Tegen de achtergrond van mondiale inspanningen om energiebesparing, emissiereductie en koolstofneutraliteit te bevorderen, hebben distributietransformatoren – als de meest fundamentele apparatuur in energiesystemen – hun energie-efficiëntie een brandpunt van internationale aandacht zien worden. De afgelopen jaren hebben grote economieën over de hele wereld achtereenvolgens verplichte minimale energieprestatienormen voor distributietransformatoren ingevoerd.

China heeft dienovereenkomstig zijn nationale norm GB 20052 Minimaal toegestane waarden van energie-efficiëntie en energie-efficiëntieklassen voor drie-fase distributietransformatoren bijgewerkt, waarbij strengere eisen worden gesteld aan zowel nullastverlies als belastingsverlies. Het verbeteren van de energie-efficiëntieklassen van transformatoren zorgt rechtstreeks voor een voortdurende verbetering van de prestaties van kernmaterialen.

 

In deze context zijn Baosteel's onafhankelijk ontwikkelde korrelgeoriënteerde siliciumstaalsoorten B18R065 en B20R070 met laag ijzerverlies, met hun uitstekende elektromagnetische eigenschappen en stabiele verwerkingseigenschappen, met succes toegepast bij de volumeproductie van Tier 1 energie-efficiënte distributietransformatoren.

 

Als geautoriseerde kanaalpartner van Baosteel kan GNEE Steel op stabiele wijze beide soorten korrelgeoriënteerd siliciumstaal leveren, waardoor transformatorfabrikanten een efficiënte en betrouwbare materiaaloplossing worden geboden.

 

Dit artikel presenteert systematisch de ontwikkelingsprincipes, prestatieparameters en praktische toepassingsresultaten van deze twee producten, en biedt een referentie voor transformatorfabrikanten bij materiaalkeuze en ontwerp.

 

 

1. Overzicht van de ontwikkeling van hoogefficiënte distributietransformatoren

Om vermogensverliezen bij transmissie en distributie effectief te verminderen en de CO₂-uitstoot terug te dringen, hebben grote landen en regio’s de afgelopen jaren achtereenvolgens verplichte normen voor hoogefficiënte distributietransformatoren uitgevaardigd of herzien:

• Japan heeft sinds 2014 het "Top Runner-programma" geïmplementeerd, waarbij de efficiëntiebenchmarks voor transformatoren voortdurend worden verhoogd;
• De Europese Unie handhaafde in 2021 de Ecodesign-verordening – Tier 2 voor transformatoren, waarbij hogere drempels werden vastgesteld voor nullast- en belastingsverliezen;
• De Verenigde Staten hebben in 2024 een nieuwe DOE-standaard voor distributietransformatoren geïmplementeerd, waardoor de efficiëntie-eisen volledig zijn verbeterd;
• China heeft GB 20052 herhaaldelijk herzien, door energie-efficiëntieklassen toe te voegen, de minimaal toegestane waarden te verhogen en transformatoren in drie klassen te classificeren: Tier 1, Tier 2 en Tier 3.

 

De productie van energiebesparende distributietransformatoren vereist niet alleen geavanceerde ontwerpconcepten en geavanceerde productieapparatuur, maar ook hoogwaardige kernmaterialen. Momenteel maken transformatorkernen voornamelijk gebruik van dunkorrelig siliciumstaal en amorfe legeringen op ijzerbasis. Hoewel amorfe legeringen een extreem laag nullastverlies vertonen, hebben ze beperkingen in termen van produceerbare breedte, taaiheid, vochtbestendigheid en magnetostrictie, die de kwaliteitsconsistentie en algemene toepasbaarheid beïnvloeden.

 

Op het gebied van korrelgeoriënteerd siliciumstaal hebben toonaangevende internationale producenten zoals Nippon Steel de kwaliteiten 23ZDKH075 en 20ZDKH070 geïntroduceerd, terwijl JFE 20JCSE070 aanbiedt. In eigen land heeft Baosteel, na meer dan tien jaar onafhankelijk R&D, de volledige procestechnologie voor korrelgeoriënteerd siliciumstaal volledig onder de knie en een complete productfamilie opgebouwd met diktes van 0,18 mm tot 0,35 mm.

