• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Reka Bentuk Pengoptimuman Terma untuk Kabinet Kawalan Peralatan Transformator di Turbin Angin Laut

Dyson
Dyson
Medan: Standard Elektrik
China

Peralihan tenaga global meningkatkan tenaga angin luar pesisir, namun lingkungan laut yang kompleks menantang keandalan turbin. Penyebaran panas kabinet kontrol transformator pad-mounted (PMTCC) sangat penting—panas yang tidak tersebar menyebabkan kerusakan komponen. Mengoptimalkan penyebaran panas PMTCC meningkatkan efisiensi turbin, tetapi penelitian sebagian besar fokus pada peternakan angin darat, mengabaikan yang luar pesisir. Oleh karena itu, rancang PMTCC untuk kondisi luar pesisir untuk meningkatkan keselamatan.

1 Optimisasi Penyebaran Panas PMTCC
1.1 Tambah Perangkat Penyebaran Panas

Untuk PMTCC luar pesisir, tambah/optimalisasi perangkat penyebaran panas sepenuhnya tertutup untuk menahan semprotan garam/kelembaban. Ditempatkan di samping transformator, terhubung melalui antarmuka khusus, mereka membentuk loop pendinginan yang efisien. Aliran udara dalam perangkat: lihat Gambar 1.

Karena spesifik iklim maritim di peternakan angin luar pesisir, seperti fluktuasi suhu yang besar, kelembaban tinggi, dan korosi semprotan garam, persyaratan yang lebih ketat diberlakukan pada kinerja penyebaran panas kabinet kontrol transformator. Untuk mencapai optimisasi presisi desain heatsink, studi ini secara inovatif menggabungkan ANSYS dengan MATLAB, memanfaatkan algoritma genetik untuk mengoptimalkan parameter lebar heatsink.

Oleh karena keterbatasan bahasa pemrograman parametrik bawaan ANSYS dalam mengintegrasikan algoritma optimisasi secara langsung, MATLAB diadopsi sebagai perantara. Melalui pengembangan antarmuka pengembangan sekunder ANSYS, koneksi mulus antara ANSYS dan MATLAB terwujud. Diasumsikan bahwa luas total heatsink adalah 0.36 m², dan hubungan antara lebar belakang az dan lebar tepi samping ac heatsink ditentukan sebagai:

Melalui perhitungan dan simulasi yang rinci, lebar belakang optimal heatsink ditentukan sebesar 0.235 m, dengan lebar dua heatsink samping disesuaikan menjadi 1.532 m. Optimisasi ini tidak hanya mempertahankan luas total heatsink tetapi juga meningkatkan kinerja penyebaran panasnya.

1.2 Teknologi Pendinginan Udara Paksa

Pendinginan udara paksa menggunakan kipas untuk mempercepat sirkulasi udara, memperluas perbedaan suhu melalui konveksi udara untuk meningkatkan penyebaran panas. Ini mengontrol suhu kabinet dengan aman tetapi menghadapi kerugian gesekan/lokal di saluran. Optimisasi termasuk memperluas lebar saluran dari 100 hingga 120 mm dan mengurangi diameter hidrolik, meminimalkan kerugian energi dan meningkatkan efisiensi. Minyak yang didinginkan kembali ke tangki melalui pipa bawah, membentuk sirkuit tertutup untuk pendinginan ganda. Lihat Gambar 2 untuk sirkulasinya.

Untuk mengoptimalkan penyebaran panas, mode pendinginan ONAF (Oil Natural Air Forced) dipilih. Kipas menggerakkan aliran udara untuk membuat aliran udara pendingin bergerak dari bawah ke atas, secara efektif menutupi seluruh permukaan radiator.

1.3 Optimisasi Inlet dan Outlet di Ruang Transformator Utama

Berdasarkan kerugian daya kabinet kontrol transformator dan perbedaan suhu yang diharapkan antara inlet dan outlet, aliran udara yang diperlukan dihitung menggunakan termodinamika. Rumus untuk aliran udara V adalah:

Dalam rumus:

  • Q adalah penyebaran panas per unit waktu;

  • ρ adalah densitas udara;

  • b adalah kapasitas panas spesifik;

  • ΔT adalah perbedaan suhu antara inlet dan outlet.

Mengingat potensi penurunan efisiensi ventilasi, laju aliran udara yang diukur ditetapkan menjadi 1.6V. Rumus untuk menghitung area inlet efektif A adalah:

Di mana v mewakili kecepatan udara di kedua inlet dan outlet. Setelah menjelaskan kerugian daya kabinet kontrol transformator dan menentukan perbedaan suhu yang diharapkan antara inlet dan outlet, aliran udara yang diperlukan V dihitung menggunakan prinsip termodinamika. Akhirnya, dimensi spesifik inlet dan outlet dirancang berdasarkan aliran udara V:

  • Inlet: lebar 0.200 m dan tinggi 0.330 m;

  • Outlet: lebar 0.250 m dan tinggi 0.264 m.

