关于35kV变电站变压器室通风及通风设备的讨论

关于35kV变电站变压器室通风及通风设备的探讨摘要：关键词：主变压器室；通风；通风设备；设计选型；温度0引言随着社会的进步，各行各业的电气化程度不断提高，用户容量不断增加，变压器在高温高负荷和冬季均显现出负荷增大的问题，并且夏季变压器过负荷台数也不断增多。如何加强变压器间的运行环境，发挥现有变压器的最大效率，降低设备故障率，高质、稳定、连续、牢靠地供电，是从事电力系统工作的人员应当长期深化探讨的课题。据对某区变电站变压器故障调查统计；变压器故障79次，由于变压器间温度过高造成的故障53次，占总故障的67.09%。所以，如何在保证变压器室的环境运行温度、采纳何种通风方式、以及通风量的合理选择，正确设计出变压器室的通风系统，对降低变压器的故障率，延长变压器的运用寿命具有特别重要的意义。1影响变压器室温度的因素国家标准图88D264（下称国家标准图）中的变压器室通风窗的面积，是按变压器室夏季通风计算温度不超过+35℃（进风计算温度）、出风温度+45℃、进出风温差不超过15℃的条件要求，设计出变压器室通风窗的面积。而变压器制造厂规定，变压器正常运用四周空气温度不超过+40℃国家标准图88D264中，给定的变压器室通风的面积应为有效面积，通风的有效面积系数小于1，部分设计没有留意到面积与有效面积之间的差异，设计时未依据标准图中要求的有效面积向土建提出条件，使实际变压器室的通风面积又一次被打了折扣,通风的面积不满意变压器运行的要求。此外依据GB50060-92第条第九款规定《配电装置室内通道应保证畅通无阻,不得设立门槛，并不应有与配电装置无关的管路通过》。但在天津地区为防止鼠类等小动物进入造成变压器短路,在变压器室大门口均设置一道高0.4m-0.5m的防鼠挡板，即门槛。为降低变压器运行噪音对四周环境的影响和防尘须要，在变压器室大门百页上还加装了筛网，变压器室大门下部的进风百叶窗面积恰好被遮挡，使变压器室的进风有效面积变小,通风效果降低。对于贴建变电站中的变压器室尺寸，受整栋建筑物柱距的限制，有些变压器室的进深过深，变压器距离进出风百叶窗位置较远；依据国网公司典型站设计，考虑到环评须要，主变压器室往往都采纳全封闭设计，也使变压器的通风散热受到影响。设在远离变电所墙上的进出风百页窗的位置，使变压器四周的通风效果又被打了折扣。有些变电站的变压器室受到贴建的影响，设计高度受到限制，为了提高变压器进出端子的对地距离，主变压器实行台式布置，变压器被安装在钢制台架上。由于变压器室的温度随正距离地面的高度上升而上升，也是造成变压器处于不利位置的影响因素。有些变压器室在边墙加装轴流风机进行事故排风。某些设计人员误将该风机作为正常通风风机，这种设计方式事实上是一种设计误区。边墙风机与进风通道距离较近，气流在风机与进风通道之间形成短路流通，达不到散热效果。变压器运行损耗使主变室温度上升，进出风通道高度差越大，空气流淌速度越快，通风效果就越好，因此进出风通道的最佳设计就是采纳下部进风，顶部通风的方案。在有条件的状况下，在变压器室大门下部区域或下部边墙开设进风通道，顶部设计为出风通道，形成自然通风达到散热目的为最好。另外在实行该设计时要留意在进出风通道中部要形成有效封闭。某些设计方案在变压器室大门中上部位置也开设百页窗，看起来通风面积增大，事实上在进出风口间没有形成自然通道，通风效果降低。随着科学技术的进步，变压器的设计、制造工艺日趋先进，主变损耗成降低趋势，过载能给不断增加，对运行温度的要求也相对有所缓解。但是变压器的运行温度问题在设计中仍旧不行忽视。2变压器温升和通风散热的应对方法针对影响变压器室温升和通风的因素，可以采纳以下措施达到增加变压器通风散热的目的。2.1留意变压器室设计时有效通风面积核算，设计时候的通风面积是指通风有效面积，在变压器房土建设计的时候要进行窗风光 积与有效通风面积的系数折算。(栅格或金属网罩盖:增量约15%；用栅格加百页窗罩盖增量约50～70%)。2.2增大变压器室防火门与防鼠档板距离，保证间距大于0.2㎝，以增加变压器室进风面积。考虑在变压器室下部，靠近地面约40cm的墙体多开几个进气窗口，增加进风口的面积。2.3进风设计与通风设计尽量形成有效对流，增加通风效果。