變壓器室內(nèi)通風(fēng)的探討
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國家標準圖88D264(下稱國家標準圖)中變壓器室通風(fēng)窗面積，是按變壓器室夏季通風(fēng)計算溫度不超過+35℃(進風(fēng)計算溫度)、出風(fēng)溫度45℃、進出風(fēng)溫差不超過15℃條件要求，設(shè)計出變壓器室通風(fēng)窗面積。而變壓器制造廠規(guī)定，變壓器正常使用周圍空氣溫度不超過+40℃。國家標準圖通風(fēng)條件比制造廠規(guī)定正常使用環(huán)境溫度高了5℃，按國家標準圖中變壓器室尺寸設(shè)計變壓器室，已不符合變壓器對周圍空氣溫度要求，夏季氣溫最高時也是電氣負荷最大時候，變壓器周圍空氣溫度高、負荷大，變壓器自身溫升過高，變壓器發(fā)生故障就難以避免。
國家標準圖88D264中，給定變壓器室通風(fēng)窗面積為有效面積，通風(fēng)窗有效面積系數(shù)小于1，部分設(shè)計沒有注意到面積與有效面積之間差異，設(shè)計時按標準圖中要求面積向土建提出條件，實際變壓器室通風(fēng)窗面積又一次被打了折扣。通風(fēng)窗面積不滿足變壓器運行要求。
GB50060-92第6.0.1條第九款規(guī)定《配電裝置室內(nèi)通道應(yīng)保證暢通無阻,不設(shè)立門檻，并不應(yīng)有與配電裝置無關(guān)管路》。一些區(qū)為防鼠類小動物進入,變壓器室大門口設(shè)置一道高0.6m防鼠閘即門檻，變壓器室大門上下百葉加篩網(wǎng)，變壓器室大門下部一大塊進風(fēng)百葉窗面積恰好被遮擋，使變壓器室進風(fēng)窗有效面積變小,通風(fēng)效果變差。
新建變電所中變壓器室尺寸，受整棟建筑物柱距限制，有些變壓器室進深過深，變壓器設(shè)遠離變電所墻上進出風(fēng)百頁窗位置，使變壓器周圍通風(fēng)效果又被打了折扣。
新建變壓器室為已建標準廠房一部分時,有些變壓器室設(shè)計高度受到一定限制,1600kVA、2000kVA變壓器室，一些區(qū)仍然要求采用臺架式布置，通風(fēng)效果較差。
為提高變壓器進出線端子對距離,變壓器被安裝鋼制臺架上,變壓器室內(nèi)溫度隨距面高度不同而不同,距面高度越高溫度越高,變壓器被安裝鋼制臺架上處于距面較高位,使變壓器處于室內(nèi)溫度較高不利位。
已變壓器室出風(fēng)百頁窗旁加設(shè)了排氣扇,進行強制換氣,但排氣扇氣流與出風(fēng)百頁窗氣流間相互較近接近短路,致使排氣扇效率沒有充分到發(fā)揮。
變壓器運行損耗加熱室內(nèi)空氣，熱空氣上升與進出風(fēng)百頁窗構(gòu)成流動氣流通道，進出風(fēng)百頁窗高差越大，空氣流動速度越高，通風(fēng)效果越好。變壓器室大門下部和變壓器室頂部墻面開設(shè)進出風(fēng)百頁窗，部分變壓器室變壓器門上半部也開設(shè)百頁窗，即開上下進出風(fēng)百頁窗中部，這使百頁窗通風(fēng)效果降低。
變壓器所供負荷逐年增加，變壓器超負荷運行，變壓器也未及時增容，好科學(xué)技術(shù)進步，變壓器設(shè)計和制造技術(shù)提高，變壓器損耗下降，過載能力增強，緩解了一些變壓器室溫升高帶來問題。
2變壓器溫升和散熱應(yīng)對方法
針對變壓器溫升和散熱上述原因，我們建議采下一些措施，達到增強變壓器散熱，降低變壓器溫升目。
建議增大變壓器室百頁電房門與防鼠檔板距離>0.2㎝，以增加變壓器室進風(fēng)口面積。也可以變壓器室門以外，靠近面約40cm墻體下方多開幾個進氣窗口，增加進風(fēng)口面積。
盡量將變壓器安裝進風(fēng)口與出風(fēng)口空氣流通之間位置，增強對變壓器通風(fēng)效果。
將大容量變壓器落安裝，采用圍欄或遮網(wǎng)，進行安全保護，防止人員觸及變壓器帶電部位。這樣，變壓器就置于室內(nèi)較低溫度區(qū)域，增強了變壓器散熱效果。
排氣扇安裝位置應(yīng)與變壓器室上方出風(fēng)口離開較遠距離，并保證排氣扇與進氣口之間空氣對流路徑有效變壓器，以增加變壓器散熱效果。
