基于无动力屋顶通风器解决主变室散热问题的研究

王爱娟 王 猛 郭 惠

南京国联电力设计有限公司（210000）

0 前言

全户内变电站具有结构紧凑、占地小、功率等级高、电气设备发热量大、通风散热量大等特点，同时用电负荷越大，设备的发热量也越大，随之带来了通风散热困难的问题。

本工程采用无动力屋顶通风器解决主变室散热问题，也能降低整个变电站的用电设备运行功率，从而降低变电站的运行能耗。

1 工程概况

本工程基于110-A2-6典型设计方案，主变容量远景3×50MVA,本期建设2×50MW，电压等级110kV/10kV。

典型设计方案为110kV全户内变电站，主变采用户内布置，选用2台SZ13酯类绝缘油50 MVA三相一体主变，单台变压器空载损耗为21 kW，负载损耗为175kW，总散热量为196kW。主变室位于1层，高8.7m，长12m，宽10m。

2 理论依据和设计方案

2.1 理论依据

自然通风不消耗机械动力，是较为经济的通风方式。随着建筑节能、绿色建筑的要求日益严格，自然通风已经提上设计日程，即优先使用自然通风实现消除厂房内余热及余湿。建筑物尽量利用自然通风，设置有效的自然通风设施，是绿色建筑中的重要举措[1]。

2.2 设计方案

变电站主变压器室常规通风方案采取自然进风、屋顶轴流风机机械排风的通风方式。屋顶风机具有功率较大、能耗较高的特点，不利于清洁低碳运行。本工程拟采取无动力屋顶通风器进行排风，通过合理选取中和面，降低排出主变室余热所需的通风面积，最大程度降低设备运行能耗和设备投资造价[2-3]。

2.2.1 设计温度选取

主变室设计温度的选取见表1。

表1 设计温度参数表

2.2.2 通风量及通风面积计算

单台主变室总发热量196kW，经计算，排除室内余热所需通风量为79657kg/h，所需有效进、排风面积分别为18m2、26m2。

2.2.3 设备选型

考虑本工程位于市中心，环境评价要求较高，为防止变压器室噪声外漏，本工程采取的措施：适当提高中和面高度，尽量减少进风开启面积；有效减少变压器噪声的外泄，为达到较好的隔音效果，进风装置采用消音百叶窗。

无动力屋顶通风器是以型钢为骨架与彩色压型钢板（或玻璃钢）组合而成的自然通风装置，结构简单，重量轻，阻力小，不用电力也能达到很好的通风效果[4-5]。

3 成果应用

通过选取不同中和面高度，合理考虑噪声和屋顶通风器造价因素，确定合理进排风面积比例，具体方案如下:进风选取进风百叶窗，百叶窗有效进风面积18m2，满足总进风面积要求。选取薄型屋顶通风器，喉口尺寸1500mm×9000mm，选取2组，满足总排风面积要求。通风过程流程图如图1所示。

图1 主变室通风流程图

4 结语

无动力屋顶通风器UnpoweredRoofVentilator（URV）属于低碳型自然通风器，具有排风阻力小、不需要消耗电能的突出优点，节能效果明显。与常规轴流风机排风方式相比，能耗降低63%，运行费用可降低70%。不同通风方案能耗对比分析见表2。

表2 不同方案能耗对比表

与常规机械排风方案相比，本方案节约用电量6.58kW，年节约用电量2.84万kWh。

为防止变压器室噪声外漏，无动力屋顶通风器与轴流风机相比，具有阻力小、噪声低等优点。通过无动力屋顶通风器的设计和选型，适当提高中和面高度，尽量减少进风开启面积，有效减少变压器噪声的外泄。