（１）非晶合金变压器铁心截面为矩形，所以， 一、二次线圈均加工成圆角矩形，从而提高了导线 的利用率。与采用多级圆形截面铁心相比，可节省
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电气制造 ． 2007年第１１期 ． Processing Equipment
铁心及电磁线材料，并提高油箱内的填充率。 （２）非晶合金铁心的结构可分为叠环式、单环
（８）由于非晶合金材料的单位损耗仅为硅钢片 的 ２０％～３０％，因此，非晶合金变压器比 Ｓ９ 系列 变压器的空载损耗下降 ７４％，空载电流下降 ４５％。
（９）非晶合金变压器的联接组采用Ｄｙｎ１１，以 减少谐波对电网的影响，改善供电质量。由于非晶 合金变压器的铁心都是四框五柱式结构，在Ｙｙｎ０ 接线的状态下，三相不平衡负载电流会引起三相 电压的严重失衡。
（５）非晶合金的磁致伸缩度比硅钢片高约１０％， 因此不宜过度夹紧，这将直接增加变压器的噪声。
（６）非晶合金退火后的韧性和脆性（易碎）也是在 变压器设计和制造过程中需考虑的问题。
由非晶合金上述的特点可知，采用非晶合金 取代硅钢片来制造变压器虽然工艺略复杂，但可 使空载损耗和空载电流大幅下降。 ２．２ 非晶合金变压器与传统变压器不同之处
低压 ０．４ ｋＶ线圈，采用圆角矩形箔式结构；容量
为３０～１ ６００ ｋＶＡ／６～１０ ｋＶ的高压６～１０ ｋＶ线
ｑ——单位面积得接缝励磁容量（ＶＡ／ｃｍ２），
按铁轭磁通密度查得；
ｎ——接缝数，取ｎ＝４；
Ａｅ——心柱有效截面（ｃｍ２），Ａｅ＝Ａｔ／２； Ａｔ——心柱有效截面积，如表１所示 ； Ｓｎ——额定容量（ｋＶＡ）。 ３．２．２线圈计算
非晶合金对机械应力非常敏感，无论是拉应 力还是弯曲应力都会影响其性能，空载损耗会随 着压力的增大而迅速上升，一般会增加 ２ ０ ％ ～ ２００％。因此，应选择合理的装配结构，使铁心表 面压力维持在低于某一允许值。在设计中，使线圈 压紧、固定自成体系，尽量减少其装配时及铁心自 重产生的应力。 ３．２ 非晶合金变压器的电磁计算
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杨中地 ／ 齐齐哈尔新地变压器有限公司
非晶合金变压器的设计计算
对非晶合金变压器与硅钢片变压器不同的结构、制造工艺及相关参数的确定 方法进行了较详细介绍，同时给出了部分型号产品的材料消耗及性能，并 与 Ｓ９系列变压器进行比较，由此得出，推广非晶合金变压器具有重要的意义。
１ ２６０ × １４５ × ６７ × １５０／２６０ × ８０ × ６７ × １５０ ２／２ ５９．１／５１．５ ８０ ２ ２６５ × １３０ × ５８ × １７４／２６５ × ７５ × ５８ × １７４ ２／２ ６０／５３
２２１．２ ２２６
２０ １００ ２０ １８４
１ ２８０ × １４５ × ７０ × １５０／２８０ × ８０ × ７０ × １５０ ２／２ ６４．７／５６．８ ２４３
非晶合金的单位损耗和励磁特性大大低于硅
钢片，主要特点有： （１）非晶合金没有晶格和晶界存在，因此，其
磁化功率小，并具有良好的温度稳定性。由于非晶 合金为无取向材料，故可采用直接缝，且可不分 级，使制造铁心的工艺比较简单。
（２）非晶合金带材的厚度为０．０２～０．０３ ｍｍ，是 硅钢片的 １／１０左右，因此，其涡流损耗很小。
