110kV變電站戶內(nèi)變壓器室通風(fēng)設(shè)計(jì)

阮家鑫 李龍 李泊佳

摘要：本文主要就110kV變電站工程戶內(nèi)變壓器進(jìn)行研究，針對(duì)其設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀、以及存在的問題進(jìn)行分析，同時(shí)，通過一系列的計(jì)算鎮(zhèn)定出變壓室通風(fēng)處的形狀以及排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，制定相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)在實(shí)際工程中，其在排除余熱方面有著重要作用，并進(jìn)行大力推廣。

關(guān)鍵詞：110kV變電站;戶內(nèi)變壓器室;通風(fēng)設(shè)計(jì)

前言：

受多方面環(huán)境因素限制，處于城市內(nèi)部或者郊區(qū)的變電站可能會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。占地面積較大、影響城市市容以及產(chǎn)生較大的噪聲影響周邊居民的正常生活。在變電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，如何提升其使用壽命，維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)是變壓器室重要的研究內(nèi)容。隨著我國近年來的發(fā)展。為減少對(duì)周邊居民產(chǎn)生的影響，在對(duì)變壓器室位置進(jìn)行選擇的過程中，將安全性以及經(jīng)濟(jì)性與合理性融入實(shí)際建設(shè)之中。

一、當(dāng)前110kV變電站工程戶內(nèi)變壓器室通風(fēng)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

變壓器在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的熱量，且這些熱量大部分石油設(shè)備中的金屬運(yùn)行所產(chǎn)生的。一般情況下，熱量的產(chǎn)生是由機(jī)身產(chǎn)生在逐漸進(jìn)行熱傳導(dǎo)，有內(nèi)部到外部再轉(zhuǎn)化到空氣之中，為了保持平衡狀態(tài)，空氣是其中重要的傳導(dǎo)媒介[1]。在此過程中，室溫與變壓器尤文的溫度幾乎一致，其中一個(gè)一旦溫度過高，可能會(huì)出現(xiàn)過熱故障。戶內(nèi)變壓器的主要降溫原理是由地面通風(fēng)處進(jìn)入冷粉推進(jìn)室內(nèi)溫度循環(huán)，進(jìn)而對(duì)變壓器的熱量進(jìn)行吸收，室內(nèi)熱空氣根據(jù)熱空氣較輕上升的原理從屋頂進(jìn)行循環(huán)，形成一個(gè)天然的空氣循環(huán)系統(tǒng)，利用煙囪效應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)變壓器室的通風(fēng)設(shè)計(jì)。

根據(jù)調(diào)查顯示，我國目前變電站出現(xiàn)的通風(fēng)設(shè)計(jì)表現(xiàn)出的問題主要是散熱性能較低，在經(jīng)過專業(yè)人士進(jìn)行調(diào)研過程中可以發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行變電站設(shè)計(jì)的過程中，室內(nèi)通風(fēng)量與實(shí)際風(fēng)向流通時(shí)能夠保持一致的[2]。但是受季節(jié)影響，夏季的房里流通性相較于其他季節(jié)較差，尤其是在下午兩點(diǎn)的時(shí)間段，室內(nèi)風(fēng)力流通達(dá)到最低值，一旦出現(xiàn)過熱的情況，很可能出現(xiàn)變?cè)O(shè)備因散熱問題引起設(shè)備故障，終止供電，或者出現(xiàn)溫度過高設(shè)備損壞的情況。為解決該問題，大部分變電站會(huì)針對(duì)風(fēng)力循環(huán)性能較低的情況進(jìn)行解決，其主要是提升室內(nèi)風(fēng)力循環(huán)，在進(jìn)風(fēng)口裝置輔助進(jìn)行設(shè)備或者添加制冷器械，力求達(dá)成室內(nèi)溫度平衡的狀態(tài)。且針對(duì)一些高緯度區(qū)域，變電站則需要考慮冬季的變電站室內(nèi)保溫狀態(tài)，避免因?yàn)榭諝膺^冷，造成設(shè)備停止運(yùn)行。

二、新技術(shù)的研究以及新型通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)造

為解決上述問題，經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員對(duì)于同分口設(shè)計(jì)的反復(fù)計(jì)算，得出最符合的參數(shù)，其在一定程度上顛覆了原有的設(shè)計(jì)理念，將更加智能化的設(shè)計(jì)理念融入實(shí)際系統(tǒng)建設(shè)之中[3]。一般情況下，在變壓器主變油池的安裝中，其一改原有的布置形式，將坐落的方式轉(zhuǎn)變?yōu)榧芸盏陌惭b形式，在進(jìn)風(fēng)的設(shè)計(jì)中，利用變壓器室底部的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，輸送風(fēng)力。進(jìn)而再用合適形狀的形式進(jìn)行天窗設(shè)計(jì)，一般情況下，排風(fēng)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)成為圓弧形或者是多邊形。此種形狀的天窗設(shè)計(jì)能夠在一定程度上減少排風(fēng)阻力，在使用壽命上相對(duì)較長。

