Solució tècnica per a l'optimització de la compatibilitat electromagnètica dels productes de transformadors de distribució de 10kV

1. Els reptes afrontats

1.1 Fonts complexes d'interferència electromagnètica

• Tipus divers d'interferència electromagnètica

En els sistemes de distribució de 10 kV, l'equipament electrònic de potència, les operacions de commutació, els impactes de llamp i altres factors generen interferència electromagnètica d'alta freqüència i impulsiva. Aquests senyals d'interferència actuen sobre els transformadors de distribució per conducció o radiació, comprometent-ne el funcionament normal.

• Risc de dany del transformador

L'interferència electromagnètica excessiva pot provocar la ruptura de l'aïllament intern i el malfuncionament del circuit de control dels transformadors, impactant gravement la estabilitat operativa. Són imperatives mesures de mitigació per assegurar un rendiment fiable del transformador.

1.2 Alta sensibilitat electromagnètica

• Poca capacitat anti-interferència dels mòduls intel·ligents

Els moderns transformadors de distribució de 10 kV incorporen mòduls de monitorització i control intel·ligents, incloent monitors de temperatura de bobines i canviadors de toma a càrrega. Aquests dispositius electrònics mostren una extrema sensibilitat a l'interferència electromagnètica.

• L'interferència afecta el funcionament del transformador

L'interferència electromagnètica en els mòduls de monitorització/control intel·ligents pot causar dades de monitorització inexactes i falles de funcions de control, peril·litjant la fiabilitat del transformador i la estabilitat de la xarxa.

1.3 Reptes en escudament i aterrament

• Eficaçia insuficient d'escudament

Les estructures d'escudament tradicionals dels transformadors i els mètodes d'aterrament tenen dificultats per suprimir eficàciamnet l'interferència electromagnètica. Les caixes metàl·liques convencionals mostren un rendiment inadequat en l'escudament contra EMI d'alta freqüència.

• Sistema d'aterrament imperfecte

Els sistemes d'aterrament subòptims dificulten l'evacuació eficàcia de l'EMI, exacerbant els problemes de compatibilitat electromagnètica (CEM). És crític abordar això per al compliment CEM dels transformadors.

1.4 Dilema de compromís entre cost i rendiment

• Alt cost dels materials premium

Encara que els materials avançats d'escudament EMI i els dispositius de filtrat sofisticats milloren el rendiment CEM, augmenten significativament el cost del producte.

• Les restriccions de cost impedeixen la penetració al mercat

L'augment del cost minva la competitivitat del producte i la seva adopció al mercat. És essencial equilibrar l'increment del rendiment amb el control del cost per al desenvolupament sostenible.

2. Solució

2.1 Estructura d'escudament electromagnètic optimitzada

• Escudament compost de doble capa

Un disseny d'escudament de doble capa combina cobre de alta conductivitat (capa interior) i ferro-silici de alta permeabilitat (capa exterior), suprimint eficàciamnet tant l'EMI d'alta com de baixa freqüència.

• Escudament localitzat per a components crítics

Tractaments d'escudament especialitzats per a embornals, terminals i altres àrees vulnerables minveixen la fugida electromagnètica i milloren l'eficàcia general de l'escudament.

2.2 Sistema d'aterrament millorat

• Aterrament d'impedància baixa independent

Un sistema d'aterrament d'impedància baixa dedicat integra configuracions d'aterrament multipunt i en estrella per assegurar l'evacuació ràpida de l'EMI.

• Aterrament independent per a components clau

Conduits d'aterrament optimitzats per a nuclis de transformadors, caixes i mòduls de control electrònic reduïxen la resistència d'aterrament mitjançant la selecció i disposició òptima dels electrodos.

2.3 Instal·lació de filtres EMI

• Filtres EMI d'alta eficiència

Instal·lar filtres EMI d'alt rendiment als terminals d'entrada/sortida del transformador, utilitzant components de filtrat específics de freqüència.

• Filtrat multietapa per a la supressió de l'interferència

Circuits de filtrat multietapa mitigen eficàciamnet l'interferència conduïda, reduint l'impacte de l'EMI en els transformadors i l'equipament adjacent.

2.4 Selecció de materials avançats

• Materiales optimitzats per CEM

Seleccionar materials de baixa permitivitat i alta resistència a l'aïllament (per exemple, materials aïllants nanocomposats) per a les bobines i aïllants per suprimir la propagació de l'EMI.

• Doble millora en el rendiment del material

Aquests materials milloren simultàniament les propietats d'aïllament i la capacitat de supressió de l'EMI.

2.5 Monitorització i control intel·ligent

• Monitorització en temps real de l'entorn electromagnètic

Un sistema de monitorització intel·ligent segueix els paràmetres electromagnètics i l'estat operatiu del transformador mitjançant sensors, utilitzant anàlisi de dades massives i algoritmes d'IA per a la predicció i alerta precoç de l'EMI.

• Optimització automàtica dels paràmetres operatius

El sistema de control intel·ligent ajusta dinàmicament els paràmetres operatius del transformador basant-se en els resultats de la monitorització per optimitzar el rendiment CEM.

3. Beneficis assolits

3.1 Millor rendiment CEM

• Reducció significativa de l'EMI

Després de l'optimització, els transformadors de distribució de 10 kV presenten nivells marcadament reduïts d'emissió EMI, complint amb els estàndards internacionals de CEM i minvant l'impacte en els sistemes perifèrics.

• Millorada capacitat anti-interferència

La immunitat millorada assegura el funcionament estable dels mòduls de control electrònic, dades de monitorització precises i una seguretat de la xarxa reforçada.

3.2 Fiabilitat operativa incrementada

• Optimització de l'escudament i aterrament EMI

Els sistemes d'escudament i aterrament optimitzats minveixen l'envelleiment de l'aïllament i les falles, ampliant la vida útil del transformador.

• Sistema de monitorització i control intel·ligent

La detecció i intervenció proactiva de falles mitjançant sistemes intel·ligents eleva la fiabilitat operativa.

3.3 Reducció dels costos de manteniment

• Millora del rendiment CEM

La millora del rendiment CEM i la fiabilitat operativa redueixen les taxes de falles i els gastos de manteniment.

• Manteniment predictiu mitjançant la monitorització intel·ligent

Les alertes precocs de falles prenen preventivament les catastrofes, reduint encara més els costos d'O&M.

3.4 Ràtio cost-rendiment equilibrat

• Control de l'increment del cost

La selecció estratègica de materials i tecnologies assegura millors CEM sense un increment excesiu del cost.

• Posicionament competitiu al mercat

Els transformadors de distribució de 10 kV optimitzats ofereixen un rendiment CEM superior i cost-effectivitat, fortificant la competitivitat al mercat.