季可以先采用制冷系統(tǒng)對(duì)進(jìn)風(fēng)進(jìn)行降溫冷卻處理，然后再通過風(fēng) 機(jī)吹入配電房。
[0151] (5)通風(fēng)方式對(duì)配電房溫度場(chǎng)的影響
[0152] 在配電房內(nèi)設(shè)備布置時(shí)，應(yīng)盡量使得大熱源設(shè)備靠近進(jìn)風(fēng)口，而不是出風(fēng)口；優(yōu)先 選擇機(jī)械進(jìn)風(fēng)冷卻方式，而不是機(jī)械出風(fēng)方式。
[0153] 上述步驟三中配電房通風(fēng)散熱方案設(shè)計(jì)研究。從通風(fēng)量計(jì)算、場(chǎng)地布置、風(fēng)機(jī)噪聲 問題以及風(fēng)機(jī)設(shè)備選型幾個(gè)方面對(duì)配電房通風(fēng)散熱方案進(jìn)行了研究，自然通風(fēng)方式下的通 風(fēng)量計(jì)算包括以下幾個(gè)步驟：①變壓器散發(fā)的熱量計(jì)算；②散熱用通風(fēng)換氣量計(jì)算；③計(jì) 算進(jìn)出風(fēng)口的內(nèi)外熱壓差；④計(jì)算進(jìn)出風(fēng)口的面積。
[0154] 實(shí)施例3
[0155] 參見圖1，根據(jù)流程圖，首先是介紹配電房溫度場(chǎng)計(jì)算的基本原理，進(jìn)而基于有限 元法對(duì)配電房溫度場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算。然后繼續(xù)采用有限元法計(jì)算分析不同的參數(shù)對(duì)配電 房室內(nèi)溫度場(chǎng)分布的影響規(guī)律。最后從通風(fēng)量計(jì)算、場(chǎng)地布置、風(fēng)機(jī)噪聲問題以及風(fēng)機(jī)設(shè)備 選型幾個(gè)角度進(jìn)行考慮，并給出一種較為常見的設(shè)計(jì)方案。
[0156] 參見圖2,針對(duì)新建干式變壓器三維物理模型。圖中，在變壓器中鐵芯上方留有空 氣域1，在鐵芯2兩端分別設(shè)置有低壓繞組3和高壓繞組4 ;在鐵芯下方設(shè)置有風(fēng)機(jī)風(fēng)口 5 ; 在建立干式變壓器簡化模型的過程中，繞組下面的流體區(qū)域采用實(shí)際尺寸，即繞組下端面 與地面的距離；繞組上面的流體區(qū)域的高度為繞組高度的1. 2倍，當(dāng)高度再增加時(shí)對(duì)計(jì)算 的結(jié)果沒有太大的影響。溫度場(chǎng)是指在指定區(qū)域內(nèi)，各個(gè)部分的溫度分布情況，它是各個(gè)時(shí) 刻物體中各點(diǎn)溫度分布的總稱。空氣流體與固體表面之間、固體與固體之間將產(chǎn)生對(duì)流換 熱和導(dǎo)熱過程，其原理主要是傳熱學(xué)中的傳熱基本定律。
[0157] 導(dǎo)熱微分方程是根據(jù)傳熱學(xué)中傅里葉基本定律和能量守恒定律確定的。由固體的 常物性假設(shè)，則其含內(nèi)熱源的穩(wěn)態(tài)熱傳方程由下式描述：
[0158]
⑴
[0159] 式中，T--介質(zhì)溫度；
[0160] K 介質(zhì)材料的熱傳導(dǎo)率；
[0161] qv--單位體積生熱率，對(duì)于無熱原部分，qv= 0。
[0162] 當(dāng)固體介質(zhì)內(nèi)部發(fā)熱使得外表面與外界環(huán)境之間存在溫差時(shí)，固體介質(zhì)外表面與 外界環(huán)境之間存在輻射換熱，輻射換熱用公式可描述為：
[0163]
(2)
[0164] 式中，q--輻射面上輻射傳熱的熱流；
[0165] ε--表面發(fā)射率；
[0166] σ--斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)；
[0167] Tw--輻射面表面溫度；
[0168] T①--周圍空氣溫度。
[0169] 參見圖4,表示為設(shè)備與墻壁之間不同距離的示意圖，研究設(shè)備與墻壁間距對(duì)配電 房溫度場(chǎng)的影響。為了分析設(shè)備到墻壁的距離對(duì)配電房內(nèi)溫度場(chǎng)分布的影響，在自然通風(fēng) 并保持其它參數(shù)不變的條件下，分別計(jì)算了設(shè)備距離墻壁d= 0.lm、0. 2m、0. 3m……時(shí)的溫 度場(chǎng)分布。設(shè)備與墻壁距離d= 0.lm、0. 2m、0. 3m、0. 8m、1. 3m和2. 3m時(shí)的仿真計(jì)算結(jié)果如 圖4所示，可以看出配電房內(nèi)設(shè)備最高溫度隨著距離的增大逐漸降低，設(shè)備距離墻壁越遠(yuǎn)， 散熱效果越好。
[0170] 參見圖5,表示單臺(tái)配變帶配電裝置柜的地上配電房平面布置示意圖。進(jìn)風(fēng)口以百 葉窗的形式設(shè)置在房門下部距地面〇. 5m處，窗體面積不小于1平方米，如大門設(shè)置在臨街 偵牝可以考慮加裝防護(hù)鐵絲網(wǎng)，且網(wǎng)孔大小不大于10X10cm2。在進(jìn)風(fēng)口對(duì)面墻體距頂0.5 米處，均勻間隔設(shè)置三臺(tái)出風(fēng)機(jī)。相對(duì)于配電柜，配電變壓器為大功率、大熱源設(shè)備，當(dāng)進(jìn)風(fēng) 口與變壓器在同一直線上時(shí)，能獲得最佳的通風(fēng)散熱效果，因此，變壓器布置在配電房中部 且正對(duì)進(jìn)風(fēng)口。
