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


Pangangalakal na disenyo para sa mga kabinet ng kontrol ng pad-mounted transformers sa offshore wind turbines

Dyson
Dyson
Larangan: Pamantayan sa Elektrisidad
China

Ang global na pagbabago sa enerhiya ay nagpapataas ng offshore na wind power, bagaman ang komplikadong marine na kapaligiran ay nagpapahina sa reliabilidad ng mga turbine. Ang pagdissipate ng init ng pad-mounted transformer control cabinets (PMTCCs) ay mahalaga—ang hindi napapalabas na init ay nagdudulot ng pinsala sa mga komponente. Ang pag-optimize ng pagdissipate ng init ng PMTCC ay nagpapabuti sa epektibidad ng turbine, ngunit ang pagsasaliksik ay pangunahing nakatuon sa onshore na wind farms, at inuunti ang offshore. Kaya, disenyo ang PMTCCs para sa offshore na kondisyon upang mapalakas ang kaligtasan.

1 Pag-optimize ng Pagdissipate ng Init ng PMTCC
1.1 Magdagdag ng Mga Device para sa Pagdissipate ng Init

Para sa offshore na PMTCCs, magdagdag o i-optimize ang mga fully-sealed na device para sa pagdissipate ng init upang makapagresistensya laban sa asin spray at moisture. Ito ay inilalagay sa tabi ng mga transformer, konektado sa pamamagitan ng espesyal na interface, bumubuo ng mabisang cooling loop. Ang paggalaw ng hangin sa mga device: tingnan ang Fig. 1.

Dahil sa mga espesipikong katangian ng maritime climate sa offshore na wind farms, tulad ng malaking pagbabago ng temperatura, mataas na humidity, at corrosion ng asin spray, mas mahigpit na mga kailangan ang pinag-uusapan sa pagdissipate ng init ng transformer control cabinets. Upang makamit ang tumpak na pag-optimize ng disenyo ng heat sink, ang pag-aaral na ito ay inobatibong nagsasama ng ANSYS at MATLAB, gumagamit ng genetic algorithms upang i-optimize ang width parameters ng heat sinks.

Dahil sa mga limitasyon ng built-in parametric programming language ng ANSYS sa direkta nitong integration ng mga optimization algorithm, ang MATLAB ay ginagamit bilang isang intermediary. Sa pamamagitan ng pagbuo ng secondary development interface ng ANSYS, isinasakatuparan ang seamless connection sa pagitan ng ANSYS at MATLAB. Inaasahan na ang kabuuang area ng heat sink ay 0.36 m², at ang relasyon sa back width az at ang side edge width ac ng heat sink ay inilalarawan bilang:

Sa pamamagitan ng detalyadong kalkulasyon at simulasyon, itinukoy na ang optimal na back width ng heat sink ay 0.235 m, at ang mga width ng dalawang side heat sink ay inaayos nang 1.532 m. Ang pag-optimize na ito hindi lamang binabataan ang kabuuang area ng heat sink kundi pati rin nang nagpapabuti sa kanyang pagdissipate ng init.

1.2 Teknolohiya ng Forced Air Cooling

Ang forced air cooling ay gumagamit ng mga fan upang mapabilis ang paggalaw ng hangin, paglalaki ng temperature difference sa pamamagitan ng convection ng hangin upang mapabuti ang pagdissipate ng init. Ito ay nagsasala ng temperatura ng cabinet nang ligtas, ngunit may frictional at lokal na pagkawala sa ducts. Ang mga pag-optimize ay kasama ang paglalaki ng duct width mula 100 hanggang 120 mm at pagbabawas ng hydraulic diameter, minimization ng energy loss at pagpapabuti ng epektibidad. Ang pinagcool na langis ay bumabalik sa tank sa pamamagitan ng mga bottom pipe, bumubuo ng closed-loop para sa dual cooling. Tingnan ang Figure 2 para sa circulation.

Upang i-optimize ang pagdissipate ng init, ang Oil Natural Air Forced (ONAF) cooling mode ang napili. Ang mga fan ay nagdradrive ng airflow upang gawing umikot ang cooling air mula sa ilalim hanggang sa itaas, efektibong sumasaklaw sa buong surface ng radiator.

1.3 Pag-optimize ng Inlet at Outlet sa Main Transformer Chamber

Batay sa power loss ng transformer control cabinet at inaasahang temperature difference sa pagitan ng inlet at outlet, ang kinakailangang airflow ay inaasahan gamit ang thermodynamics. Ang formula para sa airflow V ay:

Sa formula:

  • Q ay ang pagdissipate ng init per unit time;

  • ρ ay ang density ng hangin;

  • b ay ang specific heat capacity;

  • ΔT ay ang temperature difference sa pagitan ng inlet at outlet.

