Yağlı tip elektrik dağıtım transformatörlerinin kurutulması için geçişli fırın modellemesi ve analizi

Abstract

Bu çalışmada, yağlı tip elektrik dağıtım transformatörlerinin üretim sürecinin bir parçası olan geçişli fırınlarda kurutulma işlemindeki düşük verim problemi incelendi. Uzun kurutma sürelerinin fırın yapısı veya ısıtma işleminden kaynaklanıp kaynaklanmadığı, fırın ısıl işlem modellemesi yoluyla elde edilen matematiksel denklem setinin simülasyonla rı yapılarak araştırıldı. Geçişli f ırın modelleri, iki adet farklı fırından alınan deneysel verilerin, önerilen ısı transferi modeline MathCAD 5+ kullanılarak uyarlanması ile yapıldı. Fırınların ısı transfer modelinin eldesi ve model doğruluğunun kanıtlanmasında, toplam 27 bağımsız deney seti kullanıldı. Deneysel veriler ile model değerleri arasında yapılan istatistiksel analizde, korelasyonların 0.9270 ile 0.9983 değerleri arasında değiştiği görüldü. Yapılan simülasyonların analizi neticesinde, kurutma zamanındaki artış nedenlerinin ısıtma işleminden kaynaklandığı sonucuna ulaşılmıştır. Sorunun, buhar sıcaklığındaki denetimsiz değişimlerden ve transformatörlerin yüklenme geometrisine bağlı olarak fırın içerisinde oluşan ölü bölgelerden kaynaklandığı tespit edildi. Sorunların giderilmesi için, fırının etkin denetimini sağlamak üzere bir otomatik kontrol mekanizması önerildi.In this work, the low efficiency problem in drying process of Oiled Type Distribution Transformers in Steam Heated Furnaces, an integral part of the transformer production, has been investigated. Through the simulation of a set of equations describing the system that was derived by the mathematical modelling of the furnaces, a search was conducted to see if the extended drying times were depended on the design of the oven or the drying operation. The model of the furnace has been constructed by fitting the experimental data from two different furnaces to proposed heat transfer model by means of MathCAD 5+ program. The statistic, which is analysed between experimental data and model values, shows that correlation number is changing from 0.9270 to 0.9983. Through the analysis of the simulations, it was concluded that the extended drying was due to the drying operation itself. The core of the problem was found as being due to disturbances in the steam inlet flow rate and the orientation of the transformers charged into the oven that may create dead spots within the oven. To overcome the problem, an automatic control scheme was proposed for a better control of the oven.