 

Hiervan hebben de dunne premium kwaliteiten een stabiele volumeproductie bereikt en zijn ze met succes toegepast in Tier 1 energie-efficiënte distributietransformatoren. Baosteel is daarmee een van de weinige producenten ter wereld geworden die in staat zijn om tegelijkertijd hoeveelheden siliciumstaal met een hoge permeabiliteit van 0,20 mm en 0,18 mm te leveren.

 

2. Principes van materiële ontwikkeling

De typische diktes van korrelgeoriënteerd siliciumstaal zijn 0,23 mm, 0,27 mm en 0,30 mm, met een siliciumgehalte van ongeveer 3,0%. De microstructuur vertoont een sterke Goss-textuur, waarbij de gemakkelijke magnetisatierichting evenwijdig aan de walsrichting is uitgelijnd, wat resulteert in een hoge magnetische inductie langs de walsrichting. Tijdens magnetisatie worden magnetische domeinen gevormd en de oppervlakte-isolerende coating dient zowel voor elektrische isolatie als voor verfijning van het magnetische domein.

 

 

De belangrijkste technische benaderingen voor het verminderen van ijzerverlies in korrelgeoriënteerd siliciumstaal omvatten drie aspecten:Verbeter de korreloriëntatiegraad; het productoppervlak is glad zonder basiscoating; de dikte wordt teruggebracht tot 0,15 ~ 0,20 mm en het siliciumgehalte wordt verhoogd tot 3,4% ~ 3,5%.

Kernverlies bestaat uit hysteresisverlies (\\(P_h\\)), wervelstroomverlies (\\(P_e\\)) en abnormaal verlies (\\(P_a\\)): • Hystereseverlies: beïnvloed door kristalstructuur, onzuiverheden, interne spanning, korrelgrootte en andere factoren; • Wervelstroomverlies: sterk gecorreleerd met plaatdikte, waarbij de formule wordt uitgedrukt als

Afwijkend verlies: het resterende deel van het totale kernverlies na aftrek van de twee bovengenoemde verliezen.

Totaal wervelstroomverlies rekening houdend met abnormaal verlies:

Formule voor hysteresisverlies:

Totale verliesformule:

Diktereductie kan het wervelstroomverlies en het totale kernverlies verminderen, terwijl domeinverfijning het hysteresisverlies zal vergroten.

Ondertussen heeft het dunner worden van platen de neiging onstabiele secundaire herkristallisatie, stripbreuk tijdens de productie en andere defecten te veroorzaken, wat strikte controle over de chemische samenstelling en het hele productieproces vereist.

 

3. Prestaties van de nieuwe producten B18R065 en B20R070

Baoshan Iron & Steel heeft de kwaliteiten B18R065 en B20R070 met laag{0}}kernverlies- ontwikkeld door gebruik te maken van technologieën zoals innovatieve controle van de chemische samenstelling, inductieverhitting, hoge- spanningscoating en laserschrijven:

 

De elektromagnetische eigenschappen van B20R070 zijn in principe gelijkwaardig aan die van buitenlandse producten van 0,2 mm 070-kwaliteit.

 

Vergelijking van mechanische eigenschappen: Er bestaan ​​geen significante verschillen tussen B18R065, B20R070 en B23R075. Het knipproces wordt strikt gecontroleerd om de verwerkingskwaliteit te garanderen.

 

Tabel 1 Indicatoren van mechanische eigenschappen van dun-korrelig-gericht elektrisch staal

Cijfer	Treksterkte (longitudinaal) / MPa	Opbrengststerkte (longitudinaal) / MPa	Verlenging (longitudinaal) /%	HV1
B23R075	352	330	12	200
B20R070	348	327	11	192
B18R065	345	322	14	189

 

4. Toepassingsvoordelen van B18R065 en B20R070 in hoogrenderende transformatoren

 

GB 20052 is een verplichte nationale norm die aanzienlijke reducties vereist in het nullastverlies en het lastverlies, waardoor elektrisch staal met ultra-laag kernverlies-verlies de optimale materiaalkeuze is.

 

Als we het geoptimaliseerde ontwerp van een energiebesparende distributietransformator van 630 kVA- als voorbeeld nemen: door de graan-georiënteerde elektrische staalsoort te upgraden, kan de transformator worden ontworpen met een hogere magnetische fluxdichtheid, waardoor het dwars- dwarsdoorsnedeoppervlak van de ijzeren kern wordt verkleind.

