CN105718708A

CN105718708A - 一种变电站主变室散热通风风速计算方法

Info

Publication number: CN105718708A
Application number: CN201410720215.0A
Authority: CN
Inventors: 廖文; 解蕾; 章健; 陈琪; 谢俊; 王凯; 支玉清; 金利尔; 曾正; 张弛; 杨士辰
Original assignee: State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2016-06-29

Abstract

本发明公开了一种变电站主变室散热通风风速计算方法，即根据主变室内主变压器无功损耗所转化的热量，全绝缘铜管母线工作电流下发热量，主变室外气温及日照作用下向主变室的传热以及主变室内照明灯具的发热量估算出主变室内的发热量后，再计算主变室的通风量，最后根据估算的有效通风面积，计算得到变电站主变室散热通风风速。其技术效果是：可以有效克服传统计算方法对于变电站主变室内发热量估算偏低的缺陷，保证在对变电站进行设计时能合理提高散热所需的通风量，从而保证主变室内温度在合理范围内，有效保证变电站主变室内主变压器和其它设备的正常运行。

Description

一种变电站主变室散热通风风速计算方法

技术领域

本发明涉及输配电领域的一种变电站主变室散热通风风速计算方法。

背景技术

随着我国国民经济发展、城市规模不断扩大，部分过去在郊区、周围无人居住的变电站逐渐演变为城区、周围新建有住宅的城市变电站，从而对原有变电站的散热等技术措施提出了新的要求。城市变电站主变压器放置于主变室内往往造成通风不畅，散热效果差，造成主变室的温度升高而影响设备稳定运行。而对主变室进行强制散热，以使主变室内的温度降低，又容易引起噪声污染。

造成上述问题的原因在于：第一,主变室通风散热时的通风量量偏低，这是因为主变室内热量的主来源包括以下四项：主变压器无功损耗所转化的热量；全绝缘铜管母线工作电流下发热量；室外气温及日照综合作用下向主变室的传热；主变室内照明灯具的发热量。以上四项发热量中，第一项发热量最大，因此以往的通风散热系统时仅注重该项发热量，而忽略后三项室内热源，造成主变室计算得热量偏小，因而设计通风量也相应减小。但是，主变室实际运行中以上四项的热量均可能不同程度地存在，使得主变室内温度不可避免地比预期温度偏高，影响设备的安全运行。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种变电站主变室散热通风风速计算方法，其可以有效克服传统计算方法对于变电站主变室内发热量估算偏低的缺陷，保证在对变电站进行设计时能合理提高散热所需的通风量，从而保证主变室内温度在合理范围内，有效保证变电站主变室内主变压器和其它设备的正常运行。

实现上述目的的一种技术方案是：一种变电站主变室散热通风风速计算方法，包括下列步骤：

步骤1：根据主变室内主变压器无功损耗所转化的热量，全绝缘铜管母线工作电流下发热量，主变室外气温及日照作用下向主变室的传热以及主变室内照明灯具的发热量，估算出主变室内的发热量；

步骤2：计算主变室内散热所需要的通风量，公式为：

V = \frac{Q}{C_{p} ρ (T_{n} - T_{w})}

其中Q为主变室内的发热量；Tn为主变室内通风散热装置自动启动的温度，Tw为夏季主变室外的平均温度，C_p为空气的定压比热，ρ为空气的密度；

步骤3：估算有效通风面积；

步骤4：通过测量的风道的截面积和主变室内散热所需要的通风量，计算变电站主变室散热通风风速。

进一步的，主变室内的发热量约为主变压器额定容量的0.30-0.37％。

进一步的，主变室内通风散热装置自动启动的温度Tn为45℃,夏季主变室外的平均温度Tw为33.7℃，空气的定压比热C_p为1.01kJ/kg·K；ρ为空气的密度为1.151kg/m³。