將變壓器室室門上方百頁取消，增加室內(nèi)有效對流。
盡可能采用低損耗變壓器，或采用帶寬散熱片散熱效果較好變壓器。
有條件生產(chǎn)單位，可以變壓器室內(nèi)安設(shè)大型工業(yè)風(fēng)扇空調(diào)，以達到增加變壓器室散熱降溫效果。
3變壓器室通風(fēng)窗面積和通風(fēng)量
變壓器室溫偏高可能是上述多種原因中一種。但經(jīng)分析，我們認為最主要原因是集中通風(fēng)不良這一點上，而通風(fēng)不良與通風(fēng)面積有莫大關(guān)系。，以下就變壓器室通風(fēng)窗面積和通風(fēng)量進行計算分析。
按變壓器室出風(fēng)溫度為45℃和40℃，采用《建筑電氣設(shè)備安裝調(diào)試技術(shù)》公式計算變壓器室進出風(fēng)窗面積，并與國家標準圖88D264中進出風(fēng)窗面積進行比較，出結(jié)果如下：本計算采用了新S11變壓器參數(shù)，其損耗小，當變壓器室進出風(fēng)溫差為5℃、10℃、15℃時，本計算所進出風(fēng)窗面積略小于88D264中國家標準面積，符合正常情況。
下面以上述計算結(jié)果為依據(jù)，計算變壓器房不同溫度差時通風(fēng)量需要。
(1)《簡明通風(fēng)設(shè)計手冊》公式(3-1)，G1=3600Q/[(tp-tj)Cb]計算出每小時通風(fēng)重量。
(2)將上式計算結(jié)果除以空氣密度，將每小時通風(fēng)重量化為每小時通風(fēng)體積量，即G2=G1/r，查《簡明通風(fēng)設(shè)計手冊》表1-3，干空氣100kPa壓力下密度;干空氣溫度為35℃時密度r=1.11kg/m3;40℃時密度r=1.092kg/m3;50℃時密度r=1.056kg/m3;45℃時密度可按r=(1.092+1.056)/2=1.074kg/m3。代入公式，到不同容量變壓器不同溫度差時自然通風(fēng)量數(shù)據(jù)。
4抽風(fēng)機選擇與配置
從計算結(jié)果看，變壓器室進出風(fēng)溫差為15℃時，1600kVA及以下變壓器、進出風(fēng)溫差為10℃時，1000kVA及以下變壓器、進出風(fēng)溫差為5℃時，630kVA及以下變壓器變壓器室設(shè)所需自然進出風(fēng)窗面積相對容易滿足，沒有什么困難。
變壓器室所需自然進出風(fēng)窗有困難變壓器室增設(shè)機械排風(fēng)。機械排風(fēng)量G4=G2×(1-k),G4機械排風(fēng)量,G2總排風(fēng)量，k為變壓器室自然進出風(fēng)窗面積占總面積比例。標準圖進出風(fēng)窗面積比最大取1:1.5，增設(shè)機械排風(fēng)僅補償排風(fēng)量，進風(fēng)窗面積未補償，進出風(fēng)窗面積比可按1:2，則可求出機械排風(fēng)采進出風(fēng)百頁窗加機械排風(fēng)，共同完成變壓器室通風(fēng)任務(wù)。達到夏季和變壓器負荷較滿時，排風(fēng)機需投入運行。進風(fēng)溫度為25℃及以下或變壓器油面溫度90℃及以下時，排風(fēng)扇均可停運。通風(fēng)機選擇DGF型風(fēng)機，安裝變壓器室或兩面?zhèn)葔ψ罡咛?，室外管口與外墻面垂直，室外管口內(nèi)設(shè)不大于10×10mm2孔不銹鋼網(wǎng)。計算表明，不同容量變壓器不同溫度差時，采用不同臺數(shù)抽風(fēng)機，以滿足通風(fēng)散熱需要。
5結(jié)論
變壓器溫度上升和散熱與多種因素有關(guān)，比較復(fù)雜，我們要清楚分析其主要溫升原因，找出解決辦法，盡最大可能增加散熱減少溫升，以降低變壓器損耗和提高變壓器負載能力，自然對流通風(fēng)方面，我們要更加注意有效通風(fēng)面積和有效對流通道，以提高對自然對流通風(fēng)效果，自然通風(fēng)不能滿足情況下，我們必須采用強制通風(fēng)，采用機械通風(fēng)時應(yīng)注意抽氣扇安裝位置和不同溫度差時所需要通風(fēng)量，以達到強制通風(fēng)散熱降溫目。
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