機械專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的論文
導語(yǔ)： 機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)是工科中的一個(gè)大的學(xué)科,是理科生選報的熱門(mén)專(zhuān)業(yè)之一,與電氣自動(dòng)化并列為最強工科。下面是機械專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的論文。歡迎閱讀及參考！
摘要：人們在設計中的一些不恰當做法和規范里的一些差異，再加上現成的變壓器房千差萬(wàn)別，造成變壓器室通風(fēng)效果不佳,通過(guò)尋找自然通風(fēng)和強制通風(fēng)存在的問(wèn)題，找出通風(fēng)散熱的一些解決方法和排風(fēng)量選擇。
關(guān)鍵詞：變壓器室通風(fēng),百頁(yè)窗,有效面積,強制通風(fēng),排風(fēng)量
1、變壓器室溫高的原因
國家標準圖88D264（下稱(chēng)國家標準圖）中的變壓器室通風(fēng)窗的面積，是按變壓器室夏季通風(fēng)計算溫度不超過(guò)+35℃（進(jìn)風(fēng)計算溫度）、出風(fēng)溫度45℃、進(jìn)出風(fēng)溫差不超過(guò)15℃的條件要求，設計出變壓器室通風(fēng)窗的面積。而變壓器制造廠(chǎng)規定，變壓器正常使用周?chē)諝鉁囟炔怀^(guò)+40℃。國家標準圖通風(fēng)條件比制造廠(chǎng)規定的正常使用環(huán)境溫度高了5℃，按國家標準圖中變壓器室的尺寸設計的變壓器室，已不符合變壓器對周?chē)諝鉁囟鹊囊�，夏季氣溫最高時(shí)也是電氣負荷最大的時(shí)候，變壓器周?chē)諝鉁囟雀�、負荷大，變壓器自身溫升過(guò)高，變壓器發(fā)生故障就難以避免。
國家標準圖88D264中，給定變壓器室通風(fēng)窗的面積為有效面積，通風(fēng)窗的有效面積系數小于1，部分設計沒(méi)有注意到面積與有效面積之間的差異，設計時(shí)按標準圖中要求的面積向土建提出條件，實(shí)際變壓器室的通風(fēng)窗面積又一次被打了折扣。通風(fēng)窗的面積不滿(mǎn)足變壓器運行的要求。
GB 50060-92第6.0.1條第九款規定《配電裝置室內通道應保證暢通無(wú)阻,不得設立門(mén)檻，并不應有與配電裝置無(wú)關(guān)的管路通過(guò)》。一些地區為防鼠類(lèi)小動(dòng)物進(jìn)入,在變壓器室大門(mén)口設置一道高0.6m的防鼠閘即門(mén)檻，變壓器室大門(mén)上下百葉加篩網(wǎng)，變壓器室大門(mén)下部的一大塊進(jìn)風(fēng)百葉窗面積恰好被遮擋，使變壓器室的進(jìn)風(fēng)窗有效面積變小, 通風(fēng)效果變差。
新建變電所中的變壓器室尺寸，受整棟建筑物柱距的限制，有些變壓器室的進(jìn)深過(guò)深，變壓器設在遠離變電所墻上的進(jìn)出風(fēng)百頁(yè)窗的位置，使變壓器周?chē)耐L(fēng)效果又被打了折扣。
新建變壓器室為已建標準廠(chǎng)房的一部分時(shí), 有些變壓器室的設計高度受到一定限制,1600kVA、2000 kVA的變壓器室，一些地區仍然要求采用臺架式布置，通風(fēng)效果較差。
為提高變壓器進(jìn)出線(xiàn)端子的對地距離, 變壓器被安裝在鋼制臺架上,變壓器室內溫度隨距地面的高度不同而不同, 距地面的高度越高溫度越高, 變壓器被安裝在鋼制臺架上處于距地面較高的地位, 使變壓器處于室內溫度較高的不利地位。
