에너지 절약, 배출 감소, 탄소 중립을 촉진하려는 전 세계적인 노력 속에서, 전력 시스템의 가장 기본적인 장비인 배전 변압기의 에너지 효율성은 국제적인 관심의 초점이 되었습니다. 최근 몇 년 동안 전 세계 주요 경제에서는 배전 변압기에 대한 필수 최소 에너지 성능 표준을 연속적으로 도입했습니다.

이에 따라 중국은 국가 표준 GB 20052 3상 배전 변압기에 대한 에너지 효율 및 에너지 효율 등급의 최소 허용 값을 업데이트하여{1} 무부하 손실과 부하 손실 모두에 대해 더 엄격한 요구 사항을 적용했습니다. 변압기 에너지 효율 등급의 업그레이드는 핵심 소재 성능의 지속적인 개선을 직접적으로 주도합니다.

 

이러한 맥락에서 Baosteel이 독자적으로 개발한 저철 손실 방향성 규소강 등급 B18R065 및 B20R070은 뛰어난 전자기 특성과 안정적인 처리 특성을 갖추고 Tier 1 에너지 효율적인 배전 변압기의 대량 생산에 성공적으로 적용되었습니다.

 

Baosteel의 공인 채널 파트너인 GNEE Steel은 이러한 두 등급의 방향성 실리콘강을 안정적으로 공급하여 변압기 제조업체에 효율적이고 신뢰할 수 있는 재료 솔루션을 제공할 수 있습니다.

 

이 기사에서는 이 두 제품의 개발 원리, 성능 매개변수 및 실제 적용 결과를 체계적으로 제시하여 변압기 제조업체의 재료 선택 및 설계에 대한 참고 자료를 제공합니다.

 

 

1. 고효율 배전변압기 개발개요

최근 몇 년 동안 송배전 시 전력 손실을 효과적으로 줄이고 CO2 배출을 줄이기 위해 주요 국가 및 지역에서는 고효율 배전 변압기 의무 표준을 순차적으로 발행하거나 개정했습니다.

• 일본은 2014년부터 "Top Runner Program"을 시행하여 변압기의 효율성 벤치마크를 지속적으로 높이고 있습니다.
• 유럽 ​​연합은 2021년에 변압기에 대한 에코디자인 규정 – Tier 2를 시행하여 무부하 및 부하 손실에 대한 더 높은 임계값을 설정했습니다.
• 미국은 2024년에 배전 변압기에 대한 새로운 DOE 표준을 시행하여 효율성 요구 사항을 포괄적으로 업그레이드했습니다.
• 중국은 GB 20052를 반복적으로 개정하여 에너지 효율 등급을 추가하고 최소 허용 값을 높이고 변압기를 Tier 1, Tier 2 및 Tier 3의 세 가지 등급으로 분류했습니다.

 

에너지 절약형 배전 변압기를 제조하려면 고급 설계 개념과 정교한 생산 장비뿐만 아니라 고품질 핵심 소재도 필요합니다. 현재 변압기 코어는 주로 박형 방향성 실리콘 강철과 철 기반 비정질 합금을 사용합니다. 비정질 합금은 무부하 손실이 매우 낮지만 생산 가능한 폭, 인성, 내습성 및 자기 변형 측면에서 한계가 있어 품질 일관성과 일반적인 적용 가능성에 영향을 미칩니다.

 

방향성 규소강 분야에서는 Nippon Steel과 같은 선도적인 국제 생산업체가 등급 23ZDKH075 및 20ZDKH070을 도입했으며 JFE는 20JCSE070을 제공합니다. 국내에서 Baosteel은 10년 이상의 독립적인 R&D 끝에 방향성 규소강에 대한 전체 공정 기술을 완벽하게 마스터했으며 0.18mm에서 0.35mm까지의 두께를 포괄하는 완전한 제품군을 구축했습니다.

 

이 중 얇은 게이지 프리미엄 등급은 안정적인 대량 생산을 달성했으며 Tier 1 에너지 효율적인 배전 변압기에 성공적으로 적용되었습니다. 따라서 Baosteel은 0.20mm와 0.18mm의 고투과성 방향성 규소강을 대량으로 동시에 공급할 수 있는 몇 안 되는 글로벌 생산업체 중 하나가 되었습니다.

 

2. 소재 개발의 원칙

방향성 규소강의 일반적인 두께는 0.23mm, 0.27mm, 0.30mm이며 규소 함량은 약 3.0%입니다. 미세 구조는 강한 고스(Goss) 질감을 나타내며, 자화 용이 방향이 압연 방향과 평행하게 정렬되어 압연 방향을 따라 높은 자기 유도가 발생합니다. 자화 과정에서 자구가 형성되고, 표면 절연 코팅은 전기 절연과 자구 미세화 역할을 모두 수행합니다.

 

 

방향성 규소강의 철 손실을 줄이기 위한 주요 기술적 접근 방식에는 다음 세 가지 측면이 포함됩니다.입자 방향 정도를 향상시킵니다. 베이스 코팅 없이 제품 표면이 매끄러워집니다. 두께는 0.15~0.20mm로 줄어들고, 실리콘 함량은 3.4%~3.5%로 높아진다.

코어 손실은 히스테리시스 손실(\\(P_h\\)), 와전류 손실(\\(P_e\\)) 및 이상 손실(\\(P_a\\))로 구성됩니다. • 히스테리시스 손실: 결정 구조, 불순물, 내부 응력, 입자 크기 및 기타 요인의 영향을 받습니다. • 와전류 손실: 시트 두께와 밀접한 상관관계가 있으며 공식은 다음과 같습니다.

이상손실 : 총 철손에서 위의 두 가지 손실을 뺀 나머지 부분.

