CN204333850U - 长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，包括设置在母线表面的温度传感器，还包括设置在母线上方的通风机和设置在母线竖井出口处的百叶阀，所述温度传感器的输出端与控制箱的输入端相连接，所述控制箱的输出端与通风机和百叶阀的控制端相连接。本实用新型结构简单，技术可靠，经济实用，通过机械通风和自然通风的耦合作用，强化母线竖井内的换热能力，利于节能减排，能根据不同的温度条件控制通风机和百叶阀的运行以实现长垂直大电流封闭母线的热平衡。
Description
技术领域
本实用新型涉及地下水电站技术领域，具体地指一种长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置。
背景技术
大容量水力发电机组配套长垂直封闭母线与地面变压器相连作为一种常见的布置形式在水电站中得到了广泛的应用。随着机组装机容量的增加，同时出于节省地下电站土建开挖工程造价、提高地下电站洞群的稳定性的考虑，逐渐出现了两机一井的特殊形式布置。
对于大型水电站而言，母线的电流很大，当采用两机一井甚至多机一井时，机组正常运行时母线的损失造成的发热量巨大，如此大的发热量如不能及时排除，或发热量和散热量相平衡，则将使IPB(封闭母线)在规定的温升限值内无法达到热平衡条件，导致IPB温度快速升高，并大大超过允许温度，不仅造成的IPB损耗加大，而且超出IPB的耐热能力，严重影响母线的结构和电气绝缘性能，甚至导致IPB丧失工作性能，无法正常运行。国家对其温度限制的规定为：母线表面温度小于70℃，导线温度小于90℃，环境温度小于40℃。因此需要采取相应措施使得IPB的表面温度、导体温度及环境温度等控制在一定的范围之内，满足工程设计的要求。
强电流和特殊的布置方式使得大型地下电站的IPB、和IPB竖井内的自然通风具有受限空间内强热源持续加热的特点，随着母线持续对竖井内空气加热作用造成热空气在竖井上部积聚，由于热压产生的自然对流不足以将热量带走，IPB竖井内的热平衡需要依靠自然对流和机械通风两种方式相结合实现。目前，尚没有同时具备机械通风和自然通风功能的封闭母线热平衡控制系统装置。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，研究开发出一种通过机械通风和自然通风的耦合作用，强化竖井内换热能力的长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置。
为实现上述目的，本实用新型所设计的长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，包括设置在母线表面的温度传感器，其特殊之处在于，还包括设置在母线上方的通风机和设置在母线竖井出口处的百叶阀，所述温度传感器的输出端与控制箱的输入端相连接，所述控制箱的输出端与通风机和百叶阀的控制端相连接。
进一步地，还包括变频器，所述变频器的输入端与控制箱相连接、输出端与通风机相连接。变频器可调节通风机的功率大小，从而实现不同温度条件下的封闭母线热平衡。
更进一步地，所述温度传感器分别设置于母线表面的上部、中间和下部。采集母线表面不同高度的温度测量值，便于控制器判断母线上下温差是否达到标准控制范围。
更进一步地，所述百叶阀为电动调节百叶阀，用以改变母线竖井内截面积，以达到调节通风条件的作用，调节角度为0～90°。
更进一步地，所述温度传感器在母线表面的上部、中间和下部分别为三个，且呈等圆周设置，取其平均值作为该母线高度的温度测量值。
更进一步地，所述温度传感器还设置在母线竖井内距离竖井壁面10～30cm处，采集作为竖井内空气温度测量值传输至控制器。
本实用新型提出了一种长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，通过温度传感器在IPB竖井顶部中间和下部分别测量其表面温度，并对温度传感器反馈信号进行判断，如果环境温度和IPB表面温度有一处超标，则开启通风机至最大功率运行；通风机开机后如果各点温度均在标准控制范围内且IPB顶部和下部温差小于6.5℃，则调节风机变频器使风机降低一档运行，当风机降至最低档位后，给控制箱发出信号切换至自然通风模式，此时开启电动组合风阀并停止风机运行。
本实用新型结构简单，技术可靠，经济实用，通过机械通风和自然通风的耦合作用，强化母线竖井内的换热能力，利于节能减排，能根据不同的温度条件控制通风机和百叶阀的运行以实现长垂直大电流封闭母线的热平衡。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：温度传感器1，通风机2，百叶阀3，控制箱4，变频器5，母线6，母线竖井7。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1所示，本实用新型提出的一种长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，包括设置在母线6表面的温度传感器1、设置在母线6上方的通风机2、设置在母线竖井7出口处的百叶阀3和变频器5。百叶阀3为电动调节百叶阀。温度传感器1的输出端与控制箱4的输入端相连接，变频器5的输出端与通风机2相连接，控制箱4的输出端与通风机2、百叶阀3和变频器5的控制端相连接。