 

Dit vermindert het gewicht van wikkelingen, transformatortanks, isolatieolie en andere componenten verder, wat resulteert in een compactere algehele structuur en een verbetering van de kostenprestaties met 3% ~ 4%. Daarom dienen B18R065 en B20R070 als kernmaterialen die de voorkeur hebben voor hoog-efficiëntietransformatoren.

 

5. Prestaties van gebruikersapplicaties

 

Testresultaten van klasse 1 energie-efficiëntie distributietransformator Model S-M-315/10-NX1, ontwikkeld in samenwerking met transformatorfabrikanten:

• B18R065: Het nul{2}}verlies bij belasting is 13% lager dan de standaardwaarde, met een geluidsniveau van slechts 42 dBA. Alle technische indicatoren overtreffen de gespecificeerde standaardvereisten.
• B20R070: De elektromagnetische prestaties zijn gelijk aan die van geïmporteerd 0,2 mm elektrisch staal van klasse 070.

Tabel 2 Testparameters van S-M-315/10-NX1 Klasse 1 energie-efficiëntie distributietransformator met verschillende kernmaterialen

Kernmateriaalkwaliteit	Geen-Belastingsverlies / W		Belastingsverlies / W		Nee-Laadstroom / %		Geluidsniveau / dBA
	Standaard	Gemeten	Standaard	Gemeten	Standaard	Gemeten	Standaard	Gemeten
B18R065	340	298301	3065	29462931	0.35	0.21	48	4142
B20R070	340	329332	3065	29452877	0.35	0.190.21	48	-
Geïmporteerde 0,2 mm klasse 070	340	325327	3065	29632960	0.35	0.150.16	48	-

 

6. Conclusies en vooruitzichten

De voortdurende verbetering van de verplichte normen voor hoogrenderende distributietransformatoren wereldwijd is een belangrijke motor geworden voor de voortdurende verbetering van de prestaties van kernmaterialen. De opeenvolgende herzieningen van China's GB 20052 sturen de productie van transformatoren expliciet in de richting van lagere verliezen en een hogere betrouwbaarheid, waardoor brede toepassingsmogelijkheden ontstaan ​​voor dunne siliciumstaalsoorten met premium korrels.

 

Dankzij de volledig zelfontwikkelde procestechnologie hebben de kwaliteiten B20R070 en B18R065 van Baosteel internationaal geavanceerde niveaus bereikt en volumetoepassing bereikt in Tier 1 energie-efficiënte distributietransformatoren. Met name transformatoren die B18R065 gebruiken, hebben nullastverliezen laten zien die meer dan 13% onder de standaardlimiet liggen, wat een significante doorbraak betekent voor huishoudelijke materialen in hoogwaardige energie-efficiënte transformatortoepassingen. Baosteel is de eerste producent ter wereld geworden die in staat is om tegelijkertijd 0,20 mm en 0,18 mm korrelgeoriënteerd siliciumstaal met hoge permeabiliteit in volume te leveren.

 

Vooruitkijkend zal Baosteel de productiecapaciteit van 0,20 mm en 0,18 mm dunne korrelgeoriënteerde siliciumstaalsoorten blijven uitbreiden, de productconsistentie en oppervlaktekwaliteit verder verbeteren en de ontwikkeling versnellen van producten van de volgende generatie met nog minder ijzerverlies en hogere magnetische inductie, waardoor een sterkere materiaalondersteuning wordt geboden voor voortdurende upgrades van de transformatorefficiëntie.

 

 

GNEE staal, als geautoriseerde distributeur van Baosteel korrelgericht siliciumstaal, houdt een langetermijnvoorraad aan van het volledige assortiment dunne staalsoorten met hoge permeabiliteit, waaronder B18R065 en B20R070. Wij bieden snij-, knip- en andere verwerkingsdiensten, ondersteund door professionele technische ondersteuning. Wij heten alle transformatorfabrikanten van harte welkom om onze fabriek te informeren of te bezoeken. Wij doen er alles aan om u producten van hoge kwaliteit en een bevredigende service te bieden.

 

Vraag een offerte aan