CN113889887A - 一种箱式变电站变压器室散热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种箱式变电站变压器室散热方法,其包括:根据室内变压器的功率,计算得出变压器的发热量;设置若干台轴流风机,计算采用全面排风方式时消除变压器室内的热量所需的通风量;根据室内的温度标准值,结合发热量和通风量,得出需要开启的轴流风机的台数。本发明的箱式变电站变压器室散热方法能够提高箱式变电站变压器室的散热效果。
Description
技术领域
本发明属于散热技术领域,具体涉及一种箱式变电站变压器室散热方法。
背景技术
随着中国经济的高速发展,人民的生活水平不断提高,人们对于电力供应的需求与日俱增,各种不同容量、不同规格的变电站随之进入人们的视野。变电站具有接受和分配电能、变换和调整电压、控制电力流向等多种功能,是电力***中非常重要的电力设备。一般按照功能、工作场所和电压等级对其进行分类,箱式变电站便是其中的一种,其具有成套性强、可靠性高、施工周期短、节约占地等特点,在国家城乡电网建设与改造中得到了广泛应用。
箱式变电站将变压器、高压开关和控制设备、低压开关和控制设备、内部接线、计量、补偿、避雷器等辅助设备配置在一个公用外壳或一组外壳内,依靠箱体壁面上的通风口与外界环境相联通,各室之间即相对独立又相互影响。由于箱式变电站内部结构紧凑,当变压器以及其他设备正常运行时,必然会产生电磁损耗及负载损耗,由此带来的热效应是箱式变电站内所有设备及其周围空气温度升高的主要原因,过高的温度也极易造成内部绝缘结构的击穿和老化,对箱式变电站的运行寿命和工作效率产生严重。
箱式变电站要求有较好的防风、防雨水、防尘、防虫等性能。因此,其外壳一般为密闭的壳体。传统的散热措施是在变压器室内开很多百叶窗式通风孔,在室内和顶部装轴流风机(有些变压器自带轴流风机),通过箱式变电站外壳顶部周围的一些狭长的散热缝隙,把箱式变电站室内的热量散发到空气中。国内也有的厂家把外壳顶部的材料改为钛金板,以防辐射,把外壳顶部做成夹层结构用以隔热。由于箱式变电站外壳的密闭性,其风道走向比较曲折,且通风道口很狭小,热阻力较大。利用传统的强制风冷方式,很难把变压器室中的热量散发掉。因此,从理论上讲,改变壳体材料和结构,很难从根本上缓解散热问题。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题,本发明目的在于提供一种箱式变电站变压器室散热方法,以提高箱式变电站变压器室的散热效果。
本申请提供了一种箱式变电站变压器室散热方法,其步骤包括:根据室内变压器的功率,计算得出变压器的发热量;设置若干台轴流风机,计算采用全面排风方式时消除变压器室内的热量所需的通风量;根据室内的温度标准值,结合发热量和通风量,得出需要开启的轴流风机的台数。
在一些实施例中,变压器的发热量通过以下公式得出:
Q=(1-η1)·η2·φ·W;其中,η1为变压器效率,η2为变压器负荷率,φ为变压器功率因数,W为变压器功率(kVA)。
在一些实施例中,变压器效率的取值为0.98;变压器负荷率的取值范围为0.7至0.8;变压器功率因数的取值范围为0.9至0.95。
在一些实施例中,通风量通过以下公式得出:
在一些实施例中,轴流风机为壁式轴流风机,壁式轴流风机的通风换气量为900m3/h,壁式轴流风机的电气参数为AC24V/50W。
上述实施例中,通过计算能够精确的得出发热量和通风量的关系,从而能够有效地降低变压器的室内的温度。
在一些实施例中,还包括:通过温度传感器检测变压器的温度;电连接温度传感器和轴流风机,根据变压器的温度控制任一个轴流风机的启停。
在一些实施例中,变压器室包括自然风进口、排风口和设置在变压器室内的风道,自然风进口位于变压器室的变压器的下方位置,排风口均匀设置于变压器室,风道靠近变压器设置,且一端与排风口相连,风道上形成有若干了进风口。其中,轴流风机设置于排风口的位置,用于将室内的热量抽出,自然风进口上设置有具有防雨功能的百叶窗。
该实施例中,通过设置风道和轴流风机,还能够具有热响应速度快、热传输量大、风机电功率相对较小、本身的耗能较低等优点。此外,由于自然进风口采用防雨百叶,还能够提高箱式变电站的密封效果。
在一些实施例中,还包括通过风光互补供电***为轴流风机进行供电。
在一些实施例中,风光互补供电***包括用于对轴流风机进行供电的风力发电机组和/或太阳能光伏电池组和/或蓄电池。
上述实施例中,利用风能、太阳能的互补性,可以获得比较稳定的输出,***有较高的稳定性和可靠性;在保证同样供电的情况下,可大大减少储能蓄电池的容量。
