0.18mm极低损耗取向硅钢电磁特性与铁心性能仿真分析

作者：程灵^*; 马光; 胡卓超; 龚卫国; 杨富尧; 孟利; 董瀚; 陈新

来源：电工钢, 2020, 2(01): 15-21.

• 极低损耗
• 取向硅钢
• 仿真分析
• 超高能效

基于极低损耗取向硅钢研制S15型超高能效变压器对于进一步推动电网节能增效具有重要意义。采用任意波形磁场激励测量系统对比研究了0.18 mm规格取向硅钢、1K101-S普通型、1K102-P高磁感型非晶合金的磁性能及磁致伸缩噪声特性,并分析了0.18 mm取向硅钢在谐波、直流偏磁等复杂工况下的损耗特性,采用MagNet有限元分析软件开展了0.18 mm极低损耗硅钢S15型变压器铁心、绕组建模与仿真分析。结果表明,磁通密度为1.35 T时,18QH065牌号取向硅钢的铁损低至0.349 W/kg,不断接近非晶合金水平,磁感B800则比非晶带材高0.32～0.40 T;取向硅钢的磁致伸缩系数λp-p为0.29×10-6,低于非晶合金超1个数量级。与0.23～0.30 mm常规厚度硅钢相比,0.18 mm薄规格硅钢的谐波损耗优势明显,10%含量的3次、5次谐波损耗与正常工况相比分别上升12.9%、16.0%;直流偏置磁场大小对取向硅钢铁损的影响主要在低磁密区,在1.9 T以上0～150 A/m偏置磁场下的铁损几乎相同。设计的10 kV/630kVA变压器空载损耗仿真计算值为392.5 W,比国标GB20052—2013中能效1级硅钢变压器的限定值低约31.1%,噪声比同等容量非晶合金变压器低约10 dB,具有显著的节能和环保优势。

• 单位
  宝山钢铁股份有限公司; 全球能源互联网研究院; 钢铁研究总院