Com afecten les harmòniques de tensió al calentament del transformador de distribució H59

L'impacte de les harmoniques de tensió en l'augment del temperatura en els transformadors de distribució H59

Els transformadors de distribució H59 són un dels equips més crítics en els sistemes elèctrics, principalment funcionant per convertir la electricitat d'alta tensió de la xarxa elèctrica en la electricitat de baixa tensió necessària pels usuaris finals. No obstant això, els sistemes elèctrics contenen nombroses càrregues i fonts no lineals que introduïxen harmoniques de tensió que afecten negativament el funcionament dels transformadors de distribució H59. Aquest article discutirà detalladament l'impacte de les harmoniques de tensió en l'augment de temperatura dels transformadors de distribució H59.

Primer, cal clarificar què són les harmoniques de tensió. Les fonts d'energia, l'equipament i les càrregues no lineals en els sistemes elèctrics causen distorsions en les formes d'ona de corrent i tensió, resultant en components harmònics més enllà de la freqüència fonamental. Les harmoniques de tensió es referixen a components harmònics en la forma d'ona de tensió cuyas freqüències són múltiples enters de la freqüència fonamental. Les harmoniques de tensió condueixen a harmoniques de corrent, que a la vegada afecten el funcionament normal de l'equipament elèctric.

Per als transformadors de distribució H59, les harmoniques de tensió tenen diversos efectes principals:

Primer, les harmoniques de tensió augmenten les pèrdues del transformador. Les tensions harmòniques causen pèrdues addicionals de ferro i cobre en el transformador, conduint a un augment de la temperatura. La presència de tensions harmòniques distorsiona el circuit magnètic del transformador, resultant en una distribució de densitat de flux magnètic no uniforme i un increment de les pèrdues de ferro. Addicionalment, els corrents harmònics que flueixen a través de les bobines del transformador produeixen pèrdues resistives addicionals, és a dir, un increment de les pèrdues de cobre. Aquestes pèrdues addicionals es converteixen en calor, augmentant encara més la temperatura del transformador.

Segon, les harmoniques de tensió augmenten el soroll del transformador. Les forces electromagnètiques en els transformadors resulten de canvis en el camp magnètic. Les harmoniques de tensió fan que aquests canvis en el camp magnètic siguin més complexos, intensificant les vibracions mecàniques i el soroll audible. Aquest soroll no només afecta el propi funcionament del transformador sinó que també causa contaminació acústica en l'entorn.

Més endavant, les harmoniques de tensió podrien accelerar l'envejeciment de l'aïllament del transformador. Les tensions harmòniques causen una distribució desigual del camp elèctric dins dels materials aïllants del transformador, creant regions de concentració d'alt camp elèctric. Això porta a un envejeciment prematur i a la degradació de l'aïllament. Aquest envejeciment de l'aïllament augmenta el risc de fallida del transformador i pot fins i tot causar descàrregues parcials o trencaments dielèctrics.

Per mitigar l'impacte de les harmoniques de tensió en els transformadors de distribució, es poden adoptar les següents mesures:

Primer, limitar l'ús de càrregues no lineals. Les càrregues no lineals són una de les principals fonts d'harmoniques en les xarxes elèctriques; reduir-ne l'ús suprimeix eficientment la generació d'harmoniques.

Segon, instal·lar filtres harmònics. Els filtres harmònics són dispositius elèctrics dissenyats per eliminar els corrents harmònics, reduint així les tensions harmòniques. L'ús de filtres harmònics pot reduir significativament l'impacte de les harmoniques de tensió en els transformadors.

Tercer, augmentar la capacitat del transformador de distribució. Una capacitat més gran del transformador redueix la densitat de corrent, reduint tant les pèrdues de cobre com de ferro i, per tant, reduint l'augment de temperatura.

Finalment, realitzar manteniments i inspeccions regulars del transformador. La monitorització rutinària de la temperatura, el soroll i altres paràmetres operatius permet detectar problemes a temps, facilitant un manteniment i una reparació prontuaries per assegurar un funcionament fiable i estendre la vida útil.

En resum, les harmoniques de tensió tenen un impacte significatiu en l'augment de temperatura dels transformadors de distribució H59. Augmenten les pèrdues, elevan els nivells de soroll i incrementen el risc d'envejeciment de l'aïllament. Per reduir aquests efectes adversos, mesures com limitar les càrregues no lineals, instal·lar filtres harmònics, augmentar la capacitat del transformador i realitzar manteniments regulars poden minimitzar eficientment els nivells de tensió harmònica. Aquestes accions ajuden a millorar la estabilitat i fiabilitat dels transformadors de distribució i a prolongar la seva vida útil operativa.