Ujenzi wa Kupimisha Joto kwa Sanduku za Kumiliki wa Transformers wa Kutumika juu ya Mabwana wa Upepo

Mabadiliko ya nishati duniani kwa ujumla inongezeka nguvu ya mpana ya pembeni, hata hivyo mazingira mikubwa ya bahari yanachukua changamoto kwa uhakika ya mpana. Kupunguza moto wa sanduku la kuendeleza muhula wa transformer (PMTCCs) ni muhimu - moto usiofanyika upunguze unaweza kusababisha vifatilia vya komponenti. Kuimarisha kupunguza moto wa PMTCC kunzimia ufanisi wa mpana, lakini utafiti mara nyingi unaofokusika kwenye mashamba ya mpana ya pembeni, kutokuwa na maoni yoyote kuhusu zile za pembeni. Hivyo basi, tenganayo PMTCC kwa masharti ya pembeni ili kuimarisha ustawi.

1 Imarishaji wa Kupunguza Moto wa PMTCC
1.1 Ongeza Vifaa vya Kupunguza Moto

Kwa ajili ya PMTCC za pembeni, ongeza/imarisha vifaa vilivyopunguza moto vilivyokamilika kuzuia nyuzi na maji. Vilivyowekwa chini ya transformers, vilivyohusiana kwa maduka maalum, vinavyotengeneza mfumo mzima wa kupunguza moto. Mzunguko wa hewa katika vifaa: tazama Fig. 1.

Kutokana na maarifa ya tabia ya hewa ya bahari katika mashamba ya mpana ya pembeni, kama vile mabadiliko makubwa ya joto, ukasi mkubwa, na ukorosho wa nyuzi, matarajio yanayohitimu ya ufanisi wa kupunguza moto wa sanduku la kuendeleza transformers yamekuwa zaidi ya umuhimu. Kufikia imarisha sahihi ya kupunguza moto, utafiti huu umaingilisha ANSYS na MATLAB, kutumia algorithumu za uzalishaji wa mshirika kuboresha parameta za urefu wa heat sinks.

Kutokana na mapenzi ya lugha ya programu ya ANSYS iliyomo, siwezi kutengeneza uhusiano wa moja kwa moja na algorithumu za uboreshi, MATLAB itumika kama mtengenezaji wa kati. Kwa kutengeneza kitufe cha pili la ANSYS, uhusiano wa moja kwa moja kati ya ANSYS na MATLAB ulipatafikiwa. Iliyotathmini ni kwamba eneo lote la heat sink ni 0.36 m², na uhusiano kati ya urefu wa nyuma a_z na urefu wa pande a_c wa heat sink unaelezea:

Kwa kutumia hisabati na simulishi zifuatazo, urefu bora wa nyuma wa heat sink ulipatafsiriwa kuwa 0.235 m, na urefu wa pande mbili wa heat sink ulibadilishwa kwa 1.532 m. Uboreshi huu sio tu unahifadhi eneo lote la heat sink lakini pia unaimara ufanisi wake wa kupunguza moto.

1.2 Teknolojia ya Kupunguza Moto kwa Upeleki Hewa

Kupunguza moto kwa upeleki hewa hutumia fani kutokozesha mzunguko wa hewa, kuboresha tofauti za joto kwa kutumia convection ya hewa ili kuimarisha kupunguza moto. Inawezesha kutokali sanduku la joto kwa usalama lakini inapatikana na hasara ya friction na local katika ducts. Imarishaji inazungumzia kuongeza urefu wa duct kutoka 100 hadi 120 mm na kupunguza hydraulic diameter, kukidhibiti energy loss na kuimarisha ufanisi. Mafuta yaliyovuliwa yanarudi katika tank kwa kutumia pipes chini, kutengeneza mzunguko wa moja kwa moja wa kupunguza moto. Tazama Fig. 2 kwa mzunguko.

