1 鐵芯損耗的控制
變壓器損耗中的空載損耗，即鐵損，主要發生在變壓器鐵芯疊片內，主要是因交變的磁力線通過鐵芯產生磁滯及渦流而帶來的損耗。
在1900年左右，經研究發現在鐵中加入少量的矽或鋁可大大降低磁路損耗，增大導磁率，且使電阻率增大，渦流損耗降低。經多次改進，方用0．35mm厚的矽鋼片來代替鐵線製作變壓器鐵芯。
近年來世界各國都在積極研究生產節能材料，變壓器的鐵芯材料已發展到現在最新的節能材料——非晶態磁性材料2605S2，非晶合金鐵芯變壓器便應運而生。使用2605S2製作的變壓器，其鐵損僅為矽鋼變壓器的1/5，鐵損大幅度降低。
2 METGLAS2605S2
非晶態合金早在太陽能電池領域已有了飛躍發展。在80年代迅速套用於磁性材料領域，美國阿拉伊特公司長期從事非晶態材料的研究，以METGLAS為品名。1979年已研製出具有實用價值的2605SC，其材料成份為Fe81B13．5Si3．5C2。該公司在1981年又試製成功非晶態磁性2605S2，化學成份為：Fe78B13Si9，與最初的2605SC相比，降低了磁通密度，改善了熱穩定性，降低了鐵損，兩者性能比較見表1所示。非晶態合金是無晶料原子結構，一個個原子無規則的分布在材料的基體中，並能迅速冷卻而出現玻璃狀成份。典型的非晶態合金含80%的鐵，而其它成份是硼和矽。非晶態合金有很多生產方法，但最常見的是把熔化的金屬蒸汽噴在高速鏇轉的銅繞線架上，熔化的金屬以106℃/s的速率冷卻並固化成薄肋狀；因淬火形成的高內應力必須用200℃～280℃之間的退火來減小，以便成為好的磁特性材料。
變壓器鐵芯噪音，其中很重要的原因與鐵芯材料的磁致伸縮有關，非晶態鐵芯與矽鋼鐵芯有著顯著不同，見圖所示。
3 非晶合金鐵芯變壓器
美國麻省理工學院於1979年採用2605SC製作了15kVA的乾式變壓器。日本於1981年7月採用2605S2試製了10kVA的變壓器，再於1982年8月試製了30kVA的高壓油浸變壓器，1983年2月又試製了35kVA三相五柱式模型變壓器作研究對象。我國在80年代初期進行對非晶態合金變壓器的研究，並於1986年由上海變壓器廠研製了30kVA的非晶態鐵芯變壓器。90年代非晶鐵芯變壓器的研發已進入實用階段，國內數廠家相繼引進國外技術，生產出較大容量的非晶鐵芯變壓器。3．1 非晶合金鐵芯變壓器的構成
（1）變壓器鐵芯均為三相五柱式兩行矩形排列，在兩個旁柱中流過零序磁通，磁通不經過箱體，不產生髮熱的結構損耗，使變壓器能滿足低噪聲、低損耗；（2）高低壓線圈均為矩形的銅繞組，當線圈偶然發生短路時，能適應較大的機械應力破壞，線圈不產生變形；
（3）箱體採用冷軋鋼板製成的片狀散熱器，高低壓套管的上方加裝防冰雹、防塵、防雨罩，其引線無導體裸露，可用電纜接線，全絕緣保護；
（4）變壓器熱循環油填充矽油，箱體全密封，20年內免維護，且可適應高溫場所。
3．2 非晶合金鐵芯變壓器的規格
（1）容量：30kVA～1600kVA，電壓6kV～10kV/0．4kV/0．22kV，聯結組標號為Y·yn0，D·yn11；（2）空載損耗、負載損耗、阻抗電壓、主絕緣均符合GB/T6451－1995的技術要求。
4 非晶合金鐵芯變壓器的節能效果
非晶合金鐵芯變壓器，具有低噪音、低損耗等特點，其空載損耗僅為常規產品的1/5，且全密封免維護，運行費用極低。S7系列變壓器是1980年後推出的變壓器，其效率較SJ、SJL、SL、SL1系列的變壓器高，其負載損耗也較高。80年代中期又設計生產出S9系列變壓器，其價格較S7系列平均高出20%，空載損耗較S7系列平均降低8%，負載損耗平均降低24%，並且國家已明令在1998年底前淘汰S7、SL7系列，推廣套用S9系列。非晶合金鐵芯變壓器SH12系列的空載損耗較S9系列降低75%左右，但其價格僅比S9系列平均高出30%，其負載損耗與S9系列變壓器相等。下面僅對其節能效果與投資效益做一計算實例。
4．1 節能變壓器的計算公式
（1）有功損耗：ΔP=P0+KTβ2PK（1）（2）無功損耗：ΔQ=Q0+KTβ2QK（2）
（3）綜合功率損耗：ΔPZ=ΔP+KQΔQ（3）
Q0≈I0%SN，QK≈UK%SN
式中：Q0——空載無功損耗（kvar）
P0——空載損耗（kW）
PK——額定負載損耗（kW）
SN——變壓器額定容量（kVA）
I0%——變壓器空載電流百分比。
UK%——短路電壓百分比
β——平均負載係數
KT——負載波動損耗係數
QK——額定負載漏磁功率（kvar）
KQ——無功經濟當量（kW/kvar）
4．2 計算條件
（1）取KT=1．05；（2）變壓器容量SN=800kVA聯結組別為Y·yno；
（3）對城市電網和工業企業電網的6kV～10kV降壓變壓器取系統最小負荷時，其無功當量KQ=0．1kW/kvar；
