سیستم های برق ستون فقرات جامعه مدرن را تشکیل می دهند، جایی که کارایی و قابلیت اطمینان در اولویت هستند. ترانسفورماتورها به عنوان اجزای حیاتی در این سیستم ها، وظایف اساسی تبدیل ولتاژ را انجام می دهند.با بهره وری آنها که به طور مستقیم بر تلفات انرژی و هزینه های عملیاتی شبکه تاثیر می گذارددر سال های اخیر، ترانسفورماتورهای فلزی بی شکل (AMT) به عنوان جایگزینی بالقوه برای ترانسفورماتورهای فولادی سیلیکونی گرا (CRGO) سنتی ظاهر شده اند.به خصوص در بازارهای مانند چین و هندبا این حال، کشورهای توسعه یافته در اروپا و آمریکای شمالی رویکردی محتاطانه تری نسبت به پذیرش AMT اتخاذ کرده اند.این مقاله چالش ها و ملاحظات مربوط به فناوری AMT را از طریق لنز مبتنی بر داده بررسی می کند.

AMT ها از فلزات فرومغناطیسی آمورف استفاده می کنند که با مقاومت بالا و ساختارهای فولیک فوق العاده نازک مشخص می شوند که به طور قابل توجهی از دست دادن هیسترز و جریان گرد و غبار را کاهش می دهند.به ویژه در شرایط بدون باردر مقایسه با ترانسفورماتورهای CRGO، AMT چندین مزیت قابل اندازه گیری را ارائه می دهد:

مدل های نظری نشان می دهد که AMT می تواند از دست دادن هسته را تا 75٪ کاهش دهد و به طور بالقوه از دست دادن کل شبکه را کاهش دهد.

• کاهش خسارت واقعی به طور معمول بین 60-70٪ بسته به کیفیت مواد و شرایط عملیاتی است
• برای یک شبکه از 1000 ترانسفورماتور که هر کدام به طور متوسط 1kW از دست دادن بدون بار دارند، اجرای AMT می تواند تقریبا 700kW را ذخیره کند
• در 0.07 دلار / کیلووات ساعت، این به صرفه جویی سالانه 429،240 دلار در حالی که کاهش انتشار CO2 حدود 3500 تن متریک

کاهش تلفات با کاهش تولید گرما مرتبط است، به طور بالقوه طول عمر تجهیزات را افزایش می دهد. داده های دمایی نشان می دهد:

• متوسط دمای کار 15-20 °C پایین تر از همتایان CRGO
• افزایش طول عمر پیش بینی شده ۳۰ تا ۴۰ درصد بر اساس محاسبات معادله آرنیوس

علیرغم مزایای نظری، عملکرد میدان چالش های عملیاتی قابل توجهی را نشان می دهد:

ماهیت شکننده فلزات آمورف باعث می شود که آنها در برابر فشار مکانیکی ناشی از ارتعاش و نوسانات بار حساس باشند.

• نرخ کاهش بهره وری سالانه به طور متوسط 1-2٪
• تجزیه و تحلیل میکروساختاری بعد از ۵ تا ۷ سال استفاده، گسترش ترک را نشان می دهد.

مشکلات تکه تکه شدن منجر به افزایش نرخ شکست می شود:

• داده های میدان نشان می دهد احتمال شکست 30٪ بالاتر در مقایسه با ترانسفورماتورهای CRGO
• حالت های اصلی شکست عبارتند از تکه تکه شدن هسته (42٪) ، خرابی عایق (35٪) و استرس حرارتی (23٪)

آسیب های هسته ای معمولاً به جای تعمیر نیاز به تعویض کامل دارد:

• متوسط هزینه های تعمیر بیش از 15000 دلار در هر حادثه است
• پیچیدگی تشخیصی زمان توقف تعمیرات را 40 تا 60 درصد افزایش می دهد

تحقیقات در حال انجام بر برطرف کردن محدودیت های فعلی تمرکز دارد:

• ترکیب های آلیاژ پیشرفته که 20 درصد بهبود در قدرت مکانیکی را نشان می دهد
• طرح های جدید هسته ای که توانایی مقاومت در برابر مدار کوتاه را نشان می دهند
• بهبود فرآیندهای تولیدی که نرخ نقص را در تولید آزمایشی 35٪ کاهش می دهد

در حالی که AMT ها پتانسیل قابل توجهی برای بهره وری انرژی دارند، پذیرش آنها نیاز به بررسی دقیق هزینه های چرخه عمر و قابلیت اطمینان عملیاتی دارد.با تکرار های آینده که به طور بالقوه محدودیت های فعلی را برای ارائه راه حل های شبکه پایدار غلبه می کنند.