110kV變電站戶內變壓器室通風設計

阮家鑫 李龍 李泊佳

摘要：本文主要就110kV變電站工程戶內變壓器進行研究，針對其設計的現狀、以及存在的問題進行分析，同時，通過一系列的計算鎮定出變壓室通風處的形狀以及排風系統設計，制定相關設計圖紙，進而發現在實際工程中，其在排除余熱方面有著重要作用，并進行大力推廣。

關鍵詞：110kV變電站;戶內變壓器室;通風設計

前言：

受多方面環境因素限制，處于城市內部或者郊區的變電站可能會對周邊環境產生影響。占地面積較大、影響城市市容以及產生較大的噪聲影響周邊居民的正常生活。在變電站的正常運轉中，如何提升其使用壽命，維持正常運轉是變壓器室重要的研究內容。隨著我國近年來的發展。為減少對周邊居民產生的影響，在對變壓器室位置進行選擇的過程中，將安全性以及經濟性與合理性融入實際建設之中。

一、當前110kV變電站工程戶內變壓器室通風的設計現狀

變壓器在運行過程中會產生相應的熱量，且這些熱量大部分石油設備中的金屬運行所產生的。一般情況下，熱量的產生是由機身產生在逐漸進行熱傳導，有內部到外部再轉化到空氣之中，為了保持平衡狀態，空氣是其中重要的傳導媒介[1]。在此過程中，室溫與變壓器尤文的溫度幾乎一致，其中一個一旦溫度過高，可能會出現過熱故障。戶內變壓器的主要降溫原理是由地面通風處進入冷粉推進室內溫度循環，進而對變壓器的熱量進行吸收，室內熱空氣根據熱空氣較輕上升的原理從屋頂進行循環，形成一個天然的空氣循環系統，利用煙囪效應原理，實現變壓器室的通風設計。

根據調查顯示，我國目前變電站出現的通風設計表現出的問題主要是散熱性能較低，在經過專業人士進行調研過程中可以發現，在進行變電站設計的過程中，室內通風量與實際風向流通時能夠保持一致的[2]。但是受季節影響，夏季的房里流通性相較于其他季節較差，尤其是在下午兩點的時間段，室內風力流通達到最低值，一旦出現過熱的情況，很可能出現變設備因散熱問題引起設備故障，終止供電，或者出現溫度過高設備損壞的情況。為解決該問題，大部分變電站會針對風力循環性能較低的情況進行解決，其主要是提升室內風力循環，在進風口裝置輔助進行設備或者添加制冷器械，力求達成室內溫度平衡的狀態。且針對一些高緯度區域，變電站則需要考慮冬季的變電站室內保溫狀態，避免因為空氣過冷，造成設備停止運行。

二、新技術的研究以及新型通風系統的構造

為解決上述問題，經過專業技術人員對于同分口設計的反復計算，得出最符合的參數，其在一定程度上顛覆了原有的設計理念，將更加智能化的設計理念融入實際系統建設之中[3]。一般情況下，在變壓器主變油池的安裝中，其一改原有的布置形式，將坐落的方式轉變為架空的安裝形式，在進風的設計中，利用變壓器室底部的進風系統，輸送風力。進而再用合適形狀的形式進行天窗設計，一般情況下，排風系統會根據實際需求設計成為圓弧形或者是多邊形。此種形狀的天窗設計能夠在一定程度上減少排風阻力，在使用壽命上相對較長。

其不但能做好基礎的排風工作，又能減少部分環境贏下的天氣問題，尤其是在我國西北部地區，常年受到沙塵以及雨雪的影響，導致設備在運行中受到外部環境的影響。此種設備在設計中并沒有單獨設置擋風板，因為風力的方向并不會對其產生任何影響[4]。在夏季運行的過程中，筏板會進行打開，能夠有效產生導流的效果，維持高效率的通風性能。在冬季的時間內，筏板需要進行關閉，減少因為同分問題造成的熱量過量流失，減少設備出現故障的情況。

