Tehnična rešitev za optimizacijo elektromagnetske združljivosti produktov distribucijskih transformatorjev na 10kV

1. Srečevanje z izzivi

1.1 Kompleksne vire elektromagnetske motnje

• Različni tipi elektromagnetskih motenj

V sistemih distribucije na 10 kV generirajo naprave za elektronsko obdelavo, preklopi, negrevi in drugi dejavniki visokofrekvenčne in impulzne elektromagnetske motnje. Te motnje delujejo na distribucijske transformatorje preko prevodnosti ali radiacije, s tem kompromitirajo njihovo normalno delovanje.

• Tveganje poškodbe transformatorja

Prekomerna elektromagnetska motnja lahko vodi do notranjega izolacijskega propada in nesporazumenja v nadzornih vezjih transformatorjev, kar hudo vpliva na operativno stabilnost. Zmanjševalne ukrepe je treba sprejeti, da se zagotovi zanesljivo delovanje transformatorjev.

1.2 Visoka elektromagnetska občutljivost

• Slaba zmogljivost odpornosti inteligentnih modulov

Sodobni 10-kV distribucijski transformatorji vključujejo inteligentne nadzorne in kontrolne module, vključno s spremljevalci temperature vinčev in preklopniki pri obremenjenosti. Ti elektronski napravi so zelo občutljive na elektromagnetske motnje.

• Motnje vplivajo na delovanje transformatorja

Elektromagnetske motnje na inteligentnih nadzornih/kontrolnih modulih lahko povzročijo netočne podatke o spremljanju in nezmožnost upravljanja, s tem ogrožajo zanesljivost transformatorjev in stabilnost omrežja.

1.3 Izazovi ščitnega in zazemljevanja

• Nedostatečna učinkovitost ščita

Tradicionalne ščitne strukture transformatorjev in metode zazemljevanja težko učinkovito zmanjšujejo elektromagnetske motnje. Običajne metalne oklepaje imajo nedostatočno zmogljivost ščita proti visokofrekvenčnim EMI.

• Nedokončan sistem zazemljevanja

Podobno, podoptimalni sistemi zazemljevanja ovirajo učinkovito razsevanje EMI, s tem poslabšajo probleme z elektromagnetsko združljivostjo (EMC). Reševanje tega je ključno za skladnost transformatorjev s standardi EMC.

1.4 Dilema med stroški in zmogljivostjo

• Visoki stroški višjakovih materialov

Čeprav napredne EMI ščitne snovi in sofisticirane filtre povečajo zmogljivost EMC, znatno povečajo stroške izdelka.

• Ogrinjači stroški ovirajo tržno priljubljenost

Povečanje stroškov utrjuje konkurenčnost in tržno sprejetost izdelka. Utehtovanje izboljšanja zmogljivosti z nadzorom stroškov je ključno za trajnostni razvoj.

2. Rešitev

2.1 Optimirana struktura elektromagnetskega ščita

• Dvojna slojna kombinacija ščita

Dvojna slojna dizajn kombinira visoko prevodno bakar (notranja sloja) in visoko permeabilni silikat železa (zunanja sloja), učinkovito zmanjšava EMI na visokih in nizkih frekvencah.

• Lokalni ščit ključnih komponent

Posebni ščitni postopki za presledke, terminalne bloke in druge ranljive območja zmanjšajo elektromagnetsko odtekanje in povečajo celotno učinkovitost ščita.

2.2 Okrepiti sistem zazemljevanja

• Samostojni nizko-impedančni sistem zazemljevanja

Posvečeni nizko-impedančni sistem zazemljevanja vključuje večtočkovne in zvezdaste konfiguracije zazemljevanja, da zagotovi hitro razsevanje EMI.

• Samostojno zazemljevanje ključnih komponent

Optimizirani vodiči zazemljevanja za jader transformatorjev, oklepaje in elektronske nadzorne module zmanjšajo upornost zazemljevanja preko optimiziranega izbora in postavitve elektrod.

2.3 Namestitev EMI filtrov

• Visoko-učinkoviti EMI filtri

Namestitev visoko-učinkovitih EMI filtrov na vhod/vihod transformatorjev, ki uporabljajo specifične frekvenčne filtrirne komponente.

• Vezovski filtr za zmanjšanje motenj

Večetapni filtrirni vezji učinkovito zmanjšujejo prevodne motnje, s tem zmanjšajo vpliv EMI na transformatorje in sosednje opremo.

2.4 Napredna izbira materialov

• Materiali optimizirani za EMC

Izbira materialov z nizko permitivnostjo in visoko izolacijsko zmogljivostjo (npr. nano-kompozitni izolacijski materiali) za vinče in izolatorje, da zmanjšajo širjenje EMI.

• Dvojni izboljšek zmogljivosti materiala

Ti materiali hkrati izboljšajo lastnosti izolacije in zmogljivost zmanjševanja EMI.

2.5 Inteligentno spremljanje in upravljanje

• Časovno spremljanje elektromagnetskega okolja

Inteligentni sistem spremljanja spremlja elektromagnetske parametre in operativno stanje transformatorjev preko senzorjev, uporablja analize velikih podatkov in algoritme umetne inteligence za predvidenje in predhodno opozarjanje EMI.

• Avtomatska optimizacija operativnih parametrov

Inteligentni sistem upravljanja dinamično prilagaja operativne parametre transformatorja glede na rezultate spremljanja, da optimizira zmogljivost EMC.

3. Uresničeni koristi

3.1 Izboljšana zmogljivost EMC

• Znaten zmanjšek EMI

Po optimizaciji 10-kV distribucijski transformatorji kažejo znatno zmanjšano raven emisije EMI, skladno s standardi EMC, s tem zmanjšajo vpliv na periferne sisteme.

• Izboljšana odpornost na motnje

Izboljšana odpornost zagotavlja stabilno delovanje elektronskih nadzornih modulov, točne podatke o spremljanju in okrepitve varnosti omrežja.

3.2 Povečana operativna zanesljivost

• Optimizacija ščita in zazemljevanja EMI

Optimizirani sistemi ščita in zazemljevanja zmanjšujejo staranje izolacije in napake, s tem podaljšajo življenjsko dobo transformatorjev.

• Inteligentni sistem spremljanja in upravljanja

Proaktivno zaznavanje in obramba napak preko inteligentnih sistemov povečajo operativno zanesljivost.

3.3 Zmanjšani stroški vzdrževanja

• Izboljšana zmogljivost EMC

Izboljšana zmogljivost EMC in operativna zanesljivost zmanjšata stopnjo napak in stroške vzdrževanja.

• Prediktivno vzdrževanje preko inteligentnega spremljanja

Zgodnja opozarjanja o napakah preprečujejo katastrofalne odpade, s tem dodatno zmanjšajo stroške O&M.

3.4 Uravnotežena razmerja med stroški in zmogljivostjo

• Kontrolirano povečanje stroškov

Strategična izbira materialov in tehnologij zagotavlja izboljšanje EMC brez pretirane inflacije stroškov.

• Konkurenčna tržna pozicija

Optimizirani 10-kV distribucijski transformatorji ponujajo superiorno zmogljivost EMC in ekonomičnost, s tem okrepita tržno konkurenčnost.