất là ở lõi thép (mạch từ) của máy biến áp.
Cấu tạo của lõi vô định hình quy định các cuộn dây có cấu tạo hình chữ nhật. Khi thiết kế đã được thiết lập, thiết diện hình chữ nhật của mạch từ có khả năng chống ứng suất ngắn mạch.
Lõi từ của máy biến áp Amorphous
Mạch từ bao gồm các tấm cuộn được lắp ráp sẵn một pha, được ủ ở nhiệt độ khoảng 3500oC. Một khi mạch từ đã được lắp đặt, nó sẽ cứng và hoạt động như một giá đỡ cơ học trên đó tất cả các phần tử máy biến áp nghỉ ngơi.
3. Xử lý lõi từ máy biến áp Amorphous
Bởi vì vật liệu vô định hình rất mỏng, để tránh sự xuất hiện của các mảnh vụn lõi bằng cách áp dụng quy trình dưới đây:
+ Lớp phủ epoxy được phủ trên cả hai mặt của lõi lắp ráp ngoại trừ ở vị trí mở cuộn dây. Do đó, các lớp lõi riêng lẻ trở thành một khối vững chắc và sẽ giữ nguyên vị trí. Ngoài ra, phần lắp ráp lõi được bọc bằng các tấm CRGO để cung cấp độ bền cơ học.
+ Để giảm ảnh hưởng của lực lên cụm lõi trong quá trình vận hành máy biến áp, cách điện FRP (nhựa composite) được cung cấp giữa cuộn hạ áp và lõi. Các lực tạo ra trong quá trình vận hành máy biến áp được FRP hấp thụ do đó làm giảm lực trên lõi.
Đối với máy biến áp có xếp hạng trên 250kVA, cần sử dụng giấy bạc cho các cuộn dây LV (hạ áp). Điều này làm giảm lực dọc trục và tăng khả năng chịu ngắn mạch của máy biến áp. Chúng tôi sử dụng giấy chấm kim cương epoxy (EDD) làm lớp cách nhiệt liên lớp cho cuộn dây LV & HV (hạ áp và cao áp).
Giấy EDD được tạo ra bằng cách sử dụng nhựa chịu nhiệt dưới dạng các chấm hình vuông trên cả hai mặt của giấy kraft. Mô hình của các chấm nhựa đảm bảo rằng có đủ không gian giữa chúng để ngâm tẩm dầu. Các cuộn dây được tạo ra bởi quá trình này được làm khô trong lò trong đó nhựa nóng chảy và đóng rắn. Thông qua quá trình này, các lớp được dán lại với nhau và cuộn dây hoàn chỉnh trở thành một khối vững chắc.
Trong máy biến áp Amorphous, việc tồn tại các mảnh vụn khu vực lõi thép là điều không tránh khỏi. Trong quá trình sản xuất, khu vực chồng chéo lõi được đặt ở phía dưới và bố trí ngăn chứa được cung cấp cho lõi. Do đó, bất kỳ mảnh vụn lõi nào đã hình thành sẽ được thu thập trong hệ thống ngăn chứa phoi và không trôi trong dầu.
4. Chi phí sản xuất máy biến áp Amorphous
Tổng chi phí của máy biến áp lõi vô định hình là cao hơn khoảng 20% đến 30% so với Máy biến áp lõi CRGO.
Tại sao lõi máy amorphous có thiết diện hình chữ nhật?
Trong quá khứ, một số nỗ lực đã được thực hiện để giảm chi phí của máy biến áp lõi CRGO bằng cách ưu tiên mặt cắt thiết diện hình tròn của lõi CRGO thay cho mặt cắt ngang hình chữ nhật.
Đối với mặt cắt thiết diện tròn của lõi, chiều dài trung bình của vòng quay giảm, do đó khối lượng của đồng được sử dụng trong cuộn giảm; do đó chi phí của máy biến áp giảm vì giảm chi phí quấn dây.
Các các nhà sản xuất phân phối lõi vô định hình của máy biến áp rất hạn chế vì hai lý do:
-
Một là chi phí vật liệu cao
-
Hai là tính chất giòn
Vì giới hạn của nó tính chất giòn, trong máy biến áp lõi vô định hình các nhà sản xuất đang sử dụng mặt cắt ngang hình vuông hoặc hình chữ nhật của lõi.
Lắp lõi thép máy biến áp Amorphous
5. Lợi ích của lõi kim loại vô định hình
Lợi ích lớn của máy biến áp lõi kim loại vô định hình là lõi thép vô định hình có tổn thất từ trễ thấp hơn. Vì không có quy luật sắp xếp nguyên tử nên tổn thất năng lượng (mất độ trễ) nhỏ khi dòng cảm ứng từ đi qua lõi sắt.
