Solusyon sa Epektibong Pamamahala ng Térmal para sa Espesyal na Transformers na Nagtaguyod ng Puso ng Performance at Nagpapahaba ng Habang Buhay ng Kagamitan
Ⅰ. Pangunahing Perspektibo
Upang harapin ang mga hamon sa pag-akumula ng init sa mga espesyal na transformer sa ilalim ng matinding kondisyon ng operasyon, inihahain ng solusyong ito sistemang optimisasyon para sa pagdala ng init at kontrol ng temperatura:
- Ekstremong Pag-load: Tuloy-tuloy na overload, impact loads.
- Matataas na Polusyon ng Harmoniko: Karagdagang pagkawala dahil sa mga non-linear load.
- Matataas na Temperatura ng Kapaligiran: Outdoor/enclosed na lugar na may patuloy na temperatura ng kapaligiran ≥40°C.
II. Puntos ng Pangunahing Solusyon
(A) Precision Thermal Simulation & Design Optimization
- Thermal Digital Twin Model
- Gumagamit ng CFD software (FloTHERM/Star-CCM+) upang bumuo ng 3D thermal-fluid coupling model.
- Tama na simulasyon ng mga ruta ng oil flow, distribusyon ng winding hotspot, at epektyividad ng radiator.
- Lumilikha ng mga optimized na esquema: Nakakamit ang >15% na pagbaba ng temperatura ng hotspot sa pamamagitan ng pag-aayos ng heat dissipation structure.
(B) Customized Cooling System Design
|
Pamamaraan ng Cooling |
Teknikal na Solusyon |
Applicable Scenarios |
|
Natural Cooling |
► Biomimetic heat sink design (fin density gradient distribution) |
Standard load, mababang temperatura ng kapaligiran |
|
Forced Air Cooling |
► Vortex axial fan array (IP55 protection rating) |
Mataas na altitude/mataas na temperatura na kapaligiran, periodic overloads |
|
Forced Oil Circulation |
► Magnetic levitation oil pump (energy consumption <30% of conventional pumps) |
Submerged arc furnace transformers, traction rectifier transformers, marine transformers |
|
Heat Pipe Assisted |
► Embedded ultra-thermal conductive heat pipes (thermal conductivity >5000 W/m·K) |
Space-constrained high-density winding regions |
(C) Oil Flow Control Optimization
- Enhanced Oil Guiding Design:
A[Oil Inlet] --> B[Silicon Steel Guide Channels]
B --> C[Axial Winding Oil Ducts]
C --> D[Hotspot Reinforced Spray Nozzles]
D --> E[Top Oil Outlet]
- Nakakamit ang ≥300% na pagtaas ng bilis ng oil flow sa mga rehiyon ng hotspot, na nagreresulta sa 8-12K na pagbaba ng temperatura.
(D) Intelligent Temperature Control System
|
Functional Module |
Teknikal na Implementasyon |
|
Monitoring System |
► Distributed Optical Fiber Temperature Sensing (±0.5°C accuracy) |
|
Control Strategy |
► PID stepless speed control for fans/oil pumps (20-100%) |
|
Smart IoT |
► IEC 61850 communication protocol |
III. Mga Layunin at Pamantayan ng Veripikasyon
- Kontrol ng Temperatura
- Winding Hotspot Temperature: ≤95°C (rated load) / ≤115°C (2-hour emergency overload)
- Top Oil Temperature Rise: ≤45K (compliant with IEC 60076-7)
- Pagtitiyak ng Lifespan
- Batay sa 10°C Rule (Montsinger's Rule):L = L₀ × 2^[(98°C - T_hotspot)/6]
- Nag-uugnay ng insulation thermal aging <20% sa loob ng 30-year design lifespan.
- Improvement ng Efisiensiya
- Reduced No-Load Losses: 12% reduction (low eddy current design)
- Cooling System Energy Consumption: <5% of total losses
IV. Typical Application Scenarios
|
Special Transformer Type |
Thermal Management Solution Combination |
|
Arc Furnace Transformers |
Forced Oil Circulation + Water Cooling + Heat Pipe Assistance |
|
Traction Rectifier Transformers |
Forced Air Cooling + Intelligent Multi-stage Speed Control |
|
Offshore Wind Power Transformers |
Sealed Heat Pipe Cooling System + Triple-protection Coating (Anti-corrosion/Anti-fouling/Anti-moisture) |
|
Data Center Cast-Resin Transformers |
Fan Group Control + CFD-based Airflow Optimization |
