پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
دانلود مقاله تاثیر انرژی تابشی خورشید بر تعادل حرارتی ترانسفورماتور قدرت
درکشورهایی که درجه حرارت محیطی بالا و تابش خورشیدی قوی دارند، دمای نقطه‌ی داغ سیم پیچ[1] ترانسفورماتور ممکن است بیش از حد مجاز افزایش یابد. این موضوع می‌تواند از طریق افزایش تخریب عایق کاغذی، به طور قابل توجهی عمر عایق ترانسفورماتور را کاهش دهد. با توجه به راهنماهای بارگذاری[2] فعلی، برای هر k6 افزایش درجه حرارت کار، نرخ کهنگی[3] تقریبا با ضریب 2 افزایش می‌یابد. بنابراین، در نظر گرفتن تاثیر خورشید بر رفتار حرارتی ترانسفورماتور قدرت مهم است. در این مقاله، برای محاسبه‌ی تاثیر افزایش حرارت سیم پیچ ترانسفورماتور توسط تابش خورشیدی، از یک مدل درجه حرارت نقطه داغ اصلاح شده استفاده کردیم. اثرات تابش خورشیدی بر عایق حرارتی سیم پیچ ترانسفورماتور، از طریق مقایسه‌ی درجه‌ی پلیمریزاسیون[4] (DP) احتمال خطا[5] و عمر باقیمانده (میزان دوام)[6] ، نشان داده شده است. در اینجا، احتمال خطا به عنوان احتمال اینکه مقدار DP تخمین زده شده در یک لحظه‌ی خاص کمتر از پایان یک دوام معیار است (حد آستانه)، تعریف شده است. در کشورهایی که تابش خورشیدی قوی دارند، یک افزایش درجه حرارت نقاط داغ تا k9 در طول تابستان و یک افزایش درجه حرارت k6 در طول زمستان ممکن است رخ بدهد. نتیجه‌ی این امر مکن است تا 40% کاهش طول عمر باقیمانده‌ی دستگاه شود.
واژگان شاخص: ترانسفورماتور قدرت، تابش خورشیدی، دمای نقاط داغ، راهنمای در حال بارگزاری، عمر باقی مانده، برآورد مقدارDP ، احتمال خطا، احتمال شکست، قابلیت اطمینان.
1- مقدمه
در کشورهایی که درجه حرارت محیط بالا و تابش خورشیدی در تابستان قوی است، دمای نقطه داغ سیم پیچ ترانسفورماتور ممکن است از حداکثر حد مجاز بار اسمی[7] تجاوز کند. این کار ممکن است طول عمر عایق ترانسفورماتور، به خصوص عایق کاغذی سیم پیچ را کاهش دهد.
در کشورهایی که سیستم‌های تهویه مطبوع نیاز به قدرت برق بالا دارد، معمولا فصلی که دمای محیط حداکثر است، همزمان با حداکثر نیاز به بار خارجی است. برای جلوگیری از کار افتادگی زودرس، یا باید بار کاهش یابد و یا اینکه ظرفیت خنک کننده ترانسفورماتورها افزایش یابد.
حرارت ترانسفورماتورها از طریق از دست دادن مس و آهن به عنوان منابع حرارتی داخلی و توسط تابش خورشیدی به عنوان یک منبع حراتی خارجی ایجاد می شود (1). این پدیده در شکل 1 نشان داده شده است. در نهایت همه‌ی گرما باید توسط محیط اطراف مخزن ترانسفورماتور از بین برود. شکل 2 انتقال حرارت بین اجزای ترانسفورماتور که از منابع حرارتی (سیم پیچ‌های ترانسفورماتور و هسته) شروع می‌شوند را نشان می‌دهد.
گرما به روش هدایت[8] از میان عایق‌های کاغذی منتقل میشود، و سپس به روغن رسیده و توسط همرفت[9] به سطح مخزن ترانسفورماتور منتقل میشود. خورشید از طریق تابش منجر به افزایش دمای ترانسفورماتور میشود. گرمای تلف شده، همراه با حرارت ورودی توسط تابش های خورشیدی، از سطح ترانسفورماتور از طریق تابش به هوای محیط و از طریق همرفت به سیستم های خنک کننده منتقل می شود. بیشتر انرژی گرمایی از طریق همرفت انتشار می‌یابد. اگر اثر تابش خورشیدی در نظر گرفته نشود، دمای نقاط داغ حالت پایدار (t) θhs ترانسفورماتور با معادله (1) محاسبه، و به صورت گرافیکی در نمودار حرارتی در شکل 3 نشان داده شده است (2):
[1] – winding hot-spot temperature
[2] – loading
[3] – ageing
[4] – degree of polymerisation
[5] – fault probability
[6] – remaining life
[7] – rated load
[8] – conduction
[9] – convection
Influence of Solar Irradiation on Power Transformer
Thermal Balance
B. Gorgan, P. V. Notingher
Faculty of Electrical Engineering
University Politehnica of Bucharest
313 Splaiul Independentei Street
Bucharest, 060042, Romania
J. M. Wetzer, H. F. A. Verhaart
KEMA Netherland B.V.,
Arnhem, the Netherlands
P. A. A. F. Wouters
Electrical Energy Systems, Eindhoven University of Technology,
Eindhoven, the Netherlands
and A. van Schijndel
Liander N.V., Duiven, the Netherlands
ABSTRACT
In countries with a high ambient temperature and strong solar irradiation, transformer
winding hot-spot temperature may increase over its maximum permissible limit. This
can considerably reduce the insulation life of the transformer by enhanced degradation
of the paper insulation. According to current loading guides, for each 6 K increase in
working temperature, the ageing rate increases with approximately a factor two.
Therefore, it is important to take into consideration the impact of the sun on the power
transformer thermal behavior. In this paper, a modified hot-spot temperature model is
presented to account for the effect of transformer winding temperature rise by solar
irradiation. The effects of solar irradiation on transformer winding paper insulation are
shown by comparing the degree of polymerisation (DP), the fault probability and the
remaining life. Here, the fault probability is defined as the probability that the
estimated DP-value at a certain moment in time is below a certain end-of-life criterion
(threshold value). An additional winding hot-spot temperature rise of 9 K during the
summer and a temperature rise of 6 K during the winter may occur in countries with
strong solar irradiation. This may result in a reduction of the remaining lifetime by up
to 40%.
Index Terms — Power transformer, solar irradiation, hot-spot temperature, loading
guide, remaining lifetime, DP-value estimation, fault probability, failure probability,
reliability
این فایل ورد (word) ترجمه در 17 صفحه و فایل اصلی لاتین pdf مقاله در 8 صفحه به خدمتتون ارائه میشود.