Високоефективне рішення для термального управління спеціальних трансформаторів, яке гарантує ключову продуктивність та продовжує строк служби обладнання
І. Основна перспектива
Для вирішення проблем накопичення тепла у спеціальних трансформаторах при складних умовах експлуатації, це рішення пропонує системні стратегії оптимізації теплообміну та контролю температури:
- Екстремальні навантаження: постійне перевантаження, ударні навантаження.
- Високий гармонічний забруднення: додаткові втрати, спричинені нелінійними навантаженнями.
- Високі температури оточуючого середовища: зовнішні або закриті простори з тривалою температурою ≥40°C.
ІІ. Ключові точки рішення
(A) Точне теплове моделювання та оптимізація проектування
- Тепловий цифровий двійник
- Використовує ПЗ CFD (FloTHERM/Star-CCM+) для створення 3D-моделі теплової гідродинаміки.
- Точне моделювання шляхів потоку олії, розподілу гарячих точок намоток та ефективності радіаторів.
- Результати оптимізації: досягається зниження температури гарячих точок на >15% завдяки коригуванню структури теплообміну.
(B) Спеціальне проектування системи охолодження
|
Метод охолодження |
Технічне рішення |
Придатні сценарії |
|
Природне охолодження |
► Біоміметичний дизайн радіатора (градієнтна розподіл щільності пластин) |
Стандартне навантаження, низька температура оточуючого середовища |
|
Примусове повітряне охолодження |
► Масив вітроагрегатів з осьовими вентиляторами (захист IP55) |
Високогір'я/високі температури, періодичні перевантаження |
|
Примусовий циркуляційний обіг олії |
► Магнітно-левітаційний насос (споживання енергії <30% від стандартних насосів) |
Трансформатори для дугових печей, тягові ректифікаційні трансформатори, морські трансформатори |
|
Допомога тепловими трубками |
► Вбудовані теплові трубки з надвисокою теплопровідністю (теплопровідність >5000 Вт/м·К) |
Обмежені простори з високою щільністю намоток |
(C) Оптимізація керування потоком олії
- Покращений дизайн керування потоком олії:
A[Вхід олії] --> B[Канали з кремнеземних сталей]
B --> C[Аксіальні каналы намоток]
C --> D[Підсилені форсунки для гарячих точок]
D --> E[Вихід верхньої олії]
- Досягається ≥300% збільшення швидкості потоку олії в областях гарячих точок, що призводить до зниження температури на 8-12K.
(D) Інтелектуальна система керування температурою
|
Функціональний модуль |
Технічна реалізація |
|
Система моніторингу |
► Розподілена оптична фіберна система вимірювання температури (±0.5°C точність) |
|
Стратегія керування |
► Безступінчасте керування швидкістю вентиляторів/насосів PID (20-100%) |
|
Інтелектуальне IoT |
► Протокол комунікації IEC 61850 |
ІІІ. Цільові результати та стандарти перевірки
- Контроль температури
- Температура гарячих точок намоток: ≤95°C (номінальне навантаження) / ≤115°C (двогодинне аварійне перевантаження)
- Підвищення температури верхньої олії: ≤45K (відповідно до IEC 60076-7)
- Гарантія терміну служби
- На основі правила 10°C (Правило Монтсінгера): L = L₀ × 2^[(98°C - T_hotspot)/6]
- Забезпечує старіння ізоляції <20% протягом 30-річного терміну проектування.
- Покращення ефективності
- Зменшення втрат без навантаження: 12% зниження (низький дизайн вихоревих струмів)
- Витрати енергії системи охолодження: <5% загальних втрат
IV. Типові сценарії застосування
|
Тип спеціального трансформатора |
Комбінація рішень з управлінням теплом |
|
Трансформатори для дугових печей |
Примусовий циркуляційний обіг олії + водяне охолодження + допомога тепловими трубками |
|
Тягові ректифікаційні трансформатори |
Примусове повітряне охолодження + інтелектуальне багаторівневе керування швидкістю |
|
Оффшорні вітрові трансформатори |
Закрита система охолодження тепловими трубками + триплексний захисний покриття (проти корозії/забруднення/власності) |
|
Трансформатори з літієвої смоли для даних центрів |
Керування групою вентиляторів + оптимізація потоку повітря на основі CFD |
