變電站空調(diào)精準(zhǔn)送風(fēng)設(shè)計(jì)與研究

王愛(ài)娟 王猛 郭 惠

南京國(guó)聯(lián)電力設(shè)計(jì)有限公司（210000）

1 工程概況

為加快清潔低碳、安全高效電網(wǎng)建設(shè)，減少碳排放，打造清潔低碳、安全高效、綠色智慧變電站，文章對(duì)變電站開(kāi)關(guān)室、電容/電抗器室、二次設(shè)備室設(shè)備發(fā)熱情況進(jìn)行了分析。變電站內(nèi)的高低壓配電室，如高壓開(kāi)關(guān)室、電容器室、電抗器室等，均安裝有眾多電氣設(shè)備，這些電氣設(shè)備對(duì)運(yùn)行環(huán)境有較高的要求。文章提出空調(diào)精準(zhǔn)送風(fēng)方案，通過(guò)設(shè)備選型、設(shè)計(jì)優(yōu)化等，減少變電站空調(diào)設(shè)備能耗，降低變電站間接碳排放，努力實(shí)現(xiàn)變電站低碳乃至零碳運(yùn)行。

本工程基于110-A2-6典型設(shè)計(jì)方案，主變?nèi)萘窟h(yuǎn)景規(guī)劃為3×50MVA,本期建設(shè)2×50MW，電壓等級(jí)為110kV/10kV。變電站采用全戶內(nèi)雙層布置，高8.7m、長(zhǎng)34m、寬17m；1層為主變室、35 kV/10kV配電裝置室、110kV GIS室，2層為電抗器/電容器室、二次設(shè)備室[1]。

2 站內(nèi)運(yùn)行環(huán)境要求

國(guó)內(nèi)外的研究人員深入研究了高壓配電室環(huán)境參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性，根據(jù)室外氣象參數(shù)及室內(nèi)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境要求，建立溫濕度數(shù)學(xué)模型以及GIS室SF6逸散規(guī)律的模型，通過(guò)改變室內(nèi)送風(fēng)溫濕度和送風(fēng)量來(lái)控制變電站室內(nèi)運(yùn)行環(huán)境。

35kV/10kV配電裝置室、電容器/電抗器室的設(shè)備發(fā)熱量較大，采取通風(fēng)+空調(diào)相結(jié)合的方案；當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)不能滿足室內(nèi)溫度要求時(shí)，采用變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組進(jìn)行降溫通風(fēng)。在二次設(shè)備室、消控室還同時(shí)設(shè)置了變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，以滿足環(huán)境舒適性要求。

3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)《發(fā)電廠供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)程》[2]選取變電站各房間空氣參數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 室內(nèi)采暖、通風(fēng)和空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)

3.2 空調(diào)負(fù)荷計(jì)算

根據(jù)電氣設(shè)備發(fā)熱量及其他負(fù)荷，計(jì)算本工程空調(diào)的夏季總冷負(fù)荷、冷指標(biāo)和冬季總熱負(fù)荷、熱指標(biāo)。

夏季冷負(fù)荷為62.4kW，冷負(fù)荷指標(biāo)為165 W/m2。

冬季熱負(fù)荷為38.17kW，熱負(fù)荷指標(biāo)為92 W/m2。

3.3 空調(diào)設(shè)備選型

本工程采用低碳的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)電氣設(shè)備運(yùn)行工況及室外氣象參數(shù)，實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)送入房間的風(fēng)量，達(dá)到節(jié)能的目的。通過(guò)合理設(shè)計(jì)空調(diào)通風(fēng)管道，實(shí)現(xiàn)空調(diào)區(qū)域精準(zhǔn)、均勻送風(fēng)，迅速降低或提高空調(diào)區(qū)域的溫度和濕度，使得電氣設(shè)備的運(yùn)行工況更加安全穩(wěn)定。10kV配電裝置室、GIS室及主變室中部分二次設(shè)備選用一臺(tái)變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組，總制冷量為40kW,風(fēng)量為7200m3/h；電容器室、二次設(shè)備室選用一臺(tái)變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組，總制冷量為25 kW，風(fēng)量為4800m3/h[3]。

3.4 氣流組織設(shè)計(jì)

根據(jù)各個(gè)設(shè)備間的環(huán)境溫度和氣流組織要求，在10kV配電裝置室、主變室二次柜、GIS室二次柜處設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，采用變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組配合長(zhǎng)風(fēng)管的方式進(jìn)行空調(diào)定點(diǎn)、精準(zhǔn)送風(fēng)。通過(guò)采取以上措施，可以更好地保證電氣設(shè)備對(duì)溫濕度的要求，從而保障電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。各設(shè)備房間空調(diào)設(shè)備布置如圖1所示。

圖1 各設(shè)備房間空調(diào)設(shè)備布置圖

4 結(jié)語(yǔ)

1）本工程采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)電氣設(shè)備運(yùn)行工況及室外氣象參數(shù)，實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)送入房間的風(fēng)量，達(dá)到節(jié)能的目的。

2）通過(guò)對(duì)空調(diào)通風(fēng)管道的合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)區(qū)域的精準(zhǔn)、均勻送風(fēng)，可以迅速降低或提高空調(diào)區(qū)域的溫度和濕度，使得電氣設(shè)備的運(yùn)行工況更加安全穩(wěn)定[4-5]。

3）本工程采用精準(zhǔn)送風(fēng)方式，合理降低房間空調(diào)負(fù)荷，從而降低空調(diào)用電負(fù)荷。由于采用了精準(zhǔn)送風(fēng)的方式，提高了空調(diào)送風(fēng)效率，節(jié)能效果突出；與傳統(tǒng)的分體空調(diào)方式相比，能耗降低達(dá)33%，運(yùn)行費(fèi)用可降低40%以上，具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。兩種空調(diào)方式的節(jié)能效果對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 不同方案能耗對(duì)比表

本工程采用變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組，采用精準(zhǔn)、均勻送風(fēng)方式，與常規(guī)空調(diào)方案相比，裝機(jī)容量減少了12.7kW，年用電量減少了5.5 萬(wàn)kWh。