Progett tal Gestjoni Ttermika għal Trasformazzjonijiet Pad-Mounted

Fl-iskopert tal-għodod, it-trasformaturi fl-istaxxi jaffrontaw problemi tipiċi relatati mal-ħal:

• Ħal-ġoljor/ħal-tal-ħamla ġoljor: Pronti għall-ħal-ġoljor, ħal-tal-ħamla ġoljor.

• Falliment tal-fan u termostati: L-użu ta' tajm tal-fan jgħaddeġ falliment, jiġbdu l-termostati u jiġbdu l-ħal-ġoljor, jidħaqq il-funżjoni.

• Pozizzjoni żgħira tal-fan: Il-fan miftuħ fuq il-kabinet jgħaddeġ manutenzjoni tal-spejnjar/ta' ssostitużjoni; din il-dispożizzjoni wkoll tibqa' l-ħal-ġoljor, taraġġel il-temperaturi tal-intern għal livelli tal-ħal-ġoljor.

Biex timprovdaw id-dissipazzjoni tal-ħal-ġoljor, dan il-document jagħmel analisi tal-element finit biex ibni modell trasformatur 3D. Mit-mappar distribuzzjonijiet tal-kamp tal-temperatura, identifika posti tal-ħal-ġoljor u raffina d-disenju tas-sistema tad-dissipazzjoni tal-ħal-ġoljor.

1. Basics tal-Kamp tal-Temperatura

Il-kamp tal-temperatura descrivvixx varjazzjonijiet spazjal-temporali tal-temperatura, b'disinnjes mill-ħal-ġoljor, transfer, u distribuzzjoni strettament inkorporati. Għat-trasformaturi fl-istaxxi, l-ħal-ġoljor jikkumminċa minn nukli, avvolgimenti, etċ. Kondizzjonijiet operattivi/durata jmodifikaw iż-żigzag tal-ħal-ġoljor, u interakzjonijiet multimedja (nukli, avvolgimenti, isolanti) jkunu responsabili għal distribuzzjonijiet mhux ugwal tal-temperatura.

Il-ħal-ġoljor se tmur permezz tal-konduzzjoni (dominant, li tgħaddi l-ħal-ġoljor mill-avvolgimenti/nukli permezz tal-resina tal-isolament għal l-aħwa tal-lejl) u konvezzjoni. L-intensità tal-konduzzjoni tiġi korrelata mal-gradjenti tal-temperatura - l-ħal-ġoljor tmur minn komponenti ħal-ġoljor għal resina raffejja, u wara tiddispersjaw fil-aħwa tal-lejl. Il-każ kalkulazzjonali tal-flus tal-ħal-ġoljor huwa:

Fil-formula: q jirrappreżenta l-densità tal-flus tal-ħal-ġoljor; λ jirrappreżenta l-konduzzività termika; ∂t/∂x huwa l-gradjent tal-temperatura, li jirriflessjona l-tasso tal-bidla tal-temperatura bl-ispazju; n huwa l-koeffiċjent tal-konverżjoni tal-ħal-ġoljor. Meta hemm differenzji tal-temperatura f'posti differenti, l-ħal-ġoljor jikkoċċa biex ikkompensa l-temperatura, u din l-istat tal-ekwilibbru tal-temperatura huwa konvezzjoni termika. Fl-operazzjoni tat-trasformatur fl-istaxxi, l-ħal-ġoljor prodott minn parti differenti se jinteragixxu ma' l-aħwa u jiġbdu l-transfer bejnhom, jiċċaġġa bidliet fil-temperatura tal-gass tal-ħdied. Fl-proċess, il-transfer tal-ħal-ġoljor se jiġi effettwat permezz tal-konvezzjoni termika, li tista' tintuża b'din il-formola:

