Eficiente modelado numérico de transformadores sumergidos en aceite: enfoques simplificados para la simulación de transferencia de calor conjugada
Autores: Smolyanov, Ivan; Shmakov, Evgeniy
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Eficiente modelado numérico de transformadores sumergidos en aceite: enfoques simplificados para la simulación de transferencia de calor conjugada
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Desarrollo
Gemelos digitales
Transformadores de potencia
Modelos numéricos
Capas límite térmicas
Puntos calientes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
El desarrollo de gemelos digitales para transformadores de potencia se ha vuelto cada vez más importante para predecir posibles modos de operación y reducir la probabilidad de fallas. La precisión de estas predicciones depende en gran medida de los modelos numéricos utilizados, los cuales deben ser a la vez simples y computacionalmente eficientes. Este trabajo se centra en crear un modelo numérico simplificado para un transformador de potencia sumergido en aceite de plantilla (100 MVA, 230/69 KV). El estudio investiga cómo el número de elementos y las estrategias utilizadas para configurar la malla en el dominio de interés influyen en los resultados, con el objetivo de identificar los parámetros clave que afectan los resultados. Además, se demuestra un efecto significativo de la resolución de capas límite térmicas en la identificación precisa de puntos calientes. Se exploran dos enfoques para resolver capas límite térmicas en este trabajo. Este estudio presenta un análisis exhaustivo de tres modelos numéricos para simulaciones de transferencia de calor conjugada, cada uno con características distintas y composiciones de dominio computacional. Los resultados muestran que la adición de dominios de cálculo adicionales conlleva a la aparición de nuevas estructuras de vórtices, afectando el perfil de velocidad en la entrada del canal y alterando la ubicación de los puntos calientes. Este estudio proporciona información valiosa sobre la configuración y composición de los dominios calculados en modelos numéricos de transformadores de potencia sumergidos en aceite, esenciales para la predicción precisa de las temperaturas de puntos calientes y para garantizar un funcionamiento confiable.
Descripción
El desarrollo de gemelos digitales para transformadores de potencia se ha vuelto cada vez más importante para predecir posibles modos de operación y reducir la probabilidad de fallas. La precisión de estas predicciones depende en gran medida de los modelos numéricos utilizados, los cuales deben ser a la vez simples y computacionalmente eficientes. Este trabajo se centra en crear un modelo numérico simplificado para un transformador de potencia sumergido en aceite de plantilla (100 MVA, 230/69 KV). El estudio investiga cómo el número de elementos y las estrategias utilizadas para configurar la malla en el dominio de interés influyen en los resultados, con el objetivo de identificar los parámetros clave que afectan los resultados. Además, se demuestra un efecto significativo de la resolución de capas límite térmicas en la identificación precisa de puntos calientes. Se exploran dos enfoques para resolver capas límite térmicas en este trabajo. Este estudio presenta un análisis exhaustivo de tres modelos numéricos para simulaciones de transferencia de calor conjugada, cada uno con características distintas y composiciones de dominio computacional. Los resultados muestran que la adición de dominios de cálculo adicionales conlleva a la aparición de nuevas estructuras de vórtices, afectando el perfil de velocidad en la entrada del canal y alterando la ubicación de los puntos calientes. Este estudio proporciona información valiosa sobre la configuración y composición de los dominios calculados en modelos numéricos de transformadores de potencia sumergidos en aceite, esenciales para la predicción precisa de las temperaturas de puntos calientes y para garantizar un funcionamiento confiable.