中國冶金報社
記者 趙萍 攝影報道
圖為會場
當前，我國固態變壓器的研發與國際同步，正是抓住機遇、大力發展、進而搶占先機的關鍵期。5月15日，來自國內科研院所、高等院校、龍頭企業、行業協會等的專家齊聚江蘇鹽城，帶著各自團隊的最新研究成果，圍繞非晶納米晶鐵心在固態變壓器中應用的關鍵技術熱點話題進行了深入交流探討。
固態變壓器（SST）是一種基于半導體器件（如MOSFET、IGBT）實現電能變換的電力設備。其通過高頻電磁感應技術替代傳統鐵芯線圈結構，能夠靈活調節電壓、頻率和功率特征，具有高能量轉換效率、體積小、重量低、噪聲小、可集成智能控制功能等核心優勢，其的研發和突破是新型電力系統實現大力發展的關鍵技術支撐。
從材料革新的角度看，非晶納米晶具有非晶相提供高電阻率降低渦流損耗、納米晶相賦予優異軟磁性能的“雙重性格”，使得其在同等磁密條件下，較其他磁性材料在固態變壓器上的應用優勢更明顯。
會議透露，通過非晶納米晶材料替代傳統鐵氧體等軟磁材料，可降低固態變壓器30%的制造成本并減少碳排放，預計到2030年，將為全球能源系統年節電超500億千瓦時，是推動綠色能源轉型的關鍵技術之一。目前，國內已生產出厚度在12微米以下的極薄納米晶材料，損耗相較常規納米晶可進一步降低超50%。可見，對非晶納米晶鐵心的研發突破有望進一步推動新型電力系統所需材料的變革。
從技術突破的角度看，固態變壓器是一種高頻化的電力電子變換設備，因此高頻隔離變壓器是固態變壓器的核心組件，其關鍵技術瓶頸包括容量小、損耗密度高、大容量電池設計難等，系統復雜且成本較高。而在高頻變壓器領域，非晶納米晶具有更穩定的溫度特性，適用于高溫運行的高頻變壓器，要注意做好熱管理。同時，非晶納米晶可實現更大尺寸的鐵心制造，在同等設計磁密下具有更高的功率密度，符合大容量、緊湊型電力電子裝備發展趨勢。
會議介紹，傳統鐵氧體在10千赫茲頻段的損耗是非晶材料的3倍以上，目前國內已開發出損耗僅5.6萬瓦特/千克的20厘米寬幅鐵心，在保持超低損耗的同時，破解了寬幅材料應力分布不均導致磁疇畸變的難題。與此同時，雄安新區、張家口冬奧示范工程等的應用也印證了非晶納米晶鐵心在高頻工況下的穩定性優勢。
從標準引領的角度看，目前國內已有團隊主導制定電力電子變壓器國際標準，且已進入最終審議階段。標準意味著產業主導權，這是我國首次在該領域掌握標準制定權。會議還介紹，國內有團隊正在推進的《柔性直流系統用中高頻隔離變壓器技術規范》填補了國內空白，明確10千赫茲以上頻段損耗限值比歐盟現行標準嚴格15%。
從應用拓展的角度看，當前，非晶鐵心變壓器已突破單機10兆伏安容量極限，國內某團隊用其研發的三相變壓器將用于新疆一光伏項目，比傳統方案可減少占地60%。在軌道交通領域，3千赫茲非晶牽引變壓器使深圳地鐵16號線能耗下降7.2%，噪音降低12分貝。更值得關注的是海上風電應用。目前正在測試的深海變壓器采用環氧真空澆注技術，在鹽霧腐蝕環境下絕緣壽命提升3倍，為深遠海風電直流送出提供了關鍵裝備支撐。
總的來看，材料突破正在重構電力裝備技術路線。非晶納米晶鐵心不僅推動固態變壓器升級，更為氫能電解、磁懸浮供電等新興領域提供基礎材料支撐。隨著“雙碳”目標大力推進，我國高頻變壓器市場規模預計在2030年將達1200億元，非晶納米晶將進入重要發展機遇期。
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首屆固態變壓器非晶納米晶鐵心關鍵技術研討會召開
中國冶金報社
記者 趙萍 攝影報道
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5月15日，首屆固態變壓器非晶納米晶鐵心關鍵技術研討會在江蘇鹽城召開。
會議介紹，大功率非晶納米晶高頻變壓器憑借其高頻高效、體積小、重量輕等優勢，能顯著提升電能轉換效率（如光伏逆變器效率超99%）、縮短充電時間（支持800伏高壓快充），并適配未來超導技術和人工智能協同需求，在新能源汽車快充、可再生能源轉換、工業節能、智能電網等領域具有重要應用前景。值得一提的是，非晶納米晶固態變壓器通過其獨特的材料特性實現節能，不僅在高頻下磁芯損耗比傳統硅鋼降低60%～80%，空載損耗減少40%以上，還通過納米晶帶材的高磁導率使變壓器效率提升至98.5%，特別適合新能源電站的間歇性供電場景。
會上，中國電器工業協會副秘書長郝軍致辭，中國電力科學研究院有限公司研究室主任楊富堯、中國電器工業協會非晶合金材料應用分會秘書長張華等10位專家做主旨報告。太原科技大學副教授陳哲、畢普拉斯總工程師霍利山分別主持上、下午的會議。
在主旨報告環節，楊富堯、清華大學直流研究中心電氣室主任崔彬、哈爾濱工業大學電力電子與電力傳動研究所副所長李彬彬、霍利山、陳哲、青島云路深圳研究院副院長郭軒、華中科技大學博士生王震宇、西安交通大學博士生劉占磊、三峽通大學博士生黃紫維、張華分別就非晶納米晶固態變壓器設計技術、最新研究進展、應用優勢、技術挑戰、發展方向等內容進行了分享。
此次會議由中國電器工業協會非晶合金材料應用分會主辦，特變電工股份有限公司新疆變壓器廠、非晶中國大數據中心、鹽城碧姆帝新材料科技有限公司協承辦，來自非晶納米晶上下游相關領域的科研院所、高等院校、生產企業等的150余代表參加。