（4）變壓器平均負載係數，對於農用變壓器可取β=20%；對於工業企業，實行三班制，可取β=75%，以下按這兩種情況計算；
（5）變壓器（800kVA）價格為S7=76000元，S9=91000元，SH12=118300元；
（6）變壓器運行小時數T=8760h，最大負載損耗小時數：t=5500h；
（7）電費按綜合電費0．60元/kWh（未按兩部電價計算方法）；
（8）變壓器空載損耗P0、負載損耗PK、I0%、UK%，見表2所示。
4．3 計算實例
根據計算公式及計算條件，按β=20%和β=75%兩種情況分析，計算過程及結果見表3所示。4．4 投資價差回收年限
投資價差回收年限，一般有兩種計算方法：（1）靜態投資回收期：不考慮投資的貨幣時間價值，計算公式：=；
（2）動態投資回收期：考慮投資的貨幣時間價值，將現在投資及未來收益均以資金的折現率折為現值。此法計算複雜，要涉及通貨膨脹率、資金銀行利率、折現率等，因此不確定因素多。在此建議不採用此法，則宜採用靜態投資回收期。
SN=800kVA的SH12較S7多投資：
ΔCS7=118300－76000=42300元
SH12較S9多投資：
ΔCS9=118300－91000=27300元
在β=20%時，多投資的回收年限為：
TS7===4．49（年）
TS9===3．79（年）
在β=75%時，多投資的回收年限為：
T'S7===2．59（年）
T'S9===3．79（年）
其它容量的SH12較S7，S9多投資回收年限計算，均可採用上述計算方法及步驟。
5 節能變壓器的結論
國家計委節能局在1983年頒布實施的《關於節約能源基本建設項目可行性研究的暫行規定》中指出：計算投資回收年限一般不應超過5年，最長不超過7年，做為權衡投資與節能效益的政策規定。根據以上計算結果，可得出如下結論：
（1）SH12較S7，S9多投資的部分均在政策規定的年限內收回，因此目前推廣套用SH12符合節約能源的國家政策導向；
（2）在農村地區一般情況下平均負載率為15%～20%，SH12較S7多投資回收年限稍長，但較S9多投資的回收年限較短，說明在農村地區權衡SH12、S9的投資及節能效益時，應做出推廣套用SH12代替S9的決策；
（3）在工礦企業中，實行三班制，負載率一般在50%～80%，SH12多投資的回收年限較農村地區短，其投資效益更加顯著；
（4）廣泛推廣套用非晶合金鐵芯變壓器，無論是在農村地區的農網改造，還是在廠礦企業，尤其是在新建的配電室變電站中，建議均應採用SH12，如一次性投資到位，可避免短期的重複投資。
6 產品說明
薩頓斯電氣，節能中國。本公司自主研發生產的節能變壓器是一種調零自耦變壓器，可以不斷電調整輸出電壓。它被廣泛用於動力節能設備、照明節能設備中，節能效益明顯大幅度提高。7 技術參數
額定電壓：高壓側10KV、低壓側0.4KV
輔助迴路：220V、380V
額定頻率：50Hz
變壓器額定容量：1250KVA及以下
工頻耐壓：42KV(對地)，48KV(斷口)
衝擊耐壓：75KV(對地)，85KV(斷口)
品牌：薩頓斯
8 結構特徵
1.節能變壓器系框架結構，用型鋼經熱鍍鋅防腐處理而成，框架外蒙不鏽鋼板，並噴漆處理，抗腐蝕能力強；箱頂為又層結構，夾層中設有石棉材料，能有效地降低太陽輻射溫度；
2.為保證箱式變在高溫季節的安全運行，在節能變壓器室低壓室除採用自然通風散熱外，還設有隨溫度變化而自動投切的溫控通風裝置；
3.本系列產品適用於交流50Hz，工作電壓500V以下。該系列節能變壓器絕緣耐熱等級為F級；
4.節能變壓器鐵心為冷軋取向優質矽鋼片迭積而成，線圈結構採用圓筒、橢圓筒和矩形筒式。體積小，性能優，安全可靠；
5.產品製作按國家機械部標準JB/T8750-1998生產。
9 節能變壓器滿足五防要求
1.負荷開關合閘時，前門板無法打開；2.負荷開關分閘時，絕緣隔板插入，前門板可以打開，同時節能變壓器室左右網門方可打開；
3.節能變壓器室左右網門、高壓櫃前門關好後，抽出插板，負荷開關方可合閘；
4.雙電源進線方案中，兩台負荷開關之間高有程式聯鎖，確保單台供電，同時，每台開關與該進線櫃前門，節能變壓器室左右網站均有程式聯鎖；
5.沒有高壓櫃的方案中，高壓電纜進線間隔網門與節能變壓器室左右網門採用統一鑰匙的掛鎖，確保全全供電。
10 性能特點
1.箱體大門門鎖一律採用具有防堵、防鏽蝕的暗鎖；2.箱體防護等級達IP20，防雨性能好；
3.節能變壓器室設軌道及變壓器小車，便於安裝和維護；
4.高低壓室均有櫃體，並設有隨門開閉而自動分合的照明裝置，以方便維修；
5.高壓開關櫃可選用HXGN型、Safering/Plus型、FBA型、RM6型開關櫃。
11 訂貨要求
註明型號，輸出電流，輸入、輸出電壓，相數，三相需註明三相一體或三相單體(由三個單相接線組合)，使用環境溫度(標準40℃)，是否需要其他條件。