本申请的箱式变电站变压器室散热方法具有以下几方面的优点:
1)通过计算能够精确的得出发热量和通风量的关系,从而能够有效地降低变压器的室内的温度;
2)通过设置风道和轴流风机,还能够具有热响应速度快、热传输量大、风机电功率相对较小、本身的耗能较低等优点;
3)由于自然进风口采用防雨百叶,还能够提高变压器室的密封效果;
4)利用风能、太阳能的互补性,可以获得比较稳定的输出,***有较高的稳定性和可靠性;在保证同样供电的情况下,可大大减少储能蓄电池的容量。
附图说明
图1为本发明实施例的箱式变电站变压器室散热方法的流程示意图;
图2为本发明实施例的变压器室的结构示意图;
图3为图2所示的箱式变电站的侧视图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明的一种箱式变电站变压器室散热方法做进一步详细的描述。
图1为根据本发明实施例的箱式变电站变压器室散热方法100的流程示意图;图2为根据本发明实施例的变压器室200的结构示意图。结合图1和图2所示,本申请提供了一种箱式变电站变压器室散热方法100,其步骤包括:S01,根据室内变压器1的功率,计算得出变压器1的发热量;S02,设置若干台轴流风机2,计算采用全面排风方式时消除变压器室内的热量所需的通风量;S03,根据室内的温度标准值,结合发热量和通风量,得出需要开启的轴流风机2的台数。
本申请中所提到的室内的温度标准值通常可以理解为变压器1的室内温度为40℃左右。本申请中所提到的全面排风方式是指轴流风机2在满功率的状态且进风口全开的状态下的排风方式。本申请中所提到的若干台轴流风机2可为两台以上。本申请中所提到的结合发热量和通风量是指结合发热量以获得所需的通风量,以使得室内的温度能够降至标准值。本发明提供的箱式变电站变压器室散热方法100在具体使用时:
在S01的步骤中,根据室内变压器1的功率,计算得出变压器1的发热量,其中的变压器1的发热量可通过以下公式(公式一)得出:
Q=(1-η1)·η2·φ·W (公式一);
其中,η1为变压器效率,η2为变压器负荷率,φ为变压器功率因数,W为变压器功率(kVA)。在一些优选地实施例中,变压器效率η1的取值可为0.98;变压器负荷率η2的取值范围可为0.7至0.8;变压器功率因数φ的取值范围为0.9至0.95。
在S02的步骤中,设置若干台轴流风机2,计算采用全面排风方式时消除变压器室内的热量所需的通风量,其中的通风量可通过以下公式(公式二)得出:
其中,L为通风换气量(m3/h);Q为变压器的发热量(W);tp为室内排风设计温度(℃);ts为送风温度(℃)。
结合上文所述,现通过具体的数值进行举例说明。
设变压器室的室内(即变配电室的室内)温度的标准值为40℃,当变配电室的室内温度大于40℃时,则需要通过启动排风机(即轴流风机2)对室内进行排风降温。设变压器的变压器功率W为630kVA,变压器效率η1=0.98;变压器负荷率η2=0.7;变压器功率因数φ=0.9。根据上述公式一,代入数值可得:
将变压器1的发热量代入至公式二中,可得:
结合上述计算结果,本申请中可优选地在变压器1的室内设置两台风量为900m3/h的壁式轴流风机2,轴流风机2的电气参数可为AC24V/50W,当室内温度超过40℃时,两台轴流风机启动,进行全面排风;当室内温度降到低于40℃的时候,风机停止运行。
通过上述设置,本发明通过计算能够精确的得出发热量和通风量的关系,从而能够有效地降低变压器的室内的温度。当温度提升时,可通过开始轴流风机进行持续散热,若温度符合标准时,则可关闭轴流风机。
在一些优选地实施例中,箱式变电站变压器室散热方法100还包括:S04,通过温度传感器检测变压器的温度;S05,电连接温度传感器和轴流风机2,根据变压器1的温度控制任一个轴流风机2的启停。通过该设置,可进行变压器1的室内温度的监测的同时,及时的对变压器1的室内进行散热,以保证室内温度的处于恒定范围。具体地可为,当室内温度超过40℃时,通过温度传感器控制两台轴流风机启动,进行全面排风;当室内温度降到低于40℃时,风机停止运行。
图2和图3为本发明实施例的变压器室200的结构示意图。在图2所示的优选地实施例中,变压器室200可包括自然风进口201、排风口202和设置在变压器室200内的风道203,自然风进口201位于变压器室200的变压器1的下方位置,排风口202均匀设置于变压器室200,风道203靠近变压器1设置,且一端与排风口202相连,风道203上形成有若干了进风口2031。其中,轴流风机2设置于排风口202的位置,用于将室内的热量抽出,自然风进口201上设置有具有防雨功能的百叶窗。
