變壓器主體的主要材料包括磁路材料、電路材料、絕緣材料、結(jié)構(gòu)材料等，其具體材料用途和類別有：
1. 硅鋼片
①鐵損低，這是硅鋼片質(zhì)量的最重要指標(biāo)。各國都根據(jù)鐵損值劃分牌號(hào)，鐵損愈低，牌號(hào)愈高。②較強(qiáng)磁場下磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁感）高，這使電機(jī)和變壓器的鐵心體積與重量減小，節(jié)約硅鋼片、銅線和絕緣材料等。③表面光滑、平整和厚度均勻，可以提高鐵心的填充系數(shù)。⑤表面絕緣膜的附著性和焊接性良好，能防蝕和改善沖片性。
變壓器通常采用冷軋取向硅鋼片，以確保其空載的能效水平。冷軋取向硅鋼片按照性能和加工方式，又可分為普通冷軋取向硅鋼片、高導(dǎo)磁硅鋼片（或高磁感硅鋼片）、激光刻痕硅鋼片。通常，將50Hz，800A交變磁場（峰值）下，鐵心所達(dá)到的最小磁極化強(qiáng)度B800A=1.78T～1.85T的硅鋼片稱為普通硅鋼片，記為“CGO"，而B800A=1.85T以上的硅鋼片記為高導(dǎo)磁硅鋼片（高磁感硅鋼片），記為“Hi-B鋼"，Hi-B鋼其與常規(guī)硅鋼片的主要區(qū)別在于：Hi-B鋼的高斯方位織構(gòu)度非常高，即在易磁化方向上的硅鋼晶粒排列位向整齊度非常高，工業(yè)上采用二次再結(jié)晶過程制造含硅量為3%的硅鋼片，Hi-B鋼的晶粒位向與軋制方向的平均偏差為3°，而普通硅鋼片為7°，從而使得Hi-B鋼有更高的磁導(dǎo)率，通常其B800A可達(dá)到1.88T以上，提高了高斯方位織構(gòu)度以及磁導(dǎo)率可降低鐵損。Hi-B鋼的另一個(gè)特點(diǎn)是鋼片表面附有的玻璃膜和絕緣涂層的彈性張力為3~5N/mm2，較普通取向硅鋼片的1~2 N/mm2更優(yōu)，鋼帶表面的高張力層可減少磁疇寬度，減少異常渦流損耗。故Hi-B鋼比常規(guī)取向硅鋼片具有更低的鐵損值。激光刻痕硅鋼片則是在Hi-B鋼的基礎(chǔ)上，通過激光束照射技術(shù)，使其表面產(chǎn)生微小的應(yīng)變，進(jìn)一步磁軸細(xì)化，實(shí)現(xiàn)更低的鐵損。激光刻痕硅鋼片不能進(jìn)行退火處理，因?yàn)樘岣邷囟?，則激光處理效果便會(huì)消失。
不同牌號(hào)的硅鋼片其物理特性基本相當(dāng)，密度基本都是7.65g/cm3。對(duì)于同種類硅鋼片而言，其性能質(zhì)量主要區(qū)別還是在硅的含量以及生產(chǎn)過程的工藝影響。
2. 非晶合金鐵心
非晶合金材料是20世紀(jì)70年代問世的一種新型合金材料，它采用先進(jìn)的超急冷技術(shù)將液態(tài)金屬以106℃/S冷卻速度直接冷卻形成厚度0.02～0.03mm的固體薄帶，在它還沒來得及結(jié)晶時(shí)就已經(jīng)固化。該合金材料與玻璃類似呈不規(guī)則原子排列，沒有金屬表征的晶體結(jié)構(gòu)，它的基礎(chǔ)元素為鐵（Fe）、鎳（Ni）、鈷（Co）、硅（Si）、硼（B）、碳（C）等。其材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：a) 非晶合金材料不存在晶體結(jié)構(gòu)，是一種各向同性的軟磁材料；磁化功率小，具有良好的溫度穩(wěn)定性。由于非晶合金為無取向材料，故可以采用直接縫，使制造鐵心的工藝比較簡單；b) 不存在阻礙磁疇移動(dòng)的結(jié)構(gòu)缺陷，磁滯損耗要比硅鋼片??；c) 帶材的厚度極薄，只有0.02～0.03㎜，是硅鋼片的1/10左右。d) 電阻率高，約為取向硅鋼片的3倍；非晶合金材料的渦流損耗大大降低，因此單位損耗約為取向硅鋼片的20％～30％；非晶合金鐵心空載性能*，采用非晶合金鐵心制造的變壓器其空載損耗較常規(guī)變壓器下降70～80%，空載電流下降50%以上，節(jié)能效果突出，目前電網(wǎng)公司在國家節(jié)能減排降低網(wǎng)絡(luò)線損的目的下，國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)從2012年開始均大力提高了非晶合金變壓器的采購比例，目前基本上非晶合金配變采購占比已達(dá)50%以上。非晶合金變壓器也存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：
