热量从哪里来
变压器带负荷时持续发热,热量由两部分组成:
空载损耗——只要变压器投入运行就存在,几乎与负荷无关。
短路损耗——与负荷的平方成正比:半负荷时约为额定值的四分之一。
这两个数值都在变压器的产品护照里。核算的原始数据是它们,而不是以千伏安计的容量。不同厂家同容量的变压器,损耗可能相差不少,需要的通风量也就不同。
计算的逻辑
- 算热负荷——计算工况下变压器的总损耗,加上舱内其他设备的发热
- 定允许温升——舱内可以比室外空气高多少度。允许值越小,需要通过的空气越多
- 得出风量——热负荷除以空气比热、密度和允许温差的乘积
- 换算成开口面积——按开口处的风速,并计入百叶、防护网和消声器的阻力
自然通风还是机械通风
| 参数 | 自然通风 | 机械通风 |
|---|---|---|
| 原理 | 靠密度差:冷空气从下进,热空气从上出 | 风机,按温度控制 |
| 所需开口面积 | 大,开口占墙面相当一部分 | 同风量下更小 |
| 能耗 | 无 | 有,需要供电和自控 |
| 可靠性 | 没有会坏的部件 | 需要维护和冗余 |
| 适用 | 损耗适中、墙面有位置开口 | 损耗大或箱体尺寸受限 |
只要条件允许我们优先用自然通风:没有会坏的部件,对无人值守的变电站来说这一点很实在。机械通风用在热负荷大而箱体尺寸受项目限制的场合。
除了风量还要考虑什么
- 气流方向。下部送风、上部且在舱室另一端排风,让空气穿过设备而不是走近路绕过去
- 格栅的阻力。百叶、防护网和消声器会减少有效面积,核算时要计入,否则实际风量低于设计值
- 防雪。哈萨克斯坦的气候下开口要加防雪檐,否则冬天雪会吹进舱内,落在热设备上融化
- 防动物和鸟类。开口必须加网,否则舱室会变成很舒服的窝
常见问题
为什么不能按房间体积算通风?
因为热量来自设备而不是房间。同样大小的舱,装损耗不同的变压器,需要的风量能差好几倍。核算的输入是变压器护照上的空载和短路损耗。
自然通风够用吗?
损耗适中且墙面有位置开足够大的开口时够用,而且更可靠——没有会坏的部件。热负荷大或箱体尺寸受限时要用机械通风。
核算需要提供什么?
变压器的型号或护照(含空载和短路损耗)、计算负荷、项目所在地区,以及箱体尺寸有没有限制。