式中 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ ——铁心尺寸（ｍｍ） ；
ＫＦｅ——铁心填充系数，ＫＦｅ＝０．８４～０．８６ ； ＧＦｅ——铁心质量（ｋｇ） ； ρ——非晶合金密度（ｇ／ｃｍ３）。
（９）空载损耗计算
Ｐ０＝Ｋｐ０Ｐ０ＧＦｅ
（２）
式中 Ｋｐ０——空载损耗附加工艺系数，
与硅钢片铁心变压器计算相同部分不再冗述， 仅就非晶合金变压器特殊计算部分进行介绍。 ３．２．１铁心计算
（１）铁心材料。采用具有软磁特性的非晶合金 带材为铁心材料。
（２）铁心尺寸。铁心尺寸可根据图１及表１（只列 出部分规格）选择，亦可根据设计需要进行定制， 但最大片宽应尽量控制在２１７ ｍｍ以下。
（３）铁心填充系数ＫＦｅ＝０．８４～０．８６。 （４）铁心通常采用搭接式卷铁心，四框五柱式
图１ 搭接式卷铁心 Ａ—窗口高度 Ｂ—窗口宽度 Ｃ—迭厚 Ｄ—铁心宽度
Ｒ —窗口圆角（６．４ ｍｍ） １ —搭接区（打开时，刷变压器油）搭接长度 Ｆ ＝１０～１５
２—环氧树脂涂层区 Ｅ＝１．１８～１．２５ Ｃ
（３）非晶合金变压器铁心的总体结构为三相五 柱式。由四个单框卷铁心如图１及表１所示组合而 成（铁心均可打开，有利于线圈套装），有两个旁轭 可供磁通中的高次谐波或零序分量流通。当变压 器投运后铁心柱中的奇次谐波能相互抵消，降低 了漏抗压降，改善了电流质量。
在变压器制造过程中，４个铁心框在与绕组装 配时，需经过打开铁心接缝、套装线圈、再合上接 缝以及压紧线圈等一系列使铁心受力的操作，从 而造成装配后的部分产品空载损耗比裸铁心时有
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所增加。在设计中，应考虑这个增加值，理论上用 工艺系数来表示。它同铁心与线圈的组合方式、操 作工人的经验和技能等诸多因素有关，一般取值 Ｋｐ０＝１．０８～１．１５之间。 ３．１．３联结组别
（１）高低压线圈均采用无氧铜绕制。导线材质：
φ ２．５ ｍｍ 以下的采用 ＱＱ — ２ 高强度缩醛漆包圆
线，其余采用 ＺＢ — ０．４５ 纸包扁铜线。
（２）线圈型式。容量为３０～２双层或四层层式带圆角
矩形结构；容量为３１５～１ ６００ ｋＶＡ／６～１０ ｋＶ的
表１ 非晶合金铁心截面、尺寸及其重量
容量 尺寸／ｍｍ ／ｋＶＡ （Ａ × Ｂ × Ｃ × Ｄ ）
只 ／台 每只重／ｋｇ 每台总重／ｋｇ 截面积 ／ ｍ ｍ２
１ ２４５ × １３０ × ５５ × １００／２４５ × ７５ × ５５ × １００ ２／２ ２９．２／２５．７ ３０ ２ ２２０ × １２０ ×４１．５ × １４６／２２０ ×７０ × ４１．５ ×１４６ ２／２ ３０／２７
结构。
（５）密度ρ＝７．２ ｇ／ｃｍ３。
（６）单位重量损耗在１．３Ｔ（５０Ｈｚ）时Ｐ０≤０．２ Ｗ／ ｋｇ。
（７）磁通密度。饱和磁感应密度ＢＳ≥１．５Ｔ，设 计时工作磁通密度取１．２５～１．３５Ｔ。
（８）铁心质量。铁心质量可根据表１选择亦可根
据设计需要按下式计算
ＧＦｅ ＝ ＫＦｅ ρ（２ＡＣＤ ＋ ２ＢＣＤ ＋ ３．１４Ｃ２Ｄ）／１ ０００ （１）
６７ ７４４
注：３０～１００ ｋＶＡ 有两种定型的非晶合金铁心可供选择。