Fil-formula, h huwa l-koeffiċjent tal-transfer konvezzjoni, tf jirrappreżenta l-temperatura tal-fluid, u tw jirrappreżenta l-temperatura tas-silġ tal-oggetti. Meta l-temperatura tal-oggett huwa akbar minn zero assolut, ssejra termika se tkun magħrufa bħala radijazzjoni termika. Meta l-istess fatturi jibqgħu mhux mgħaġġel, l-ammont tal-radijazzjoni bejn oggetti se jiġi modifikat skont l-erġa' tal-temperatura (bil-temperatura sempliċement erġa'). Fl-operazzjoni tat-trasformatur fl-istaxxi, l-equipment stess ma jikksibu x-xitwa' direttament mal-radijazzjoni termika; meta l-temperatura tat-trasformatur tkun stabil, l-funzjoni tal-radijazzjoni tagħha se tiddepjixa l-ħal-ġoljor permezz tal-radijazzjoni termika, u din il-proċess tista' tintuża b'din il-formola:

Fil-formula, S tindika l-area tal-radijazzjoni, T huwa l-temperatura termodinamika tal-oggetti, u σ huwa l-kostanti tal-radijazzjoni. Meta tiddisena s-sistema tad-dissipazzjoni tal-ħal-ġoljor għat-trasformaturi fl-istaxxi, s-sistema tal-analisi tal-element finit (FEA) tkun l-ewwel metodu impiegat biex issettaw l-equazzjonijiet tal-ekwilibbru termiku. permezz tal-kalkulazzjonijiet, tista' tittieħed l-temperatura ta' kull nod tal-oggetti. Dan huwa speċjalment utili għal misurazzjonijiet ta' punti tal-temperatura li huma diffiċli għalihom jiġu ottenuti fis-praktika, identifikazzjoni ta' lokazzjonijiet optimali tal-posti tal-ħal-ġoljor, u wara l-analisi tal-kuplament. Il-prinċipji korej tal-diżart tal-kamp tal-temperatura permezz tal-FEA huma:

• Diskretizza l-domini fiziku tridimensjonali;

• Uża funzjonijiet biex descrivi l-varjazzjonijiet tal-temperatura f'kull nod tal-element;

• Konstruż equazzjonijiet elementari;

• Assabbilha l-elementi u applika l-esterni excitations fil-nodi;

• Iġi solvit l-equazzjonijiet permezz tal-kundizzjonijiet tal-kamp tal-temperatura;

• Kalkula l-erġa' tal-temperatura f'kull nod;

• Deriva l-erġa' tal-temperatura tal-element permezz tal-equazzjonijiet tal-kamp tal-temperatura.

2 Modellazzjoni u Simulazzjoni tal-Kamp tal-Temperatura tat-Trasformaturi fl-Istaxxi
2.1 Modellazzjoni tal-Element Finit

It-tabella 1 tlista l-parametri relevanti tat-trasformatur fl-istaxxi selezzjonat fid-dokument. Jikkonstruwi modell tal-element finit permezz ta' dawn il-parametri. Wara, jikkonstruwi modelli msimplifikati għal l-avvolgimenti tal-volti ġoljor, l-avvolgimenti tal-volti bass, u in-nuklu tal-ferro tat-trasformatur fl-istaxxi.

Waqt it-talb tal-modell, għaxx il-konnessjonijiet tal-weld tal-terminals tal-avvolgimenti tal-volti ġoljor huma relativament fermi, mhux kienu konsiderati fid-fażi inizjali tad-disenju. Għal is-simplifikazzjoni, in-nuklu tal-ferro jikkonstruwwa bħala struttura monolitika, u l-gap interlaminali jiġu ignorati (dan jiġi affrontat permezz tal-proprietajiet tal-steel tal-silicon bulk biex jikkuntenti l-konduzzibilità tal-material). Il-modell simulazzjoni 3D tat-trasformatur huwa mostrat fit-figura 1.

Biex jaanalizzaw l-effetti tal-konvezzjoni naturali fuq id-dissipazzjoni tal-ħal-ġoljor, ċċċu addiżjunar domini estern tal-aħwa (b'dimensjonijiet ta' 5000mm×5000mm×3000mm) għal l-ambjent tas-simulazzjoni, allowa r-modell realistiku tal-patterns tal-flus tal-aħwa mingħajr tat-trasformatur.

2.2 Modell tal-Inċessjar tat-Trasformatur fl-Istaxxi