變壓器室通風探討
簡介: 人們設計中一些不恰當做法和規(guī)范里一些差異,再加上現(xiàn)成變壓器房千差萬別,造成變壓器室通風效果不佳,尋找自然通風和強制通風存問題,找出通風散熱一些解決方法和排風量選擇。
關鍵字:變壓器室通風 百頁窗 有效面積 強制通風 排風量
社會進步,電氣化程度不斷提高,電源容量、配變電設備均顯現(xiàn)出容量不足或變壓器過熱現(xiàn)象越來越頻繁。發(fā)揮現(xiàn)有設備最大作用,降低設備故障率,高質(zhì)、穩(wěn)定、連續(xù)、可靠供電,是電力系統(tǒng)義不容辭責任。據(jù)對某區(qū)變電所變壓器故障調(diào)查統(tǒng)計;變壓器故障79次,變壓器溫度過高造成故障53次,占總故障67.09%。,探討變壓器室溫度、通風方式、通風量,正確設計變壓器室通風系統(tǒng),對降低室內(nèi)配電變壓器故障率有重要意義。
1 變壓器室溫高原因
國家標準圖88D264(下稱國家標準圖)中變壓器室通風窗面積,是按變壓器室夏季通風計算溫度不超過+35℃(進風計算溫度)、出風溫度45℃、進出風溫差不超過15℃條件要求,設計出變壓器室通風窗面積。而變壓器制造廠規(guī)定,變壓器正常使用周圍空氣溫度不超過+40℃。國家標準圖通風條件比制造廠規(guī)定正常使用環(huán)境溫度高了5℃,按國家標準圖中變壓器室尺寸設計變壓器室,已不符合變壓器對周圍空氣溫度要求,夏季氣溫最高時也是電氣負荷最大時候,變壓器周圍空氣溫度高、負荷大,變壓器自身溫升過高,變壓器發(fā)生故障就難以避免。
國家標準圖88D264中,給定變壓器室通風窗面積為有效面積,通風窗有效面積系數(shù)小于1,部分設計沒有注意到面積與有效面積之間差異,設計時按標準圖中要求面積向土建提出條件,實際變壓器室通風窗面積又一次被打了折扣。通風窗面積不滿足變壓器運行要求。
GB 50060-92第6.0.1條第九款規(guī)定《配電裝置室內(nèi)通道應保證暢通無阻,不設立門檻,并不應有與配電裝置無關管路》。一些區(qū)為防鼠類小動物進入,變壓器室大門口設置一道高0.6m防鼠閘即門檻,變壓器室大門上下百葉加篩網(wǎng),變壓器室大門下部一大塊進風百葉窗面積恰好被遮擋,使變壓器室進風窗有效面積變小, 通風效果變差。
新建變電所中變壓器室尺寸,受整棟建筑物柱距限制,有些變壓器室進深過深,變壓器設遠離變電所墻上進出風百頁窗位置,使變壓器周圍通風效果又被打了折扣。
新建變壓器室為已建標準廠房一部分時, 有些變壓器室設計高度受到一定限制,1600kVA、2000 kVA變壓器室,一些區(qū)仍然要求采用臺架式布置,通風效果較差。
為提高變壓器進出線端子對距離, 變壓器被安裝鋼制臺架上,變壓器室內(nèi)溫度隨距面高度不同而不同, 距面高度越高溫度越高, 變壓器被安裝鋼制臺架上處于距面較高位, 使變壓器處于室內(nèi)溫度較高不利位。
已變壓器室出風百頁窗旁加設了排氣扇,進行強制換氣,但排氣扇氣流與出風百頁窗氣流間相互較近接近短路,致使排氣扇效率沒有充分到發(fā)揮。
變壓器運行損耗加熱室內(nèi)空氣,熱空氣上升與進出風百頁窗構成流動氣流通道,進出風百頁窗高差越大,空氣流動速度越高,通風效果越好。變壓器室大門下部和變壓器室頂部墻面開設進出風百頁窗,部分變壓器室變壓器門上半部也開設百頁窗,即開上下進出風百頁窗中部,這使百頁窗通風效果降低。
變壓器所供負荷逐年增加,變壓器超負荷運行,變壓器也未及時增容,好科學技術進步,變壓器設計和制造技術提高,變壓器損耗下降,過載能力增強,緩解了一些變壓器室溫升高帶來問題。
2 變壓器溫升和散熱應對方法
針對變壓器溫升和散熱上述原因,我們建議采下一些措施,達到增強變壓器散熱,降低變壓器溫升目。
注意變壓器房設計時候通風面積是指通風有效面積,變壓器房土建設計時候要進行窗體面積與有效通風面積系數(shù)折算。(柵格或金屬網(wǎng)罩蓋:增量約15%;用柵格加百頁窗罩蓋增量約50~70% 。
建議增大變壓器室百頁電房門與防鼠檔板距離>0.2㎝,以增加變壓器室進風口面積。也可以變壓器室門以外,靠近面約40cm墻體下方多開幾個進氣窗口,增加進風口面積。
盡量將變壓器安裝進風口與出風口空氣流通之間位置,增強對變壓器通風效果。
將大容量變壓器落安裝,采用圍欄或遮網(wǎng),進行安全保護,防止人員觸及變壓器帶電部位。這樣,變壓器就置于室內(nèi)較低溫度區(qū)域,增強了變壓器散熱效果。
排氣扇安裝位置應與變壓器室上方出風口離開較遠距離,并保證排氣扇與進氣口之間空氣對流路徑有效變壓器,以增加變壓器散熱效果。
將變壓器室室門上方百頁取消,增加室內(nèi)有效對流。
盡可能采用低損耗變壓器,或采用帶寬散熱片散熱效果較好變壓器。
有條件生產(chǎn)單位,可以變壓器室內(nèi)安設大型工業(yè)風扇空調(diào),以達到增加變壓器室散熱降溫效果。
3 變壓器室通風窗面積和通風量
變壓器室溫偏高可能是上述多種原因中一種。但經(jīng)分析,我們認為最主要原因是集中通風不良這一點上,而通風不良與通風面積有莫大關系。,以下就變壓器室通風窗面積和通風量進行計算分析。
按變壓器室出風溫度為45℃和40℃,采用《建筑電氣設備安裝調(diào)試技術》公式計算變壓器室進出風窗面積,并與國家標準圖88D264中進出風窗面積進行比較,出結果如下:本計算采用了新S11變壓器參數(shù),其損耗小,當變壓器室進出風溫差為5℃、10℃、15℃時,本計算所進出風窗面積略小于88D264中國家標準面積,符合正常情況。
下面以上述計算結果為依據(jù),計算變壓器房不同溫度差時通風量需要。
(1) 《簡明通風設計手冊》公式(3-1),G1 = 3600Q/[(tp - tj)Cb]計算出每小時通風重量。
(2)將上式計算結果除以空氣密度,將每小時通風重量化為每小時通風體積量,即G2 = G1/r,查《簡明通風設計手冊》表1-3,干空氣100kPa壓力下密度;干空氣溫度為35℃時密度r = 1.11kg/m3;40℃時密度r = 1.092kg/m3;50℃時密度r = 1.056 kg/m3;45℃時密度可按r = (1.092 + 1.056)/2 = 1.074 kg/m3。代入公式,到不同容量變壓器不同溫度差時自然通風量數(shù)據(jù)。
4 抽風機選擇與配置