Liga metálica amorfa para uso em transformador para distribuição

Fonte:JASE-W Tecnologias e Produtos Energéticos Inteligentes Japoneses
http://www.jase-w.eccj.or.jp/technologies-p/index.html
Palavra-chave
material ou parte
Y1
Z4
eletricidade
E29
máquinas elétricas
Hitachi, Ltd./Hitachi Metals, Ltd.
Liga metálica amorfa para uso em transformador
para distribuição eficiente de energia
Features
Características
Aplicação principal, utilização, versatilidade: Transformadores para distribuição eficiente de energia
(imerso em óleo, seco, moldado)
Eficiência energética e conservação de energia: O transformador amorfo contribui para a redução da
perda de energia na rede de distribuição de força por ter uma pequena perda sem carga (equivalente à
energia de prontidão) correspondente a cerca de 1/3 da perda sem carga de um transformador de aço
elétrico com orientação granular e laminação a frio. Ele contribui também para a redução de CO2 na
geração de energia pois utiliza a força elétrica eficientemente.
Resistência intempéries,durabilidade, etc.: Nenhuma inferioridade comparada a chapa orientada pelo
aço eletromagnético.
Vantagem no preço e originalidade: O custo inicial é maior comparado ao tipo de transformador
convencional utilizado na chapa orientada eletromagnética, porém o custo operacional será menor,
devido a pouca perda de potência elétrica, fazendo com que o Custo do Ciclo de Vida (Life Cycle Cost)
do transformador amorfo seja menor*2 .
Facilidade na aquisição de materiais: Está sendo produzido em massa na Fábrica Yasugi da Hitachi
Metals Metglas® e companhias de US Metglas®*3（100% são filiais da nossa empresa）.
*1: De acordo com a Notícia de Desenvolvimento de Tecnologia No.129/2008-1
(http://www.chuden.co.jp/resource/corporate/news_129_N12913.pdf) do Chubu Electric Power
*2: Referência: LOT 2: Distribution and power transformers Draft Tasks 1 – 7 Report Figura 6-2
http://www.ebpg.bam.de/de/ebpg_medien/entr2/402_studyf_11-01_part1-7.pdf#search='
LOT%202:%20Distribution%20and%20power%20transformers%20Draft%20Tasks%201%20–%207,%20Jan%202011'
*3: Metglas®: Marca registrada comercial da Metglas®
Basic Concept
orPrincípios
Summary
Descrição
Geral ou
do Sistema
Características da liga metálica amorfa (amorfa)
Aço silício laminado com grão orientado
(estrutura cristalina)
・Arranjo atômico regular
→ Anisotropia magnética morfa
→ Taxa baixa de resistividade
elétrica
・Espessura da chapa
(0,23-0,35mm)
→ 10 vezes a espessura da
chapa liga metálica amorfa
Liga metálica amorfa
・Arranjo atômico irregular
→ Pouca anisotropia magnética morfa
→ Resistividade elétrica 2 vezes superior
à chapa de aço laminado de grão
orientado na resistividade elétrica do
aço
・Espessura da chapa (0,025mm)
→ 1/10 de espessura da chapa aço silício
1/3 da perda sem carga da chapa aço silício
Comparação das propriedades magnéticas do núcleo amorfo e núcleo de aço silício（50Hz）
para transformador
A perda sem carga do núcleo amorfo é aproximadamente 1/3 ao núcleo de aço silício
1,0
0,9
Perdas do núcleo (W/kg)
E-06
0,8
0,7
23P100
Chapa de aço
silício
0,6
0,5
0,4
Metglass® 2605SA1
Amorfo
0,3
0,2
Novo material
Metglas® 2605HB1M
Amorfo
0,1
0,0
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
Indução (T)
1,6
1,7
1,8
Efeitos de Economia de Energia e Itens Específicos
E-06
Metglas®, nosso material metálico do amorfo, SA1 e HB1M são úteis para economizar energia e reduzir
CO2 pela excelente suavidade magnética reduzidas em grande perda quando transformada em
eletricidade comparando com o transformador de aço silício.
Pouca da perda sem carga no transformador, cerca de 1/3 em relação à chapa magnética orientada do
aço silício.
Realizou a produção em massa da chapa fita de amorfa de alta confiança pela excelente tecnologia de
fundição e moldagem.
E, tornou-se possível a minimização do tamanho do transformador amorfo utilizando novo material de
Metglas® 2605HB1M com alta densidade de fluxo de saturação magnética.
’69
(’70-’81)
‘77&’99
(’82-’05)
’05
(’06-’09)
JIS C4304 transformador de aço silício
Padrão de
transformador
amorfo
* Capacidade padrão próxima a capacidade média do transformador
imerso ao óleo para consumo público com base no resultado da
pesquisa feita pela Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd.
Comparação da perda de cada transformador
sem carga
Total da Perda sem carga (MW)
Perda sem carga (W)
Estimativa da economia de energia devido
ao transformador amorfo
1,434
1.434
1.600
1,600
1,400
1.400
1,200
1.200
1,000
1.000
800
600
400
200
0
Mold type
Oil type
224
1,123
1.123
1,210
1.210
Transformador de
mold
Transformador
imerso ao óleo
311
54
257
Situação atual
2009
(2009)
Amortização total
All AMT
1. Efeitos do caso de substituir todos os transformadores de
uso geral por transformadores amorfos:
1) Efeito de redução das perdas no núcleo: 1.123 MW → 9,8 bilhões de kWh/ano
(Corresponde a 1,1% da demanda nacional de energia elétrica em 2009, de 858,5 bilhões de kWh/ano.)
2) Efeito de redução do custo de energia elétrica: 107,8 bilhões de ienes/ano*
3) Efeito de redução da emissão de CO2: 4,1 milhões de ton CO2/ano**
(Corresponde a 0,34% da emissão total nacional em 2009, de 1,209 bilhões de ton CO2/ano.)
2. Efeitos do caso de substituir
os transformadores da rede de
distribuição aérea de energia por transformadores amorfos:
1) Efeito de redução das perdas no núcleo: 409 MW → 3,6 bilhões de kWh/ano
(Corresponde a 0,42% da demanda nacional de energia elétrica em 2009, de 858,5 bilhões de kWh/ano.)
2) Efeito de redução de emissão de CO2: 1,49 milhões de ton CO2/ano**
(Corresponde a 0,12% da emissão total nacional em 2009, de 1,209 bilhões de ton CO2/ano.)
Implementações Realizadas ou Previstas
*Preço da eletricidade para o cálculo: ¥11/kWh
**Fator de emissão da Instalação (2009) para o cálculo: 0,412 kg - CO2/kWh
–
JAPÃO
EXTERIOR
Canadá: 3.100
Polônia: 320
E.U.A.: 56.000
Itália: 1.100 China: 185.000
México: 13.000
Índia: 48.000
Coréia do Sul: 11.000
Japão: 22.000
Taiwan: 6.700
Filipinas: 2.200
Brasil: 1.600
África do Sul: 100
Unit :
Unidade:
MVA (Milhão de VA)
■
■Mercado
Desenvolvido
■
■Mercado
em Desenvolvimento
Capacidades Instaladas dos Transformadores Amorfos, por País, ao final de 2013
(Estimada pela Hitachi Metals)
A capacidade de transformação difere em cada país.
Contato:
Hitachi Metals, Ltd.,
Sales Department, Soft Magnetic Materials Business Unit, High-Grade Metals Company
North Wing, Seavans, 1-2-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo 105-8614
Tel: +81-3-5765-4054 / Fax: +81-3-5765-8313
http://www.hitachi-metals.co.jp/
http://www.metglas.com/