Muuntajan yksinkertaistettu vesijäähdytys - Koivisto , Raija (My University, 2007)
Muuntajan aktiivisissa osissa, käämeissä ja rautasydämessä syntyvät häviöt nostavat muuntajan lämpötilaa. Erikoismuuntajissa, joissa pyritään pieneen kokoon ja mahdollisimman suureen kuormitukseen, käyttölämpötila voi nousta jopa 150 asteeseen. Muuntajissa syntyvän lämmön jäähdyttämiseen käytetään erilaisia menetelmiä. Luonnollinen ilmajäähdytys ei ole tarpeeksi tehokas ratkaisu toimintalämpötilan noustessa. Pienitehoisissa erikoismuuntajissa nykyiset vesijäähdytystekniikat kasvattavat kustannuksia ja muuntajan kokoa, sillä ne on suunniteltu pääasiassa suuritehoisiin käyttöihin. Diplomityön tarkoituksena on kehittää yksinkertaistettu vesijäähdytys ahtaisiin tiloihin sijoitetuille alle 6 MVA erikoismuuntajille. Tavoitteena on määrittää ja mitoittaa aihepiiriin liittyvä vapaavirtauksinen vesijäähdytteinen sovellus laiva- ja tuulivoimalakäyttöihin. Muuntajien sisäinen jäähdytys perustuu korkean käyttölämpötilan eristeratkaisuihin luonnollisella kierrolla, ja ulkoisessa jäähdytyksessä hyödynnetään mahdollisuutta liittyä muun laitteiston jo olemassa olevaan vesijäähdytyspiiriin. Korkean lämpötilan erikoismuuntajasta on aiemmin tutkittu sekä muuntajan kiinteiden eristysrakenteiden että neste-eristeiden ominaisuuksia, joten työssä käsitellään vain muuntajan jäähdytystä. Työssä on selvitetty kirjallisuustutkimuksena muuntajan jäähdytykseen liittyvän lämpöopin perusteita. Diplomityön tutkimuksellinen arvo on kuitenkin työn kokeellisessa osuudessa, sillä kirjallisuuslähteet eivät täysin vastaa tutkimusongelmaa. Uuden jäähdytysmenetelmän tehokkuutta tutkittiin prototyyppimuuntajalle tehdyillä lämpenemiskokeilla. Muuntajan jäähdytys ratkaistiin säiliön sisäreunoilla kiertävillä ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla vesiputkilla. Mittausparametreina käytettiin jäähdytysveden virtausnopeutta sekä jäähdytysputkien määrää ja sijaintia muuntajasäiliössä. Lämpenemiskokeiden perusteella saadut tulokset osoittavat, että yksinkertaistettu vesijäähdytysmenetelmä on toimiva ratkaisu pienitehoisille erikoismuuntajille. Jäähdytysputkien tulee olla sijoitettuna käämien koko korkeudelle. Muuntajan jäähdytys voidaan toteuttaa varsin alhaisilla virtausnopeuksilla, mikä vähentää esimerkiksi putkien korroosiota. Uusi vesijäähdytysjärjestelmä alentaa muuntajan kokoa ja kustannuksia, koska veden tai neste-eristeen kierrättämiseen ei tarvita erillisiä pumppuja.
Keywords: tehomuuntaja; lämpeneminen; vesijäähdytys; fi=Sähkötekniikka|en=Electrical Engineering|; fi=Sähkö- ja energiatekniikan koulutusohjelma (DI)|