本申请中,由于在变电站内热量的主要来源是变压器室200,高低压柜所产生的热量跟变压器室200相比是比较小的,所以研究变压器室200内部散热就能够缓解箱式变电站的散热问题。因此,本申请中的风道203靠近变压器设置不仅能够节约风道203成本,有效地缓解箱式变电站的散热问题,通过设置风道203和轴流风机2,还能够具有热响应速度快、热传输量大、风机电功率相对较小、本身的耗能较低等优点。此外,由于自然进风口201采用防雨百叶,还能够提高变压器室的密封效果。
在一些优选地实施例中,百叶窗的尺寸可为150x150mm。
在一些优选地实施例中,箱式变电站变压器室散热方法100还包括通过风光互补供电***为轴流风机进行供电。具体地,风光互补供电***可包括用于对轴流风机进行供电的风力发电机组和/或太阳能光伏电池组和/或蓄电池。进一步的,还可包括用于实现风力发电机组、太阳能光伏电池组、蓄电池串并联、控制等功能的控制器、逆变器、交流直流负载等,由于其可采用现有技术,这里不再赘述。
本申请中,通过风光互补供电***为轴流风机进行供电,该***是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及***智能控制技术为一体的复合可再生能源发电***。风光互补供电比单独风力发电或光伏发电有以下优点:利用风能、太阳能的互补性,可以获得比较稳定的输出,***有较高的稳定性和可靠性;在保证同样供电的情况下,可大大减少储能蓄电池的容量。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语若出现“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语若出现“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语若出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (9)
1.一种箱式变电站变压器室散热方法,其步骤包括:
根据室内变压器的功率,计算得出变压器的发热量;
设置若干台轴流风机,计算采用全面排风方式时消除变压器室内的热量所需的通风量;
根据室内的温度标准值,结合所述发热量和所述通风量,得出需要开启的轴流风机的台数。
2.根据权利要求1所述的箱式变电站变压器室散热方法,其特征在于,所述变压器的发热量通过以下公式得出:
Q=(1-η1)·η2·φ·W;
其中,η1为变压器效率,η2为变压器负荷率,φ为变压器功率因数,W为变压器功率(kVA)。
3.根据权利要求2所述的箱式变电站变压器室散热方法,其特征在于,所述变压器效率的取值为0.98;所述变压器负荷率的取值范围为0.7至0.8;所述变压器功率因数的取值范围为0.9至0.95。
5.根据权利要求4所述的箱式变电站变压器室散热方法,其特征在于,所述轴流风机为壁式轴流风机,所述壁式轴流风机的通风换气量为900m3/h,所述壁式轴流风机的电气参数为AC24V/50W。
6.根据权利要求5所述的箱式变电站变压器室散热方法,其特征在于,还包括:
通过温度传感器检测所述变压器的温度;
电连接所述温度传感器和所述轴流风机,根据所述变压器的温度控制任一个所述轴流风机的启停。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的箱式变电站变压器室散热方法,其特征在于,所述变压器室包括自然风进口、排风口和设置在所述变压器室内的风道,所述自然风进口位于所述变压器室的变压器的下方位置,所述排风口均匀设置于所述变压器室,所述风道靠近所述变压器设置,且一端与所述排风口相连,所述风道上形成有若干了进风口,其中,所述轴流风机设置于所述排风口的位置,用于将室内的热量抽出,所述自然风进口上设置有具有防雨功能的百叶窗。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的箱式变电站变压器室散热方法,其特征在于,还包括通过风光互补供电***为所述轴流风机进行供电。
9.根据权利要求8所述的箱式变电站变压器室散热方法,其特征在于,所述风光互补供电***包括用于对所述轴流风机进行供电的风力发电机组和/或太阳能光伏电池组和/或蓄电池。
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- 2021-11-09 CN CN202111320879.4A patent/CN113889887A/zh active Pending
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