Analisis korelasi antara kerugian tekanan inlet dan area bukaan menunjukkan bahwa meningkatkan area bukaan dapat secara efektif mengurangi kerugian tekanan gas, sehingga meningkatkan efisiensi penyebaran panas. Dengan prasyarat memastikan kekuatan struktural kabinet kontrol, area bukaan inlet ditetapkan menjadi 0.066 m². Untuk meningkatkan area ventilasi efektif, metode kombinasi gril dan tutup daun digunakan untuk meningkatkan saluran ventilasi sambil mencegah intrusi debu dan hujan. Di bagian bawah ruang transformator utama, jendela inlet udara tambahan dipasang sekitar 40 cm di atas tanah untuk lebih memperluas area inlet.

Berdasarkan prinsip intake udara bawah dan exhaust udara atas, tata letak inlet dan outlet dioptimalkan. Inlet ditetapkan di bagian bawah ruang transformator utama, dan outlet berada di bagian atas, membentuk konveksi alami. Ini memungkinkan udara panas naik dengan lancar dan dibuang melalui outlet, sementara udara dingin masuk melalui inlet, menciptakan sirkulasi udara yang efektif untuk meningkatkan efisiensi penyebaran panas.

1.4 Optimisasi Struktur Kabinet Kontrol

Untuk mengatasi tantangan unik dari garam, kelembaban, dan zat korosif di peternakan angin luar pesisir, bahan anti-korosi kinerja tinggi dan teknologi penyegelan canggih digunakan untuk meningkatkan perlindungan keseluruhan kabinet kontrol.

Desain Penyebaran Panas yang Ditingkatkan:

  • Jendela Ventilasi yang Dioptimalkan: Untuk menyelesaikan penyebaran panas yang tidak memadai akibat kurangnya jendela exhaust, ventilasi tambahan ditempatkan secara strategis di bagian atas dan samping. Perhitungan menentukan ukuran dan jumlah optimal untuk memaksimalkan aliran udara sambil mempertahankan integritas struktural:

    • 80 ventilasi atap (1.0 m × 0.2 m masing-masing);

    • 20 ventilasi samping (2.0 m × 0.15 m masing-masing).

Optimisasi Masuk Kabel dan Aliran Udara:

  • Inlet Berbentuk Persegi Panjang: Port masuk kabel persegi panjang dikerjakan pada baja kanal basis rangka, menyederhanakan instalasi kabel dan meningkatkan jalur aliran udara.

  • Pelat Dasar Geser: Pelat dasar geser memfasilitasi rute kabel ke terminal sambil mempertahankan penyegelan efektif, memastikan komponen internal tetap terlindungi.

Optimisasi ini menghasilkan tata letak kabel yang terstruktur dan terpisah dengan baik, yang meningkatkan manajemen termal dan keandalan sistem.

2 Verifikasi Eksperimental
2.1 Penyiapan Eksperimen

Untuk memvalidasi kelayakan desain penyebaran panas, platform eksperimental dibangun untuk mensimulasikan lingkungan peternakan angin luar pesisir secara komprehensif. Dua kipas digunakan untuk mereplikasi kecepatan dan arah angin luar pesisir. Peralatan eksperimental tercantum dalam Tabel 1.

Untuk mensimulasikan lingkungan peternakan angin luar pesisir, ketika menggunakan kipas untuk meniru kecepatan dan arah angin, perhatian harus diberikan pada keseragaman kecepatan angin dan keberagaman arah. Keseragaman kecepatan angin sangat penting untuk evaluasi akurat kinerja penyebaran panas kabinet kontrol, dan keberagaman arah angin dapat lebih komprehensif mensimulasikan perubahan arah angin luar pesisir. Oleh karena itu, selama eksperimen, kipas perlu dikontrol dengan tepat untuk memastikan kecepatan dan arah angin sesuai dengan karakteristik peternakan angin luar pesisir yang sebenarnya.

2.2 Hasil Eksperimen dan Analisis

Setelah mengoptimalkan penyebaran panas kabinet kontrol transformator box-type peternakan angin luar pesisir, efisiensi penyebaran panas bagian-bagian kabinet kontrol sebelum dan setelah optimasi dicatat, seperti ditunjukkan dalam Tabel 2.

2.3 Hasil dan Pembahasan

Berdasarkan data eksperimental dalam Tabel 2, efisiensi penyebaran panas kabinet kontrol transformator pad-mounted peternakan angin luar pesisir menunjukkan peningkatan signifikan setelah optimasi:

  • Peningkatan Wilayah Kunci:

    • Jendela ventilasi atas: Efisiensi meningkat dari 772 W·℃⁻¹ menjadi 1,498 W·℃⁻¹;

    • Jendela ventilasi samping: Efisiensi meningkat dari 735 W·℃⁻¹ menjadi 1,346 W·℃⁻¹;

    • Area inlet kabel: Efisiensi meningkat dari 892 W·℃⁻¹ menjadi 1,683 W·℃⁻¹.
      Hasil ini memvalidasi efektivitas sistem udara dingin paksa dan desain inlet/outlet yang dioptimalkan.

