在開發(fā)新型配電變壓器中,導(dǎo)電材料和導(dǎo)磁的作用十分重要,而這兩方面我國都比較落后,多年來一直沒有重大突破,硅鋼片幾乎完全靠進(jìn)口。
我國64、73標(biāo)準(zhǔn)的變壓器大都采用熱軋硅鋼片作為鐵芯的導(dǎo)磁材料,由于熱軋硅鋼片無方向性,故三相鐵芯都是采用直接縫。導(dǎo)磁材料的材質(zhì)與鐵芯結(jié)構(gòu)都決定了空載損耗與空載噪聲都具有較大的值。1964年日本發(fā)明了高導(dǎo)磁晶粒取向冷軋硅鋼片,80年代后,我國進(jìn)口了這種硅鋼片的卷料,推動(dòng)了導(dǎo)磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn),由于冷軋硅鋼片有方向性;鐵芯柱上不再有接縫,疊片定位方法的改進(jìn),芯柱與軛片內(nèi)可不設(shè)孔,這就使空載損耗大幅度的降低。
20世紀(jì)90年代,世界上又研制成厚度僅為0.23mm的冷軋晶粒取向硅鋼片,如再經(jīng)過激光照射或等離子處理,這是單位損耗的硅鋼片系列產(chǎn)品,50Hz及1.7T下的單位損耗僅為0.9W/kg。鐵芯結(jié)構(gòu)上又出現(xiàn)階梯45°接縫的結(jié)構(gòu),使空載損耗與空載噪聲又一次降低,使配電變壓器向低損耗、低噪聲方面發(fā)展又邁進(jìn)了一步,空載損耗降低60%。
1974年美國聯(lián)信公司研制出鐵基非晶合金,1978年美國GE公司測(cè)出6OHz及1.5T下的單位損耗為0.44W/kg。1980年聯(lián)信公司推出15kVA非晶鐵芯配電變壓器,以后,美國GE公司制成2500kVA非晶鐵芯配電變壓器??蛰d損耗比用激光處理高導(dǎo)磁晶粒取向冷軋硅鋼片又降低了70%。我國也在1994年研制成一批非晶鐵芯配電變壓器,有些廠已具備批量生產(chǎn)非晶鐵芯配電變壓器的能力。
從以上發(fā)展歷史的回顧中可知,導(dǎo)磁材料的發(fā)展,促進(jìn)導(dǎo)磁材料加工設(shè)備的現(xiàn)代化,鐵芯結(jié)構(gòu)的改進(jìn),空載損耗與空載噪聲的大幅度下降,使配電變壓器可安裝在居民區(qū)附近。
在我國配電變壓器的發(fā)展歷史中,也曾用過鋁導(dǎo)線,雖可滿足性能要求,但國內(nèi)用戶不歡迎鋁線變壓器,目前已不再生產(chǎn)鋁線變壓器。 為了降低負(fù)載損耗,從材質(zhì)上,國內(nèi)已大量采用無氧銅導(dǎo)線;除扁導(dǎo)線、圓導(dǎo)線外,還采用銅箔。因?yàn)闊o氧銅的電阻率低,表面又光亮,故負(fù)載損耗可低。 繞組結(jié)構(gòu)發(fā)展中,注意配電變壓器散熱性能的改進(jìn),盡量采用縱向散熱油隙;同時(shí)繞組的緊固結(jié)構(gòu)保證短路電流產(chǎn)生的機(jī)械力的承受能力。