基于無動力屋頂通風(fēng)器解決主變室散熱問題的研究

王愛娟 王 猛 郭 惠

南京國聯(lián)電力設(shè)計有限公司（210000）

0 前言

全戶內(nèi)變電站具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地小、功率等級高、電氣設(shè)備發(fā)熱量大、通風(fēng)散熱量大等特點，同時用電負荷越大，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。

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

1 工程概況

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

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

2 理論依據(jù)和設(shè)計方案

2.1 理論依據(jù)

自然通風(fēng)不消耗機械動力，是較為經(jīng)濟的通風(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)計日程，即優(yōu)先使用自然通風(fēng)實現(xiàn)消除廠房內(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)計方案

變電站主變壓器室常規(guī)通風(fēng)方案采取自然進風(fēng)、屋頂軸流風(fēng)機機械排風(fēng)的通風(fēng)方式。屋頂風(fēng)機具有功率較大、能耗較高的特點，不利于清潔低碳運行。本工程擬采取無動力屋頂通風(fēng)器進行排風(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)備運行能耗和設(shè)備投資造價[2-3]。

2.2.1 設(shè)計溫度選取

主變室設(shè)計溫度的選取見表1。

表1 設(shè)計溫度參數(shù)表

2.2.2 通風(fēng)量及通風(fēng)面積計算

單臺主變室總發(fā)熱量196kW，經(jīng)計算，排除室內(nèi)余熱所需通風(fēng)量為79657kg/h，所需有效進、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)境評價要求較高，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，盡量減少進風(fēng)開啟面積；有效減少變壓器噪聲的外泄，為達到較好的隔音效果，進風(fēng)裝置采用消音百葉窗。

無動力屋頂通風(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)簡單，重量輕，阻力小，不用電力也能達到很好的通風(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)器造價因素，確定合理進排風(fēng)面積比例，具體方案如下:進風(fēng)選取進風(fēng)百葉窗，百葉窗有效進風(fēng)面積18m2，滿足總進風(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，節(jié)能效果明顯。與常規(guī)軸流風(fēng)機排風(fēng)方式相比，能耗降低63%，運行費用可降低70%。不同通風(fēng)方案能耗對比分析見表2。

表2 不同方案能耗對比表

與常規(guī)機械排風(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，無動力屋頂通風(fēng)器與軸流風(fēng)機相比，具有阻力小、噪聲低等優(yōu)點。通過無動力屋頂通風(fēng)器的設(shè)計和選型，適當(dāng)提高中和面高度，盡量減少進風(fēng)開啟面積，有效減少變壓器噪聲的外泄。