Расчет вентиляции для трансформатора

Устройство вентиляции в помещениях трансформаторов

Мне на почту порой приходят различные вопросы, на которые я крайне редко отвечаю ввиду разных причин. Если у вас имеются вопросы по проектированию, пожалуйста, пишите их на форуме. Один из последних вопросов был как раз по тебе данной статьи.

Я даже не собирался писать статью на эту тему, но совершенно случайно у себя на компьютере нашел пример расчета вентиляции для помещения трансформатора.

Эта тема, пожалуй, больше всего актуально для тех, кто проектирует промышленные объекты. В одно время нам приходилось ставить для охлаждения помещения с трансформаторами кондиционеры. Но, на тот момент мои знания по охлаждению трансформаторов были совсем поверхностные.

Сейчас я в основном проектирую общественные здания и если приходится проектировать трансформаторную подстанцию, то применяю КТП наружной установки. А в таких КТП производитель сам должен позаботиться об охлаждении трансформаторов.

Если же вам необходимо посчитать тепловыделения от трансформатора и предусмотреть меры по охлаждению камеры трансформатора, то советую использовать рекомендации от Минского электротехнического завода имени В.И. Козлова.

Рекомендации, расчет приточного и вытяжного отверстия вентиляции:

Для обеспечения необходимого охлаждения трансформатора в помещении трансформатора требуется организация системы вентиляции. Оптимальная для охлаждения трансформатора система вентиляции включает в себя расположенные на противоположных сторонах отсека (камеры) нижнее приточное отверстие, сечением S1 и верхнее вытяжное отверстие, сечением S2.

Естественная вентиляции камеры трансформатора

В зависимости от размеров помещения трансформатора, суммарных потерь трансформатора и возможности выполнения вентиляционных отверстий возможна организация естественной или принудительной вентиляции.

Расчет сечений отверстий для естественной вентиляции рекомендуется проводить по следующим формулам (для условий установки до 1000м над уровнем моря и среднегодовой температуры окружающей среды 20ºС):

где P (кВт) — сумма потерь короткого замыкания и холостого хода,
S1 и S2 (м2) — площадь приточного и вытяжного отверстия,
h (м) — разница по высоте отверстий,
k — коэффициент теплоотдачи, для трансформаторов со степенью защиты IP00 принять k=1, для трансформаторов в защитном кожухе со степенью защиты IP21 принять k=0,45.

Для улучшения охлаждения трансформатора при повышенных температурах окружающей среды, при недостаточных размерах отсека трансформатора или при сложности выполнения естественной вентиляции необходима организация системы принудительной вентиляции.

Принудительная вентиляции камеры трансформатора

Управление системой принудительной вентиляции может осуществляться от реле тепловой защиты, которым комплектуются сухие трансформаторы. Производительность вентиляторов рекомендуется выбирать исходя из расчета 3-4 м3/мин на каждый киловатт суммарных потерь трансформатора.

Также вашему внимаю хочу представить пример расчета вентиляционных отверстий, который отличается от данных рекомендации и содержит более сложные формулы для расчета.

Источник

Проектирование ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Всё для электрика-проектировщика — типовые проекты ВЛ 0,4-220кВ, КЛ 0,4-220кВ, ТП 6(10) кВ, ПС 35-220 кВ

Задание на принудительную вентиляцию встроенных трансформаторных подстанций

Типовое задание на принудительную вентиляцию встроенных трансформаторных подстанций МКС ПАО «МОЭСК»