Dahil sa potensyal na pagbagsak ng epektibidad ng ventilation, ang sukat ng airflow rate ay itinakda sa 1.6V. Ang formula para sa pagkalkula ng effective inlet area A ay:

Kung saan v ay kumakatawan sa velocity ng hangin sa parehong inlet at outlet. Matapos mailarawan ang power loss ng transformer control cabinet at matukoy ang inaasahang temperature difference sa pagitan ng inlet at outlet, ang kinakailangang airflow V ay inaasahan gamit ang prinsipyong thermodynamic. Sa wakas, ang espesipikong dimensyon ng inlet at outlet ay idisenyo batay sa airflow V:

  • Inlet: lapad na 0.200 m at taas na 0.330 m;

  • Outlet: lapad na 0.250 m at taas na 0.264 m.

Ang analisis ng ugnayan sa pagitan ng pressure loss sa inlet at opening area ay nagpapakita na ang paglalaki ng opening area ay maaaring mabawasan ang gas pressure loss, kaya't nagpapabuti sa epektibidad ng pagdissipate ng init. Sa premyo ng pagtitiyak sa structural strength ng control cabinet, ang inlet opening area ay itinakda sa 0.066 m². Upang mapabuti ang epektibong ventilation area, isang paraan na naglalabas ng grilles at louver covers ay ginamit upang mapalawak ang ventilation passages habang sinusugpuan ang pagpasok ng dust at ulan. Sa lower part ng main transformer chamber, isang karagdagang air inlet window ay inilapat na humigit-kumulang 40 cm sa itaas ng lupa upang palawakin ang inlet area.

Batay sa prinsipyong bottom air intake at top air exhaust, ang layout ng inlet at outlet ay i-optimize. Ang inlet ay itatakda sa lower part ng main transformer chamber, at ang outlet ay nasa upper part, bumubuo ng natural convection. Ito ay nagbibigay-daan para sa maayos na pag-akyat ng mainit na hangin at paglabas sa outlet, samantalang ang malamig na hangin ay papasok mula sa inlet, bumubuo ng epektibong circulation ng hangin upang mapabuti ang epektibidad ng pagdissipate ng init.

1.4 Pag-optimize ng Struktura ng Control Cabinet

Upang tugunan ang mga espesipikong hamon ng asin, humidity, at corrosive substances sa offshore na wind farms, ang high-performance anti-corrosion materials at advanced sealing technologies ay ginagamit upang mapalakas ang kabuuang proteksyon ng control cabinet.

Enhanced Heat Dissipation Design:

  • Optimized Ventilation Windows: Upang lutasin ang hindi sapat na pagdissipate ng init dahil sa kulang na exhaust windows, karagdagang vents ay strategic na inilagay sa itaas at gilid. Ang mga kalkulasyon ay nagtutukoy ng optimal na size at quantity upang makamit ang maximum na airflow habang binabantayan ang structural integrity:

    • 80 top-mounted vents (1.0 m × 0.2 m each);

    • 20 side-mounted vents (2.0 m × 0.15 m each).

Cable Entry and Airflow Optimization:

  • Rectangular Inlets: Rectangular cable entry ports ay iminachine sa channel steel ng frame base, simplifying ang cable installation at improving ang airflow paths.

  • Sliding Base Plate: A sliding bottom plate facilitates cable routing to terminals while maintaining effective sealing, ensuring internal components remain protected.

Ang mga pag-optimize na ito ay nagreresulta sa isang structured, well-segregated cable layout na nagpapabuti sa thermal management at system reliability.

2 Experimental Verification
2.1 Experimental Setup

Upang patunayan ang feasibility ng disenyo ng pagdissipate ng init, isang experimental platform ay itinayo upang comprehensive na simuluhan ang offshore na wind farm environment. Dalawang fans ang ginamit upang imitasyon ang offshore na wind speeds at directions. Ang experimental equipment ay nakalista sa Table 1.

Upang simuluhan ang offshore na wind farm environment, kapag ginagamit ang fans upang imitasyon ang wind speed at direction, dapat bigyan ng pansin ang uniformity ng wind speed at diversity ng direction. Ang uniform na wind speed ay mahalaga para sa tumpak na evaluation ng performance ng pagdissipate ng init ng control cabinet, at ang diverse na wind directions ay maaaring mas komprehensibong simuluhan ang offshore na pagbabago ng direction ng hangin. Kaya, sa panahon ng eksperimento, ang mga fans ay kailangang kontrolin nang tumpak upang tiyakin na ang wind speed at direction ay tumutugon sa aktwal na katangian ng offshore na wind farm.

2.2 Experimental Results and Analysis

Matapos i-optimize ang pagdissipate ng init ng offshore na wind farm wind turbine box-type transformer control cabinet, ang epektibidad ng pagdissipate ng init ng iba't ibang bahagi ng control cabinet bago at pagkatapos ng pag-optimize ay naitala, tulad ng ipinapakita sa Table 2.

2.3 Results and Discussion

Batay sa experimental data sa Table 2, ang epektibidad ng pagdissipate ng init ng offshore na wind turbine pad-mounted transformer control cabinet ay nagpakita ng malaking pag-unlad pagkatapos ng pag-optimize:

  • Key Region Enhancements:

    • Top ventilation window: Efficiency increased from 772 W·℃⁻¹ to 1,498 W·℃⁻¹;

    • Side ventilation window: Efficiency improved from 735 W·℃⁻¹ to 1,346 W·℃⁻¹;

    • Cable inlet area: Efficiency rose from 892 W·℃⁻¹ to 1,683 W·℃⁻¹.
      These results validate the effectiveness of the forced cold air system and optimized inlet/outlet design.

