基于無動(dòng)力屋頂通風(fēng)器解決主變室散熱問題的研究

王愛娟 王 猛 郭 惠

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

0 前言

全戶內(nèi)變電站具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地小、功率等級(jí)高、電氣設(shè)備發(fā)熱量大、通風(fēng)散熱量大等特點(diǎn)，同時(shí)用電負(fù)荷越大，設(shè)備的發(fā)熱量也越大，隨之帶來了通風(fēng)散熱困難的問題。

本工程采用無動(dòng)力屋頂通風(fēng)器解決主變室散熱問題，也能降低整個(gè)變電站的用電設(shè)備運(yùn)行功率，從而降低變電站的運(yùn)行能耗。

1 工程概況

本工程基于110-A2-6典型設(shè)計(jì)方案，主變?nèi)萘窟h(yuǎn)景3×50MVA,本期建設(shè)2×50MW，電壓等級(jí)110kV/10kV。

典型設(shè)計(jì)方案為110kV全戶內(nèi)變電站，主變采用戶內(nèi)布置，選用2臺(tái)SZ13酯類絕緣油50 MVA三相一體主變，單臺(tái)變壓器空載損耗為21 kW，負(fù)載損耗為175kW，總散熱量為196kW。主變室位于1層，高8.7m，長(zhǎng)12m，寬10m。

2 理論依據(jù)和設(shè)計(jì)方案

2.1 理論依據(jù)

自然通風(fēng)不消耗機(jī)械動(dòng)力，是較為經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方式。隨著建筑節(jié)能、綠色建筑的要求日益嚴(yán)格，自然通風(fēng)已經(jīng)提上設(shè)計(jì)日程，即優(yōu)先使用自然通風(fēng)實(shí)現(xiàn)消除廠房?jī)?nèi)余熱及余濕。建筑物盡量利用自然通風(fēng)，設(shè)置有效的自然通風(fēng)設(shè)施，是綠色建筑中的重要舉措[1]。

2.2 設(shè)計(jì)方案

變電站主變壓器室常規(guī)通風(fēng)方案采取自然進(jìn)風(fēng)、屋頂軸流風(fēng)機(jī)機(jī)械排風(fēng)的通風(fēng)方式。屋頂風(fēng)機(jī)具有功率較大、能耗較高的特點(diǎn)，不利于清潔低碳運(yùn)行。本工程擬采取無動(dòng)力屋頂通風(fēng)器進(jìn)行排風(fēng)，通過合理選取中和面，降低排出主變室余熱所需的通風(fēng)面積，最大程度降低設(shè)備運(yùn)行能耗和設(shè)備投資造價(jià)[2-3]。

2.2.1 設(shè)計(jì)溫度選取

主變室設(shè)計(jì)溫度的選取見表1。

表1 設(shè)計(jì)溫度參數(shù)表

2.2.2 通風(fēng)量及通風(fēng)面積計(jì)算

單臺(tái)主變室總發(fā)熱量196kW，經(jīng)計(jì)算，排除室內(nèi)余熱所需通風(fēng)量為79657kg/h，所需有效進(jìn)、排風(fēng)面積分別為18m2、26m2。

2.2.3 設(shè)備選型

考慮本工程位于市中心，環(huán)境評(píng)價(jià)要求較高，為防止變壓器室噪聲外漏，本工程采取的措施：適當(dāng)提高中和面高度，盡量減少進(jìn)風(fēng)開啟面積；有效減少變壓器噪聲的外泄，為達(dá)到較好的隔音效果，進(jìn)風(fēng)裝置采用消音百葉窗。

無動(dòng)力屋頂通風(fēng)器是以型鋼為骨架與彩色壓型鋼板（或玻璃鋼）組合而成的自然通風(fēng)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，阻力小，不用電力也能達(dá)到很好的通風(fēng)效果[4-5]。

3 成果應(yīng)用

通過選取不同中和面高度，合理考慮噪聲和屋頂通風(fēng)器造價(jià)因素，確定合理進(jìn)排風(fēng)面積比例，具體方案如下:進(jìn)風(fēng)選取進(jìn)風(fēng)百葉窗，百葉窗有效進(jìn)風(fēng)面積18m2，滿足總進(jìn)風(fēng)面積要求。選取薄型屋頂通風(fēng)器，喉口尺寸1500mm×9000mm，選取2組，滿足總排風(fēng)面積要求。通風(fēng)過程流程圖如圖1所示。

圖1 主變室通風(fēng)流程圖

4 結(jié)語

無動(dòng)力屋頂通風(fēng)器UnpoweredRoofVentilator（URV）屬于低碳型自然通風(fēng)器，具有排風(fēng)阻力小、不需要消耗電能的突出優(yōu)點(diǎn)，節(jié)能效果明顯。與常規(guī)軸流風(fēng)機(jī)排風(fēng)方式相比，能耗降低63%，運(yùn)行費(fèi)用可降低70%。不同通風(fēng)方案能耗對(duì)比分析見表2。

表2 不同方案能耗對(duì)比表

與常規(guī)機(jī)械排風(fēng)方案相比，本方案節(jié)約用電量6.58kW，年節(jié)約用電量2.84萬kWh。

為防止變壓器室噪聲外漏，無動(dòng)力屋頂通風(fēng)器與軸流風(fēng)機(jī)相比，具有阻力小、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。通過無動(dòng)力屋頂通風(fēng)器的設(shè)計(jì)和選型，適當(dāng)提高中和面高度，盡量減少進(jìn)風(fēng)開啟面積，有效減少變壓器噪聲的外泄。