[0171] 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種小區(qū)配電房的散熱優(yōu)化方法，應(yīng)用于小區(qū)配電房散熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括計(jì)算模 型建立模塊、輸入模塊和存儲(chǔ)模塊；在計(jì)算模型建立模塊生成配電房溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型； 并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)模塊中，通過輸入模塊輸入計(jì)算數(shù)據(jù)；其特征在于：包括W下步驟： 建立配電房溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型， 計(jì)算配電房室內(nèi)單個(gè)設(shè)備； 獲取配電房中單個(gè)設(shè)備的不同參數(shù)并輸入到計(jì)算模型； 設(shè)置配電房設(shè)備布置的不同設(shè)計(jì)方案并獲取不同設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的不同參數(shù)； 計(jì)算不同參數(shù)對(duì)配電房溫度場(chǎng)； 計(jì)算整個(gè)配電房各設(shè)備的溫度場(chǎng)； 存儲(chǔ)不同參數(shù)和與之相對(duì)應(yīng)的配電房溫度場(chǎng)； 從不同設(shè)計(jì)方案中選擇配電房整體溫度場(chǎng)最佳的設(shè)計(jì)方案。2. 如權(quán)利要求1所述的小區(qū)配電房的散熱優(yōu)化方法，其特征在于：所述參數(shù)包括風(fēng)機(jī) 設(shè)備、場(chǎng)地布置、風(fēng)機(jī)噪聲、設(shè)備與墻壁之間的距離、進(jìn)風(fēng)口相對(duì)設(shè)備的位置、進(jìn)風(fēng)速度、通 風(fēng)量、環(huán)境溫度W及通風(fēng)方式。3. 如權(quán)利要求1所述的小區(qū)配電房的散熱優(yōu)化方法，其特征在于：所述計(jì)算模型采用 有限元法對(duì)配電房室內(nèi)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行計(jì)算；W自然進(jìn)風(fēng)和自然排風(fēng)的自然通風(fēng)冷卻方式， 簡化干式變壓器和開關(guān)柜熱源模型，對(duì)配電房室內(nèi)=維溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。4. 如權(quán)利要求1所述的小區(qū)配電房的散熱優(yōu)化方法，其特征在于：所述配電房室內(nèi)單 個(gè)設(shè)備的計(jì)算模型采用如下的穩(wěn)態(tài)熱傳方程描述：(1) 式中， T 介質(zhì)溫度； K一一介質(zhì)材料的熱傳導(dǎo)率；qv--單位體積生熱率； 當(dāng)固體介質(zhì)內(nèi)部發(fā)熱使得外表面與外界環(huán)境之間存在溫差時(shí)，固體介質(zhì)外表面與外界 環(huán)境之間存在福射換熱，福射換熱采用如下公式描述： <?二《7 仍-(2) 式中， q--福射面上福射傳熱的熱流； e--表面發(fā)射率； O-一斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)； Tw--福射面表面溫度； TCX^ --周圍空氣溫度。5. -種小區(qū)配電房的散熱優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)用于小區(qū)配電房散熱系統(tǒng)，其特征在于：所述 小區(qū)配電房的散熱優(yōu)化系統(tǒng)包括計(jì)算模型建立模塊、輸入模塊和存儲(chǔ)模塊； 所述計(jì)算模型建立模塊用于建立配電房溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型； 所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)配電房溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型和計(jì)算數(shù)據(jù)； 所述輸入模塊用于輸入配電房溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型的計(jì)算數(shù)據(jù)，W及獲取配電房中單 個(gè)設(shè)備的不同參數(shù)并輸入到計(jì)算模型； 