變電站空調精準送風設計與研究

王愛娟 王猛 郭 惠

南京國聯電力設計有限公司（210000）

1 工程概況

為加快清潔低碳、安全高效電網建設，減少碳排放，打造清潔低碳、安全高效、綠色智慧變電站，文章對變電站開關室、電容/電抗器室、二次設備室設備發熱情況進行了分析。變電站內的高低壓配電室，如高壓開關室、電容器室、電抗器室等，均安裝有眾多電氣設備，這些電氣設備對運行環境有較高的要求。文章提出空調精準送風方案，通過設備選型、設計優化等，減少變電站空調設備能耗，降低變電站間接碳排放，努力實現變電站低碳乃至零碳運行。

本工程基于110-A2-6典型設計方案，主變容量遠景規劃為3×50MVA,本期建設2×50MW，電壓等級為110kV/10kV。變電站采用全戶內雙層布置，高8.7m、長34m、寬17m；1層為主變室、35 kV/10kV配電裝置室、110kV GIS室，2層為電抗器/電容器室、二次設備室[1]。

2 站內運行環境要求

國內外的研究人員深入研究了高壓配電室環境參數之間的關聯性，根據室外氣象參數及室內設備運行環境要求，建立溫濕度數學模型以及GIS室SF6逸散規律的模型，通過改變室內送風溫濕度和送風量來控制變電站室內運行環境。

35kV/10kV配電裝置室、電容器/電抗器室的設備發熱量較大，采取通風+空調相結合的方案；當通風系統不能滿足室內溫度要求時，采用變風量空調機組進行降溫通風。在二次設備室、消控室還同時設置了變風量空調系統，以滿足環境舒適性要求。

3 空調系統設計

3.1 室內設計參數

根據《發電廠供暖通風與空氣調節設計規程》[2]選取變電站各房間空氣參數，結果見表1。

表1 室內采暖、通風和空調設計參數

3.2 空調負荷計算

根據電氣設備發熱量及其他負荷，計算本工程空調的夏季總冷負荷、冷指標和冬季總熱負荷、熱指標。

夏季冷負荷為62.4kW，冷負荷指標為165 W/m2。

冬季熱負荷為38.17kW，熱負荷指標為92 W/m2。

3.3 空調設備選型

本工程采用低碳的變風量空調系統，根據電氣設備運行工況及室外氣象參數，實時自動調節送入房間的風量，達到節能的目的。通過合理設計空調通風管道，實現空調區域精準、均勻送風，迅速降低或提高空調區域的溫度和濕度，使得電氣設備的運行工況更加安全穩定。10kV配電裝置室、GIS室及主變室中部分二次設備選用一臺變風量空調機組，總制冷量為40kW,風量為7200m3/h；電容器室、二次設備室選用一臺變風量空調機組，總制冷量為25 kW，風量為4800m3/h[3]。

3.4 氣流組織設計

根據各個設備間的環境溫度和氣流組織要求，在10kV配電裝置室、主變室二次柜、GIS室二次柜處設置空調系統，采用變風量空調機組配合長風管的方式進行空調定點、精準送風。通過采取以上措施，可以更好地保證電氣設備對溫濕度的要求，從而保障電氣設備安全穩定運行。各設備房間空調設備布置如圖1所示。

圖1 各設備房間空調設備布置圖

4 結語

1）本工程采用變風量空調系統，根據電氣設備運行工況及室外氣象參數，實時自動調節送入房間的風量，達到節能的目的。

2）通過對空調通風管道的合理設計，實現對空調區域的精準、均勻送風，可以迅速降低或提高空調區域的溫度和濕度，使得電氣設備的運行工況更加安全穩定[4-5]。

3）本工程采用精準送風方式，合理降低房間空調負荷，從而降低空調用電負荷。由于采用了精準送風的方式，提高了空調送風效率，節能效果突出；與傳統的分體空調方式相比，能耗降低達33%，運行費用可降低40%以上，具有明顯的節能優勢。兩種空調方式的節能效果對比見表2。

表2 不同方案能耗對比表

本工程采用變風量空調機組，采用精準、均勻送風方式，與常規空調方案相比，裝機容量減少了12.7kW，年用電量減少了5.5 萬kWh。