110kV变电站户内变压器室通风设计

阮家鑫 李龙 李泊佳

摘要：本文主要就110kV變电站工程户内变压器进行研究，针对其设计的现状、以及存在的问题进行分析，同时，通过一系列的计算镇定出变压室通风处的形状以及排风系统设计，制定相关设计图纸，进而发现在实际工程中，其在排除余热方面有着重要作用，并进行大力推广。

关键词：110kV变电站;户内变压器室;通风设计

前言：

受多方面环境因素限制，处于城市内部或者郊区的变电站可能会对周边环境产生影响。占地面积较大、影响城市市容以及产生较大的噪声影响周边居民的正常生活。在变电站的正常运转中，如何提升其使用寿命，维持正常运转是变压器室重要的研究内容。随着我国近年来的发展。为减少对周边居民产生的影响，在对变压器室位置进行选择的过程中，将安全性以及经济性与合理性融入实际建设之中。

一、当前110kV变电站工程户内变压器室通风的设计现状

变压器在运行过程中会产生相应的热量，且这些热量大部分石油设备中的金属运行所产生的。一般情况下，热量的产生是由机身产生在逐渐进行热传导，有内部到外部再转化到空气之中，为了保持平衡状态，空气是其中重要的传导媒介[1]。在此过程中，室温与变压器尤文的温度几乎一致，其中一个一旦温度过高，可能会出现过热故障。户内变压器的主要降温原理是由地面通风处进入冷粉推进室内温度循环，进而对变压器的热量进行吸收，室内热空气根据热空气较轻上升的原理从屋顶进行循环，形成一个天然的空气循环系统，利用烟囱效应原理，实现变压器室的通风设计。

根据调查显示，我国目前变电站出现的通风设计表现出的问题主要是散热性能较低，在经过专业人士进行调研过程中可以发现，在进行变电站设计的过程中，室内通风量与实际风向流通时能够保持一致的[2]。但是受季节影响，夏季的房里流通性相较于其他季节较差，尤其是在下午两点的时间段，室内风力流通达到最低值，一旦出现过热的情况，很可能出现变设备因散热问题引起设备故障，终止供电，或者出现温度过高设备损坏的情况。为解决该问题，大部分变电站会针对风力循环性能较低的情况进行解决，其主要是提升室内风力循环，在进风口装置辅助进行设备或者添加制冷器械，力求达成室内温度平衡的状态。且针对一些高纬度区域，变电站则需要考虑冬季的变电站室内保温状态，避免因为空气过冷，造成设备停止运行。

二、新技术的研究以及新型通风系统的构造

为解决上述问题，经过专业技术人员对于同分口设计的反复计算，得出最符合的参数，其在一定程度上颠覆了原有的设计理念，将更加智能化的设计理念融入实际系统建设之中[3]。一般情况下，在变压器主变油池的安装中，其一改原有的布置形式，将坐落的方式转变为架空的安装形式，在进风的设计中，利用变压器室底部的进风系统，输送风力。进而再用合适形状的形式进行天窗设计，一般情况下，排风系统会根据实际需求设计成为圆弧形或者是多边形。此种形状的天窗设计能够在一定程度上减少排风阻力，在使用寿命上相对较长。

其不但能做好基础的排风工作，又能减少部分环境赢下的天气问题，尤其是在我国西北部地区，常年受到沙尘以及雨雪的影响，导致设备在运行中受到外部环境的影响。此种设备在设计中并没有单独设置挡风板，因为风力的方向并不会对其产生任何影响[4]。在夏季运行的过程中，筏板会进行打开，能够有效产生导流的效果，维持高效率的通风性能。在冬季的时间内，筏板需要进行关闭，减少因为同分问题造成的热量过量流失，减少设备出现故障的情况。

在当前智能化系统不断发展与完善的过程中，专业维护人员能够更加实时的对通风系统进行控制与监控[5]。除此之外，在进行通风系统设计的过程中，通风系统的零件都是质量较为轻便，组合难度低、安装时间短的设计，通风起的设计通常是由主骨架、挡雨设备、外围护板、阀门以及电动开关、排水系统、泛水板等构成的。

