Abstract: De nos jours, comme alternative aux huiles minérales conventionnelles utilisées pour le refroidissement dans les transformateurs de distribution, les huiles esters respectueuses de l'environnement font l'objet d'une plus grande attention. Pour cette raison, l'objectif principal de ce travail était de comparer l'efficacité de refroidissement des deux types de liquides de refroidissement dans le transformateur de distribution de puissance moyenne dans différentes conditions ambiantes. Il a été mené par le développement d'un modèle numérique couplé validé qui comprenait tous les phénomènes thermiques, de flux et électromagnétiques. De plus, tous les calculs ont été effectués pour les huiles esters minérales, synthétiques et naturelles. En conséquence, le modèle CFD couplé a déterminé la température du point chaud à l'intérieur du réservoir du transformateur à trois températures ambiantes sur la base de la distribution locale des pertes de puissance dans les panneaux et le noyau qui ont été délivrées à partir du sous-modèle électromagnétique. Les températures ambiantes étudiées de -10, 20 et 30 • C représentaient l'été et l'hiver pour deux conditions climatiques. Les résultats numériques ont également montré un accord satisfaisant avec les valeurs de température mesurées enregistrées dans le transformateur de distribution analysé avec de l'huile minérale. En outre, il a été présenté que la température du point chaud la plus élevée de 94,6 • C a été atteint pour le cas de l'huile d'ester naturel à 30 • C de la température ambiante représentant les conditions climatiques argentines moyennes mensuelles maximales. Dans ces conditions, le transformateur de température du point chaud avec de l'huile minérale n'était inférieur que de 1,6 K. En outre, l'une des huiles d'ester synthétique étudiées a permis d'atteindre une efficacité de refroidissement encore meilleure que dans le cas de l'huile minérale. Par conséquent, un refroidissement plus efficace lié à des caractéristiques respectueuses de l'environnement encourage l'utilisation d'huiles biodégradables pour les transformateurs de distribution.
Hoy en día, como alternativa a los aceites minerales convencionales utilizados para la refrigeración en los transformadores de distribución, los aceites de éster respetuosos con el medio ambiente están recibiendo más atención. Por esta razón, el objetivo principal de este trabajo fue comparar la eficiencia de refrigeración de ambos tipos de refrigerantes en el transformador de distribución de potencia media en diferentes condiciones ambientales. Se llevó a cabo mediante el desarrollo de un modelo numérico acoplado validado que incluía todos los fenómenos térmicos, de flujo y electromagnéticos. Además, todos los cálculos se realizaron para aceites de éster minerales, sintéticos y naturales. Como resultado, el modelo CFD acoplado determinó la temperatura del punto caliente dentro del tanque del transformador a tres temperaturas ambiente en función de la distribución local de las pérdidas de potencia en las señales de viento y el núcleo que se entregaron desde el submodelo electromagnético. Las temperaturas ambiente investigadas de -10, 20 y 30 • C representaron el verano y el invierno para dos condiciones climáticas. Los resultados numéricos también mostraron un acuerdo satisfactorio con los valores de temperatura medidos registrados en el transformador de distribución analizado con aceite mineral. Además, se presentó que la temperatura más alta del punto caliente de 94.6 • C se alcanzó para el caso del aceite de éster natural a 30 • C de la temperatura ambiente que representa las condiciones climáticas máximas medias mensuales de Argentina. En estas condiciones, el transformador de temperatura de punto caliente con aceite mineral fue solo 1.6 K más bajo. Además, uno de los aceites de éster sintético investigados permitió alcanzar una efectividad de enfriamiento aún mejor que en el caso del aceite mineral. Por lo tanto, un enfriamiento más efectivo conectado con características respetuosas con el medio ambiente fomenta el uso de aceites biodegradables para transformadores de distribución.
Nowadays, as an alternative to conventional mineral oils used for cooling in distribution transformers, environment-friendly ester oils are getting more attention.For this reason, the main objective of this work was to compare the cooling efficiency of both types of coolants in the medium-power distribution transformer under different ambient conditions.It was conducted by the development of a validated coupled numerical model that included all thermal, flow and electromagnetic phenomena.Moreover, all the calculations were carried out for mineral, synthetic and natural ester oils.As a result, the coupled CFD model determined the hot-spot temperature within the transformer tank at three ambient temperatures on the basis of the local distribution of the power losses in windigns and core that were delivered from the electromagnetic submodel.The investigated ambient temperatures of -10, 20 and 30 • C represented summertime and wintertime for two climate conditions.The numerical results also showed a satisfactory agreement with the measured temperature values recorded in the analysed distribution transformer with mineral oil.In addition, it was presented that the highest hot-spot temperature of 94.6 • C was reached for the case of natural ester oil at 30 • C of the ambient temperature representing maximum monthly averaged Argentinian climate conditions.In these conditions, the hot-spot temperature transformer with mineral oil was only 1.6 K lower.Furthermore, one of the investigated synthetic ester oil allowed to reach even better cooling effectiveness than in the case of mineral oil.Therefore, more effective cooling connected with environmentfriendly characteristics encourages to use biodegradable oils for distribution transformers.
في الوقت الحاضر، كبديل للزيوت المعدنية التقليدية المستخدمة للتبريد في محولات التوزيع، تحظى زيوت الإستر الصديقة للبيئة بمزيد من الاهتمام. ولهذا السبب، كان الهدف الرئيسي من هذا العمل هو مقارنة كفاءة التبريد لكلا النوعين من المبردات في محول توزيع الطاقة المتوسطة في ظل ظروف محيطية مختلفة. وقد تم ذلك من خلال تطوير نموذج رقمي مقترن تم التحقق منه يتضمن جميع الظواهر الحرارية والتدفقية والكهرومغناطيسية. وعلاوة على ذلك، تم إجراء جميع الحسابات للزيوت المعدنية والاصطناعية والطبيعية. ونتيجة لذلك، حدد نموذج CFD المقترن درجة حرارة البقعة الساخنة داخل خزان المحول عند ثلاث درجات حرارة محيطة على أساس التوزيع المحلي لفقدان الطاقة في إشارات الرياح والنواة التي تم تسليمها من النموذج الفرعي الكهرومغناطيسي. تمثل درجات الحرارة المحيطة التي تم التحقيق فيها والتي تبلغ -10 و 20 و 30 درجة مئوية في الصيف والشتاء لظرفين مناخيين. أظهرت النتائج العددية أيضًا اتفاقًا مرضيًا مع قيم درجة الحرارة المقاسة المسجلة في محول التوزيع الذي تم تحليله بالزيت المعدني. بالإضافة إلى ذلك، تم تقديم أعلى درجة حرارة للبقعة الساخنة تبلغ 94.6 درجة مئوية تم الوصول إلى حالة زيت الإستر الطبيعي عند 30 درجة مئوية من درجة الحرارة المحيطة التي تمثل أقصى متوسط شهري للظروف المناخية الأرجنتينية. في هذه الظروف، كان محول درجة حرارة البقعة الساخنة مع الزيت المعدني أقل بمقدار 1.6 كلفن فقط. علاوة على ذلك، سمح أحد زيوت الإستر الاصطناعية التي تم فحصها بالوصول إلى فعالية تبريد أفضل مما هو عليه في حالة الزيت المعدني. لذلك، فإن التبريد الأكثر فعالية المرتبط بالخصائص الصديقة للبيئة يشجع على استخدام الزيوت القابلة للتحلل الحيوي لمحولات التوزيع.
Processing Request
No Comments.