（６）在确保标准规定的绝缘水平下，非晶合金 变压器的主绝缘距离要比硅钢片变压器小一些。
（７）非晶合金变压器的噪声比硅钢片铁心变压 器高６～８ ｄＢ。变压器的噪声来源于变压器的铁心 在交变磁通下磁致伸缩而引起的振动。决定噪声 高低的主要因素是铁心中的磁通密度和铁心的夹 紧程度（在铁心无受力的情况下）。
当非晶合金变压器铁心采用四框五柱式结构 时，有两个旁轭可供磁通中的高次谐波或零序分 量流通，因此，Ｙｙｎ０ 联结法是不合适的，须采用 Ｄｙｎ１１联接法。因为前者易造成线圈过电压，绝缘 相对不安全，亦会使损耗增加，后者则相反。 ３．１．４噪声
变压器的噪声源于变压器铁心在交变磁通下 磁致伸缩而引起的振动。由于非晶合金的磁致伸 缩程度比硅钢片高约 １０％，因此非晶合金变压器 的噪声也较高。非晶材料在一定磁场强度下，经过 退火处理，使磁畴沿外磁场方向形成条带状磁畴， 保温冷却后，这种磁畴被保留下来，磁畴只沿带宽 方向变化，而不发生磁畴转动。因此，非晶合金变 压器的铁心在良好的退火条件下的噪声应低于硅 钢片变压器。但由于受力程度的限制，一般噪声大 于硅钢片变压器６～８ｄＢ，但不会超过相关环境标 准中的规定值。 ３．１．５铁心受力
１ 引言
非晶合金变压器就是用非晶合金材料代替硅 钢片制造变压器铁心。它与现行Ｓ９系列变压器相 比空载损耗下降 ７４％、空载电流下降 ４５％。是否 用非晶合金取代硅钢片制作变压器，关键是看谁 更具价格优势。目前由于硅钢片价格不断上涨与 非晶合金材料的价格差逐渐缩小，恰是推广非晶 合金变压器的最好时机。对于非晶合金变压器，有 的电力部门及变压器生产厂家对其了解较少，因 此，下面从几个方面进行探讨。
Ｋｐ０＝１．０８～１．１５；
Ｐ０——单位重量的损耗（Ｗ／ｋｇ）。
（１０）空载电流计算
Ｉｏｗ％＝（ＧＦｅｑ１＋ｎＡｅｑ）／１０Ｓｎ
（３）
式中 ｑ１——单位总量的励磁容量（ＶＡ／ｋｇ），按心
柱磁通密Ｂｔ查得 ；
３ 非晶合金变压器的设计
３．１ 非晶合金变压器主要参数的确定 ３．１．１磁通密度的取值
四框五柱式卷铁心在励磁时，磁通流经４个铁 心框，有不对称分布现象存在。这使某些局部磁通 由于受不对称分布产生的高次谐波叠加的影响而 发生畸变，从而引起局部磁感应超饱和，导致损耗 迅速上升。因此，在设计时，磁通密度不宜选得过 高，单相变压器一般取１．３～１．４Ｔ，三相变压器一 般取１．２５～１．３５Ｔ。 ３．１．２工艺系数的确定
２ 非晶合金变压器的特点
非晶合金变压器最主要的特点是空载损耗和空 载电流小，这都得益于采用了非晶合金材料做铁 心。 ２．１ 非晶合金的制造工艺及特点 ２．１．１非晶合金的制造工艺
非晶合金是将以铁、硼、硅、镍和碳（加碳后 可提高饱和磁通密度）等为主的材料熔化后，在液 态下以１０６ Ｋ／ｓ的冷却速度，从合金液到金属薄片 产品一次成形，其固态合金没有晶格、晶界存在， 因此，称为非晶态合金，亦称非晶合金（金属原子 都不按晶格排列叫非晶态）。非晶合金分为铁基非 晶合金、铁镍基非晶合金和钴基非晶合金三大类。 ２．１．２非晶合金的主要特点
１０９．８ １１４
１１ ０００ １２ １１８
１ ２４５ × １３５ × ５２ × １５０／２４５ × ７５ × ５２ × １５０ ２／２ ４１．５／３６．１ ５０ ２ ２３５ × １２５ × ４７ × １７４／２３５ × ７５ × ４７ × １７４ ２／２ ４４／３９