雖然已在變壓器室出風(fēng)百頁(yè)窗旁加設了排氣扇,進(jìn)行強制換氣,但由于排氣扇的氣流與出風(fēng)百頁(yè)窗氣流間相互較近接近短路,致使排氣扇的效率沒(méi)有充分得到發(fā)揮。
變壓器運行損耗加熱室內空氣，熱空氣上升與進(jìn)出風(fēng)百頁(yè)窗構成流動(dòng)氣流通道，進(jìn)出風(fēng)百頁(yè)窗的高差越大，空氣流動(dòng)速度越高，通風(fēng)效果越好。在變壓器室大門(mén)下部和變壓器室頂部墻面開(kāi)設進(jìn)出風(fēng)百頁(yè)窗，但是部分變壓器室在變壓器門(mén)上半部也開(kāi)設百頁(yè)窗，即開(kāi)在上下進(jìn)出風(fēng)百頁(yè)窗中部，這使百頁(yè)窗的通風(fēng)效果降低。
變壓器所供負荷逐年增加，變壓器超負荷運行，變壓器也未及時(shí)增容，好在隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，變壓器設計和制造技術(shù)的提高，變壓器損耗在下降，過(guò)載能力在增強，緩解了一些變壓器室溫升高帶來(lái)問(wèn)題。
不過(guò)，部分變壓器本身還存在損耗過(guò)高等質(zhì)量問(wèn)題。
2、變壓器溫升和散熱應對方法
針對變壓器溫升和散熱的上述原因，我們建議采用以下一些措施，達到增強變壓器散熱，降低變壓器溫升的目的。
注意變壓器房設計時(shí)候的通風(fēng)面積是指通風(fēng)有效面積，在變壓器房土建設計的時(shí)候要進(jìn)行窗體面積與有效通風(fēng)面積的系數折算。(柵格或金屬網(wǎng)罩蓋:增量約15%；用柵格加百頁(yè)窗罩蓋增量約50～70% 。
建議增大變壓器室百頁(yè)電房門(mén)與防鼠檔板距離>0.2㎝，以增加變壓器室進(jìn)風(fēng)口的面積。也可以在變壓器室門(mén)以外，靠近地面約40cm的墻體的下方多開(kāi)幾個(gè)進(jìn)氣窗口，增加進(jìn)風(fēng)口的面積。
盡量將變壓器安裝在進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口空氣流通之間的位置，增強對變壓器通風(fēng)的效果。
將大容量的變壓器落地安裝，采用圍欄或遮網(wǎng)，進(jìn)行安全保護，防止人員觸及變壓器帶電部位。這樣，變壓器就置于室內較低溫度的區域，增強了變壓器散熱效果。
排氣扇的安裝位置應與變壓器室上方的出風(fēng)口離開(kāi)較遠的距離，并保證排氣扇與進(jìn)氣口之間的空氣對流路徑有效經(jīng)過(guò)變壓器，以增加變壓器散熱的效果。
將變壓器室室門(mén)上方的百頁(yè)取消，增加室內有效的對流。
盡可能采用低損耗的變壓器，或采用帶寬散熱片的散熱效果較好的變壓器。
有條件的生產(chǎn)單位，可以在變壓器室內安設大型工業(yè)風(fēng)扇甚至空調，以達到增加變壓器室散熱降溫的效果。
3、變壓器室通風(fēng)窗的面積和通風(fēng)量
變壓器室溫偏高可能是上述多種原因中的一種。但經(jīng)分析，我們認為最主要的原因是集中在通風(fēng)不良這一點(diǎn)上，而通風(fēng)不良與通風(fēng)面積有莫大的關(guān)系。因此，以下就變壓器室通風(fēng)窗的面積和通風(fēng)量進(jìn)行計算分析。
按變壓器室出風(fēng)溫度為45℃和40℃，采用《建筑電氣設備安裝調試技術(shù)》公式計算變壓器室進(jìn)出風(fēng)窗的面積，并與國家標準圖88D264中的進(jìn)出風(fēng)窗面積進(jìn)行比較，得出結果如下：由于本計算采用了新S11變壓器的參數，其損耗小，當變壓器室進(jìn)出風(fēng)溫差為5℃、10℃、15℃時(shí)，本計算所得的進(jìn)出風(fēng)窗面積略小于88D264中國家標準的面積，符合正常情況。