  • Maximal Improvement in Radiator:
    Internal radiator efficiency increased most significantly—from 980 W·℃⁻¹ to 1,975 W·℃⁻¹—demonstrating the critical role of optimized fin parameters and cabinet structure in enhancing thermal performance.

3 Conclusion

Ang pag-aaral na ito ay nagsuri ng impact ng harsh na kapaligiran ng offshore na wind farm sa pagdissipate ng init ng control cabinet. Batay sa prinsipyong heat transfer, isang targeted na optimization scheme ay inihanda at in-validate ng eksperimento. Ang optimized na disenyo hindi lamang nagpapabuti sa epektibidad ng pagdissipate ng init at nagbabawas ng internal temperatures, kundi pati rin nagpapalakas ng corrosion resistance at nagpapahaba ng service life. Ang mga hakbang na ito ay nagbibigay ng robust na teknikal na suporta para sa sustainable na operasyon ng offshore na wind farms.

Magbigay ng tip at hikayatin ang may-akda!
Inirerekomenda
Pinakamababang Operating Voltage para sa Vacuum Circuit Breakers
Pinakamababang Operating Voltage para sa Vacuum Circuit Breakers
Pinakamababang Voltaje para sa Trip at Close Operations sa Vacuum Circuit Breakers1. PagkakataonKapag narinig mo ang termino "vacuum circuit breaker," maaaring hindi ito kilala. Ngunit kung sasabihin natin "circuit breaker" o "power switch," marami ang marunong dito. Sa katunayan, ang mga vacuum circuit breakers ay mahalagang komponente sa modernong sistema ng enerhiya, na may tungkulin na protektahan ang mga circuit mula sa pinsala. Ngayon, susuriin natin ang isang mahalagang konsepto — ang pin
Dyson
10/18/2025
Sistema ng IoT na Pinapagana ng Hybrid na Wind-Solar para sa Real-Time na Pagmomonito ng Tubig Pipeline
Sistema ng IoT na Pinapagana ng Hybrid na Wind-Solar para sa Real-Time na Pagmomonito ng Tubig Pipeline
I. Kasalukuyang Kalagayan at Umumang mga ProblemaSa kasalukuyan, ang mga kompanya ng pagbibigay ng tubig ay may malawak na mga network ng mga linya ng tubig na inilapat sa ilalim ng lupa sa mga urban at rural na lugar. Mahalaga ang real-time monitoring ng datos ng operasyon ng pipeline para sa epektibong pamamahala at kontrol ng produksyon at distribusyon ng tubig. Dahil dito, kailangan mabuo ang maraming istasyon ng pag-monitor ng datos sa buong mga linya. Gayunpaman, bihira ang matatag at maas
Dyson
10/14/2025
Paano Gumawa ng Isang Intelligent Warehouse System Batay sa AGV
Paano Gumawa ng Isang Intelligent Warehouse System Batay sa AGV
Intelligent Warehouse Logistics System Based on AGVSa mabilis na pag-unlad ng industriya ng logistics, paglaki ng kakulangan sa lupa, at pagtaas ng mga gastos sa pagsasakahan, ang mga warehouse—bilang pangunahing hub ng logistics—ay nasa harap ng malaking hamon. Habang ang mga warehouse ay naging mas malaki, ang frequency ng operasyon ay tumataas, ang komplikadong impormasyon ay lumalaki, at ang mga gawain sa pagkuha ng order ay naging mas mahirap, ang pagkamit ng mababang rate ng error at pagba
Dyson
10/08/2025
Paano Papanatiliin ang Optimal na Performance ng mga Instrumentong Elektrikal
Paano Papanatiliin ang Optimal na Performance ng mga Instrumentong Elektrikal
1 Mga Sira sa Instrumento ng Elektrisidad at Pagmamanila1.1 Mga Sira at Pagmamanila ng Meter ng ElektrisidadSa paglipas ng panahon, maaaring mabawasan ang katumpakan ng mga meter ng elektrisidad dahil sa pagluma ng mga komponente, pagsusubok, o pagbabago ng kapaligiran. Ang pagbawas ng katumpakan na ito ay maaaring magresulta sa hindi tama na pagsukat, nagdudulot ng pagkawala ng pera at mga pagtatalo para sa mga gumagamit at kompanya ng suplay ng kuryente. Bukod dito, ang panlabas na pangangaila
Felix Spark
10/08/2025
Inquiry
I-download
Kumuha ng IEE-Business Application
Gamit ang app na IEE-Business upang makahanap ng kagamitan makuha ang mga solusyon makipag-ugnayan sa mga eksperto at sumama sa industriyal na pakikipagtulungan kahit kailan at saanman buong pagsuporta sa pag-unlad ng iyong mga proyekto at negosyo sa enerhiya