Considérations clés de conception pour améliorer la fiabilité des transformateurs électriques
Les transformateurs de puissance sont des composants essentiels du réseau électrique. En cas de problèmes de qualité, ils peuvent non seulement entraîner des pertes économiques et matérielles importantes, mais aussi mettre en danger des vies et causer des impacts sociaux négatifs incommensurables.
Généralement, la fiabilité d'un transformateur de puissance est principalement influencée par sa conception, sa technologie, ses matériaux et ses normes de fabrication. Parmi ces éléments, la conception - étant la base de la qualité du produit - joue un rôle crucial dans la détermination de la fiabilité globale des transformateurs de puissance.
Les statistiques indiquent que les "défauts de conception" sont la cause principale des incidents majeurs de qualité historiquement rencontrés par l'industrie, représentant plus de 80 % de ces événements. Par conséquent, la fiabilité de la conception du transformateur est à la fois une condition préalable et une garantie fondamentale pour atteindre la fiabilité globale du produit. Cet article aborde plusieurs aspects clés de la conception de la fiabilité des transformateurs.
Principe de Conception de la Résistance aux Court-Circuits
La résistance aux court-circuits est un indicateur clé de la fiabilité des transformateurs de puissance. Les dommages dus à une insuffisance de robustesse face aux court-circuits ne sont pas rares dans les systèmes électriques, et les échecs lors des tests de court-circuit aléatoires sont également fréquemment signalés.
En tant que test spécial, moins de 1 % de la production totale de transformateurs de puissance subit réellement des tests de court-circuit. Ainsi, la validation de la conception reste l'approche la plus pratique pour assurer une résistance adéquate aux court-circuits.
Le principe fondamental de la conception des court-circuits devrait se concentrer sur la minimisation du stress réel des court-circuits autant que possible, plutôt que d'augmenter aveuglément les limites de stress tolérées. Cette dernière approche dépend excessivement des propriétés des matériaux et des processus de fabrication et représente une stratégie de conception incontrôlable.
Considérations de Conception pour la Montée de Température des Points Chauds
La montée de température des points chauds dans les différents composants d'un transformateur de puissance est étroitement liée à sa durée de vie et affecte directement la fiabilité opérationnelle à long terme. Étant donné qu'il s'agit d'un test de type, les tests de montée de température ne sont pas effectués sur chaque unité. Ainsi, l'analyse et la vérification de la conception restent essentielles pour s'assurer que la montée de température des points chauds dans tous les composants reste dans des limites sûres.
La conception de la montée de température des points chauds des transformateurs devrait se concentrer sur trois domaines critiques : les points chauds des enroulements, les points chauds du noyau et les points chauds des parties structurelles métalliques. Le calcul précis de la distribution du champ magnétique de fuite et de la densité de pertes, basé sur la structure et les paramètres du produit, fournit une base vitale pour le choix rationnel des matériaux des composants, la mise en œuvre efficace des mesures de contrôle du flux parasite et la conception optimisée du circuit de refroidissement à l'huile - assurant que la montée de température des points chauds de tous les composants reste dans des valeurs sûres.
