2.2. Выбор марки стали и вида изоляции пластин

Материалом для магнитной системы силового трансформатора служит электротехническая холоднокатаная анизотропная тонколистовая сталь, главным образом марок 3404, 3405, 3406, 3407 и 3408 по ГОСТ 21427.1-83, поставляемая в рулонах. Применение холоднокатаной стали марок 3411, 3412 и 3413 по ГОСТ 21427.1-83 для основных серий трансформаторов не практикуется, но не исключено использование этой и горячекатаной стали марок 1511, 1512, 1513 для электрических реакторов, выпускаемых трансформаторными заводами.

Современная холоднокатаная электротехническая сталь, используемая в силовых трансформаторах, поставляется в рулонах с шириной 650, 750, 800, 860 и 1000 мм и толщиной 0,35, 0,30 и 0,27 мм при массе рулона не более 5000 кг или в листах тех же толщин с размерами 650-750—800—860Х1500 и 1000X2000 мм. Применение листовой стали не рекомендуется, поскольку существенно усложняет технологию заготовки пластин и увеличивает количество отходов стали. Сталь обычно поставляется с нагревостойким электроизоляционным покрытием с толщиной на одной стороне не более 5 мкм, нейтральным по отношению к трансформаторному маслу при 105 °С и маслостойким при 150 °С, сохраняющим электроизоляционные свойства после нагрева до 800° С в течение 3 ч в нейтральной атмосфере или после

выдержки при температуре 820 ± 10°С в течение 3 мин на воздухе. Плотность холоднокатаной стали 7650 кг/м3, удельное электрическое сопротивление 0,50 мкОм-м. (Плотность горячекатаной стали марок 1511, 1512, 1513, 1514 - 7550 кг/м3, удельное электрическое сопротивление 0,60 мкОм-м).

Обозначения марок холоднокатаной стали расшифровываются следующим образом: первая цифра 3 - класс по структурному состоянию и виду прокатки - холоднокатаная анизотропная с ребровой структурой, вторая цифра 4-класс по содержанию кремния - свыше 2,8 до 3,8% включительно; третья цифра - 1 или 0 - группа по основной нормируемой характеристике согласно примечанию к табл. 2.1; четвертая цифра от 1 до 8 - порядковый номер марки стали с улучшением магнитных свойств по мере возрастания этого номера.

Сталь различают также по точности прокатки по толщине-Н-нормальной точности и П — повышенной точности, по ширине — нормальной и повышенной точности — Ш, а также и по виду покрытия — с электроизоляционным нагревостойким покрытием — ЭТ, с покрытием, не ухудшающим штампуемость, — М (мягкое) и без электроизоляционного покрытия — БП.

В качестве примера обозначения можно привести следующее: Рулон 0,35ХЮОО-П-ЭТ-3404, ГОСТ 21427.1-83, что обозначает: рулонная сталь толщиной 0,35, шириной 1000 мм, повышенной точности прокатки, с электроизоляционным нагревостойким покрытием, марки 3404 по ГОСТ 21427.1-83.

Магнитные свойства современной холоднокатаной электротехнической стали по ГОСТ 21427.1-83 приведены в табл. 2.1.

Холоднокатаная электротехническая сталь прокатывается в горячем состоянии до толщины 3,0 - 2,5 мм и затем в холодном состоянии до нормированной толщины 0,50 - 0,27 мм. Благодаря прокатке в холодном состоянии сталь получает определенное упорядоченное взаимное расположение и ориентировку микрокристаллов - текстуру, вследствие чего создается анизотропия магнитных свойств стали, т. е. различие магнитных свойств в разных направлениях в листе.

В несколько идеализированном виде микроструктура холоднокатаной стали может быть представлена в виде совокупности элементарных кристаллов кубической формы, расположенных так, что их диагональные сечения располагаются в плоскости листа, а ребра куба в этих сечениях параллельны направлению прокатки стали, как это показано прямоугольником ABCD на рис. 2.13. Наименьшие удельные потери и наибольшую магнитную проницаемость при заданной магнитной индукции холоднокатаная сталь имеет в направлении, параллельном ребрам куба АВ или CD, т. е. в направлении прокатки. Это направление называется осью легкого намагничивания – ось 1 на рис. 2.13 [7].

Существенно худшие магнитные свойства сталь имеет в направлении диагонали грани куба АD, т.е. в направлении, перпендикулярном направлению прокатки. Это направление называется осью среднего намагничивания - ось 2. Наихудшие магнитные свойства холоднокатаная сталь имеет в направлении диагонали диагонального сечения куба АС - оси трудного намагничивания - 3, направленной под углом 55° к направлению прокатки.

Таблица 21 Магнитные свойства холоднокатаной электротехнической стали

 по ГОСТ 21427.1-83, применяемой в силовых трансформаторах

Толщина, мм	марка	Удельные потери р, Вт/кг, при f = 50 Гц и В, Тл, не более		Магнитная индукция В, Тл, при напряженности магнитного поля, А/м, не менее
		1, 5/50	1,7/30	100	2500
0,35	3411	1,75	(2,50)	-	1,75
	3412	1,50	(2,20)	-	1,80
	3413	1,30	(1,90)	-	1,85
	3404	(1,10)	1,60	1,60	-
	3405	(1,03)	1,50	1,61	-
	3406		1,43	1,62	-
	3407	-	1,36	1,72*
	3408		1,30	1,74*
0,30	3404	(1,03)	1,50	1,60	-
	3405	(0,97)	1,40	1,61	-
	3406		1,33	1,62	-
	3407	-	1,26	1,72*	-
	3408	-	1,20	1,74*	-
0,27	3405	(0,95)	1,38	1,61	-
	3406 3407	(0,89)	1,27 1,20	1,62 1,72*	-
	3408	-	1,14	1,74*	-

Примечания:

1.     Для стали марок 3411, 3412 и 3413 (группа I)—основными нормируемыми показателями являются удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл и частоте 50 Гц и магнитная индукция при напряженности магнитного поля 2500 А/м, для стали марок 3404, 3405, 3406, 3407 и 3408 (группа 0) — удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц и магнитная индукция при напряженности магнитного поля 100 А/м.