通常在1.56T左右，較常規(guī)硅鋼片1.9T的飽和磁密相差20%左右，故其變壓器設(shè)計(jì)磁密也同樣需要下降20%，非晶合金油變的設(shè)計(jì)磁密通常在1.35T以下，非晶合金干變的設(shè)計(jì)磁密通常在1.2T以下。2）非晶合計(jì)鐵心帶材受應(yīng)力影響敏感，其鐵心帶材受到應(yīng)力后，空載性能容易劣化，故在結(jié)構(gòu)上要特別注意，鐵心應(yīng)采用懸掛方式落在支撐框架和線圈上，整體僅承受自身重力，同時(shí)，裝配過程中需特別注意，鐵心不能受力，要減少敲打等方式。3）磁致伸縮較常規(guī)硅鋼片大10%左右，故其噪聲較難控制，這也是限制非晶合金變壓器廣泛推廣的主要原因之一，目前，南網(wǎng)和國網(wǎng)招標(biāo)中均對(duì)非晶合金變壓器的噪聲提出了較高要求，分為敏感區(qū)和非敏感區(qū)，并有針對(duì)性的提出了聲級(jí)要求，這就要求更進(jìn)一步降低鐵心設(shè)計(jì)磁密。4）非晶合金帶材較薄，厚度只有0.03mm，故無法向常規(guī)硅鋼片那樣做成疊片形式，只能制作成卷鐵心形式，故其鐵心結(jié)構(gòu)常規(guī)變壓器廠家無法自行加工，通常需整體外購，對(duì)應(yīng)于卷鐵心帶材的矩形截面，非晶合金變壓器的線圈通常也做成矩形結(jié)構(gòu)；5）國產(chǎn)化程度不夠，目前主要還是進(jìn)口日立金屬的非晶合金帶材為主，正在逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，國內(nèi)已有安泰科技和青島云路等具備非晶合金寬帶（213mm、170mm和142mm），且其性能較進(jìn)口帶材在穩(wěn)定性上還存在一定差距。6）最大帶長限制，前期非晶合金帶材最大外周帶長由于退火爐尺寸的限制，其長度也受到了較大限制，不過目前已基本解決，可制作最大外周帶長10m的非晶合金鐵心框，可用于制造3150kVA及以下非晶合金干變和10000kVA及以下非晶合金油變。基于非晶合金變壓器的優(yōu)秀節(jié)能效果，再加上國家節(jié)能減排以及一系列政策的促進(jìn)，非晶合金變壓器市場越來越大，并且，考慮到非晶合金帶材（目前為26.5元/kg）價(jià)格是常規(guī)硅鋼片(30Q120或30Q130)的兩倍左右，與銅差距相對(duì)較小，再考慮到電網(wǎng)產(chǎn)品的質(zhì)量和招標(biāo)要求，故，非晶合金變壓器通常采用銅導(dǎo)體。與常規(guī)硅鋼片相比，非晶合金變壓器成本主要差距如下：1）由于采用卷鐵心結(jié)構(gòu)，故變壓器鐵心型式宜采用三相五柱結(jié)構(gòu)，這樣可以減少單框鐵心重量，減低裝配難度，三相五柱結(jié)構(gòu)和三相三柱結(jié)構(gòu)從成本上各有優(yōu)劣，目前大部分廠家采用三相五柱結(jié)構(gòu)。采購回來的單框鐵心和組裝如圖2所示：
2）由于心柱截面為矩形，故為了保持絕緣距離上的一致，高低壓線圈也對(duì)應(yīng)的制造成矩形結(jié)構(gòu)。
3）由于鐵心設(shè)計(jì)磁密較常規(guī)硅鋼片變壓器低約25%，且其鐵心疊片系數(shù)大約在0.87左右，較常規(guī)硅鋼片的0.97要低許多，故其設(shè)計(jì)截面積需要較常規(guī)硅鋼片變壓器要大25%以上，對(duì)應(yīng)的其高低壓線圈周長也要隨之增加，同時(shí)，還需要考慮高低壓線圈線匝長度的增加，若要保證線圈的負(fù)載損耗不發(fā)生變化，其導(dǎo)線截面積則需要對(duì)應(yīng)的有所增加，故，非晶合金變壓器的銅用量較常規(guī)變壓器要多約20%。