三、多边形组合式屋顶通风天窗的选择方法

（一）公式计算选择法

一般情况下，屋顶通风系统的喉口宽度有多种设计标准，设计人员可以根据实际需求进行选择，如出现特定的尺寸可以根据测量出的尺寸进行订做，受到天窗构件的影响，天窗长度（L），实际的进风率是在原统分系统的喉口宽度上减去0.2m（B），天窗的尺寸可以根据实际需求进行订做，在选择屋顶通风处的循环系统时，需要根据变电装的实际数据进行计算，以及外部环境等方面的制约因素进行合理评估进行确定，一旦出现不至于实际需求不符，可以增加通风口的数量，一般会采用多排或者双排的形式进行设计。

屋顶通风系统可以按照如下公式进行计算：

其中F/（㎡）是屋顶通风口喉口处空气流通断面积，F=BL，G/（㎏/s）为屋顶通风器排风量，g/（m/s²）是重力加速度，h/m指代的是屋顶通风器上端中和界高度参数值，/（m³）指代的是室外的空气密度值，/（kg/m³）指代的是室内空气平均密度，Pg（kg/m³）是工作区空气密度，Pp（kg/m³）是指排风空气密度，指代的是屋顶通风口局部阻力的系数，计算时生产设备的厂家可以提供相关参数。

（二）查表选择法

为了方便选用，各生产厂家在进行设计的过程中需要提供相关参数表，给出了通风起的长度值，设计人员可以参照查取，进而直接进行确定[6]。其中的编制条件需要考虑热压的作用，以及室内工作区的温度，通分期的选择过程中，设计人员需要与土建专业提供本设备的压力遇上巴黎，进而确定基础的大小状态。之后可以在屋脊的坡面上进行布置。

四、新型通风系统的优点

随着我国对于变电站设备不断进行探索与研究，通风系统的设计逐渐完善，新型的通风系统设计逐渐应用于实际的应用之中。首先，在通风效果方面，新型设备的通风效果相较于之前有了较大的提升，空气流通的死角逐渐减少，变压器采光也逐渐提升，为工作人员的运行提供了良好的运转空间。其次，由于机械设备排风系统的噪声问题逐渐得到控制，变电站产生的再生对于周边生活的居民硬性也逐渐减少。最后，在节约成本方面，新型的材料使用对于安装方面的人工。安装周期，材料等方面的成本都逐渐降低。同时，在进行新型通风系统设计的使用中，其美观性逐渐提升，在设计的同时，设计人员对于整体结构的关注程度更高，与周围环境的契合程度也相对较高。

结束语：

综上所述，本文主要通过对变压器室地步自然进风家多边形组合式的通风天窗自然排风系统解决变压器中的散热方面的问题，为设备运行提供良好的环境支持，减少实际安装的成本，同时获得高质量的通风效果，维持变压器设备正常运行。在当前实践中，其已经在工程中获得实际运用，反映较为良好，能够在群过范围内进行大力推广。

参考文献：

[1]蒋海牙，沈军，汪国川，等. 某公司110KV变电站2#变压器差动速断保护跳闸故障分析[J]. 自动化技术与应用，2019，38（01）：23-26.

[2]连牧戈，余海鸿. 简析110kV变电站变压器的运行及其维护[J]. 消费导刊，2019，000（038）：251.

[3]杨智. 解析110kV变电站变压器的运行及其维护[J]. 百科论坛电子杂志，2019，000（001）：371.

[4]虎耀森，曹晋. 某大型煤化工装置110kV线路-变压器组的继电保护与自动化装置功能配置研讨[J]. 电力系统装备，2019，000（003）：64-65.

[5]由凯，彭平，段新宇. 一起110kV变压器轻瓦斯告警故障案例分析与处理[J]. 自动化应用，2019（12）：149-151.

[6]耿明昕. 110kV户内油浸式变压器基础隔振分析[J]. 变压器，2020，v.57;No.593（02）：48-52.