  • Peningkatan Maksimal pada Radiator:
    Efisiensi radiator internal meningkat paling signifikan—dari 980 W·℃⁻¹ menjadi 1,975 W·℃⁻¹—menunjukkan peran kritis parameter sirip yang dioptimalkan dan struktur kabinet dalam meningkatkan kinerja termal.

3 Kesimpulan

Studi ini menganalisis dampak lingkungan keras peternakan angin luar pesisir terhadap penyebaran panas kabinet kontrol. Dengan panduan prinsip transfer panas, skema optimisasi yang ditargetkan diajukan dan divalidasi secara eksperimental. Desain yang dioptimalkan tidak hanya meningkatkan efisiensi penyebaran panas dan mengurangi suhu internal tetapi juga meningkatkan ketahanan korosi dan memperpanjang masa layanan. Langkah-langkah ini memberikan dukungan teknis yang kuat untuk operasi berkelanjutan peternakan angin luar pesisir.

Berikan Tip dan Galakkan Penulis
Disarankan
Voltan Operasi Minimum untuk Pemutus Litar Vakum
Voltan Operasi Minimum untuk Pemutus Litar Vakum
Voltan Operasi Minimum untuk Operasi Trip dan Tutup dalam Pemutus Litar Vakum1. PengenalanApabila anda mendengar istilah "pemutus litar vakum," ia mungkin terdengar asing. Tetapi jika kita katakan "pemutus litar" atau "tukar aliran elektrik," kebanyakan orang akan tahu apa maksudnya. Sebenarnya, pemutus litar vakum adalah komponen penting dalam sistem kuasa moden, bertanggungjawab untuk melindungi litar daripada kerosakan. Hari ini, mari kita jelajahi konsep penting — voltan operasi minimum untu
Dyson
10/18/2025
Pengoptimuman Sistem Hibrid Angin-PV yang Efisien dengan Penyimpanan
Pengoptimuman Sistem Hibrid Angin-PV yang Efisien dengan Penyimpanan
1. Analisis Ciri-ciri Pembangkitan Tenaga Angin dan Tenaga Surya FotovoltaikAnalisis ciri-ciri pembangkitan tenaga angin dan tenaga surya fotovoltaik (PV) adalah fundamental dalam merancang sistem hibrid yang saling melengkapi. Analisis statistik data kecepatan angin tahunan dan radiasi surya untuk suatu wilayah tertentu menunjukkan bahwa sumber daya angin menunjukkan variasi musiman, dengan kecepatan angin lebih tinggi pada musim dingin dan musim semi, dan lebih rendah pada musim panas dan gugu
Dyson
10/15/2025
Sistem IoT Berkuasa Hibrid Angin-Solar untuk Pemantauan Pipa Air Sebenar Waktu
Sistem IoT Berkuasa Hibrid Angin-Solar untuk Pemantauan Pipa Air Sebenar Waktu
I. Status Semasa dan Masalah Sedia AdaPada masa ini, syarikat bekalan air mempunyai rangkaian paip air yang luas yang diletakkan di bawah tanah merentasi kawasan bandar dan luar bandar. Pemantauan data operasi paip secara sebenar waktu adalah penting untuk perintahan dan kawalan yang berkesan dalam pengeluaran dan pengagihan air. Oleh itu, banyak stesen pemantauan data mesti ditubuhkan sepanjang paip. Walau bagaimanapun, sumber kuasa yang stabil dan boleh dipercayai dekat dengan paip-paip terseb
Dyson
10/14/2025
Bagaimana Membina Sistem Gudang Pintar Berasaskan AGV
Bagaimana Membina Sistem Gudang Pintar Berasaskan AGV
Sistem Logistik Gudang Pintar Berdasarkan AGVDengan perkembangan pesat industri logistik, kekurangan lahan yang semakin meningkat, dan biaya tenaga kerja yang naik, gudang—sebagai pusat logistik utama—menghadapi tantangan signifikan. Seiring gudang menjadi lebih besar, frekuensi operasional meningkat, kompleksitas informasi bertambah, dan tugas pengambilan pesanan menjadi lebih menantang, mencapai tingkat kesalahan yang rendah dan mengurangi biaya tenaga kerja sambil meningkatkan efisiensi penyi
Dyson
10/08/2025
Hantar pertanyaan
Muat Turun
Dapatkan Aplikasi Perusahaan IEE-Business
Guna aplikasi IEE-Business untuk mencari peralatan mendapatkan penyelesaian berhubungan dengan pakar dan menyertai kolaborasi industri bila-bila masa di mana-mana sepenuhnya menyokong pembangunan projek kuasa dan perniagaan anda