在當前智能化系統不斷發展與完善的過程中，專業維護人員能夠更加實時的對通風系統進行控制與監控[5]。除此之外，在進行通風系統設計的過程中，通風系統的零件都是質量較為輕便，組合難度低、安裝時間短的設計，通風起的設計通常是由主骨架、擋雨設備、外圍護板、閥門以及電動開關、排水系統、泛水板等構成的。

三、多邊形組合式屋頂通風天窗的選擇方法

（一）公式計算選擇法

一般情況下，屋頂通風系統的喉口寬度有多種設計標準，設計人員可以根據實際需求進行選擇，如出現特定的尺寸可以根據測量出的尺寸進行訂做，受到天窗構件的影響，天窗長度（L），實際的進風率是在原統分系統的喉口寬度上減去0.2m（B），天窗的尺寸可以根據實際需求進行訂做，在選擇屋頂通風處的循環系統時，需要根據變電裝的實際數據進行計算，以及外部環境等方面的制約因素進行合理評估進行確定，一旦出現不至于實際需求不符，可以增加通風口的數量，一般會采用多排或者雙排的形式進行設計。

屋頂通風系統可以按照如下公式進行計算：

其中F/（㎡）是屋頂通風口喉口處空氣流通斷面積，F=BL，G/（㎏/s）為屋頂通風器排風量，g/（m/s2）是重力加速度，h/m指代的是屋頂通風器上端中和界高度參數值，/（m3）指代的是室外的空氣密度值，/（kg/m3）指代的是室內空氣平均密度，Pg（kg/m3）是工作區空氣密度，Pp（kg/m3）是指排風空氣密度，指代的是屋頂通風口局部阻力的系數，計算時生產設備的廠家可以提供相關參數。

（二）查表選擇法

為了方便選用，各生產廠家在進行設計的過程中需要提供相關參數表，給出了通風起的長度值，設計人員可以參照查取，進而直接進行確定[6]。其中的編制條件需要考慮熱壓的作用，以及室內工作區的溫度，通分期的選擇過程中，設計人員需要與土建專業提供本設備的壓力遇上巴黎，進而確定基礎的大小狀態。之后可以在屋脊的坡面上進行布置。

四、新型通風系統的優點

隨著我國對于變電站設備不斷進行探索與研究，通風系統的設計逐漸完善，新型的通風系統設計逐漸應用于實際的應用之中。首先，在通風效果方面，新型設備的通風效果相較于之前有了較大的提升，空氣流通的死角逐漸減少，變壓器采光也逐漸提升，為工作人員的運行提供了良好的運轉空間。其次，由于機械設備排風系統的噪聲問題逐漸得到控制，變電站產生的再生對于周邊生活的居民硬性也逐漸減少。最后，在節約成本方面，新型的材料使用對于安裝方面的人工。安裝周期，材料等方面的成本都逐漸降低。同時，在進行新型通風系統設計的使用中，其美觀性逐漸提升，在設計的同時，設計人員對于整體結構的關注程度更高，與周圍環境的契合程度也相對較高。

結束語：

綜上所述，本文主要通過對變壓器室地步自然進風家多邊形組合式的通風天窗自然排風系統解決變壓器中的散熱方面的問題，為設備運行提供良好的環境支持，減少實際安裝的成本，同時獲得高質量的通風效果，維持變壓器設備正常運行。在當前實踐中，其已經在工程中獲得實際運用，反映較為良好，能夠在群過范圍內進行大力推廣。

參考文獻：

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[3]楊智. 解析110kV變電站變壓器的運行及其維護[J]. 百科論壇電子雜志，2019，000（001）：371.

[4]虎耀森，曹晉. 某大型煤化工裝置110kV線路-變壓器組的繼電保護與自動化裝置功能配置研討[J]. 電力系統裝備，2019，000（003）：64-65.

[5]由凱，彭平，段新宇. 一起110kV變壓器輕瓦斯告警故障案例分析與處理[J]. 自動化應用，2019（12）：149-151.

[6]耿明昕. 110kV戶內油浸式變壓器基礎隔振分析[J]. 變壓器，2020，v.57;No.593（02）：48-52.