1. 1. Балансовая принадлежность и эксплуатационная ответственность систем вентиляции ТП находится за абонентом (собственником здания). Абонент обязан поддерживать систему вентиляции ТП в исправном состоянии. При выходе из стоя системы вентиляции ТП вся ответственность за отключение трансформатора и прерывании электроснабжения возлагается на абонента (владельца здания)
   2. Приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать отвод тепла от силовых трансформаторов в режиме их максимальной загрузки.
   3. Вентиляционные установки (включая клапана и задвижки) должны располагаться вне помещения ТП.
   4. Для предотвращения угрозы жизни персонала и повреждения оборудования вентиляционная система должна быть многоконтурной. Каждое помещение, в котором расположено взаиморезервируемое оборудование, должно иметь свой вентиляционный контур со своими огнеупорными задвижками. Сигналы о работоспособности каждого контура системы вентиляции должны выводиться на диспетчерский пульт абонента с постоянным присутствием обслуживающего персонала, а также вывести сигнал работы вентиляции в помещение ТП. Для контроля работы вентиляции в каждом контуре предусмотреть датчики движения воздуха.

1. Предусмотреть возможность проветривания отдельных помещений при их задымлении.
2. Минимально допустимая температура воздуха в помещении по условии нормальной работы электрощитового оборудования не менее +5°С.
3. Скорость воздуха на приточной вентиляционной решетках не должна превышать 1,5 м/c.
4. Датчики температуры воздуха должны располагаются перед ограждением трансформатора.
5. Высоту подвеса вытяжных вентиляционных коробов принять не менее 2400мм от уровня чистого пола.
6. Предусмотреть вентиляцию помещений РУ-10кВ и кабельных шахт для исключения застоя воздуха.
7. Обеспечить вентиляцию межстенового перекрытия в кабельной шахте;
8. Обеспечить предел огнестойкости EI 60 для вентиляционных коробов проходящих транзитом через пожароопасные помещения.
9. На основании данного задания разработать проект вентиляции подстанции и согласовать в СТЭЭ МКС-филиал ПАО «МОЭСК.»

Расчетные данные для трансформаторов 2000 кВА:

Вентиляция помещений трансформаторов должна быть выполнена таким образом, чтобы разность температур воздуха, выходящего из помещения и входящего в него, не превосходила 15 ºС (ПУЭ п. 4.2.104), при этом в соответствии с инструкцией по эксплуатации силовых трансформаторов марки ТСЛ:

максимально допустимая (кратковременно) температура воздуха в помещении камер силовых трансформаторов не более +40°С;

среднесуточная температура воздуха в помещении силового трансформатора не более +30°С;

среднегодовая температура воздуха в помещении силового трансформатора не более +20°С;

тепловые потери трансформатора ТСЛ-2000/10 номинальной мощностью 2000 кВА составляют Рk = 15000 Вт., Рх = 3300 Вт.;

загрузка трансформатора в нормальном режиме составляет k = S/Sном. = 0,6;

допустимый коэффициент перегрузки: k пер = S/Sном. = 1,2;

Трансформаторы РТП работают парно: Т1 с Т2;

Возможные режимы работы трансформаторов ТП:

а) Нормальный режим — два трансформатора работают с загрузкой до 0,6 от номинала.

Тепловыделение каждого трансформатора составляет :

Рнорм.1 = Рk*k 2 + Px = 15000*0.36 + 3300 = 8700 Вт;

Суммарное тепловыделение двух трансформаторов:

б) Послеаварийный режим — 1 трансформатор работает с перегрузкой 1,2 от номинала, второй трансформатор отключен.

Тепловыделение трансформатора с перегрузкой 1,2 составляет:

Р1 ав.. = Рk * k пер2/ + Px = 15000 * 1,44 + 3300 = 24900 Вт.

Тепловыделение второго трансформатора — 0 Вт.

в) Послеаварийный режим — 1 трансформатор работает с перегрузкой 1,2 от номинала, второй трансформатор работает на холостом ходу.

Тепловыделение трансформатора с перегрузкой 1,2 составляет:

Р1 ав.. = Рk * k пер2/ + Px = 15000 * 1,44 + 3300 = 24900 Вт.

Тепловыделение второго трансформатора : Рх=3300 Вт.

