Visokoeffektivna rešitev za termično upravljanje posebnih transformatorjev, ki zagotavlja osnovno delovanje in podaljšuje življenjski čas opreme
Ⅰ. Osnovna Perspektiva
Rešitev obravnava izzive, povezane z nakopičitvijo toplote pri posebnih transformatorjih v težkih delovnih razmerah, in predlaga sistematične strategije za izboljšanje odvajanja toplote in kontrole temperature:
- Krajšanje na ekstremno obremenjenje: Trajno preobremenje, udarni obremeni.
- Visoka harmonična onesnaženost: Dodatni izgubi zaradi nelinearnih obremenitev.
- Visoke okoljske temperature: Zunanji ali zaprti prostori z trajnimi okoljskimi temperaturami ≥40°C.
II. Ključni Točki Rešitve
(A) Natančna termalna simulacija in optimizacija dizajna
- Termalni digitalni dvojnik model
- Izrabi CFD program (FloTHERM/Star-CCM+) za izgradnjo 3D termalno-tekočinskih modelov.
- Natančno simulira poti protoka olja, porazdelitev točk glojevanja v navoji in učinkovitost hladilnika.
- Izda optimizirane sheme: doseže >15% zmanjšanje temperature točk glojevanja s prilagoditvijo strukture odvajanja toplote.
(B) Prilagojena konfiguracija hladilnega sistema
|
Metoda hlađenja |
Tehnična rešitev |
Ustrezen scenarij |
|
Naravno hlađenje |
► Biomimetni dizajn hladilnika (gradient gostote lopatic) |
Standardna obremenitev, nizka okoljska temperatura |
|
Pritrskano zračno hlađenje |
► Vrtljivki osnovni ventilatorji (varnostna stopnja IP55) |
Višinsko položeni višekotni okolji, periodično preobremenje |
|
Pritrskan cirkulacijski tok olja |
► Magnetno levitacijski črpalka za olje (poraba energije <30% običajnih črpalnic) |
Transformatorji za elektrode oblaka, trakcijski rektifikacijski transformatorji, pomorski transformatorji |
|
Pomoč s toplotnimi cevi |
► Vgrajene ultra-termokonduktivne toplotne cevi (termokondukcijska sposobnost >5000 W/m·K) |
Omejena prostorna regija visoke gostote navojnice |
(C) Optimizacija kontrole pretoka olja
- Izboljšan dizajn vodil za olje:
A[Vhod olja] --> B[Kanali za vodenje silikata železa]
B --> C[Osijski navojni kanali za olje]
C --> D[Pokrivalni dušeci ventili za točke glojevanja]
D --> E[Izhod olja na vrhu]
- Doseže ≥300% povečanje hitrosti pretoka olja v regijah točk glojevanja, kar prinaša 8-12K zmanjšanje temperature.
(D) Pametni sistem kontrole temperature
|
Funkcionalni modul |
Tehnična implementacija |
|
Sistem nadzora |
► Distribuirani optični vlakneni senzorji temperature (±0.5°C natančnost) |
|
Strategija nadzora |
► PID brezstopnična nadzorna strategija za ventilatorje/črpalke olja (20-100%) |
|
Pametno IoT |
► Komunikacijski protokol IEC 61850 |
III. Ciljni rezultati in standardi preverjanja
- Kontrola temperature
- Temperatura točk glojevanja v navojih: ≤95°C (razmerje obremenitve) / ≤115°C (2-urno nujno preobremenje)
- Povečanje temperature na vrhu olja: ≤45K (v skladu s standardom IEC 60076-7)
- Zagarantiranje življenjske dobe
- Na podlagi 10°C pravila (Montsingerovo pravilo): L = L₀ × 2^[(98°C - T_hotspot)/6]
- Zagaranti izgube termalne starosti izolacije <20% v 30-letnem obdobju oblikovanja.
- Izboljšanje učinkovitosti
- Zmanjšana izguba pri brezobremenitvi: 12% zmanjšanje (nizkoprizorne oblikovanje)
- Poraba energije hladilnega sistema: <5% celotnih izgub
IV. Tipični uporabni scenariji
|
Vrsta posebnega transformatorja |
Kombinacija rešitev za upravljanje toplote |
|
Transformatorji za pečice električnega oblaka |
Pritrskan cirkulacijski tok olja + hlađenje z vodo + pomoč s toplotnimi cevi |
|
Trakcijski rektifikacijski transformatorji |
Pritrskano zračno hlađenje + pametna večstopnična nadzorna strategija |
|
Transformatorji za morske vetrenogeneratore |
Zaprti hladilni sistem s toplotnimi cevi + triplonska zaščita (proti koroziji/proti onesnaževanju/proti vlage) |
|
Transformatorji s polimernim izolantom za podatkovne centre |
Nadzor skupine ventilatorjev + optimizacija pretoka zraka z CFD |
