Yağlı bir güç trafosunda yalıtım kâğıdının yaşlanma hızı sıcaklıkla üstel olarak artar. Dolayısıyla ömrü belirleyen şey ortalama değil, en sıcak noktadır — ve bu nokta genellikle sargının üst bölgesinde, tam olarak ölçüm yapılamayan bir yerdedir.
Yağ nasıl akıyor
Doğal dolaşım (ONAN). Yağ, sargıda ısınıp yükselir, radyatörde soğuyup iner. Tamamen kaldırma kuvvetiyle sürülür; bu yüzden klasik bir doğal taşınım problemidir ve yavaş, tabakalı bir akış verir.
Zorlanmış dolaşım (OFAF/ODAF). Pompa ile. Daha yüksek soğutma kapasitesi sağlar ama akışın sargı kanallarına nasıl dağıldığı kritik hâle gelir.
Ters akış tuzağı
Zorlanmış yönlendirilmiş soğutmada sargı, yatay kanallarla bölünmüş bölümlerden oluşur. Basınç dağılımı uygun değilse bazı kanallarda akış ters yöne döner ya da durur. O kanaldaki sargı bölümü neredeyse hiç soğutulmaz ve sıcak nokta orada oluşur.
Bu, toplam debiye bakan bir hesapta hiç görünmez — klasik bir dağılım problemidir ve kanal yönlendirici plakaların konumuyla çözülür.
Yağın özellikleri sıcaklıkla çok değişir
Trafo yağının viskozitesi sıcaklıkla mertebe olarak değişir. Soğuk başlangıçta dolaşım çok zayıftır; doğal dolaşımlı bir trafo soğukta kalkışta beklenenden daha çok ısınabilir. Sabit özellikli bir model bu davranışı kaçırır.
Modelleme
Problem eşleniktir: iletken, yalıtım, yağ ve tank birlikte. Sargıyı tel tel çözmek pratik değildir; anizotropik eşdeğer bölge kullanılır.
Kayıp dağılımı elektromanyetik analizden gelir ve üniform değildir — kaçak akı nedeniyle sargı uçlarında ve tank duvarında yerel tepe kayıplar oluşur. Üniform kayıp varsayımı sıcak noktayı kaçırır.
Radyatör tarafında hava akışı da modele girmelidir; radyatörler birbirinin sıcak havasını emiyorsa kapasite düşer. Bkz. ısı pompası dış ünitesi notu.
Kaynaklar
- Churchill, S. W. & Chu, H. H. S. (1975). Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a vertical plate. International Journal of Heat and Mass Transfer, 18(11), 1323–1329. DOI: 10.1016/0017-9310(75)90243-4
- Shah, R. K. & Sekulić, D. P. (2003). Fundamentals of Heat Exchanger Design. John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/9780470172605