变配电房通风设计及控制分析


当部件不能满足风道尺寸和室外空气入口和出口区域的要求时,通常提供空气处理单元来冷却和冷却空气以减少通风。但是,本文主要考虑使用通风来消除室内余热。

首先,配电室的热量计算Q

变压器室温度过高,会影响设备的工作效率。通常,房间内的温度不超过40°C。室内供暖包括:1)变压器的热损失; 2)高压开关柜,低压开关柜,高压电容柜,低压电容柜的加热; 3)电缆的功率损耗; 4)加热建筑围护结构和室内照明等。由于室内温度较高,后两种热量增益相对较小,可以忽略不计。其他散热量如下:

(1)变压器的热输出Q1(kW)可由设备制造商提供或按下式计算(一般为变压器功率的1.26%~1.52%):

Q1=(0.01260.0152)w

其中W是变压器功率(kVA);

(2),高压柜,高压电容柜和低压柜,低压电容柜Q2

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(3),电缆损耗功率Q3

电缆的散热量可以通过载流电缆的损耗来确定。功率损耗计算为一年中最热季节可能发生的最大损失。

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由于Q3的计算繁琐,可以估计如下:AC和DC总线的热损失计算为传输功率的0.25%;各种电力电缆和电线的热损失可以计算为每个传动机械电机功率的0.5%;

二,配电室通风能力的计算

用于消除室内余热的风扇风量(m3/h)通过以下公式计算:

L=(3600×Q)/(CP×ρ×ΔT);

ρ=1.293[273/(273+t)](B/101.3);

其中:t为实际的空气温度,℃;B为实际的大气压力,kPa;为空气比定压热容,一般取1.01kJ/(kg℃);Q为室内冷负荷,kW;ρ为空气密度,kg/m3;△t为室内温度与夏季室外通风计算干球温度之差,℃。工程上,ρ一般取1.2kg/m3,则有:

L≈(1000×Q)/(0.337×△t)

三、变配电室通风机控制(主要参考黄季宜的文章并加以整理)

变配电机房设计热负荷很大,致使其通风量及风机功率较大,因此可以考虑在设计热负荷减小或室外空气温度较低时减少送风量,可将送、排风机设置为双速风机,根据室温控制风机全速、半速或间断运行。作为对温度控制精度要求不高的机房,一般两位控制即可,不考虑采用投资较高、控制复杂的风机变频控制。

当采用自动控制时,风机挡位切换临界温度可通过以下风量、热量、温差的基本关系式分析确定。其分析如下:

0.337×L≈(1000×Q)/(△t)=(1000×Q)/(tN-tW)

式中,tN为室内温度,℃,最高设计温度表示为tNj;tWj为室外新风送风温度,℃,最高设计温度表示为tWj;△t为室内温度与夏季室外通风计算干球温度之差,℃,最不利情况的设计温度表示为△tj;

实际运行中,降低室温、消除余热所需风量L由100%变为50%的情况有3种:

xxxx1)tW不变,Q减少50%。此时,如果L是常数,则实际室温tN1=tNj-(1/2)×△tj,即室温下降设计温差的1/2;

2)Q不变,tW减小,与设计室温tNj的差值加倍。此时,如果L恒定,实际室内外温差不会改变,实际室温也会相应降低,即tN1=tNj-△Tj;

3)L和Q同时减少,tN也减小;

由于上述2)中的tN1的值低于1)中的值,因此在这三种情况下,最不利的最低室温tN1的假设是第二种情况的情况,并且根据下式计算的室温tN1。 2)可以定义为风扇的低速半风量运行的“档位切换临界温度”。为了安全起见,用于此临界温度的室温值比设计室温tNj低2°C,被称为“用于转换控制的最高设计室温”,表示为tN0(tN0=tNj- 2),然后是风扇齿轮开关临界温度从tN1=tNj-Δtj变为tN1=tN0-Δtj,其中采用室外温度值设计供气温差Δtj;

对于深圳地区,tNj为40°C; tWj为31.2℃,然后Δtj=40-31.2=8.8℃; tN1=tN0-△tj=tNj-2-△tj=40-2-8.8=29.2℃;室内热量Q恒定,tN1的室外空气温度tW为tN1-Δtj=29.2-8.8=21.4℃;实际的室内发热量通常小于设计最大值,风扇半风量或停止运行时间的比例会更大。因此,基于室温空调控制的可变配合机房的节能潜力仍然很大。