이상 손실을 고려한 총 와전류 손실:

히스테리시스 손실 공식:

총 손실 공식:

두께를 줄이면 와전류 손실과 총 코어 손실을 줄일 수 있는 반면, 도메인 미세화는 히스테리시스 손실을 증가시킵니다.

한편, 시트 박화는 불안정한 2차 재결정화, 생산 중 스트립 파손 및 기타 결함을 유발하는 경향이 있어 화학 조성 및 전체 제조 공정에 대한 엄격한 제어가 필요합니다.

 

3. 신제품 B18R065, B20R070의 성능

Baoshan Iron & Steel은 혁신적인 화학 조성 제어, 유도 가열, 고강도 코팅 및 레이저 스크라이빙 등의 기술을 채택하여 저-코어-손실 등급 B18R065 및 B20R070을 개발했습니다.

 

B20R070의 전자기 특성은 기본적으로 외국 0.2mm 070급 제품과 동일합니다.

 

기계적 특성 비교: B18R065, B20R070 및 B23R075 간에는 큰 차이가 없습니다. 전단 공정은 가공 품질을 보장하기 위해 엄격하게 제어되어야 합니다.

 

표 1 얇은-게이지 결정-방향성 전기강판의 기계적 특성 지표

등급	인장강도(세로방향) / MPa	항복강도(세로) / MPa	신장률 (세로) / %	HV1
B23R075	352	330	12	200
B20R070	348	327	11	192
B18R065	345	322	14	189

 

4. 고효율 변압기에서 B18R065 및 B20R070의 응용 장점

 

GB 20052는 무부하 손실과 부하 손실을 크게 줄여야 하는 필수 국가 표준으로,{1}}초저 코어 손실-전기강판을 최적의 재료로 선택합니다.

 

630kVA 에너지 절약형 배전 변압기의 최적화된 설계를 예로 들면-방향성 전기강판 등급을 업그레이드하면 변압기를 더 높은 자속 밀도로 설계할 수 있어 철심의 단면적을 줄일 수 있습니다.-

 

이는 권선, 변압기 탱크, 절연유 및 기타 구성 요소의 무게를 더욱 줄여 전체 구조를 더욱 컴팩트하게 만들고 비용 대비 성능을 3%~4% 향상시킵니다. 따라서 B18R065 및 B20R070은 고효율 변압기에 선호되는 핵심 소재로 사용됩니다.-

 

5. 사용자 애플리케이션 성능

 

변압기 제조업체와 협력하여 개발한 클래스 1 에너지 효율 배전 변압기 모델 S-M-315/10-NX1의 테스트 결과:

• B18R065: 무{2}}부하 손실은 표준 값보다 13% 낮으며 소음 수준은 42dBA에 불과합니다. 모든 기술 지표는 지정된 표준 요구 사항을 초과합니다.
• B20R070: 전자기 성능은 수입된 0.2mm 등급 070 전기강판과 동일합니다.

표 2 다양한 핵심 재료를 사용한 S-M-315/10-NX1 클래스 1 에너지 효율 배전 변압기의 테스트 매개변수

핵심 소재 등급	없음-부하 손실/W		부하 손실 / W		아니요-부하 전류/%		소음 수준 / dBA
	기준	정확히 잰	기준	정확히 잰	기준	정확히 잰	기준	정확히 잰
B18R065	340	298301	3065	29462931	0.35	0.21	48	4142
B20R070	340	329332	3065	29452877	0.35	0.190.21	48	-
수입 0.2mm 등급 070	340	325327	3065	29632960	0.35	0.150.16	48	-

 

6. 결론 및 전망

전 세계적으로 의무적인 고효율 배전 변압기 표준의 지속적인 업그레이드는 핵심 재료 성능의 지속적인 개선을 위한 핵심 동인이 되었습니다. 중국 GB 20052의 연속 개정판은 변압기 제조를 더 낮은 손실과 더 높은 신뢰성으로 명시적으로 안내하여 얇은 게이지 프리미엄 입자 방향 실리콘강에 대한 광범위한 응용 기회를 창출합니다.

 

완전히 자체 개발된 공정 기술을 통해 Baosteel의 B20R070 및 B18R065 등급은 국제적으로 앞선 수준에 도달했으며 Tier 1 에너지 효율적인 배전 변압기에서 대량 적용을 달성했습니다. 특히, B18R065를 사용하는 변압기는 표준 한도보다 13% 이상 낮은 무부하 손실을 보여주었으며, 이는 고급 에너지 효율적인 변압기 응용 분야에서 국내 소재에 대한 획기적인 발전을 의미합니다. Baosteel은 0.20mm와 0.18mm 고투과성 방향성 규소강을 동시에 대량 공급할 수 있는 세계 최초의 생산업체가 되었습니다.

 

앞으로 Baosteel은 0.20mm 및 0.18mm 박형 방향성 규소강의 생산 능력을 지속적으로 확장하고, 제품 일관성과 표면 품질을 더욱 개선하며, 철 손실이 더 낮고 자기 유도가 더 높은 차세대 제품 개발을 가속화하여 지속적인 변압기 효율성 업그레이드를 위한 더 강력한 소재 지원을 제공할 것입니다.

 

 

지니 스틸는 Baosteel 방향성 규소강의 공인 유통업체로서 B18R065 및 B20R070을 포함한 모든 범위의 얇은 게이지 고투과성 등급의 장기 재고를 유지합니다. 전문적인 기술 지원을 바탕으로 슬리팅, 샤링 및 기타 가공 서비스를 제공합니다. 우리는 모든 변압기 제조업체가 우리 시설에 문의하거나 방문하는 것을 환영합니다. 우리는 고품질의 제품과 만족스러운 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.

 

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