MOST CITED
Update: 2021-07-01
Task „Implementation of procedures ensuring the originality of scientific papers published in the quarterly „Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” financed under contract 532/P-DUN/2018 from the funds of the Minister of Science and Higher Education for science dissemination activities.
Grzegorz Dombek
Rodzaj cieczy, temperatura, zawilgocenie oraz zestarzenie jako parametry eksploatacyjne warunkujące niezawodność układu chłodzenia transformatora
W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości cieplnych cieczy elektroizolacyjnych, wykorzystywanych w układzie chłodzenia transformatora wysokiego napięcia. Dokonano analizy wpływu takich czynników jak rodzaj cieczy, temperatura, stopień jej zawilgocenia oraz zestarzenia na właściwości cieplne cieczy. Analizowanymi właściwościami cieczy były przewodność cieplna właściwa λ, lepkość kinematyczna υ, gęstość ρ, ciepło właściwe cp oraz rozszerzalność cieplna β. Właściwości te określają zdolność cieczy do transportu ciepła – współczynnik przejmowania ciepła α, a tym samym warunkują niezawodność układu chłodzenia transformatora. Na podstawie zmierzonych przez autorów wartości właściwości cieplnych określony został współczynnik przejmowania ciepła badanych cieczy elektroizolacyjnych.
Liquid kind, temperature, moisture, and ageing as an operating parameters conditioning reliability of transformer cooling system
The article presents research results of thermal properties of insulating liquids used in power transformer cooling system. The authors analyzed the influence of such factors, as the kind of the liquid, temperature, moisture and ageing rate of the liquid on thermal properties of the liquids. The analyzed properties of the liquids were thermal conductivity coefficient λ, kinematic viscosity υ, density ρ, specific heat cp, and thermal expansion factor β. These properties determine the ability of the liquid to heat transport – heat transfer factor α – what means the properties describe reliability of power transformer cooling system. The authors calculated the factor of heat transfer by the investigated insulating liquids on the basis of measured values of thermal properties.
Właściwości cieplne mieszaniny estrów syntetycznych i estrów naturalnych w aspekcie zastosowania w transformatorach dużej mocy
W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości cieplnych mieszaniny estrów syntetycznych i estrów naturalnych, w aspekcie ich zastosowania w układzie chłodzenia transformatora wysokiego napięcia w trakcie jego eksploatacji. Badanymi właściwościami analizowanej mieszaniny były przewodność cieplna właściwa λ, lepkość kinematyczna υ, gęstość ρ, ciepło właściwe cp oraz rozszerzalność cieplna β. W oparciu o przedstawione wyniki badań określono współczynnik przejmowania ciepła α mieszaniny estrów syntetycznych i estrów naturalnych. Współczynnik ten określa zdolność cieczy elektroizolacyjnej do transportu ciepła w transformatorze, warunkując tym samym jego niezawodność. Do badań wykorzystano następujące procentowe proporcje mieszaniny obu estrów: 100/0, 95/5, 80/20, 50/50. 20/80, 5/95, 0/100. Pomiary przeprowadzono dla temperatury: 25ºC, 40ºC, 60ºC i 80ºC.
Thermal properties of a mixture of synthetic and natural esters in terms of their application in high voltage power transformers
The article presents research results of thermal properties of mixtures of synthetic and natural esters in terms of their application in the cooling system of a high-voltage power transformer during its operation. The investigated properties of an analysed mixture were: thermal conductivity coefficient λ, kinematic viscosity υ, density ρ, specific heat cp, and thermal expansion β. On the basis of presented research results, the authors determined the heat transfer factor α of a mixture of synthetic and natural esters. This factor defines the ability of an insulating liquid to transport heat in the transformer, thus determining its reliability. For the research the authors used the following percentage proportions of the mixture of both the esters: 100/0, 95/5, 80/20, 50/50, 20/80, 5/95, 0/100. The measurements were taken for the temperatures: 25ºC, 40ºC, 60ºC, and 80ºC.
Właściwości cieplne estru naturalnego i estru naturalnego o obniżonej lepkości w aspekcie niezawodności działania układu chłodzenia transformatora
W pracy przedstawiono wyniki badań porównawczych właściwości cieplnych różnego rodzaju estrów naturalnych stosowanych jako ciecze elektroizolacyjne w transformatorach. Odpowiednie właściwości cieplne cieczy elektroizolacyjnych zapewniają niezawodną pracę transformatorów. Do badań wybrano dwa estry naturalne – jeden powszechnie stosowany w transformatorach rozdzielczych, drugi charakteryzujący się obniżoną lepkością. Do analizy struktury chemicznej badanych estrów wykorzystano spektroskopię w podczerwieni z transformatą Fouriera (FT-IR) oraz spektroskopię w ultrafiolecie i świetle widzialnym (UV-VIS). Analizowanymi właściwościami cieczy były przewodność cieplna λ, lepkość kinematyczna υ, ciepło właściwe cp, gęstość ρ oraz rozszerzalność cieplna β. Na podstawie przedstawionych właściwości cieplnych obliczono współczynnik przejmowania ciepła α. Współczynnik ten określa zdolność cieczy elektroizolacyjnej do transportu ciepła w transformatorze, a tym samym określa jego niezawodność. Autorzy postawili tezę, że ester naturalny o obniżonej lepkości będzie miał wyższy współczynnik przejmowania ciepła α ze względu na jego obniżoną lepkość. Analizę właściwości cieplnych przeprowadzono dla czterech wartości temperatury: 25, 40, 60 i 80°C. Na podstawie obliczonego współczynnika α określono spadki temperatury w transformatorze wypełnionym analizowanymi estrami naturalnymi. Wykazano, że jeżeli w układzie chłodzenia transformatora stosowany jest ester naturalny o obniżonej lepkości, wówczas temperatura najgorętszego miejsca (ang. hot spot) będzie niższa. Fakt ten może przyczynić się do zwiększenia niezawodności pracy transformatorów i przedłużyć okres ich eksploatacji.
Thermal properties of natural ester and low viscosity natural ester in the aspect of the reliable operation of the transformer cooling system
The paper presents the results of comparative studies of thermal properties of various types of natural esters used as electroinsulating liquids in transformers. Adequate thermal properties of electro-insulating liquids ensure reliable work of transformers. Two natural esters were selected for the study – one commonly used in distribution transformers, the other characterized by low viscosity. Fourier Transform Infrared Spectroscopy and UV-Visible spectroscopy were used to examine the chemical structure of the examined esters. Properties such as thermal conductivity coefficient λ, kinematic viscosity υ, specific heat cp, density ρ, and thermal expansion coefficient β were analyzed. Heat transfer factor α of the liquid was calculated on the basis of obtained properties. This factor defines the ability of an insulating liquid to heat transport in the transformer, thus determining its reliability. The authors put forward a thesis that a low viscosity natural ester will have a higher heat transfer factor α due to its low viscosity, which affects the factor α. The analysis of thermal properties was carried out for the following temperatures: 25, 40, 60, and 80°C. On the basis of the calculated factor α, the temperature drops in the transformer filled with the analyzed types of natural esters were determined. It has been shown that if a low viscosity natural ester is used in the cooling system of the transformer, the temperature of the hot-spot will be lower. This fact may contribute to more reliable work of transformers and extend its service life.