نکات طراحی کلیدی برای افزایش قابلیت اطمینان ترانسفورماتور برق

تبدیل‌کننده‌های قدرت اجزای حیاتی در شبکه برق هستند. هنگامی که مشکلات کیفی رخ می‌دهند، ممکن است نه تنها منجر به زیان‌های اقتصادی و مالی قابل توجه شوند بلکه جان افراد را در معرض خطر قرار دهند و تأثیرات اجتماعی منفی غیرقابل اندازه‌گیری ایجاد کنند.

عموماً، قابلیت اطمینان یک تبدیل‌کننده قدرت عمدتاً توسط طراحی، فناوری، مواد و استانداردهای ساخت آن تحت تأثیر قرار می‌گیرد. در میان این عوامل، طراحی - که پایه کیفیت محصول است - نقشی حیاتی در تعیین قابلیت اطمینان کلی تبدیل‌کننده‌های قدرت ایفا می‌کند.

آمار نشان می‌دهد که "نقص در طراحی" علت اصلی حوادث کیفی مهمی است که صنعت در گذشته با آن مواجه شده است و بیش از ۸۰٪ این حوادث را شامل می‌شود. بنابراین، قابلیت اطمینان طراحی تبدیل‌کننده همچون یک شرط ضروری و تضمین اساسی برای دستیابی به قابلیت اطمینان کلی محصول عمل می‌کند. این مقاله چندین جنبه کلیدی طراحی قابلیت اطمینان تبدیل‌کننده را بررسی می‌کند.

اصل طراحی تحمل کوتاه‌مداری

تحمل کوتاه‌مداری یک شاخص کلیدی از قابلیت اطمینان تبدیل‌کننده قدرت است. آسیب ناشی از عدم توانایی کافی در تحمل کوتاه‌مداری در سیستم‌های قدرت نادر نیست و شکست‌ها در آزمون‌های کوتاه‌مداری تصادفی نیز به طور مکرر گزارش شده‌اند.

به عنوان یک آزمون ویژه، تنها درصد بسیار کمی از تبدیل‌کننده‌های قدرت - کمتر از ۱٪ از کل تولید - تحت آزمون کوتاه‌مداری واقعی قرار می‌گیرند. بنابراین، اعتبارسنجی طراحی همچنان رویکرد عملی‌ترین برای تضمین تحمل کافی کوتاه‌مداری است.

اصل اساسی طراحی کوتاه‌مداری باید بر کاهش حداکثری تنش واقعی کوتاه‌مداری تمرکز کند، نه افزایش ناخواسته حد مجاز تنش. رویکرد دوم بیش از حد به خصوصیات مواد و فرآیندهای تولید متکی است و یک استراتژی طراحی کنترل‌ناپذیر است.

اعتبارسنجی طراحی برای افزایش دما در نقاط داغ

افزایش دما در نقاط داغ مختلف اجزای یک تبدیل‌کننده قدرت به طور مستقیم با عمر مفید آن مرتبط است و به طور مستقیم بر قابلیت اطمینان عملیاتی بلندمدت تأثیر می‌گذارد. به عنوان یک آزمون نوعی، آزمون افزایش دما بر روی هر واحد انجام نمی‌شود. بنابراین، تحلیل و اعتبارسنجی طراحی برای تضمین اینکه افزایش دما در نقاط داغ تمام اجزا در محدوده ایمن باقی بماند، ضروری است.

طراحی افزایش دما در نقاط داغ تبدیل‌کننده باید بر سه ناحیه کلیدی تمرکز کند: نقاط داغ پیچه‌ها، نقاط داغ هسته و نقاط داغ قطعات ساختاری فلزی. محاسبه دقیق توزیع میدان مغناطیسی نشتی و چگالی اتلاف، براساس ساختار و پارامترهای محصول، پایه‌ای مهم برای انتخاب منطقی مواد اجزا، اجرای مؤثر اقدامات کنترل مغناطیسی نشتی و طراحی بهینه مدار روغن خنک‌کننده - برای تضمین اینکه افزایش دما در نقاط داغ تمام اجزا در محدوده ایمن باقی بماند - ارائه می‌دهد.