Суммарные расчетные тепловыделение двух трансформаторов: Р сум.2т = 28200 Вт;

Источник

Расчет естественной вентиляции

Вентиляция 2КТПМ естественная и заключается в устройстве приточных и вытяжных окон с жалюзийными решетками

1. Количество тепла, выделяемое трансформатором:

кпер – коэффициент перегрузки трансформатора.

для сухих трансформаторов составляет—————— 1.1,

Рх. х. – потери холостого хода трансформатором, Вт (паспортные данные трансформатора);

Рк. з. – потери короткого замыкания трансформатора, Вт (паспортные данные трансформатора);

1,163 — коэффициент пересчета Вт в кКал.

2. Количество воздуха, необходимое для снятия тепловыделений до требуемой температуры:

Q – тепловыделения от трансформатора, кКал/час;

с – удельная теплоемкость воздуха, 1.2 кг/м3;

g — удельный вес воздуха, 0.24 кг/м3;

Δt — разность температур воздуха, выходящего из помещения и входящего в него, в соответствии с п.4.2.104 [1] Dt =15°С.

3. Площадь сечения приточных жалюзийных решеток:

v – скорость воздуха в сечении решеток, принимается равной 1 м/сек.;

0,7 – коэффициент отношения площади живого сечения к площади решеток (конструктивный элемент).

3 Площадь сечения вытяжных решеток:

Расчет производится для сухих трансформаторов ТСЗ мощностью 1000, 1250, 1600, 2500 кВА и масляных ТМГ мощностью 1000, 1250 и 1600 кВА. Результаты расчета приведены в таблице 1.

К установке принимаются окна с жалюзийными решетками размерами 800х600 мм. Окна устанавливаются на створках ворот в трансформаторных отсеках в верхней и нижней части и дополнительно на боковых стенках также в верхней и нижней части. Нижние окна служат для притока охлаждающего воздуха. Верхние окна служат для вытяжки воздуха.

Для трансформаторных подстанций с сухими трансформаторами мощностью 400, 630 и с трансформаторами типа ТМГ 400 кВА устанавливаются па два окна на каждой створке ворот.

Общая площадь приточных жалюзийных решеток:

Общая площадь вытяжных решеток:

Для трансформаторных подстанций с сухими трансформаторами мощностью 1000, 1250 и с трансформаторами типа ТМГ 630 кВА устанавливаются па два окна на каждой створке ворот и по два окна на боковых стенках. Таким образом:

Для трансформаторных подстанций с трансформаторами типа ТМГ 1000 и 1250 кВА устанавливаются па два окна на каждой створке ворот и по четыре окна на боковых стенках. Таким образом:

Источник

После расчета воздухообмена получил следующие результаты

А кратность в/о из норм не встречал для такого рода оборудования? Я её когда-то где-то видел. Это величина назначаемая и, кажется, она равна 3 (не утверждаю). Попробуй поискать в вентиляции оборудования электроснабжения эту кратность.
И размерность верная. Значит всё-таки 7 тысяч кубов по тепловыделению? С трудом пока верится.
Стоит вспомнить, однако, что расчетах тепловыделение от оборудования (неважно, какого) есть или может быть некий коэффициент, который учитывает использование установленной мощности, нагрузку, одновременность работы машин и ассимиляцию выделяющегося тепла воздухом. Этот коэффициент часто эмпиричен, а для какого-то типа оборудовани он расчетно-теоретический. Но его диапазон очень широким может быть.
Для конкретного твоего трансформатора эти 18,6 квт и взяты из его Паспорта и эта вел-на максимальная должна быть. Тогда, по хорошему, в ИЭ на транс должна быть задана и минимальная кратность воздуобмена (3, 5, 10 — сколько?).