3. 電路材料
變壓器內(nèi)部電路主要由繞組（也稱為線圈）構(gòu)成，它與外界的電網(wǎng)直接相連，是變壓器的核心組成部分，變壓器的內(nèi)部電路通常是由導(dǎo)線繞組而成，導(dǎo)線（電磁線）按材質(zhì)分為銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線，按導(dǎo)線截面形狀又分為圓導(dǎo)線、扁導(dǎo)線（又可分為單根線、組合線和換位導(dǎo)線）、箔式導(dǎo)體等，導(dǎo)線與導(dǎo)線之間覆蓋不同類型的絕緣層，最終形成整體線圈。故，變壓器電路的主要導(dǎo)體材料為銅和鋁。銅和鋁均是導(dǎo)電性能較好的金屬材料，是制作變壓器線圈的常用導(dǎo)體，其在物理性能上的差異如下表所示：
3.2 銅鋁導(dǎo)線在變壓器繞組中的性能對(duì)比銅鋁變壓器的差異也是由材料的差異決定的，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）銅導(dǎo)體的電阻率僅僅是鋁導(dǎo)體的60%左右，為了達(dá)到相同的損耗和溫升要求，所需使用的鋁導(dǎo)體截面積要較銅導(dǎo)體大60%以上，所以相同容量和相同參數(shù)情況下，鋁導(dǎo)體變壓器體積通常要較銅導(dǎo)體變壓器大，不過此時(shí)變壓器的散熱面積也有所增加，所以其對(duì)油溫升較低；2）鋁的密度僅為銅的30%左右，所以鋁導(dǎo)體配電變壓器要較銅導(dǎo)體配電變壓器要輕；3）鋁導(dǎo)體的熔點(diǎn)較銅導(dǎo)體低許多，所以其在短路電流的溫升限值為250℃，較銅導(dǎo)體的350℃低，所以其設(shè)計(jì)電密要較銅導(dǎo)體低，變壓器導(dǎo)線截面積要大，故體積也較銅導(dǎo)體變壓器大；4）鋁導(dǎo)體硬度較低，故其表面毛刺較易消除，故制成變壓器后，其由于毛刺產(chǎn)生的匝間或?qū)娱g短路的概率減少；5）由于鋁導(dǎo)體的抗拉、抗壓強(qiáng)度較低，機(jī)械強(qiáng)度差，故鋁導(dǎo)體變壓器承受短路能力不如銅導(dǎo)體變壓器，在進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，鋁導(dǎo)體的應(yīng)力應(yīng)小于450kg/cm2，而銅導(dǎo)體的應(yīng)力限值為1600kg/cm2，承受能力大幅提高；6）鋁導(dǎo)體與銅導(dǎo)體之間的焊接工藝較差，接頭焊接質(zhì)量不易保證，一定程度上影響了鋁導(dǎo)體的可靠性。7）鋁導(dǎo)體的比熱為銅導(dǎo)體的239%，但是考慮到二者密度和設(shè)計(jì)電密的差異，實(shí)際二者的熱時(shí)間常數(shù)相差并不如比熱差值體現(xiàn)的那么大，故對(duì)其制成干式變壓器的短時(shí)過載能力影響并不大。
5.材料結(jié)構(gòu)和附件
在變壓器中，還有結(jié)構(gòu)材料和附件，結(jié)構(gòu)材料主要起到變壓器支承、磁路、電路加固、變壓器絕緣液封裝等功能，包括夾件、油箱、散熱器、儲(chǔ)油柜等，其主要材料為Q235鋼材，對(duì)于油箱箱蓋的出線套管位置常采用無磁鋼以減少渦流，此外變壓器器身內(nèi)部有時(shí)也會(huì)在采用無磁鋼或高牌號(hào)鋼材。
變壓器附件主要其性能監(jiān)測和保護(hù)功能，干變中包括溫控器、風(fēng)機(jī)、互感器等，油變中包括氣體繼電器、溫控器、壓力釋放閥、分接開關(guān)等，部分附件需求是由客戶提出。
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