Традиционные трансформаторы уступают место энергоэффективным

Ряд законодательных решений ориентирует промышленность на повышение энергетической эффективности. В частности, предусмотрено введение нормативов энергоэффективности оборудования мощностью свыше 3 кВт для установления стимулирования применения энергоэффективного электрооборудования, ограничивается оборот энергетических устройств с неэффективным использованием энергоресурсов. Одно из таких ограничений касается замены распределительных трансформаторов с магнитопроводами из электротехнической стали на энергоэффективные трансформаторы.

Распределительные трансформаторы мощностью 25–630 кВ∙А напряжением 6–10 кВ – наиболее массовая серия производимых и эксплуатируемых трансформаторов в нашей стране и за рубежом. Общее количество распределительных трансформаторов в России составляет более 4 млн шт. Ежегодное потребление электроэнергии в России находится на уровне 900 млрд кВтч, при этом общие потери электроэнергии в распределительных трансформаторах оцениваются в 7,5 млрд кВтч и, примерно, 50 % – это потери в магнитопроводах. Наиболее перспективный путь снижения затрат на производство и эксплуатацию распределительных трансформаторов – это применение магнитопроводов из аморфных (нанокристаллических) сплавов, при этом обеспечивается более чем пятикратное снижение потерь холостого хода трансформаторов по сравнению с традиционными магнитопроводами из электротехнической стали [1].

Аморфный сплав – это определенный вид прецизионного сплава. Его отличительной характеристикой от сплавов кристаллической структуры является целый комплекс физических и химических свойств. Одно из основных отличий аморфного сплава от электротехнической стали – отсутствие периодичности в расположении атомов. А также эти сплавы отличаются от кристаллических сплавов большей устойчивостью к коррозии, они прочнее в несколько раз и обладают лучшей электромагнитной характеристикой.

Для использования в электротехнических устройствах наибольшее распространение получили аморфные сплавы на основе металлов переходной группы «железо-никель-кобальт» (Fe; Ni; Co), взаимодействующие с металлоидами «бор-кремний-углерод» (B; Si; С), которые понижают температуру плавления и обеспечивают более легкое достижение температуры стеклования аморфного сплава при его охлаждении. В результате исчезают междоменные границы, что приводит к высокой твердости, прочности и коррозионной стойкости таких материалов.