Попробуй порыться в комплексдоке на сей предмет. Если мне чего улыбнется, дам знать.
Полистай также ПУЭ и ПЭУ

[quote=layer;537202]Обратите внимание на следующее: Теплоизбытки Qизб. = ∑Qт – Q пот. Где ∑Qт – сумма тепловыделений, Q пот. – потери тепла через ограждение.
Далее когда берете плотность воздуха она (эта самая плотность) должна соответствовать температуре приточного воздуха. У Вас 24,6ºС. Следовательно в районе 1,16, но никак не 1,2

layer
Подскажите нормативку по выше написанному

Основополагающие и единые ПУЭ и ПЭУ, а ПТЭЭП не помню, либо старые, либо ведомственные (территориальные). Поясни, что там в статье №1?, если они перед глазами. Во всяком случае, ятд, это нечто в развитие первых двух.

Не уравнение т/б надо руководствоваться, а нормами воздухообмена для ЭТОГО типа ЭЛЕКТРОоборудования. Тут особые нормы, правила, методика. Я час назад разговаривал с коллегой-профессионалом, так они (эксплуатационники) расчет вентиляции заказывали в неком ведущем проектном институте, и делали они его не «три для и три ночи».
Автору следует написать на завод с тем, чтобы ему прислали методику расчета ПВВ (приточно-вытяжной вентиляции) для закрытых помещений с таким оборудованием.
Это не простой тепловой баланс. И я теперь не уверен, что та элементарная формула тут уместна.
Изучай вопрос предметно, традиционный подход тут под вопросом.

Для оценки верности твоего результата решения (7500 м3/ч) легко проверить:
— какой вентилятор обеспечит такой расход
— каково сечение воздуховода получится при соблюдении нормативной скорости воздуха.
Что-то тут не то. При первом взгляде.

О каком трансформаторе речь-то вообще?

ПУЭ:
4.2.104. Вентиляция помещений трансформаторов и реакторов должна обеспечивать отвод выделяемого ими тепла в таких количествах, чтобы при их нагрузке, с учетом перегрузочной способности и максимальной расчетной температуре окружающей среды, нагрев трансформаторов и реакторов не превышал максимально допустимого для них значения.
Вентиляция помещений трансформаторов и реакторов должна быть выполнена таким образом, чтобы разность температур воздуха, выходящего из помещения и входящего в него, не превосходила: 15 ºС для трансформаторов, 30 ºС для реакторов на токи до 1000 А, 20 ºС для реакторов на токи более 1000 А.
При невозможности обеспечить теплообмен естественной вентиляцией необходимо предусматривать принудительную, при этом должен быть предусмотрен контроль ее работы с помощью сигнальных аппаратов.
4.2.105. Приточно-вытяжная вентиляция с забором на уровне пола и на уровне верхней части помещения должна выполняться в помещении, где расположены КРУЭ и баллоны с элегазом.

4.2.106. Помещения РУ, содержащие оборудование, заполненное маслом, элегазом или компаундом, должны быть оборудованы вытяжной вентиляцией, включаемой извне и не связанной с другими вентиляционными устройствами.
В местах с низкими зимними температурами приточные и вытяжные вентиляционные отверстия должны быть снабжены утепленными клапанами, открываемыми извне.

4.2.222. Вентиляционная система камер трансформаторов должна обеспечивать отвод выделяемого ими тепла (4.2.104) и не должна быть связана с другими вентиляционными системами.
Стенки вентиляционных каналов и шахт должны быть выполнены из материалов с пределом огнестойкости не менее 45 мин.
Вентиляционные шахты и проемы должны быть расположены таким образом, чтобы в случае образования или попадания в них влаги она не могла стекать на трансформаторы, либо должны быть применены меры для защиты трансформатора от попадания влаги из шахты.
Вентиляционные проемы должны быть закрыты сетками с размером ячейки не более 1х1 см и защищены от попадания через них дождя и снега.

Инженер проектировщик (раздел ТМ — фриланс)

да все у вас правильно.
согластно ПУЭ перепад температур должен быть 15С (разница между притоком и вытяжкой)
и расход получается 7690 кубов в час.

ЗЫ: расчет по энтельпиям не смотрите, немного врет из за того, что не учитывается влажность.

Источник