下面以上述計算結果為依據，計算變壓器房不同溫度差時(shí)的通風(fēng)量的需要。
(1) 根據《簡(jiǎn)明通風(fēng)設計手冊》公式(3-1)，G1 = 3600Q/[（tp - tj）Cb]計算出每小時(shí)的通風(fēng)重量。
(2)將上式計算結果除以空氣的密度，將每小時(shí)的通風(fēng)重量化為每小時(shí)的通風(fēng)體積量，即G2 = G1/r，查《簡(jiǎn)明通風(fēng)設計手冊》表1-3，干空氣在100kPa壓力下密度；干空氣溫度為35℃時(shí)的密度r = 1.11kg/m3；在40℃時(shí)的密度r = 1.092kg/m3；50℃時(shí)的密度r = 1.056 kg/m3；45℃時(shí)的密度可按r = (1.092 + 1.056)/2 = 1.074 kg/m3。代入公式，得到不同容量變壓器在不同溫度差時(shí)的自然通風(fēng)量的數據。
4、抽風(fēng)機選擇與配置
從計算結果看，變壓器室進(jìn)出風(fēng)溫差為15℃時(shí)，1600kVA及以下變壓器、進(jìn)出風(fēng)溫差為10℃時(shí)，1000kVA及以下變壓器、進(jìn)出風(fēng)溫差為5℃時(shí)， 630kVA及以下變壓器在變壓器室設所需自然進(jìn)出風(fēng)窗的面積相對容易滿(mǎn)足，沒(méi)有什么困難。
在變壓器室所需自然進(jìn)出風(fēng)窗有困難的變壓器室增設機械排風(fēng)。機械排風(fēng)量G4 = G2×(1－k), G4機械排風(fēng)量, G2總排風(fēng)量，k為變壓器室自然進(jìn)出風(fēng)窗面積占總面積的比例。標準圖進(jìn)出風(fēng)窗面積比最大取1:1.5，增設機械排風(fēng)僅補償排風(fēng)量，進(jìn)風(fēng)窗面積未補償，所以進(jìn)出風(fēng)窗面積比可按1:2，則可求出機械排風(fēng)量。
采用以進(jìn)出風(fēng)百頁(yè)窗加機械排風(fēng)，共同完成變壓器室的通風(fēng)任務(wù)。達到夏季和變壓器負荷較滿(mǎn)時(shí)，排風(fēng)機需投入運行。進(jìn)風(fēng)溫度為25℃及以下或變壓器油面溫度90℃及以下時(shí)，排風(fēng)扇均可停運。通風(fēng)機選擇DGF型風(fēng)機，安裝在變壓器室一面或兩面側墻最高處，室外管口與外墻面垂直，室外管口內設不大于10×10mm2孔的不銹鋼網(wǎng)。計算表明，不同容量變壓器在不同溫度差時(shí)，采用不同臺數的抽風(fēng)機，以滿(mǎn)足通風(fēng)散熱的需要。
5、結論
變壓器的溫度上升和散熱與多種因素有關(guān)，比較復雜，我們要清楚分析其主要的溫升原因，找出解決的辦法，盡最大可能的增加散熱減少溫升，以降低變壓器的損耗和提高變壓器的負載能力，在自然對流通風(fēng)方面，我們要更加注意有效的通風(fēng)面積和有效的對流通道，以提高對自然對流通風(fēng)的效果，在自然通風(fēng)不能滿(mǎn)足的情況下，我們必須采用強制通風(fēng)，采用機械通風(fēng)時(shí)應注意抽氣扇安裝的位置和在不同溫度差時(shí)所需要的通風(fēng)量，以達到強制通風(fēng)散熱降溫的目的。
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