非晶合金变压器是二十世纪七十年代开发研制的一种节能型变压器，世界上最早研发非晶合金变压器的国家是美国，当时由美国通用电气（GE）公司承担了非晶合金变压器的研制项目。到上世纪八十年代末实现了商品化生产。由于使用了一种新的软磁材料——非晶合金，非晶合金变压器的性能超越了各类硅钢变压器。

    随着我国“节能降耗”政策持续深入推进，国家鼓励发展节能型、低噪音、智能化的配电变压器产品。未来节能、节材、环保、低噪音的非晶变压器将以其显著的节能优势在未来的配电变压器领域占据极其重要的地位。

农村电网

    新一轮农村电网改造吹响号角

    国务院办公厅日前转发国家发改委《关于“十三五”期间实施新一轮农村电网改造升级工程意见的通知》，提出要实施新一轮农村电网改造升级工程。《通知》提出，到2020年，全国农村地区基本实现稳定可靠的供电服务全覆盖，供电能力和服务水平明显提升，农村电网供电可考虑达99.8%，户均配变容量不低于2000伏安。

    农网改造过程中的一个重要环节就是配电变压器更新改造问题，关系到农网改造后的长远经济效益问题。变压器运行中的损失，是农网改造应充分考虑的问题，在农网改造中对变压器的选择极为重要。

    非晶变压器在新一轮农村电网改造中具有明显优势

    负荷呈现较强的季节性是我国农村电网的主要特点。普遍来讲，我国农村电网负荷密度低而且分散。由于我国农村人口一般居住比较分散用电负荷比较分散，而且农村生产季节性时令性强，农村用电量具有季节性特点，干旱季节用电尤为紧张，经常会造成电网负荷过重从而导致电网电压过低。另外，农村电力设备全年只有很少一段时间使用，配电线路经常处于轻载或停用状态，这使农村电力网综合利用时间较少。

    非晶变压器是利用非晶材料代替硅钢片制造的变压器。其突出特点是空载损耗低、空载电流小，与同型号的S9系列变压器相比空载损耗下降70%-80%、空载电流下降40%-60%，负载损耗下降20%-30%，因此具有很大的节能效果。

    我国农村电网中配电变压器轻载或空载运行时间占总运行时间的70%-80%，尤其是以机井灌溉的干旱地区，负荷变化差距更大，特别适合采用非晶合金变压器，可产生巨大的节能潜力。

    非晶变压器的环保和经济效益明显

    据专业人士估算，非晶变压器若能完全替代新S9系列配电变压器，如10kV级配电变压器年需求量按500万kVA计算，一年便可节电100亿kW·h以上，经济与环保效益十分可观。一项针对非晶变的试验表明，与同容量、负荷接近的S11型变压器相比，非晶变压器每年能够减少2%-4%的线损，进而减少了巨额的电量损失。

    减少电量损失的同时，是经济效益的增加，虽然非晶变压器的价格一般比同容量的S11型变压器高25%左右（以100kVA变压器为例，S11型变压器为1.75万元，同容量非晶变压器为2.22万元，比S11型变压器多0.45万元），但是却能降低用电成本，长远来看是具有巨大经济效益的。以吉林某地为例，农电系统共有直供S7型一下高耗配电变压器12000余台，容量在30-200kVA之间，年售电量约8亿kW·h。可见，在农网改造过程中使用非晶合金变压器是首选，可创造较高的经济效益。

    小结

    非晶变压器节能效果、经济效益明显，在配电网中的应用将能够有效降低配电网损耗，符合国家产业政策和电网节能降耗的要求，有望成为未来变压器市场中的主导产品。

    延伸阅读

    非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。这种非晶合金具有许多独特的性能，由于它的性能优异、工艺简单，从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。

    铁基非晶合金（Fe-based amorphous alloys）

    铁基非晶合金是由80%Fe及20%Si,B类金属元素所构成，它具有高饱和磁感应强度（1.54T），磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点，特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3－1/5），代替硅钢做配电变压器可节能60－70%。铁基非晶合金的带材厚度为0.03mm左右，广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器、中频变压器及逆变器铁芯， 适合于10kHz 以下频率使用

    由于超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在，称之为非晶合金，被称为是冶金材料学的一项革命。这种非晶合金具有许多独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。由于它的性能优异、工艺简单，从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。

    在以往数千年中，人类所使用的金属或合金都是晶态结构的材料，其原子三维空间内作有序排列、形成周期性的点阵结构。

    而非晶态金属或合金是指物质从液态（或气态）急速冷却时，因来不及结晶而在室温或低温保留液态原子无序排列的凝聚状态，其原子不再成长程有序、周期性和规则排列，而是出于一种长程无序排列状态。具有铁磁性的非晶态金合金又称铁磁性金属玻璃或磁性玻璃（Glassy Alloy），为了叙述方便，以下均称为非晶态合金。

    在对非晶合金有了初步的了解后，我们在来看一下非晶合金的一个非常具有前景的应用领域——非晶变压器。非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料——非晶合金制作铁芯而成的变压器，它比硅钢片作铁芯变压器的空载损耗（指变压器次级开路时，在初级测得的功率损耗）下降75%左右，空载电流（变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流）下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。中国的上市公司——置信电气从美国通用电气公司引进非晶合金变压器的专有技术后，通过消化吸收，自主创新开发了适合中国电网运行的非晶合金变压器系列产品，已经成为目前国内规模最大的非晶合金变压器专业化生产企业，这证明了非晶材料广阔的市场空间。

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