所述配電房溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型按照W下步驟進(jìn)行計(jì)算： 計(jì)算配電房室內(nèi)單個(gè)設(shè)備； 設(shè)置配電房設(shè)備布置的不同設(shè)計(jì)方案并獲取不同設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的不同參數(shù)； 計(jì)算不同參數(shù)對(duì)配電房溫度場(chǎng)； 計(jì)算整個(gè)配電房各設(shè)備的溫度場(chǎng)； 存儲(chǔ)不同參數(shù)和與之相對(duì)應(yīng)的配電房溫度場(chǎng)； 從不同設(shè)計(jì)方案中選擇配電房整體溫度場(chǎng)最佳的設(shè)計(jì)方案。6. 如權(quán)利要求5所述的小區(qū)配電房的散熱優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述參數(shù)包括風(fēng)機(jī) 設(shè)備、場(chǎng)地布置、風(fēng)機(jī)噪聲、設(shè)備與墻壁之間的距離、進(jìn)風(fēng)口相對(duì)設(shè)備的位置、進(jìn)風(fēng)速度、通 風(fēng)量、環(huán)境溫度W及通風(fēng)方式。7. 如權(quán)利要求5所述的小區(qū)配電房的散熱優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述計(jì)算模型采用 有限元法對(duì)配電房室內(nèi)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行計(jì)算；W自然進(jìn)風(fēng)和自然排風(fēng)的自然通風(fēng)冷卻方式， 簡化干式變壓器和開關(guān)柜熱源模型，對(duì)配電房室內(nèi)=維溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。8. 如權(quán)利要求1所述的小區(qū)配電房的散熱優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述配電房室內(nèi)單 個(gè)設(shè)備的計(jì)算模型采用如下的穩(wěn)態(tài)熱傳方程描述：(丄） 式中， T--介質(zhì)溫度； K--介質(zhì)材料的熱傳導(dǎo)率；qv--單位體積生熱率； 當(dāng)固體介質(zhì)內(nèi)部發(fā)熱使得外表面與外界環(huán)境之間存在溫差時(shí)，固體介質(zhì)外表面與外界 環(huán)境之間存在福射換熱，福射換熱采用如下公式描述： q二 ￡ct(T。-Tj) 、2 ) 式中， q一一福射面上福射傳熱的熱流；e--表面發(fā)射率； O一一斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)； Tw一一福射面表面溫度； TCX^ --周圍空氣溫度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小區(qū)配電房的散熱優(yōu)化方法，首先建立配電房溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型，計(jì)算配電房室內(nèi)單個(gè)設(shè)備；計(jì)算不同參數(shù)對(duì)配電房溫度場(chǎng)；計(jì)算整個(gè)配電房各設(shè)備的溫度場(chǎng)；從不同設(shè)計(jì)方案中選擇配電房整體溫度場(chǎng)最佳的設(shè)計(jì)方案。本發(fā)明公開了一種小區(qū)配電房的優(yōu)化散熱分析方法，對(duì)于小區(qū)配電房，為了保證配電房內(nèi)電氣設(shè)備在適宜的溫度下安全、可靠運(yùn)行，需要對(duì)配電房的溫度場(chǎng)及其散熱進(jìn)行研究。因此，通過基于有限元法的配電房溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算，并計(jì)算分析不同參數(shù)對(duì)配電房溫度場(chǎng)的影響，進(jìn)而進(jìn)行了配電房通風(fēng)散熱方案設(shè)計(jì)。
【IPC分類】G06Q10/04, G06F17/50
【公開號(hào)】CN105373859
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510849649
【發(fā)明人】徐瑞林, 劉祖建, 張曉勇, 呂小紅, 胡曉銳, 宮林, 向菲, 張友強(qiáng), 陳濤, 熊偉, 魏甦, 余紅欣, 鐘加勇, 高晉, 何燕, 姚樹友, 王洪彬, 黃飛, 陳曦, 趙志偉, 歐林, 魏燕
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)重慶市電力公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日