Enerji tasarrufunu, emisyon azaltımını ve karbon nötrlüğünü teşvik etmeye yönelik küresel çabalar karşısında, güç sistemlerindeki en temel ekipman olan dağıtım transformatörleri, enerji verimliliğinin uluslararası ilginin odak noktası haline geldiğini gördü. Son yıllarda, dünya çapındaki büyük ekonomiler, dağıtım transformatörleri için zorunlu minimum enerji performansı standartlarını art arda uygulamaya koydu.

Çin, buna uygun olarak, üç-fazlı dağıtım transformatörleri için izin verilen minimum enerji verimliliği değerleri ve enerji verimliliği dereceleri olan GB 20052 ulusal standardını güncelleyerek, hem yüksüz kayıp hem de yük kaybı konusunda daha katı gereksinimler getirdi. Transformatör enerji verimliliği derecelerinin yükseltilmesi, çekirdek malzemelerin performansında doğrudan sürekli iyileştirme sağlar.

 

Bu bağlamda, Baosteel'in bağımsız olarak geliştirdiği düşük demir kayıplı gren yönelimli silikon çelik kaliteleri B18R065 ve B20R070, mükemmel elektromanyetik özellikleri ve istikrarlı işleme özellikleriyle, Tier 1 enerji tasarruflu dağıtım transformatörlerinin hacimli üretiminde başarıyla uygulanmıştır.

 

Baosteel'in yetkili kanal ortağı olan GNEE Steel, bu tanecikli silikon çeliğin her ikisini de istikrarlı bir şekilde tedarik edebilir ve transformatör üreticilerine verimli ve güvenilir bir malzeme çözümü sunar.

 

Bu makale, bu iki ürünün geliştirme ilkelerini, performans parametrelerini ve pratik uygulama sonuçlarını sistematik olarak sunarak, transformatör üreticilerine malzeme seçimi ve tasarımında referans teşkil etmektedir.

 

 

1. Yüksek Verimli Dağıtım Transformatörü Geliştirmeye Genel Bakış

Son yıllarda, iletim ve dağıtımdaki güç kayıplarını etkili bir şekilde azaltmak ve CO₂ emisyonlarını azaltmak için büyük ülkeler ve bölgeler, zorunlu yüksek verimli dağıtım transformatörü standartlarını art arda yayınladı veya revize etti:

• Japonya, 2014'ten bu yana transformatörlerin verimlilik ölçütlerini sürekli olarak yükselten "En İyi Koşucu Programını" uyguluyor;
• Avrupa Birliği, 2021'de transformatörler için Çevreci Tasarım Yönetmeliği - Katman 2'yi yürürlüğe koyarak yüksüz ve yük kayıpları için daha yüksek eşikler belirledi;
• Amerika Birleşik Devletleri, 2024 yılında dağıtım transformatörleri için verimlilik gereksinimlerini kapsamlı bir şekilde iyileştiren yeni bir DOE standardını uygulamaya koydu;
• Çin, enerji verimliliği dereceleri ekleyerek, izin verilen minimum değerleri yükselterek ve transformatörleri üç dereceye ayırarak GB 20052'yi defalarca revize etti: Tier 1, Tier 2 ve Tier 3.

 

Enerji tasarrufu sağlayan dağıtım transformatörlerinin üretimi, yalnızca gelişmiş tasarım konseptleri ve gelişmiş üretim ekipmanı değil, aynı zamanda yüksek kaliteli çekirdek malzemeleri de gerektirir. Şu anda, transformatör çekirdeklerinde esas olarak ince taneli oryantasyonlu silikon çelik ve demir bazlı amorf alaşımlar kullanılmaktadır. Amorf alaşımlar son derece düşük yüksüz kayıp sergilemesine rağmen üretilebilir genişlik, tokluk, nem direnci ve manyetostriksiyon açısından kalite tutarlılığını ve genel uygulanabilirliği etkileyen sınırlamalara sahiptir.

 

Tane yönelimli silikon çelik alanında, Nippon Steel gibi önde gelen uluslararası üreticiler 23ZDKH075 ve 20ZDKH070 kalitelerini piyasaya sürerken, JFE 20JCSE070 kalitelerini sunuyor. Yurt içinde Baosteel, on yıldan fazla süren bağımsız Ar-Ge'nin ardından, tanecikli silikon çeliğe yönelik tüm proses teknolojisinde tam olarak uzmanlaştı ve 0,18 mm'den 0,35 mm'ye kadar kalınlıkları kapsayan eksiksiz bir ürün ailesi oluşturdu.

