Ключові аспекти проектування для підвищення надійності електроперетворювачів

Трансформатори живлення є критичними компонентами електромережі. У разі виникнення якісних проблем, це може не тільки призвести до значних економічних і матеріальних збитків, але й загрожувати життям людей та спричиняти невимовні негативні соціальні наслідки.

Зазвичай надійність трансформатора живлення в основному визначається його конструкцією, технологією, матеріалами та стандартами виробництва. Серед цих факторів, проектування, будучи основою якості продукту, грає ключову роль у визначенні загальної надійності трансформаторів живлення.

Статистика показує, що "дефекти проектування" є основною причиною великих якісних інцидентів, які мали місце в історії відраслі, складаючи більше 80% таких подій. Тому надійність проектування трансформаторів є передумовою та фундаментальною гарантією досягнення загальної надійності продукту. Ця стаття обговорює кілька ключових аспектів проектування надійності трансформаторів.

Принцип проектування здатності до витримування коротких замикань

Здатність до витримування коротких замикань є ключовим показником надійності трансформатора живлення. Пошкодження через недостатню стійкість до коротких замикань не рідкісне явище в електроенергетичних системах, а випадки аварій під час випадкових тестів на коротке замикання також часто зустрічаються.

Як особливий вид тестування, лише дуже невелика частина трансформаторів живлення, менше 1% від загального обсягу виробництва, проходить реальне тестування на коротке замикання. Тому перевірка проектування залишається найбільш практичним підходом для забезпечення достатньої стійкості до коротких замикань.

Основний принцип проектування стійкості до коротких замикань повинен бути спрямований на мінімізацію фактичного напруження від короткого замикання, а не на сліпо збільшення допустимих меж напруження. Останній підхід занадто залежить від властивостей матеріалів та процесів виробництва і представляє собою неконтрольовану стратегію проектування.

Розгляд проектування температурного підвищення в горячих точках

Підвищення температури в різних компонентах трансформатора живлення тісно пов'язане з його терміном служби та безпосередньо впливає на довготривалу операційну надійність. Як типовий тест, тестування на підвищення температури не проводиться для кожного одиниці. Тому аналіз та перевірка проектування залишаються важливими для забезпечення того, щоб підвищення температури в горячих точках всіх компонентів залишалось в рамках безпечних меж.

Проектування підвищення температури в горячих точках трансформатора повинно зосереджуватися на трьох ключових областях: горячі точки витоків, горячі точки сердечника та горячі точки металевих конструктивних деталей. Точне обчислення розподілу магнітного поля витоку та густини втрат, засноване на структурі та параметрах продукту, забезпечує важливу основу для раціонального вибору матеріалів компонентів, ефективного впровадження заходів контролю розсіяного магнітного поля та оптимізації проектування охолоджуючого масляного контуру — що гарантує, що підвищення температури в горячих точках всіх компонентів залишається в рамках безпечних значень.