母线、电缆发热量
在电站中,发电机和变压器之间的连接多用自冷却式封闭母线。母线的发热量包括母线的功率损耗发热和外壳感应散热两部分。
由于主线的两端分别分别连接发电机和变压器设备,实际上母线与外壳之间的空气是封闭的,外壳起到一个保护和屏蔽电磁波的作用,以减少母线电磁场对周围电气设备和环境的影响,并没有减小母线的散热。母线的功率损耗散热传给母线和外壳间的空气,通过外壳壳体传入环境。而外壳感应散热则直接传入环境。
母线功率损耗引起的散热量可以按下式计算:
母线外壳感应散热量可以按下式计算:
2、 电抗器发热量
电抗器用于较大容量的配电装置中,起到限制短路电流的作用,也可以用于整流装置中作滤波电抗器。
电抗器的散热量可以按下式计算:
电抗器在额定功率下的功率损耗(Kw),根据额定电流、额定电抗和型号确定。
电抗器是由绕组组成的,发热特性是热容量和发热量较大,达到稳定发热量需要一段时间。如果是长期运行的电抗器,其发热量是稳定的,如果是间歇运行的电抗器,应按运行时间和电抗器的发热特性曲线确定发热量。
发电机组和SFC静态变频启动装置发热量计算方法
1、发电机组发热量
发电机组的散热量主要来自于两个方面,一是发电机组的盖板传热和机壳围护结构传热,另一是发电机组的冷却循环风的漏风所带来的热量。
大、中型发电机组的冷却方式通常采用封闭式空气自循环冷却方式,发电机绕组的损耗传给冷却空气,空气的热量再通过机组水冷却器由冷却水带走。根据实测的数据,定子排出的空气温度一般不超过65℃,而进入转子的空气温度一般不低于5℃。
发电机机壳的散热量可以按下式计算:
发电机的漏风散热量可以按下式计算:
根据发电机组内部的冷却风温和发电机的表面积,我们不难计算机组壳体的传热量。但漏风热量的计算上却有较大的差异,随着机械制造技术的不断提高,特别是空气冷却器的效率的提高,发电机组的冷却循环风量各个厂商有较大区别。
例如按机电设计手册计算,30万KW机组的冷却循环风量约为200m3/h,但多数国际厂商提供的冷却风量约为120m3/h,这就给计算结果产生较大的出入。机组的冷却风量不仅和机组的容量有关,和机组的水头、转速、尺寸有关。
一般情况下,冷却风温越低,发电机的线圈温度也越低,发电机的效率就越高,冷却风温受冷却器的布置尺寸影响,冷却器大,机组的制造难度相对增大,经济性下降,冷却风温不可能无限降低,机组制造厂设计时考虑一个经济区域,达到机组的Zui大性价比。在实际的设计计算中,应由发电机厂商提供冷却循环风量参数对漏风热量加以核算。
2、SFC静态变频启动装置发热量
SFC称为静态变频启动装置,主要用于抽水蓄能电站的机组抽水工况的启动。它由输入电抗器、输出电抗器、滤波器、功率柜和直流电抗器组成。
某个单机容量30万千瓦的抽水蓄能电站,根据外商提供的SFC装置各设备的容量如下:
SFC装置的容量:
我们可以看出,如果按照满负荷计算,SFC装置的热量高达388Kw。按照一些已运行的抽水蓄能电站的实际运行分析统计,一台机组的启动,从静止拖动到并网时间仅需240秒,六台机组的启动时间约为25分钟。
根据外商提供的SFC装置运行特性曲线,输入电抗器、输出电抗器和直流电抗器运行25分钟,发热达到额定发热量的20%,滤波器、功率柜发热达到额定发热量的70%左右。按此计算SFC装置的发热量约为126.6Kw,是额定发热量的32.6%。
SFC装置的发热量和SFC的容量、运行时间有极为密切的关系,如果要较为准确的确定设备发热量,应请有关制造商提供设备的运行特性曲线,根据设备的容量和运行时间确定。
▶ 04 照明设备发热量计算方法
大、中型电站随着建筑装修景观设计对灯光的需求,照明功率有增加的趋势。照明设备的发展,电站的照明应用从白炽灯和荧光灯向碘钨灯和金卤灯等高亮度灯源转变。但照明设备散热量属于稳定得热,只要电压、功率稳定,散热量是不变化的。
照明所耗电能的一部分直接转化为热能,此热能以对流、传导和向周围散出。光能以红外辐射方式向外辐射,但红外辐射不能直接被空气吸收,而是透过空气被周围物体吸收,尔后再给予空气。转化为光的那部分也是先射向周围物体,被物体吸收后再转化为热能,再以对流、传导或辐射等方式传给空气和其他物体。
照明发热量为:
一般情况下,全厂的照明发热量约为照明变压器容量的80%左右。但随着电站自动化程度的提高和无人值班的推广,厂房内部的实际照明设备开启情况变化较大,可考虑正常运行时照明的利用系数。