其不但能做好基礎(chǔ)的排風(fēng)工作，又能減少部分環(huán)境贏下的天氣問題，尤其是在我國西北部地區(qū)，常年受到沙塵以及雨雪的影響，導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行中受到外部環(huán)境的影響。此種設(shè)備在設(shè)計(jì)中并沒有單獨(dú)設(shè)置擋風(fēng)板，因?yàn)轱L(fēng)力的方向并不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生任何影響[4]。在夏季運(yùn)行的過程中，筏板會(huì)進(jìn)行打開，能夠有效產(chǎn)生導(dǎo)流的效果，維持高效率的通風(fēng)性能。在冬季的時(shí)間內(nèi)，筏板需要進(jìn)行關(guān)閉，減少因?yàn)橥謫栴}造成的熱量過量流失，減少設(shè)備出現(xiàn)故障的情況。

在當(dāng)前智能化系統(tǒng)不斷發(fā)展與完善的過程中，專業(yè)維護(hù)人員能夠更加實(shí)時(shí)的對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行控制與監(jiān)控[5]。除此之外，在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，通風(fēng)系統(tǒng)的零件都是質(zhì)量較為輕便，組合難度低、安裝時(shí)間短的設(shè)計(jì)，通風(fēng)起的設(shè)計(jì)通常是由主骨架、擋雨設(shè)備、外圍護(hù)板、閥門以及電動(dòng)開關(guān)、排水系統(tǒng)、泛水板等構(gòu)成的。

三、多邊形組合式屋頂通風(fēng)天窗的選擇方法

（一）公式計(jì)算選擇法

一般情況下，屋頂通風(fēng)系統(tǒng)的喉口寬度有多種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，如出現(xiàn)特定的尺寸可以根據(jù)測(cè)量出的尺寸進(jìn)行訂做，受到天窗構(gòu)件的影響，天窗長度（L），實(shí)際的進(jìn)風(fēng)率是在原統(tǒng)分系統(tǒng)的喉口寬度上減去0.2m（B），天窗的尺寸可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行訂做，在選擇屋頂通風(fēng)處的循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，需要根據(jù)變電裝的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，以及外部環(huán)境等方面的制約因素進(jìn)行合理評(píng)估進(jìn)行確定，一旦出現(xiàn)不至于實(shí)際需求不符，可以增加通風(fēng)口的數(shù)量，一般會(huì)采用多排或者雙排的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

屋頂通風(fēng)系統(tǒng)可以按照如下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中F/（㎡）是屋頂通風(fēng)口喉口處空氣流通斷面積，F(xiàn)=BL，G/（㎏/s）為屋頂通風(fēng)器排風(fēng)量，g/（m/s2）是重力加速度，h/m指代的是屋頂通風(fēng)器上端中和界高度參數(shù)值，/（m3）指代的是室外的空氣密度值，/（kg/m3）指代的是室內(nèi)空氣平均密度，Pg（kg/m3）是工作區(qū)空氣密度，Pp（kg/m3）是指排風(fēng)空氣密度，指代的是屋頂通風(fēng)口局部阻力的系數(shù)，計(jì)算時(shí)生產(chǎn)設(shè)備的廠家可以提供相關(guān)參數(shù)。

（二）查表選擇法

為了方便選用，各生產(chǎn)廠家在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要提供相關(guān)參數(shù)表，給出了通風(fēng)起的長度值，設(shè)計(jì)人員可以參照查取，進(jìn)而直接進(jìn)行確定[6]。其中的編制條件需要考慮熱壓的作用，以及室內(nèi)工作區(qū)的溫度，通分期的選擇過程中，設(shè)計(jì)人員需要與土建專業(yè)提供本設(shè)備的壓力遇上巴黎，進(jìn)而確定基礎(chǔ)的大小狀態(tài)。之后可以在屋脊的坡面上進(jìn)行布置。

四、新型通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

隨著我國對(duì)于變電站設(shè)備不斷進(jìn)行探索與研究，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)逐漸完善，新型的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)逐漸應(yīng)用于實(shí)際的應(yīng)用之中。首先，在通風(fēng)效果方面，新型設(shè)備的通風(fēng)效果相較于之前有了較大的提升，空氣流通的死角逐漸減少，變壓器采光也逐漸提升，為工作人員的運(yùn)行提供了良好的運(yùn)轉(zhuǎn)空間。其次，由于機(jī)械設(shè)備排風(fēng)系統(tǒng)的噪聲問題逐漸得到控制，變電站產(chǎn)生的再生對(duì)于周邊生活的居民硬性也逐漸減少。最后，在節(jié)約成本方面，新型的材料使用對(duì)于安裝方面的人工。安裝周期，材料等方面的成本都逐漸降低。同時(shí)，在進(jìn)行新型通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的使用中，其美觀性逐漸提升，在設(shè)計(jì)的同時(shí)，設(shè)計(jì)人員對(duì)于整體結(jié)構(gòu)的關(guān)注程度更高，與周圍環(huán)境的契合程度也相對(duì)較高。

結(jié)束語：

綜上所述，本文主要通過對(duì)變壓器室地步自然進(jìn)風(fēng)家多邊形組合式的通風(fēng)天窗自然排風(fēng)系統(tǒng)解決變壓器中的散熱方面的問題，為設(shè)備運(yùn)行提供良好的環(huán)境支持，減少實(shí)際安裝的成本，同時(shí)獲得高質(zhì)量的通風(fēng)效果，維持變壓器設(shè)備正常運(yùn)行。在當(dāng)前實(shí)踐中，其已經(jīng)在工程中獲得實(shí)際運(yùn)用，反映較為良好，能夠在群過范圍內(nèi)進(jìn)行大力推廣。

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