Cấu trúc phi tinh thể và sự sắp xếp ngẫu nhiên của các nguyên tử cho từ trường thấp và điện trở suất cao. Do từ trường, mất độ trễ thấp và do dòng điện xoáy có điện trở suất cao nên tổn hao, mất mát rất nhỏ. Như tổn thất cốt lõi của vô định hình hợp kim kim loại giảm 42% và từ hóa hiện tại là 53%.
Ngoài ra, tổn thất dòng điện xoáy giảm vì độ dày xấp xỉ 0,03 mm, tức là khoảng 1/10 so với thép silic. Thông số tổn hao không tải bằng 1/4 đến 1/3 so với máy biến áp sử dụng thép silic truyền thống để làm lõi, đồng thời nhiệt độ trong lõi thép vô định hình này là thấp, sẽ giúp giảm đáng kể lượng khí CO2 thải ra môi trường.
Hai loại tổn thất năng lượng vốn có trong quá trình vận hành máy biến áp phân phối: Tổn thất phụ tải (tổn thất đồng) thay đổi phụ thuộc vào tải của máy biến áp, và tổn thất không tải (sắt tổn thất) xảy ra trong từ trường. Khi điều này được thay thế bằng kim loại vô định hình, phần lõi của máy biến áp được giảm tới 75%.
6. Ưu điểm và nhược điểm của máy biến áp amorphous
a. Ưu điểm của máy amorphous
Trước đây nhận thức về sự nóng lên toàn cầu và chất thải khí chưa được quan tâm như ngày nay và khái niệm “Hiệu quả năng lượng” không được ưu tiên trong thiết kế máy biến áp. Máy biến áp lõi Amorphous là một giải pháp thay thế cho máy biến áp thông thường và chủ yếu được sử dụng cho mục đích giảm tổn thất không tải khi so sánh với máy biến áp lõi thường do đó tiết kiệm đáng kể năng lượng.
-
Tiết kiệm đến 75% năng lượng
-
Giảm chất thải CO2 và SO2
-
Dòng từ hóa giảm
-
Giảm nhiệt độ tăng của lõi
-
Tiết kiệm tích lũy chi phí năng lượng
-
Tuổi thọ máy biến áp được nâng lên (25 – 30 năm)
-
Cung cấp chìa khóa để cải thiện tính kinh tế tiện ích và tăng cường nỗ lực tiết kiệm năng lượng
b. Nhược điểm của máy amorphous
Bên cạnh những ưu điểm vượt trội thì máy biến áp amorphous cũng có những nhược điểm sau:
-
Vật liệu rất mỏng 0,03 mm nên khó xử lý
-
Không thể sửa chữa tại chỗ
-
Kim loại vô định hình giòn nên cần cẩn thận trong quá trình lắp ráp, không tác động lực quá mạnh.
-
Cần dây chuyền máy móc, thiết bị công nghệ chuyên dụng để sản xuất và lắp ráp lõi
-
Chỉ một số ít doanh nghiệp có khả năng sản xuất máy biến áp loại này
Quy trình sản xuất lõi thép amorphous:
7. Kết luận
Lõi của máy biến áp thông thường bao gồm các lá thép silic (CRGO) xếp chồng lên nhau. Trong máy biến áp có lõi vô định hình, một dải thép được quấn để tạo thành lõi. Lợi ích lớn của máy biến áp vô định hình là thép vô định hình có tổn thất từ thấp hơn. Nói một cách đơn giản, điều này có nghĩa là ít năng lượng bị lãng phí hơn dưới dạng nhiệt trong quá trình từ hóa và khử từ tính của lõi.
Máy biến áp Amorphous tiết kiệm năng lượng, điều đó khiến giá thành máy biến áp tăng. Giá thành của máy biến áp có thể được giảm bớt bằng cách thay thế lõi vô định hình bằng lõi CRGO.
Bài viết tham khảo:
Máy biến áp Solar
8. Báo giá máy biến áp Amorphous
Máy biến áp Amorphous là sản phẩm thế mạnh của Công ty Cổ phần Thiết bị điện MBT. Công ty chúng tôi tự hào là đơn vị sản xuất và cung cấp máy biến áp uy tín chất lượng hàng đầu Việt Nam với bề dày kinh nghiệm hơn 20 năm trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất máy biến áp cùng với đội ngũ cán bộ, công nhân viên có trình độ cao, trang thiết bị máy móc công nghệ hiện đại, các sản phẩm và dịch vụ của công ty từ lâu đã được thị trường đánh giá cao.
Với phương châm kinh doanh là: “Chất lượng dưỡng niềm tin”, khách hàng khi đến với MBT sẽ luôn nhận được các sản phẩm có chất lượng cao, giá thành hợp lý, thời gian giao hàng nhanh nhất và dịch vụ bảo hành tốt nhất.
Liên hệ ngay 0913 006 538 để được hỗ trợ tư vấn miễn phí và nhận báo giá máy biến áp ưu đãi nhất.
