世界中の発電システムは、効率を向上させ、送電損失を削減し、再生可能エネルギーによって駆動されるますます複雑になる送電網をサポートするという強いプレッシャーにさらされています。この変革の中心には、多くの人が目にすることはないが、すべての発電所が依存している材料があります。それは シリコン鋼です。.
大容量の発電所の変圧器から超効率の配電変圧器に至るまで、 ケイ素鋼は 実際に消費者に届く電力量と、熱や振動として失われる電力量に直接影響を与えます。世界的な電力需要が増加し続ける中、変圧器コア材料の改善は、より高い送電網効率を達成するための最も費用対効果の高い戦略の 1 つとなっています。
現在、 などの大手メーカーは、 JIACHEN POWER 最新の電力システム向けに特別に設計された高度な電磁鋼材を供給しています。これらには、変圧器コア用の 電磁鋼板, 冷間圧延方向性 (CRGO) 鋼や、 回転機器用の冶金技術とコーティング技術の急速な進歩により、 冷間圧延非方向性 (CRNGO)鋼が含まれます。 ケイ素鋼は 変圧器のエネルギー無駄を前例のないレベルで削減できるようになりました。
この記事では、 ケイ素鋼がどのように 変圧器の性能を向上させるのか、どのような材料グレードが使用されているのか、最新技術が損失低減にどのような影響を与えるのか、発電所が次世代の変圧器コア材料にアップグレードすることでどのような恩恵を受けることができるのかについて考察します。
発電所の変圧器は、重い磁気負荷の下で継続的に動作します。コア内の素材によって次のことが決まります。
鉄損（鉄損）
磁化サイクル中の効率
熱安定性
機械的強度
振動性能
ユニットの総寿命
ケイ素鋼は、高い電気抵抗率と優れた磁気特性を備えており、ヒステリシスと渦電流損失を最小限に抑えるため、広く使用されています。大容量の発電所変圧器では、これらの損失を 1 ～ 2% でも削減するだけで、年間の大幅なエネルギー節約につながります。
鉄損の低減 → 無駄なエネルギーを削減
透磁率が高い → 磁気効率が向上
熱抵抗の向上 → トランスの寿命延長
磁歪の低減 → ノイズの低減
継続的な負荷サイクル下でも安定したパフォーマンス
これらの利点は、今日ほぼすべての中電圧および高電圧変圧器が ケイ素鋼 コアに依存している理由を説明しています。
変圧器の製造に関連するには 2 つの主要なタイプがあり 電磁鋼板 、それぞれ特定の用途に最適化されています。
CRGO ( 冷間圧延結晶方向性 (CRGO) 鋼) は、粒子が磁束の方向に揃うように特別に処理されています。この配置により鉄損が大幅に低減され、変圧器コアの業界標準材料となっています。
発電所変圧器における CRGO の利点
極めて低い鉄損
高圧大容量変圧器に最適
一方向の優れた磁化特性
一定の負荷でも安定したパフォーマンス
高効率の CRGO 材料を求める発電所は、多くの場合、 JIACHEN POWER から変圧器グレードの 電磁鋼板を調達しています。.