进一步的，所述有效通风面积近似为测量得到的风道的截面积。

采用了本发明的一种变电站主变室散热通风风速计算方法的技术方案，即根据主变室内主变压器无功损耗所转化的热量，全绝缘铜管母线工作电流下发热量，主变室外气温及日照作用下向主变室的传热以及主变室内照明灯具的发热量估算出主变室内的发热量后，在计算主变室的通风量，最后根据估算的有效通风面积，计算得到变电站主变室散热通风风速。其技术效果是：可以有效克服传统计算方法对于变电站主变室内发热量估算偏低的缺陷，保证在对变电站进行设计时能合理提高散热所需的通风量，从而保证主变室内温度在合理范围内，有效保证变电站主变室内主变压器和其它设备的正常运行。

具体实施方式

本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，进行详细地说明：

本发明的一种变电站主变室散热通风风速计算方法包括下列步骤：

步骤1，主变室内热量的主来源包括以下四项：主变压器无功损耗所转化的热量、全绝缘铜管母线工作电流下发热量、室外气温及日照综合作用下向主变室的传热、主变室内照明灯具的发热量，估算出主变室内的发热量，该发热量约为主变压器额定容量的0.30-0.37％。

步骤2，计算主变室内散热所需要的通风量，由于主变室内每台主变发热量：Q1＝20MVA×0.35％＝70kW，则根据通风专业热质量平衡的基本理论，主变室内散热通风量V计算公式为：

V = \frac{Q}{C_{p} ρ (T_{n} - T_{w})}

式中：Q为主变室内的热量；Tn为主变室内通风散热装置自动启动的温度，选取为45℃；Tw为夏季主变室外的平均温度，可取33.7℃；C_p为空气的定压比热，选取为1.01kJ/kg·K；ρ为空气的密度，33.7℃时空气的密度ρ为1.151kg/m³。

根据DL/T5035-2004《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程》中第6.5.2条规定：变电站主变室应设置不少于10次每小时的事故排风，事故排风机可兼做通风机用。计算得到每台主变需要的通风量是5.33m³/s(19183m³/h)。

步骤3，估算有效通风面积：根据流体力学连续方程，散热通风量V计算式为V＝v×S2，式中：v为风速；S2为有效通风面积，近似为测量的风道的截面积。根据主变室需要的散热通风量和风道口的风速，可以确定风道的有效通风面积。

同时，对于计算变电站主变室有效通风散热面积时，规定了如下的边界条件确定如下：

(1)风道看作是一个绝热的边界。

(2)风道内的空气作为恒定热流处理。

(3)风道的进风口为自然进风口，进风温度取恒定为33.7℃。

(4)主变室内的流体仅有空气。

(5)主变室内的温度不超过45℃。

步骤4：根据风机的实际通风量主要由其风速大小决定，不同的风速导致对流换热系数不同，进而影响设备的散热。因此根据散热通风量和风道的有效通风面积确定变电站主变室散热通风速，进而调整风机功率的大小。

本发明的一种变电站主变室散热通风风速可以有效克服传统计算方法对于变电站主变室内发热量估算偏低的缺陷，保证在对变电站进行设计时能合理提高散热所需的通风量，从而保证主变室内温度在合理范围内，有效保证变电站主变室内主变压器和其它设备的正常运行。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.一种变电站主变室散热通风风速计算方法，包括下列步骤：

步骤2：计算主变室内散热所需要的通风量，公式为：

V = \frac{Q}{C_{p} ρ (T_{n} - T_{w})}

步骤3：估算有效通风面积；

2.根据权利要求1所述的一种变电站主变室散热通风风速计算方法，其特征在于：主变室内的发热量约为主变压器额定容量的0.30-0.37％。

3.根据权利要求1所述的一种变电站主变室散热通风风速计算方法，其特征在于：主变室内通风散热装置自动启动的温度Tn为45℃,夏季主变室外的平均温度Tw为33.7℃，空气的定压比热C_p为1.01kJ/kg·K；空气的密度ρ为1.151kg/m³。

4.根据权利要求1所述的一种变电站主变室散热通风风速计算方法，其特征在于：所述有效通风面积近似为测量得到的风道的截面积。