Jäähdytysnestekierron optimointi tuuliturbiinin konvertterikaapistoon

Abstract

Diplomityössä perehdytään tuuliturbiinin konvertterikaapiston nestekierron tarkasteluun ja mittausten suunnitteluun sitä varten. Tarkastelun tulokset ovat yhdistettävissä konvertterikaapiston ilmapuolen jäähdytykseen, jolloin koko jäähdytysjärjestelmä on katettu. Työn alkupuolella perehdytään lyhyesti nykyhetken tuulivoimaan. Tämän jälkeen tarkastellaan itse konvertterikaapistoa, sen toimintaa sekä nestejäähdytyksen toteutusta komponentteineen. Työn keskimmäisessä osassa konvertterille tehtiin virtaustekninen malli aiempaa mittausdataa hyväksi käyttäen. Tällä mallilla suoritettiin herkkyystarkasteluja ja simuloitiin konvertterikaapiston nestekierron käyttäytymistä yhden tai useamman haaran tukkeutuessa osittain tai kokonaan. Lisäksi suunniteltiin uusi nestekierto. Lopuksi selvitetään mittauksissa tarvittava laitteisto, perehdytään kunkin laitteen toimintaperiaatteeseen sekä selvennetään suositeltavat asennuspaikat ja suojaetäisyydet.

This study concentrates on examining the liquid cooling circulation of wind turbine con-verters and preparing a measuring plan for it. The results of the study can be linked to air cooling system, when the whole cooling system will be covered. In the first part of the study, we take a look at modern wind power in general. Then we examine the converter, how it operates and how the cooling liquid circuit is composed. In the second part of the work, a fluid mechanical calculation model for the converter was prepared utilizing data collected earlier. This model was used to analyse sensitivity and to simulate the cooling liquid circuit of the converter if one or more cooling pipes clog up partially or fully. A new cooling liquid circuit was also designed. The final part of the study introduces equipment which is needed in the measurements, acquaints us with the operation of each component and determines advisable installation sites and straight lengths.