Wichtige Entwurfsüberlegungen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von Starkstromtransformatoren

Stromtransformator sind kritische Komponenten im Stromnetz. Sobald Qualitätsprobleme auftreten, können sie nicht nur zu erheblichen wirtschaftlichen und materiellen Verlusten führen, sondern auch Leben gefährden und unermessliche negative soziale Auswirkungen haben.

Allgemein wird die Zuverlässigkeit eines Stromtransformators hauptsächlich durch dessen Design, Technologie, Materialien und Herstellungsstandards beeinflusst. Dabei spielt das Design - als Grundlage der Produktqualität - eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Gesamtzuverlässigkeit von Stromtransformatoren.

Statistiken zeigen, dass „Designfehler“ die Hauptursache für historisch in der Branche erlebte große Qualitätsvorfälle sind und über 80 % dieser Ereignisse ausmachen. Daher ist die Zuverlässigkeit des Transformator-Designs sowohl eine Voraussetzung als auch eine grundlegende Garantie für die Erreichung einer gesamten Produktsicherheit. Dieser Artikel diskutiert einige Schlüsselaspekte des Zuverlässigkeitsdesigns von Transformatoren.

Prinzip des Kurzschlussbeständigkeit-Designs

Die Kurzschlussbeständigkeit ist ein wesentlicher Indikator für die Zuverlässigkeit von Stromtransformatoren. Schäden aufgrund unzureichender Kurzschlussfestigkeit sind in Stromsystemen nicht selten, und Versagensfälle während zufälliger Kurzschlussprüfungen werden ebenfalls häufig berichtet.

Als spezielle Prüfung unterliegen nur sehr wenige Stromtransformatoren - weniger als 1 % der Gesamtproduktion - tatsächlich Kurzschlussprüfungen. Daher bleibt die Designvalidierung der praktischste Ansatz, um eine ausreichende Kurzschlussbeständigkeit sicherzustellen.

Das grundlegende Prinzip des Kurzschlussdesigns sollte darauf abzielen, den tatsächlichen Kurzschlussbelastung so weit wie möglich zu minimieren, anstatt blindlings die zulässigen Belastungsgrenzen zu erhöhen. Letzteres verlässt sich übermäßig auf Materialeigenschaften und Fertigungsprozesse und stellt eine nicht kontrollierbare Designstrategie dar.

Designüberlegungen zur Heißpunkttemperaturerhöhung

Die Heißpunkttemperaturerhöhung in verschiedenen Komponenten eines Stromtransformators steht in engem Zusammenhang mit seiner Lebensdauer und beeinflusst direkt die langfristige Betriebszuverlässigkeit. Als Typprüfung wird die Temperaturerhöhungsprüfung nicht auf jede Einheit durchgeführt. Daher bleiben Designanalyse und -validierung essentiell, um sicherzustellen, dass die Heißpunkttemperaturerhöhungen aller Komponenten innerhalb sicherer Grenzen bleiben.

Das Design der Heißpunkttemperaturerhöhung von Transformatoren sollte sich auf drei kritische Bereiche konzentrieren: Windingheißpunkte, Kernheißpunkte und Heißpunkte in metallischen Strukturteilen. Eine genaue Berechnung der Verteilung des Streufeldes und der Verlustdichte basierend auf Produktstruktur und -parametern bietet eine wichtige Grundlage für die sinnvolle Auswahl von Bauteilmaterialien, die effektive Umsetzung von Streufeldkontrollmaßnahmen und die optimierte Kühlölkreislaufgestaltung - um sicherzustellen, dass alle Komponentenheißpunkttemperaturerhöhungen innerhalb sicherer Werte bleiben.