 

Bunlar arasında, ince kalibreli birinci sınıf kaliteler istikrarlı hacimli üretim elde etmiş ve Tier 1 enerji tasarruflu dağıtım transformatörlerinde başarıyla uygulanmıştır. Böylece Baosteel, hacimsel olarak 0,20 mm ve 0,18 mm yüksek geçirgenliğe sahip tane oryantasyonlu silikon çeliği aynı anda tedarik edebilen çok az küresel üreticiden biri haline geldi.

 

2. Materyal Geliştirme İlkeleri

Tane yönelimli silikon çeliğin tipik kalınlıkları 0,23 mm, 0,27 mm ve 0,30 mm'dir ve silikon içeriği yaklaşık %3,0'dır. Mikro yapı, kolay mıknatıslanma yönünün haddeleme yönüne paralel hizalandığı ve haddeleme yönü boyunca yüksek manyetik indüksiyona yol açan güçlü bir Goss dokusu sergiler. Mıknatıslanma sırasında manyetik alanlar oluşturulur ve yüzey yalıtım kaplaması hem elektrik yalıtımına hem de manyetik alanın iyileştirilmesine hizmet eder.

 

 

Tane yönelimli silikon çelikte demir kaybını azaltmaya yönelik ana teknik yaklaşımlar üç hususu içerir:Tahıl yönelim derecesini geliştirin; ürün yüzeyi taban kaplaması olmadan pürüzsüzdür; kalınlık 0,15~0,20 mm'ye düşürülür ve silikon içeriği %3,4~%3,5'e çıkarılır.

Çekirdek kaybı, histerezis kaybı (\\(P_h\\)), girdap akımı kaybı (\\(P_e\\)) ve anormal kayıptan (\\(P_a\\) oluşur: • Histerezis kaybı: kristal yapı, safsızlıklar, iç gerilim, tane boyutu ve diğer faktörlerden etkilenir; • Girdap akımı kaybı: aşağıdaki şekilde ifade edilen formülle sac kalınlığıyla güçlü bir şekilde ilişkilidir:

Anormal kayıp: Yukarıdaki iki kayıp düşüldükten sonra toplam çekirdek kaybın kalan kısmı.

Anormal kayıp dikkate alındığında toplam girdap akımı kaybı:

Histerezis Kaybı Formülü:

Toplam Kayıp Formülü:

Kalınlığın azaltılması girdap akımı kaybını ve toplam çekirdek kaybını azaltabilirken, alan iyileştirmesi histerezis kaybını artıracaktır.

Bu arada, sac incelmesi kararsız ikincil yeniden kristalleşmeye, üretim sırasında şerit kırılmasına ve diğer kusurlara neden olma eğilimindedir; bu da kimyasal bileşim ve tüm üretim süreci üzerinde sıkı kontrol gerektirir.

 

3. Yeni Ürünler B18R065 ve B20R070'in Performansı

Baoshan Iron & Steel, yenilikçi kimyasal bileşim kontrolü, indüksiyonla ısıtma, yüksek-gergin kaplama ve lazer çizme gibi teknolojileri benimseyerek düşük-çekirdek-kayıp kaliteleri B18R065 ve B20R070'i geliştirdi:

 

B20R070'in elektromanyetik özellikleri temel olarak yabancı 0,2 mm 070 dereceli ürünlere eşdeğerdir.

 

Mekanik özellik karşılaştırması: B18R065, B20R070 ve B23R075 arasında önemli bir fark yoktur. İşleme kalitesini garanti etmek için kesme işlemi sıkı bir şekilde kontrol edilecektir.

 

Tablo 1 İnce-Gösterge Taneli-Yönlendirilmiş Elektrikli Çeliğin Mekanik Özellik Göstergeleri

Seviye	Çekme Dayanımı (Boyuna) / MPa	Akma Dayanımı (Boyuna) / MPa	Uzama (Boyuna) / %	HV1
B23R075	352	330	12	200
B20R070	348	327	11	192
B18R065	345	322	14	189

 

4. Yüksek Verimli Transformatörlerde B18R065 ve B20R070'in Uygulama Avantajları

 

GB 20052, sıfır-yük kaybı ve yük kaybında önemli azalmalar gerektiren, ultra-düşük çekirdek-kayıplı elektrikli çeliği en uygun malzeme seçimi haline getiren zorunlu bir ulusal standarttır.

