Ключевые аспекты проектирования для повышения надежности силовых трансформаторов

Трансформаторы являются ключевыми компонентами в энергетической сети. При возникновении проблем с качеством они могут не только привести к значительным экономическим и материальным потерям, но также угрожать жизни и вызывать неизмеримые негативные социальные последствия.

Обычно надежность трансформатора определяется его дизайном, технологией, материалами и стандартами производства. Из них дизайн, являясь основой качества продукции, играет решающую роль в определении общей надежности трансформаторов.

Статистика показывает, что "дефекты дизайна" являются основной причиной крупных инцидентов, связанных с качеством, которые происходили в отрасли, составляя более 80% таких событий. Следовательно, надежность дизайна трансформатора является как предпосылкой, так и фундаментальной гарантией достижения общей надежности продукции. В данной статье рассматриваются несколько ключевых аспектов надежного дизайна трансформаторов.

Принцип проектирования на выдерживание короткого замыкания

Выдерживание короткого замыкания является ключевым показателем надежности трансформаторов. Повреждения из-за недостаточной прочности на короткое замыкание не редкость в энергетических системах, и часто сообщается о сбоях при случайных тестах на короткое замыкание.

В качестве специального теста менее 1% всех произведенных трансформаторов подвергаются реальному тестированию на короткое замыкание. Поэтому проверка дизайна остается наиболее практичным подходом для обеспечения достаточной прочности на короткое замыкание.

Основной принцип проектирования на выдерживание короткого замыкания должен заключаться в минимизации фактического напряжения короткого замыкания по возможности, а не в слепом увеличении допустимых пределов напряжения. Последний подход чрезмерно зависит от свойств материалов и процессов производства и представляет собой неконтролируемую стратегию проектирования.

Рассмотрение дизайна для повышения температуры горячих точек

Повышение температуры горячих точек различных компонентов трансформатора тесно связано с его сроком службы и напрямую влияет на долгосрочную эксплуатационную надежность. Как типовой тест, испытания на повышение температуры не проводятся на каждом устройстве. Таким образом, анализ и проверка дизайна остаются необходимыми для обеспечения того, чтобы повышение температуры горячих точек во всех компонентах оставалось в безопасных пределах.

Проектирование повышения температуры горячих точек трансформатора должно сосредоточиться на трех ключевых областях: горячие точки обмоток, горячие точки сердечника и горячие точки металлических конструктивных элементов. Точное расчетное распределение магнитного поля рассеяния и плотности потерь, основанное на структуре и параметрах продукта, предоставляет важную основу для рационального выбора материалов компонентов, эффективного внедрения мер контроля магнитного поля рассеяния и оптимизации дизайна циркуляции охлаждающего масла — обеспечивая, что повышение температуры горячих точек всех компонентов остается в безопасных значениях.