الاعتبارات الأساسية لتحسين موثوقية محولات الطاقة

تعتبر المحولات الكهربائية مكونات أساسية في شبكة الكهرباء. عندما تحدث مشاكل جودة، قد تؤدي ليس فقط إلى خسائر اقتصادية ومادية كبيرة، بل أيضاً إلى تهديد الأرواح وإحداث آثار سلبية اجتماعية لا يمكن قياسها.

عادة ما يتأثر موثوقية المحول الكهربائي بشكل أساسي بتصميمه وتقنيته والمواد المستخدمة فيه ومعايير التصنيع. من بين هذه العوامل، يعتبر التصميم - كأساس لجودة المنتج - عاملاً حاسماً في تحديد الموثوقية العامة للمحولات الكهربائية.

تشير الإحصاءات إلى أن "عيوب التصميم" هي السبب الرئيسي للحوادث الجودة الكبرى التي شهدتها الصناعة تاريخياً، حيث تمثل أكثر من 80% من هذه الحوادث. لذلك، فإن موثوقية تصميم المحول تعتبر شرطاً أساسياً وأساس ضمان تحقيق الموثوقية الكلية للمنتج. يناقش هذا المقال عدة جوانب رئيسية لتصميم موثوقية المحولات.

مبدأ تصميم قدرة تحمل القصر الكهربائي

تعتبر قدرة تحمل القصر الكهربائي مؤشراً رئيسيًا على موثوقية المحولات الكهربائية. الأضرار الناجمة عن ضعف القدرة على تحمل القصر ليست نادرة في أنظمة الطاقة، ويتم الإبلاغ بشكل متكرر عن حالات فشل خلال اختبارات القصر العشوائية.

كاختبار خاص، تخضع نسبة صغيرة جداً من المحولات الكهربائية - أقل من 1% من إجمالي الإنتاج - لاختبارات القصر الفعلية. لذلك، تبقى عملية التحقق من التصميم هي الأكثر عملياً للتأكد من قدرة تحمل القصر الكافية.

ينبغي أن يركز المبدأ الأساسي لتصميم القصر الكهربائي على تقليل الضغط الحقيقي للقصور قدر الإمكان بدلاً من زيادة حدود الضغط المسموح به بشكل عشوائي. تعتمد هذه الأخيرة بشكل كبير على خصائص المواد وعمليات التصنيع وتعد استراتيجية تصميم غير قابلة للتحكم.

اعتبارات التصميم لارتفاع درجة الحرارة في النقاط الساخنة

يرتبط ارتفاع درجة الحرارة في النقاط الساخنة لمختلف مكونات المحول الكهربائي بشكل وثيق بعمر الخدمة ويؤثر مباشرة على الموثوقية التشغيلية طويلة الأمد. باعتباره اختبار نوع، لا يتم إجراء اختبارات ارتفاع درجة الحرارة على كل وحدة. لذا، تظل تحليلات التصميم والتحقق ضرورية للتأكد من أن ارتفاع درجة الحرارة في النقاط الساخنة لكل المكونات يظل ضمن حدود آمنة.

ينبغي أن يركز تصميم ارتفاع درجة الحرارة في النقاط الساخنة للمحول على ثلاثة مجالات رئيسية: النقاط الساخنة في ملفات التسليح، والنقط الساخنة في اللب، والنقط الساخنة في الأجزاء الهيكلية المعدنية. توفر حسابات دقيقة للتوزيع المغناطيسي للتسرب وكثافة فقدان الطاقة، بناءً على بنية المنتج والمعلمات، أساساً مهماً لاختيار المواد المكونة بشكل مناسب، وتنفيذ إجراءات التحكم في التسرب المغناطيسي بكفاءة، وتصميم دارة تبريد الزيت بشكل مثلى - مما يضمن أن يكون ارتفاع درجة الحرارة في جميع النقاط الساخنة للمكونات ضمن القيم الآمنة.