非晶合金油浸式變壓器的工作原理，核心基于電磁感應定律，同時結合了“非晶合金鐵芯的低損耗特性”與“變壓器油的冷卻/絕緣作用”，是傳統(tǒng)油浸式變壓器在鐵芯材料上的優(yōu)化升級，具體可拆解為4個關鍵環(huán)節(jié)：

　　一、基礎原理：電磁感應(與普通變壓器一致)

　　變壓器的核心功能是“電能傳遞與電壓變換”，其底層邏輯依賴互感現(xiàn)象，具體過程如下：

　　1. 原邊繞組(一次側)：電能→磁能

　　當原邊繞組接入交流電網(wǎng)時，交流電會在繞組中產(chǎn)生交變電流。根據(jù)安培定則，交變電流會在鐵芯中激發(fā)一個交變磁場(磁場方向隨電流方向周期性變化，頻率與電網(wǎng)頻率一致，如我國50Hz)。

　　2. 鐵芯：磁場的“傳導路徑”

　　鐵芯的作用是集中并傳導交變磁場(減少磁場泄漏)，確保大部分磁通量能穿過副邊繞組。非晶合金鐵芯的特殊材料屬性，正是在這一步實現(xiàn)了“低損耗”優(yōu)化(見下文第二點)。

　　3. 副邊繞組(二次側)：磁能→電能

　　根據(jù)法拉第電磁感應定律，穿過副邊繞組的交變磁場會在副邊繞組中感應出交變電動勢。若副邊繞組接入負載(如電機、燈具等)，則會形成感應電流，實現(xiàn)電能從原邊到副邊的傳遞。

　　4. 電壓變換規(guī)律

　　原、副邊的輸出電壓比，等于兩者的繞組匝數(shù)比，公式為：

　　U?/U? = N?/N?

　　(U?=原邊電壓，U?=副邊電壓;N?=原邊匝數(shù)，N?=副邊匝數(shù))

　　例如：原邊匝數(shù)是副邊的10倍，若原邊接入10kV高壓，則副邊可輸出1kV低壓，實現(xiàn)“高壓變低壓”。

　　二、核心優(yōu)化：非晶合金鐵芯的“低鐵損”原理

　　非晶合金油浸式變壓器與傳統(tǒng)油浸式變壓器(硅鋼片鐵芯)的核心差異，在于鐵芯材料——非晶合金的原子排列為“無序非晶體結構”(區(qū)別于硅鋼片的“有序晶體結構”)，這一特性使其在磁場變化時的鐵損(鐵芯損耗)大幅降低，具體體現(xiàn)在兩點：

　　1. 低磁滯損耗

　　磁滯損耗是鐵芯在交變磁場中“反復磁化”時，因磁疇(磁性單元)翻轉產(chǎn)生的能量損耗。非晶合金的原子無序排列無“晶粒邊界”，磁疇翻轉時的阻力遠小于硅鋼片，因此磁滯損耗僅為傳統(tǒng)硅鋼片的1/3~1/5。

　　2. 低渦流損耗

　　交變磁場會在鐵芯內部感應出“渦流”(環(huán)形電流)，渦流流經(jīng)鐵芯電阻會產(chǎn)生熱量(渦流損耗)。非晶合金的電阻率比硅鋼片高2~3倍，且通常制成極薄的帶狀(厚度僅0.02mm左右)，可大幅削弱渦流的產(chǎn)生，進一步減少損耗。

　　→ *終效果：非晶合金鐵芯使變壓器在空載或低負載時的總損耗顯著降低(空載損耗可降低50%以上)，更適用于電網(wǎng)中“長期輕載運行”的場景(如居民小區(qū)、商業(yè)樓宇配電)。

　　三、關鍵支撐：變壓器油的“冷卻+絕緣”作用

　　“油浸式”的核心是通過變壓器油(礦物油或合成油)實現(xiàn)兩大功能，保障變壓器穩(wěn)定運行：

　　1. 散熱冷卻：帶走損耗熱量

　　變壓器運行時，會產(chǎn)生兩類損耗：① 鐵芯的鐵損(前文所述);② 繞組的銅損(電流流經(jīng)繞組電阻產(chǎn)生的熱量)。這些損耗最終轉化為熱量，使鐵芯和繞組溫度升高。

　　冷卻過程為：

　　熱量先傳遞給變壓器油，使油受熱膨脹、密度降低;

　　熱油自然上升至油箱頂部的散熱器(或強制循環(huán)系統(tǒng))，通過散熱器與空氣接觸，將熱量散發(fā)到環(huán)境中;

　　冷卻后的油密度增大，沿油箱壁下降，回到鐵芯和繞組周圍，形成循環(huán)散熱，確保變壓器溫度控制在允許范圍(通常頂層油溫不超過95℃)。

　　2. 絕緣保護：隔絕導電部件

　　變壓器油的絕緣性能遠優(yōu)于空氣，可填充鐵芯、繞組與油箱之間的空隙，隔絕各導電部件(如不同繞組、繞組與油箱)，防止出現(xiàn)漏電或擊穿短路，同時還能保護鐵芯和繞組的金屬表面，減緩氧化腐蝕。

　　四、輔助環(huán)節(jié)：關鍵部件的協(xié)同作用

　　除核心的“電磁感應低鐵損油冷卻”外，以下部件確保變壓器安全、穩(wěn)定工作：

　　分接開關：通過調節(jié)原邊繞組的匝數(shù)，微調副邊輸出電壓，補償電網(wǎng)電壓波動(如電網(wǎng)電壓升高時，減少原邊匝數(shù)，使副邊電壓保持穩(wěn)定)。

　　油箱與儲油柜：油箱容納鐵芯、繞組和變壓器油;儲油柜(油箱頂部的小油箱)用于補償油體積的熱脹冷縮，防止油箱變形，并隔絕空氣(減少油的氧化和水分混入)。

　　瓦斯繼電器：油浸式變壓器的核心保護裝置，當變壓器內部發(fā)生故障(如短路、絕緣擊穿)時，會產(chǎn)生氣體或油流沖擊，瓦斯繼電器觸發(fā)報警或跳閘，切斷電源。

　　絕緣紙/紙板：與變壓器油配合，包裹在繞組外層，進一步增強繞組的絕緣性能，防止繞組間或繞組與鐵芯間的短路。

　　總結：非晶合金油浸式變壓器的核心優(yōu)勢原理

　　它本質是“傳統(tǒng)電磁感應原理”+“非晶合金低鐵損材料”+“變壓器油冷卻絕緣”的結合體，核心優(yōu)勢源于：

　　1. 非晶合金鐵芯大幅降低鐵損(尤其空載損耗)，提升運行效率;

　　2. 油浸冷卻能有效帶走熱量，適應中大容量場景(比干式變壓器散熱能力更強);

　　3. 變壓器油的絕緣作用，使設備絕緣性能更可靠，使用壽命更長。

　　因此，它廣泛應用于10kV/35kV配電網(wǎng)中，尤其適合對能效要求高、需要長期運行的場合(如城市電網(wǎng)、工業(yè)園區(qū)配電)。