温度传感器1分别设置于母线6表面的上部、中间和下部，在母线6表面的上部、中间和下部的温度传感器1分别为三个，且呈等圆周设置。温度传感器1还设置在母线竖井7顶部和母线竖井7内距离竖井壁面20cm处。
本实用新型的实现过程为：
1)首先应建立数学及物理计算模型对长垂直大电流封闭母线竖井7内及母线6的温度按照自然通风条件进行计算，以判断在自然通风条件下温度的范围在满足热平衡条件下是否满足国家规范规定之内。
2)当自然通风不能满足国家对温度的要求时，应根据热平衡公式QMF＝m·Cp·Δt·η对所需通风量进行一个大致估算，并带入数学模型中进行试算，找出能够满足温度要求的最优风量。
3)按照最优风量带入模型，并考虑此时母线6的热压降少的通风设备克服母线竖井7阻力的影响，并根据此结果选择的通风机2的扬程。
4)制定温差控制范围，当机组的出力不在满负荷运行时，可以通过调整通风机2的转速达到通风机2的节能运行，同时当机械风机风量最小仍可满足运行要求时，关闭通风机2并打开与通风机2并联的百叶阀3采用自然通风运行进一步降低能耗。
5)在母线6表面等圆周设置3个温度传感器1，取其平均值作为该点母线6表面的温度测量值；在母线竖井7内侧距离母线竖井7壁面20cm设置温度传感器1作为母线竖井7内空气温度测量值。
6)在母线竖井7的顶部设置一个机房，机房应该具备足够的面积，内设通风机2、变频器5、控制箱4及百叶阀3，上述设备的布置间距应该满足相关的设计规范。
7)连接上述设备的相关供电及控制接线，开启设备并对其进行调试。
其它未详细说明的部分均属于现有技术。
Claims (7)
1.一种长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，包括设置在母线(6)表面的温度传感器(1)，其特征在于：还包括设置在母线(6)上方的通风机(2)和设置在母线竖井(7)出口处的百叶阀(3)，所述温度传感器(1)的输出端与控制箱(4)的输入端相连接，所述控制箱(4)的输出端与通风机(2)和百叶阀(3)的控制端相连接。
2.根据权利要求1所述的长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，其特征在于：还包括变频器(5)，所述变频器(5)的输入端与控制箱(4)相连接、输出端与通风机(2)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，其特征在于：所述温度传感器(1)分别设置于母线(6)表面的上部、中间和下部。
4.根据权利要求1或2所述的长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，其特征在于：所述百叶阀(3)为电动调节百叶阀。
5.根据权利要求3所述的长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，其特征在于：所述温度传感器(1)在母线(6)表面的上部、中间和下部分别为三个，且呈等圆周设置。
6.根据权利要求3所述的长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，其特征在于：所述温度传感器(1)还设置在母线竖井(7)内部空间中。
7.根据权利要求6所述的长垂直大电流封闭母线热平衡控制系统装置，其特征在于：所述温度传感器(1)还设置在母线竖井(7)内距离竖井壁面10～30cm处。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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| CN204333850U true CN204333850U (zh) | 2015-05-13 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105138727A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-12-09 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 地下电站基于长垂直封闭母线自然热压的建模方法 |
| CN115333054A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-11-11 | 山东达驰阿尔发电气有限公司 | 一种封闭母线状态控制器 |
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| CN105138727B (zh) * | 2015-07-23 | 2018-10-16 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 地下电站基于长垂直封闭母线自然热压的建模方法 |
| CN115333054A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-11-11 | 山东达驰阿尔发电气有限公司 | 一种封闭母线状态控制器 |
| CN115333054B (zh) * | 2022-10-13 | 2023-01-24 | 山东达驰阿尔发电气有限公司 | 一种封闭母线状态控制器 |
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