張明茜

(阜新封閉母線有限責(zé)任公司,遼寧阜新 123000)

印度TIRODA燃煤電站工程高環(huán)溫大電流交流勵磁母線熱平衡計算與分析

張明茜

(阜新封閉母線有限責(zé)任公司,遼寧阜新 123000)

印度是一個高溫環(huán)境國家,印度TIRODA燃煤電站工程在印度是非常重要的大型電廠。其單機容量為660MW,由于本工程母線設(shè)計環(huán)溫為50℃,實際電流高達(dá)4500A, 下面主要針對交流勵磁母線在上述條件下運行時的熱平衡做出計算和分析。

交流勵磁封閉母線 自冷 設(shè)計環(huán)境溫度 額定電流 散熱 黑度 集膚效應(yīng)系數(shù)

1 設(shè)計和運行條件的主要參數(shù)

型式：JLFM-1.2/6000-Z，額定電壓：1.2KV，計算電流：4500A，額定頻率：50HZ，設(shè)計環(huán)境溫度：50℃，鋁導(dǎo)體允許溫度90℃，外殼允許溫度70℃。

2 交流勵磁母線熱平衡計算

2.1 熱平衡計算

由于本工程為交流勵磁共箱式母線，其中間相B相母線散熱條件最差，為簡化計算，僅取B相單獨進(jìn)行計算，且只考慮箱體上下表面散熱，對母線與母線之間的輻射散熱忽略不計。

對于交流勵磁母線的選型包括：導(dǎo)體尺寸，厚度，箱體尺寸，厚度，相間距等，這些待確定的變量以及導(dǎo)體和外殼溫度雖為控制量卻亦為未知量，因此需要根據(jù)勵磁變接口尺寸以及開關(guān)柜的接口尺寸或場地布置情況對導(dǎo)體及箱體尺寸進(jìn)行初步選型，初步尺寸確定后，再進(jìn)一步通過導(dǎo)體及外殼工作溫度的限定以及經(jīng)濟(jì)比較法確定最終母線導(dǎo)體和箱體的定型尺寸。

根據(jù)相關(guān)接口設(shè)備及設(shè)計院給定的交流勵磁線走向圖以及以往工程的設(shè)計經(jīng)驗，對印度TIRODA燃煤電站工程交流勵磁母線初步尺寸確定為：每相母線導(dǎo)體：3-150xδ12(mm)，箱體：800x550xδ 5(mm)，相間距：S=220(mm)

2.2 發(fā)熱計算

Kf——集膚效應(yīng)系數(shù)，取經(jīng)驗值Kf=1.35

Kl——監(jiān)近效應(yīng)系數(shù)(取Kl=1)

tm——導(dǎo)體溫度，取tm=90℃

Sm——導(dǎo)體截面積

2.3 導(dǎo)體輻射散熱計算

Co——輻射系數(shù)，取

εn——系統(tǒng)黑度

εm——導(dǎo)體表面黑度，取εm=0.95；

εK——外殼表面黑度，取εk=0.95；

Fm——導(dǎo)體散熱表面積；

FK——外殼散熱表面積；計算中針對中間相B相進(jìn)行，相間距取220mm，因此，外殼對B相的散熱面根據(jù)經(jīng)驗可取450mm。

Tm——導(dǎo)體溫度，T=m273+90=363K

TK——外殼溫度，TK=273+70=343K

2.4 導(dǎo)體對流散熱計算

式中：λ——空氣導(dǎo)熱系數(shù)

g——重力加速度，g=9.81m/s2

δ——形狀系數(shù)

V——空氣運動系數(shù)

2.5 母線輻射對流總散熱

校驗：導(dǎo)體散熱與發(fā)熱比較113.2W/m〉109.35W/m即：母線運行時導(dǎo)體散熱量大于發(fā)熱量

2.6 外殼散熱計算

εk取0.95，外殼外表面黑度

K為對外輔射系數(shù)，理想狀態(tài)下外部空間可設(shè)為無限大，經(jīng)驗值取為K=0.96校驗：外殼輻射散熱與導(dǎo)體發(fā)熱比較146.03W/m〉109.35W/m即：母線運行時外殼散熱量大于導(dǎo)體發(fā)熱量