Consideracions clau del disseny per a millorar la fiabilitat dels transformadors elèctrics
Els transformadors de potència són components crítics dins de la xarxa elèctrica. Un cop es produeixin problemes de qualitat, no només poden resultar en pèrdues econòmiques i patrimonials significatives, sinó que també poden posar en perill vides i causar impacts socials negatius immesurables.
En general, la fiabilitat d'un transformador de potència està principalment influïda pel seu disseny, tecnologia, materials i normes de fabricació. D'aquests, el disseny—que és la base de la qualitat del producte—jou un paper crucial en determinar la fiabilitat global dels transformadors de potència.
Les estadístiques indiquen que els "defectes de disseny" són la causa principal dels incidents més grans de qualitat experimentats històricament per la indústria, representant més del 80% d'aquests esdeveniments. Per tant, la fiabilitat del disseny del transformador és tant un prerequisit com una garantia fonamental per aconseguir la fiabilitat global del producte. Aquest article discuteix diversos aspectes clau del disseny de fiabilitat dels transformadors.
Principi de Disseny de la Capacitat de Suport a Curtcircuit
La capacitat de suport a curtcircuït és un indicador clau de la fiabilitat dels transformadors de potència. Els danys causats per una força insuficient contra el curtcircuït no són inusuals en els sistemes elèctrics, i també es informa freqüentment de fallades durant proves aleatories de curtcircuït.
Com a prova especial, només una proporció molt petita de transformadors de potència—menys del 1% de la producció total—es submeten a proves reals de curtcircuït. Per tant, la validació del disseny roman l'aproximació més pràctica per assegurar una capacitat de suport a curtcircuït adequada.
El principi fonamental del disseny de curtcircuït hauria de centrar-se en minimitzar la tensió real de curtcircuït tant com sigui possible, en lloc d'incrementar cegament els límits de tensió admissible. Aquest últim enfocament depèn excessivament de les propietats dels materials i dels processos de fabricació i representa una estratègia de disseny no controlable.
Consideracions de Disseny per al Augment de Temperatura dels Punts Calents
L'augment de temperatura dels punts calents en diversos components d'un transformador de potència està estretament vinculat a la seva vida útil i afecta directament la fiabilitat operativa a llarg termini. Com a prova de tipus, la prova d'augment de temperatura no es realitza en cada unitat. Per tant, l'anàlisi i verificació del disseny segueixen sent essencials per assegurar que l'augment de temperatura dels punts calents en tots els components romangui dins dels límits segurs.
El disseny de l'augment de temperatura dels punts calents dels transformadors hauria de centrar-se en tres àrees crítiques: punts calents de bobinat, punts calents del nucli i punts calents en parts estructurals metàl·liques. El càlcul precís de la distribució del camp magnètic de fuga i la densitat de pèrdues, basat en la estructura i paràmetres del producte, proporciona una base vital per a la selecció razonable de materials de component, la implementació efectiva de mesures de control de flux erradic, i el disseny optimitzat del circuit d'oli de refredament—assegurant que l'augment de temperatura dels punts calents en tots els components romangui dins de valors segurs.
