Consideracións clave no deseño para mellorar a fiabilidade dos transformadores de enerxía

Os transformadores de potencia son componentes críticos na rede eléctrica. Cando ocorren problemas de calidade, non só poden resultar en perdas económicas e de propiedade significativas, senón que tamén poden poner en perigo vidas e causar impactos sociais negativos imposibles de medir.

Xeralmente, a fiabilidade dun transformador de potencia está principalmente influenciada polo seu deseño, tecnoloxía, materiais e normas de fabricación. Entre estes, o deseño, sendo a base da calidade do produto, xoga un papel crucial na determinación da fiabilidade xeral dos transformadores de potencia.

As estadísticas indican que os "defectos de deseño" son a causa principal dos incidentes de calidade históricamente experimentados pola industria, representando máis do 80% destes eventos. Polo tanto, a fiabilidade do deseño do transformador é tanto un prerequisito como unha garantía fundamental para lograr a fiabilidade xeral do produto. Este artigo discute varios aspectos clave do deseño de fiabilidade do transformador.

Principio de Deseño da Capacidade de Resistencia a Cortocircuitos

A capacidade de resistencia a cortocircuitos é un indicador clave da fiabilidade dos transformadores de potencia. Os danos debido a unha forza insuficiente contra cortocircuitos non son infrecuentes nos sistemas eléctricos, e tamén se informa con frecuencia de fallos durante as probas aleatorias de cortocircuito.

Como unha proba especial, só unha proporción moi pequena de transformadores de potencia, menos do 1% da produción total, son sometidos a probas reais de cortocircuito. Polo tanto, a validación do deseño permanece como o enfoque máis práctico para asegurar unha adecuada capacidade de resistencia a cortocircuitos.

O principio fundamental do deseño de cortocircuito debe centrarse en minimizar o estrés real de cortocircuito tanto como sexa posible, en lugar de aumentar cegamente os límites de estrés permitidos. O último enfoque depende demasiado das propiedades dos materiais e dos procesos de fabricación e representa unha estratexia de deseño incontrolable.

Consideracións de Deseño para o Aumento de Temperatura de Puntos Calientes

O aumento de temperatura de puntos calentes en varias compoñentes dun transformador de potencia está estreitamente ligado á súa vida útil e afecta directamente a fiabilidade operativa a longo prazo. Como unha proba de tipo, as probas de aumento de temperatura non se realizan en cada unidade. Así, o análise e a verificación do deseño permanecen esenciais para asegurar que os aumentos de temperatura de puntos calentes en todas as compoñentes permanezan dentro de límites seguros.

O deseño de aumento de temperatura de puntos calentes do transformador debe centrarse en tres áreas críticas: puntos calentes de bobinas, puntos calentes do núcleo e puntos calentes en partes estructurais metálicas. O cálculo exacto da distribución do campo magnético de fuga e a densidade de perdas, baseado na estrutura e parámetros do produto, proporciona unha base vital para a selección racional de materiais de compoñentes, a implementación eficaz de medidas de control de flujo vagabundo e o deseño optimizado do circuito de aceite de refrigeración, asegurando que todos os aumentos de temperatura de puntos calentes permanezan dentro de valores seguros.