2.4使变压器置于室内较低温度的区域，增加变压器室的通风散热效果。大容量变压器尽量实行落地安装，采纳围栏或者遮网进行平安防护，防止触及变压器的带电部位。2.5故障通风设备的安装位置应与变压器室上方的出风口离开较远的距离，并与进风口之间的空气对流路径有效经过变压器，以增加变压器散热的效果。2.6将变压器室室门上方的百页取消，增加室内有效的对流。2.7选用优质、低损耗的变压器，或采纳带宽散热片的散热效果较好的变压器。2.8尽量采纳自然通风，在自然通风无法满意的状况下，选用工艺先进、维护量小、低噪音通风设备进行强制通风。3变压器室通风面积和通风量核算变压器室温度偏高可能是上述多种缘由中的一种或多种。但经过分析，我们认为最主要的缘由是集中在通风不良这一主要因素上。以下就结合黄所35kV变压器室通风设计中通风面积和通风量的核算对变压器室通风面积和通风量进行计算分析。3.1设计原则：按变压器室出风温度为45℃和40℃，采纳《建筑电气设备安装调试技术》公式计算变压器室进出风窗的面积，并与国家标准图88D264中的进出风窗面积进行比较，得出结果如下：由于本计算采纳了新SZ10系列变压器的参数，其损耗小，当变压器室进出风温差为5℃、10依据《简明通风设计手册》公式(3-1)，G1=3600Q/[（tp-tj）Cb]计算出每小时的通风重量。（G1-通风重量 Q- tp-排风温度 tj-进风温度 Cb-空气比热）将上式计算结果除以空气的密度，将每小时的通风重量化为每小时的通风体积量，即G2=G1/ρ，查《简明通风设计手册》表1-3，干空气在100kPa压力下密度；干空气温度为35℃时的密度ρ35=1.11kg/m3；在40℃时的密度ρ40=1.092kg/m3；50℃时的密度ρ50=1.056kg/m3；45℃时的密度可按ρ45=（ρ40+ρ50）=(1.092+1.056)/2=1.074kg从计算结果看，变压器室进出风温差为15℃时，1600kVA及以下变压器、进出风温差为10℃时，1000kVA及以下变压器、进出风温差为5℃时，630kVA及以下变压器在变压器室设所需自然进出风窗的面积相对简单满意。而对于目前35kV变电站广泛采纳的2000kVA的变压器在自然通风的状况下则很难达到5℃时的进出风温差。须要在主变压器室增加机械排风装置。机械排风量G4=G2×(1－k)（其中：G4在满意变压器运行温度的条件下实行自然通风，达到夏季和变压器负荷较满时（一般选择进风温度为35℃及以下或变压器油面温度90机械通风设备通常依据安装地点可以选择边墙型或屋顶风机，安装在变压器室一面或两面侧墙最高处或屋顶，室外管口与外墙面垂直，室外管口内设不大于10×10mm2孔的不锈钢网。综上所述在变压器室核算出合适的通风量，选择恰当的通风方式是设计的关键。3.2黄所35kV变电站变压器室的通风设计天津黄所变电站在改造工程中对主变间采纳双亥姆赫兹原理进行了降噪处理。变压器噪声降低的同时，对变压器通风散热又很不利。在黄所变电站的设计中文章的设计作者和运行单位的相关负责人员做了如下考虑：积20.17m2，但理论进风面积为19.84m2,大于变压器室现有实际进风面积9.03m2，不满意变压器平安运行通风要求。经过计算得出，在夏季大负荷期间，并且室外温度高于+30℃时，变压器室温度将高于平安运行要求温度+40℃由于黄所35kV变电站变压器室现有通风环境为变压器室屋顶正中有一个通风孔直通室外（详见附图2），因此就考虑到利用这个屋顶通风孔来进行机械通风以满意变压器室通风要求（详见附图3）。由于黄所35kV变电站所处“五大道”内，对噪声要求特别严格，因此就必需选用大风量低噪声屋顶风机。屋顶风机有风帽风机和管道风机两种，风帽风机由于安装施工简便，成为常用屋顶风机的首选，但由于变压器室屋顶通风孔在变压器正上方，考虑到防雨及噪声问题，因此本次屋顶风机选用了管道风机。在屋顶风机的选择上选用了“超静音管道风机”（详见附图4），并且在安装工艺上加装了减震垫（详见附图5）及消音外壳（详见附图6），对屋顶风机进行了降噪处理。屋顶风机放置在变电站屋顶靠近中间的位置，这样就使屋顶风机的噪声对场界四周的影响又再一次降低，从而满意了变电站厂区的噪声要求。图1变压器室下部带有百叶进风孔的平开门图2变压器室通风孔（上部黑色部分）图3屋顶