Klíčové aspekty návrhu pro zvyšování spolehlivosti transformátorů

Transformátory jsou klíčovými komponentami elektrické sítě. Pokud dojde k problémům s kvalitou, mohou to nejen způsobit významné ekonomické a majetkové ztráty, ale také ohrozit lidské životy a způsobit nesmírné sociální důsledky.

Obecně je spolehlivost transformátoru především ovlivněna jeho konstrukcí, technologií, materiály a výrobními standardy. Z těchto faktorů hraje konstrukce, která je základem kvality produktu, klíčovou roli při určování celkové spolehlivosti transformátorů.

Statistiky ukazují, že „konstrukční nedostatky“ jsou hlavní příčinou významných kvalitativních incidentů, se kterými se setkala průmyslová odvětví historicky, a to na více než 80 % těchto událostí. Proto je spolehlivost konstrukce transformátoru jak předpokladem, tak základním zárukou dosažení celkové spolehlivosti produktu. Tento článek se zabývá několika klíčovými aspekty návrhu spolehlivosti transformátorů.

Princip návrhu odolnosti proti krátkodobému zkratu

Odolnost proti krátkodobému zkratu je klíčovým ukazatelem spolehlivosti transformátoru. Poškození z důvodu nedostatečné odolnosti proti krátkodobému zkratu není v elektrických systémech vzácné, a selhání během náhodných zkoušek krátkodobého zkratu jsou také často hlášena.

Jako speciální test prochází skutečnou zkouškou krátkodobého zkratu pouze velmi malý počet transformátorů, méně než 1 % celkové produkce. Proto zůstává ověření návrhu nejpoužitelnější metodou k zajištění dostatečné odolnosti proti krátkodobému zkrutu.

Základní princip návrhu odolnosti proti krátkodobému zkrutu by měl zaměřit na minimalizaci skutečného zatížení krátkodobým zkrutem co nejvíce, namísto slepého zvyšování povolených limitů zatížení. Poslední přístup příliš závisí na vlastnostech materiálů a výrobních procesech a reprezentuje nerozumnou strategii návrhu.

Návrh s ohledem na teplotní stoupání horkých míst

Teplotní stoupání horkých míst různých komponent transformátoru je úzce spojeno s jeho životností a přímo ovlivňuje dlouhodobou provozní spolehlivost. Jelikož se jedná o typovou zkoušku, teplotní zkouška se neprovede na každém zařízení. Proto zůstávají analýza a ověření návrhu nezbytné k zajištění, aby teplotní stoupání horkých míst ve všech komponentách zůstalo v bezpečných mezích.

Návrh teplotního stoupání horkých míst transformátoru by měl zaměřit na tři klíčové oblasti: horká místa vinutí, horká místa jádra a horká místa kovových konstrukčních částí. Přesné výpočty rozložení únikového magnetického pole a hustoty ztrát, založené na struktuře a parametrech produktu, poskytují zásadní základ pro racionální výběr materiálů komponent, efektivní implementaci opatření pro kontrolu únikového magnetického pole a optimalizovaný návrh chladicí olejové cesty – zajistí, aby teplotní stoupání horkých míst všech komponent zůstalo v bezpečných hodnotách.