CRNGO ( 冷間圧延非結晶配向 (CRNGO) 鋼) は磁気的に等方性です。 CRGOほど低損失ではありませんが、以下のような動力関連の回転機器に広く使用されています。
発電機
モーター
Pumps
産業用ファン
その利点は次のとおりです。
全方向に均一な磁気性能
高い機械的強度
優れた熱耐久性
CRGO と CRNGO はどちらも発電および送電システムにおいて重要な役割を果たしています。
| プロパティ | CRGO 電磁鋼板 | CRNGO 電磁鋼板 |
|---|---|---|
| 磁気方向 | 粒子指向性 | 非指向性 |
| コアロス | 非常に低い | 低い |
| 最優秀アプリケーション | トランスフォーマー | 回転機械 |
| 機械的強度 | 適度 | 高い |
| 効率への影響 | 非常に高い | 中くらい |
| 電力網の優先順位 | 最高 | 二次 |
変圧器の効率は発電所の運用にとって重要であるため、 CRGO は 依然としてすべての中電圧および高電圧の変圧器コアにとって好ましい選択肢です。
変圧器のコアは 1 秒あたり数千回の磁化サイクルを受けます。各サイクルでは、次のようなエネルギー損失が発生します。
ヒステリシス損失
渦電流損
異常損失
高度なにアップグレードすると、 シリコン鋼 各カテゴリが大幅に削減されます。
シリコンは電気抵抗率を増加させ、コアの磁化と消磁に必要なエネルギーを削減します。
最新の電磁鋼板は、薄い積層層と高度な絶縁コーティングを使用して渦電流をブロックします。
透磁率が高いということは、この材料が磁束を運ぶのに必要なエネルギーが少なくなり、変圧器の効率が向上することを意味します。
最新の高品位 CRGO でアップグレードされた 100 MVA の電源変圧器を 1 台使用すると、 エネルギーの無駄が削減され、 年間数万ドルを節約できます。
世界的な電化傾向により、変圧器技術は進化しています。現代のグリッドには、変動する負荷、より高い周波数、再生可能エネルギーの統合下でも確実に機能する材料が必要です。
上級グレードでは前世代に比べて鉄損を10～20%低減するなど、これまでにない性能を実現しています。
変圧器では、次のような積層厚さを採用するケースが増えています。
0.27mm
0.23mm
高性能ユニットの場合は 0.18 mm
これらの極薄積層により、渦電流損失が大幅に減少します。
最新のコーティングは以下を提供します。
より良い接着力
より高い耐熱性
磁歪の低減（ノイズ対策）
再生可能エネルギーのインバーターにより、変圧器はより高い周波数をより頻繁に処理する必要があります。高度な ケイ素鋼 配合物がこのニーズに応えます。
以下は、さまざまなによって変圧器の効率がどのように向上するかを簡略化して表したものです。 電磁鋼 グレード
| 材料タイプ | 鉄損 (W/kg) | 一般的な効率の | 使用例 |
|---|---|---|---|
| 標準鋼 | 非常に高い | 94% | 時代遅れのシステム |
| 低品位ケイ素鋼 | 高い | 96% | 小型変圧器 |
| 従来のCRGO | 適度 | 98% | 配電変圧器 |
| ハイグレードCRGO | 低い | 98.5% | 発電所の変圧器 |
| 超低損失 CRGO | 非常に低い | 99%以上 | 大容量系統変圧器 |
変圧器効率の何パーセントでも、発電所レベルでの長期にわたる大幅な節約につながります。
JIACHEN POWER は、 グリッドレベルのパフォーマンスを実現するために設計された同社の製品ポートフォリオには次のものが含まれます。 変圧器グレードの シリコン鋼材料を提供します。
多くのお客様はを通じて材料仕様を調べたり、サンプルを直接リクエストしたりできます 、Electrical Steelページ 。
次世代 CRGO にアップグレードすると、コア損失を最大 30%削減できます.
鉄損の低減は、そのまま電力の無駄を削減します。
熱ストレスが低いと、変圧器の寿命が長くなり、停電が少なくなります。
より優れたコア材料により、変圧器は最大定格負荷に近い状態で安全に動作することができます。
現在、ほとんどの国で変圧器はより厳格な損失制限を満たすことが求められており、先進的な シリコン鋼は コンプライアンスの達成に役立ちます。
ケイ素鋼は 鉄損を低減し、透磁率を改善し、変圧器の効率を大幅に向上させる ためです。
はい。 冷間圧延方向性 (CRGO) 鋼は、その方向性磁気特性により変圧器コアに最適化されています。
冷間圧延非方向性 (CRNGO) 鋼は、発電所内の発電機やモーターに広く使用されています。
ハイグレード CRGO は、動作条件に応じてコア損失を 10 ～ 30% 削減できます。
はい。 JIACHEN POWER は 、発電所用途に適した CRGO および CRNGO 材料の両方を供給しています。