 

Örnek olarak 630 kVA enerji-tasarruflu bir dağıtım transformatörünün optimize edilmiş tasarımını ele alırsak: tanecik-yönelimli elektrikli çelik kalitesinin yükseltilmesi, transformatörün daha yüksek bir manyetik akı yoğunluğuyla tasarlanmasına olanak tanır, bu da demir çekirdeğin kesit alanını azaltır-.

 

Bu, sargıların, transformatör tanklarının, izolasyon yağının ve diğer bileşenlerin ağırlığını daha da azaltarak daha kompakt bir genel yapı ve maliyet performansında %3~%4 iyileşme sağlar. Bu nedenle B18R065 ve B20R070, yüksek-verimli transformatörler için tercih edilen çekirdek malzemeler olarak hizmet eder.

 

5. Kullanıcı Uygulama Performansı

 

Transformatör üreticileriyle işbirliği içinde geliştirilen Sınıf 1 enerji verimliliği dağıtım transformatörü Model S-M-315/10-NX1'in test sonuçları:

• B18R065: Yüksüz-kaybı, yalnızca 42 dBA gürültü seviyesiyle standart değerden %13 daha düşüktür. Tüm teknik göstergeler belirtilen standart gereklilikleri aşmaktadır.
• B20R070: Elektromanyetik performansı ithal 0,2 mm kalite 070 elektrik çeliğine eşdeğerdir.

Tablo 2 Farklı Çekirdek Malzemelerine Sahip S-M-315/10-NX1 Sınıf 1 Enerji Verimliliği Dağıtım Transformatörünün Test Parametreleri

Çekirdek Malzeme Sınıfı	-Yük Kaybı Yok / W		Yük Kaybı / W		Hayır-Yük Akımı / %		Gürültü Seviyesi / dBA
	Standart	Ölçülen	Standart	Ölçülen	Standart	Ölçülen	Standart	Ölçülen
B18R065	340	298301	3065	29462931	0.35	0.21	48	4142
B20R070	340	329332	3065	29452877	0.35	0.190.21	48	-
İthal 0,2 mm Sınıf 070	340	325327	3065	29632960	0.35	0.150.16	48	-

 

6. Sonuçlar ve Görünüm

Dünya çapında zorunlu yüksek verimli dağıtım transformatörü standartlarının sürekli olarak yükseltilmesi, çekirdek malzeme performansının sürekli iyileştirilmesinde önemli bir etken haline geldi. Çin'in GB 20052 standardının birbirini takip eden revizyonları, transformatör üretimini açıkça daha düşük kayıplara ve daha yüksek güvenilirliğe doğru yönlendirerek, ince ölçülü birinci sınıf tanecikli silikon çelikler için geniş uygulama fırsatları yaratıyor.

 

Tamamen kendi geliştirdiği proses teknolojisiyle Baosteel'in B20R070 ve B18R065 kaliteleri uluslararası düzeyde ileri seviyelere ulaşmış ve Tier 1 enerji tasarruflu dağıtım transformatörlerinde hacimsel uygulama elde etmiştir. Özellikle B18R065 kullanan transformatörler, yüksüz durumdaki kayıpların standart sınırın %13 altında olduğunu gösterdi; bu da yüksek dereceli enerji tasarruflu transformatör uygulamalarında evsel malzemeler için önemli bir ilerlemeye işaret ediyor. Baosteel, hacimsel olarak aynı anda 0,20 mm ve 0,18 mm yüksek geçirgenliğe sahip tane yönelimli silikon çeliği tedarik edebilen dünyanın ilk üreticisi oldu.

 

İleriye dönük olarak Baosteel, 0,20 mm ve 0,18 mm ince taneli oryantasyonlu silikon çeliklerin üretim kapasitesini genişletmeye devam edecek, ürün tutarlılığını ve yüzey kalitesini daha da iyileştirecek ve daha düşük demir kaybı ve daha yüksek manyetik indüksiyona sahip yeni nesil ürünlerin geliştirilmesini hızlandırarak devam eden trafo verimliliği iyileştirmeleri için daha güçlü malzeme desteği sağlayacak.

 

 

GNEE ÇelikBaosteel tane yönelimli silikon çeliğin yetkili distribütörü olarak, B18R065 ve B20R070 de dahil olmak üzere tüm ince ölçülü yüksek geçirgenlik kalitelerinin uzun vadeli stokunu tutmaktadır. Profesyonel teknik destekle desteklenen dilme, kesme ve diğer işleme hizmetleri sunuyoruz. Tüm trafo üreticilerini tesisimizi ziyaret etmeye veya bilgi almaya davet ediyoruz. Size yüksek kaliteli ürünler ve tatmin edici hizmet sunmaya kararlıyız.

 

Teklif İste