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변압기용 방열기의 방열판 형상이 방열특성에 미치는 영향에 관한 수치적 연구
NUMERICAL STUDY ON THE EFFECT OF THE SHAPE OF THE HEAT TRANSFER PLATE ON THE THERMAL PERFORMANCE OF THE RADIATOR 원문보기

한국전산유체공학회지 = Journal of computational fluids engineering, v.20 no.1 = no.68, 2015년, pp.65 - 76  

김영주 (부산대학교 기계공학부) ,  두정훈 (롤스로이스-부산대 대학기술센터) ,  하만영 (부산대학교 기계공학부) ,  손성완 (부산대학교 기계공학부) ,  김중경 (효성 중공업 연구소) ,  이승호 (효성 중공업 연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the natural convection phenomenon of the air side and the forced convection phenomenon of the oil side were simulated in the radiator through a 3-D numerical analysis, and the total heat released by the oil side into the radiator heating plate and then to the air side was evaluated. A...

주제어

#변압기용 방열기   #송유자냉식(ODAN) 냉각 방식   #방열판 형상 변화  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
변압기는 무엇인가? 변압기는 전자기 유도 현상을 이용하여 교류전압을 목적에 따라 높여주거나 낮춰주는 전력기기로서 가정에서 사용하는 소형 변압기부터 산업설비나 공장에 사용되는 대형 변압기에 이르기까지 에너지 수송을 비롯한 산업 전반에서 폭넓게 사용되어 전력을 경제적으로 송배전하는 역할을 하고 있다. 변압기의 내부는 구리 동선 및 절연지, 철심 등으로 구성되어 있고 외부는 전력선을 연결하는 부싱(Bushing) 및 탱크, 방열기 등으로 구성되어 있다.
송유자냉식이 유입자냉식(ONAN)과 어떤 차이점을 가지는가? 본 논문에서는 변압기의 냉각방식중의 하나로서 방열기 내부의 절연유은 펌프에 의하여 강제 순환되고, 외부의 공기는 자연대류에 의하여 순환되는 송유자냉식 (ODAN, Oil Directed Air Natural)에서의 방열기 냉각성능 향상을 위한 연구를 수행 하였다. 앞서 언급한 유입자냉식(ONAN)과의 차이는 내부의 오일의 유량이 펌프에 조절된다는 것외에 변압기의 냉각 시스템인 방열기 주위에서의 냉각 방식은 유입자냉식(ONAN)과 동일하게 자연대류에 의하여 순환하는 외부 공기에 의하여 냉각된다. 이러한 방열기의 냉각 성능 향상을 위한 연구를 진행하기 위하여 본 논문에서는 실제 현장에서 사용되는 방열판 형상의 개선을 통하여 압력강하 대비 방열량을 증가시킬 수 있는 방열판의 신형상을 찾는 연구를 수행하였다.
변압기는 어떻게 구성되어 있나? 변압기는 전자기 유도 현상을 이용하여 교류전압을 목적에 따라 높여주거나 낮춰주는 전력기기로서 가정에서 사용하는 소형 변압기부터 산업설비나 공장에 사용되는 대형 변압기에 이르기까지 에너지 수송을 비롯한 산업 전반에서 폭넓게 사용되어 전력을 경제적으로 송배전하는 역할을 하고 있다. 변압기의 내부는 구리 동선 및 절연지, 철심 등으로 구성되어 있고 외부는 전력선을 연결하는 부싱(Bushing) 및 탱크, 방열기 등으로 구성되어 있다. 이러한 변압기 내부의 구리 동선과 철심에 전류가 흐르게 되면 도체 저항에 의한 전기적 손실 및 자기력에 의해 열이 발생하게 된다.
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참고문헌 (16)

  1. 2005, Susa, D., Palola, J., Lehtonen, M. and Hyvarinen, M., "Temperature rises in an OFAF transformer at OFAN cooling mode in service," Power Delivery, IEEE Transactions on, Vol20, No.4, pp.2517-2525. 

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  2. 1994, Pierce, L.W., "Predicting liquid filled transformer loading capability," Industry Applications, IEEE Transactions on, Vol30, No.1, pp.170-178. 

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  3. 2002, Sippola, M. and Sepponen, R.E., "Accurate prediction of high-frequency power-transformer losses and temperature rise," Power Electronics, IEEE Transactions on, Vol.17, No.5, pp.835-847. 

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  4. 2008, Kim, N.H. and Cho, J.P., "Air-side performance of louver-finned flat aluminum heat exchangers at a low velocity region," Heat and Mass Transfer, Vol.44, No.9, pp.1127-1139. 

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  10. 2009, Cha, C.H., Kim, J.K. and Kweon, K.Y., "Investigation of the thermal head effect in a power transformer," In Transmission & Distribution Conference & Exposition: Asia and Pacific, pp.1-4. 

  11. 2013, Kim, M.G., Cho, S.M. and Kim, J.K., "Prediction and evaluation of the cooling performance of radiators used in oil-filled power transformer applications with non-direct and direct-oil-forced flow," Experimental Thermal and Fluid Science, Vol.44, pp.392-397. 

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  12. 2003, Oh, Y.H., Song, K.D., Sun, J.H., Park, K.Y. and Lee, B.H., "The thermal analysis of natural convection cooling type transformer," In Electrical Machines and Systems, Vol.1, pp.358-360. 

  13. Talu, S.D. and Talu, M.D., "Dimensional optimization of frontal radiators of cooling system for power transformer 630 kVA 20/0.4 kV in terms of maximum heat transfer". 

  14. Talu, M.D. and Talu, S.D., "Modelling of thermal processes of a hydraulic cooling system for a power transformer". 

  15. 1978, Shah, R.K. and London, A.L., "Laminar flow forced convection in ducts: a source book for compact heat exchanger analytical data," Vol.1, Academic press. 

  16. 2011, Incropera, F.P., "Fundamentals of heat and mass transfer," John Wiley & Sons. 

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