（广东鹰视能效科技有限公司）
摘要：随着“十一五”节能减排计划的深入执行以及智能电网的提出，在设计城市小区配电房时，需考虑节省能源以及减少占地面积，以及配电房的智能化控制，因此本文研究了城市配电房的智能化节能通风系统，首先建立了小区配电房内温度场计算模型，根据传热学原理建立其温度场控制方程，采用有限元法计算了一小区配电房内现有通风设施下配电房内温度场分布。在此基础上研究了设备与墙壁之间距离、风机的风量、环境温度以及设备相对进风口的位置对配电房内温度场的影响，根据分析结果，研究了配电房的节能通风策略，实现配电房通风装置的节能控制。
关键词：配电房；温度场；节能；通风
随着我国城市建设的不断发展，城市配电房不断增多。干式变压器具有油浸变压器下不可比拟的有点，比如体积小，重量轻，占地空间少，安装费用抵，因此在城市小区配电房内被广泛使用。配电房的变压器等设备在运行时会导致配电房内气温上升，当气温达到一定值使，变压器损耗增加，效率下降。变压器房气温平均值比标准气温（35℃）每升高1℃，箱式变压器连续工作电流应降1%使用。文献规定：变压器房的排风温度不宜高于45℃；其进，排风温差不宜超过15℃。
由于同一季节，不同天气状况下大气气温会不同，同一天内日夜还存在温差，特别是近年气候的异常，气温波动幅度很大，导致配电房的环境温度变化较大。对于不同的环境温度，配电房的温度场将发生变化，因此需要的排热通风量就是不一致。
因此，本文研究了城市配电房的智能化节能通风系统。计算了配电房内现有通风设施下配电房内温度场分布。研究了设备与墙壁之间距离、风机的风量、环境温度以及设备相对进风口的位置对配电房内温度场的影响。在此基础上制定了节能通风策略，实现了配电房通风装置的节能控制
一、配电房温度场计算
（一）干式变压器损耗
变压器运行时产生的热量即变压器的总损耗p，包括空载损耗po和负载损耗pe，空载损耗为常数，负载损耗等于负债率（低压侧电流I和低压侧额定电流Ie之比，或高压侧电流与高压侧额定电流之比）的平方乘以额定负载时的负载损耗Pe。
（二）配电房内设备散热过程分析
配电房内变压器与开关柜的散热方式主要包括辐射换热和对流换热，对流换热包括自然对流和强制对流换热。自然对流换热主要发生在开关设备、变压器与风机不接触的表面部分的散热，对流换热主要发生在风机的辐射范围内的流体散热。当负载较小、气温较低时，配电房的风机关停时，散热方式为辐射和自然对流换热
二、不同参数对配电房温度场分布的影响
（一）设备与墙壁间距离对配电房内温度场的影响
考虑到配电房的占地面积,理想情况下配电房所占面积越小越好,但是当配电房的面积小到一定程度时,设备间距离以及设备与墙壁之间的距离都会减小,当设备距离墙壁距离太小时,会影响设备的散热,导致设备的温度升高.因此本文计算了设备距离墙壁不同距离时配电房内温度场的分布.通过数据模型分析，当风速为2.5m/s,设备距离墙壁的距离从0.3m逐浙增加到5.0m时设备内最高温度以及配电房内最高温度变化.可以看出设备内最高温度与配电房内的最高温度在随着距离的增大逐渐降低,设备越靠近配电房的中间部分,散热效果越好.在通风为2.5m/s时,当设备与墙壁距离超过3m时,配电房内的温度场变化较小,因此对于该配电房,设备与墙壁间距高最好大于3m.
（二） 风机风量对配电房内温度场的影响
风机的风量主要由其风速大小决定, 不同的风速导致开关与变压器表面的对流换热系数不同,进而影响设备的散热.表2为不同风速时,配电房内温度场的分布.可以看出风机风速对配电房内温度场分布的影响明显,对于该算例中配电房,当风速为2.5m/s时,配电房内最高温度为42.577C,低于45C,满足设备安全运行的条件了。
（一）风机噪声要求与处理
按照相关环境法规,在生活区域内,对于通过墙壁,地面、管道等建筑物结构传播的噪音,白天不得超过45分贝,夜问不超过35分贝.在工业区域,限值可以稍大些,白天不超过60分贝,昼间不超过50分贝。本系统中为了防止风机噪声过大,影响周围环境,在风机的进、出口处安装阻性消声器。
（二）通风方案设计
空气对流路径设计的基本原则是：对流路径要使空气从变压器本体下部进入,上部排出.基于这样的原则,对于室内通风口的布置,进风口要设置在较低位置,一般可设距地0.5米：排风口设置在较高位置, 一般取距顶 0.5 米. 进排风口要尽量布置在对位, 以便通风路径能吹过变压器, 形成有效对流.尽量选择面积较大的侧墙设置排风口,送风口.进风量应比排风量大10%.对于不具备良好自然进排风条件的,如地下配电房,应采用风道(管网)进排风,考虑到管网损失,排风量要乘以1.2的校正系数.
因此本系统在进风口风机距地0.5米,加过滤网送入室内.在对面侧墙上部3米处等距布置3台轴流风机排风,排风机距离配电房顶部的距离为0.5m.
结语
研究了城市配电房的智能化节能通风系统,制定了配电房的节能通风策略.通过对配电房的温度场计算得出以下结论：
1) 设备与墙壁之间的距离越大通风散热效果越好, 对于一个 10mx20mx3.6m 的配电房, 在风机风速为2.5m/s时,变压器与开关距离墙壁的距离超过3m时效果较好.
2)风机的风量越大散热效果越好,考虑到节能,对于计算的目标配电房,在夏天环境温度为38C时,风机风速为2.5m/s,就能够满足设备的安全运行.
3)环境温度降低,配电房内最高温度降低.因此在进行配电房内通风冷却系统时,不同的季节应该采取不同的方案,从而可以减少能源的消耗.
参考文献：
[1] 川杜至刚,张徐东.加快城市电网发展的若干思考刀.电网技术,2005,29(19),T8-T10.
[2] 杨章平.电网企业节能减排路径探析[刀,国家电网.2008,3,65
[3] 颜寒,郭永基,林兆庄.树脂绝缘干式变压器内部温度场分布仿真研究口.清华大学学报(自然科学版),1999,39
[4] JGT/T 16-92民用建筑电气设计规范.
论文作者:何健明
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/11
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