Kuboresha kupunguza moto, anachagua mode ya Oil Natural Air Forced (ONAF). Fani husukuma mzunguko wa hewa ili kutoa hewa yenye baridi kutoka chini hadi juu, kukidhibiti sana uwazi wa radiator.

1.3 Imarishaji wa Ingawa na Kutoka kwenye Chumba Kikuu cha Transformer

Kulingana na upotevu wa nguvu wa sanduku la kuendeleza transformer na tofauti ya joto inayotarajiwa kati ya ingawa na kutoka, mzunguko wa hewa unahitajika unatumia thermodynamics. Formula ya mzunguko wa hewa V ni:

Katika formula:

• Q ni upunguzo wa moto kwa wakati;

• ρ ni ukunguza wa hewa;

• b ni specific heat capacity;

• ΔT ni tofauti ya joto kati ya ingawa na kutoka.

Kutokana na uwezekano wa kupunguza ufanisi wa upasuaji, mzunguko wa hewa uliyomtafsiriwa ulisemekana kuwa 1.6V. Formula ya kutafuta eneo laingawa la kufanya kazi A ni:

Ambapo v inatafsiriwa kama mteremko wa hewa kwenye ingawa na kutoka. Baada ya kukubali upotevu wa nguvu wa sanduku la kuendeleza transformer na kutokali tofauti ya joto inayotarajiwa kati ya ingawa na kutoka, mzunguko wa hewa V unatumia principles za thermodynamic. Hatimaye, measurements zifuatazo za ingawa na kutoka zinaundwa kulingana na mzunguko wa hewa V:

• Ingawa: urefu wa 0.200 m na urefu wa 0.330 m;

• Kutoka: urefu wa 0.250 m na urefu wa 0.264 m.

Tathmini ya uhusiano kati ya upunguzo wa pressure na eneo la kufungua inatafsiriwa kuwa kuongeza eneo la kufungua linaweza kuboresha kupunguza gas pressure, kudogo kushughulikia ufanisi wa kupunguza moto. Katika masharti ya kutokali ujanja ya sanduku, eneo la kufungua limewekwa kuwa 0.066 m². Kuboresha eneo laingawa la kufanya kazi, njia ya kutumia grilles na louver covers imetumiwa kuongeza mazingira ya upasuaji hewa na kutokali kuingia mchanga na mvua. Chini ya chumba kikuu cha transformer, daraja laingawa la hewa limeongezwa asilimia 40 cm kutoka chini ili kuongeza eneo laingawa.

Kulingana na principle ya kufungua chini na kutoka juu, layout ya ingawa na kutoka imeimarishwa. Ingawa limewekwa chini ya chumba kikuu cha transformer, na kutoka limewekwa juu, kutengeneza convection ya asili. Hii inawezesha hewa moto kukwea vizuri na kutoka kutoka, na hewa chache kuingia kwa ingawa, kutengeneza mzunguko wa hewa wa kufanya kazi kuboresha ufanisi wa kupunguza moto.

1.4 Imarishaji wa Muundo wa Sanduku la Kulemia

Kulinda changamoto maalum za nyuzi, ukasi, na substances zenye korosho katika mashamba ya mpana ya pembeni, materials zenye ufanisi wa kupambana na korosho na teknolojia za sealing za kiwango kikuu zimeatumika kutokali ustawi wa sanduku la kulemia.

Imarishaji wa Kupunguza Moto:

• Vidoro vya Upasuaji vya Kuboresha: Kusuluhisha kupunguza moto kutokana na vidoro vya kutoka vichache, vidoro viingine vilivyoundwa vimeongezwa juu na pande. Hisabati zinatafsiri kwa ukubwa na idadi ili kuboresha mzunguko wa hewa wakati wanahifadhi ustawi wa muundo:

• 80 vidoro vya kutoka juu (1.0 m × 0.2 m kila moja);

• 20 vidoro vya kutoka pande (2.0 m × 0.15 m kila moja).

