تاثیر انرژی تابشی خورشید بر تعادل حرارتی ترانسفورماتور قدرت

عنوان انگلیسی:

Influence of Solar Irradiation on Power TransformerThermal Balance

عنوان فارسی:

تاثیر انرژی تابشی خورشید بر تعادل حرارتی ترانسفورماتور قدرت

چکیده:

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.

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%.

[1] - winding hot-spot temperature

[2] - loading

[3] - ageing

[4] - degree of polymerisation

[5] - fault probability

[6] - remaining life