Njia ya Kuingiza Cable na Kuboresha Mzunguko wa Hewa:

• Inlet za Rectangle: Njia za kuingiza cable zimeundwa katika channel steel ya msingi wa frame, kuboresha installation ya cable na njia za mzunguko wa hewa.

• Sliding Base Plate: Platfoamu ya chini inayoweza kusogeza inaweza kusaidia routing ya cable kwenye terminals wakati inahifadhi sealing sahihi, kutokali components za ndani ziboreshwa.

Imarishaji haya yanatoa muundo wa cable unaotegemea, unayoboresha thermal management na uaminifu wa system.

2 Thibitishaji la Majaribio
2.1 Usanidi wa Majaribio

Kuthibitisha uwezekano wa design ya kupunguza moto, platform ya majaribio ilianzishwa ili kusimulia mazingira ya mashamba ya mpana ya pembeni kwa kutosha. Fans miwili ziliatumika kurepresentea wind speeds na directions za pembeni. Equipment ya majaribio imeorodheshwa katika Table 1.

Kusimulia mazingira ya mashamba ya mpana ya pembeni, wakati kutumia fans kurepresentea wind speed na direction, lazima kujihesabi uniformity ya wind speed na diversity ya direction. Uniformity ya wind speed ni muhimu kwa evaluation sahihi ya ufanisi wa kupunguza moto wa sanduku la kulemia, na diversity ya wind direction zinaweza kusimulia zaidi mabadiliko ya wind direction za pembeni. Hivyo basi, wakati wa majaribio, fans zinalazimika kutumika kwa ufanisi ili kuhakikisha kwamba wind speed na direction zinastarehe na mazingira halisi ya mashamba ya mpana ya pembeni.

2.2 Matokeo na Tathmini ya Majaribio

Baada ya kuboresha kupunguza moto wa box-type transformer control cabinet ya pembeni, ufanisi wa kupunguza moto wa sehemu tofauti za sanduku kabla na baada ya uboreshi ulihifadhiwa, kama inavyoonekana katika Table 2.

2.3 Matokeo na Mjadala

Kulingana na data ya majaribio katika Table 2, ufanisi wa kupunguza moto wa pad-mounted transformer control cabinet ya pembeni unaonyesha mabadiliko makubwa baada ya uboreshi:

• Mabadiliko ya Sehemu Muhimu:

• Vidoro vya kutoka juu: Ufanisi uliongezeka kutoka 772 W·℃⁻¹ hadi 1,498 W·℃⁻¹;

• Vidoro vya kutoka pande: Ufanisi uliongezeka kutoka 735 W·℃⁻¹ hadi 1,346 W·℃⁻¹;

• Eneo la kuingiza cable: Ufanisi uliongezeka kutoka 892 W·℃⁻¹ hadi 1,683 W·℃⁻¹.
  Matokeo haya yamethibitisha ufanisi wa forced cold air system na design ya kubuni na kutoka.

• Ufanisi Mkubwa wa Radiator:
  Ufanisi wa radiator wa ndani uliongezeka zaidi - kutoka 980 W·℃⁻¹ hadi 1,975 W·℃⁻¹ - kudemostrisha roli muhimu wa parameters za fin zenye uboreshi na muundo wa sanduku katika kuimarisha performance ya joto.

3 Malizia

Utafiti huu ulianaliza athari ya mazingira magumu ya mashamba ya mpana ya pembeni kwa kupunguza moto wa sanduku la kulemia. Kufuata principles za kupindua moto, scheme ya uboreshi iliyotakribwa na ithibitishwa kwa majaribio. Design iliyoboreshwa sio tu inaimara ufanisi wa kupunguza moto na kupunguza joto lenye ndani, lakini pia inaimara resistance ya korosho na kuongeza muda wa kutumia. Hatua hizi zinatoa technical support robust kwa operesheni inayofaulu ya mashamba ya mpana ya pembeni.