文天柱

摘要：近幾年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力行業(yè)得到快速發(fā)展。美式箱變在使用過程中因體積小、安裝方便，在我國的一些電網(wǎng)改造中得到廣泛發(fā)的應(yīng)用。但美式箱變在使用過程中由于高低壓設(shè)備均封閉在狹小空間內(nèi)，散熱比較困難，很容易造成溫度過高，給美式箱變使用帶來了一定的安全隱患。本文通過介紹了美式箱變的結(jié)構(gòu)原理，分析了美式箱變使用過程中的特點(diǎn)，對美式箱變的排風(fēng)系統(tǒng)提出了相應(yīng)的改造方法，給美式箱變的廣泛使用提供了一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵字：美式箱變;排風(fēng)系統(tǒng);散熱;系統(tǒng)改造

最近幾年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力行業(yè)也得到了廣泛的發(fā)展。美式箱變因體積小、造價低、便于安裝在我國的城市改造過程中得到了廣泛的使用。但在實(shí)際的應(yīng)用過程中，由于美式箱變的設(shè)備均密封在狹小的空間內(nèi)，使得整個系統(tǒng)的散熱比較困難，從而造成美式箱變在使用過程中造成內(nèi)部溫度的升高，特別是在一些溫度較高的地區(qū)，室外暴露的美式箱變的表層油溫可達(dá)到130℃，嚴(yán)重的超過了美式箱變使用過程中上層油溫不應(yīng)超過85℃，最高不能超過95℃的使用要求，這就很容易造成變壓器油的老化，內(nèi)部絕緣材料的性能降低，給美式箱變的使用帶來嚴(yán)重的安全隱患，因此，解決美式箱變的散熱問題成為美式箱變使用過程中必須解決的一個問題。

1.美式箱變的組成及原理

在現(xiàn)代化的電力變壓器中，美式箱變是一種預(yù)裝式的箱式變電站，它集成了變電、高低壓保護(hù)等功能。在發(fā)電機(jī)或者光伏逆變器所發(fā)出的低壓電經(jīng)過美式箱變匯集后升壓至35KV后再進(jìn)行向外輸送。美式箱變的主要設(shè)備包括升壓變壓器、站用變壓器、高壓負(fù)荷開關(guān)熔斷器等組成。美式箱變相較于歐式變壓器的尺寸較小，成本較低廉，因此在我國的電力系統(tǒng)改造中得到廣泛的應(yīng)用，具體的美式箱變電氣設(shè)計原理圖如圖1所示。

2.美式箱變產(chǎn)品使用中存在的問題

美式箱變在使用過程中，特別是在炎熱的地區(qū)使用時，經(jīng)現(xiàn)場的技術(shù)人員多次測量，箱體內(nèi)的油溫可以達(dá)到100℃，這就使得標(biāo)定400A的空氣開關(guān)在載流量小于200A時頻繁的造成跳閘 現(xiàn)象。在這就使得美式箱變在炎熱地區(qū) 使用不能滿足用高峰期的用電量需求，這種現(xiàn)象嚴(yán)重的阻礙了美式箱變的正常使用。引起美式箱變內(nèi)部溫度升高的主要原因是美式箱變內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、密封性較強(qiáng)，在使用過程中高溫高壓側(cè)散熱孔滿足不了散熱要求，在炎熱的地區(qū)或者季節(jié)就使得變壓器內(nèi)部的熱量無法及時的分散出來，導(dǎo)致美式箱變箱體內(nèi)部通風(fēng)、散熱 不暢，這就導(dǎo)致美式箱變內(nèi)部溫度升高，從而造成美式箱變頻繁的跳閘。因此，為了改善美式箱變的散熱能力，就需要對美式箱變的排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改造，以改善美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)的散熱能力，從而降低變壓器內(nèi)部的運(yùn)行溫度，保證美式箱變的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)的改造分析

通過對美式箱變的排風(fēng)系統(tǒng)分析，在美式箱變的排風(fēng)系統(tǒng)改造過程中要通過以下幾方面來改善美式箱變的通風(fēng)情況，降低美式箱變內(nèi)部的溫度。

3.1風(fēng)機(jī)設(shè)計

在美式箱變的散熱過程中，選擇合適的風(fēng)機(jī)型號才能保證美式箱變的通風(fēng)散熱能力，從而保證美式箱變的可靠運(yùn)行。根據(jù)熱平衡方程，可計算出美式箱變運(yùn)行過程中帶走發(fā)熱量時的風(fēng)量，具體計算公式如3-1所示。

式中：L為冷卻空氣流量，m?/s;Q為設(shè)備發(fā)熱量，KW;ρ為空氣密度，kg/m?;C為空氣比熱，kJ（kg·℃）;T0為冷卻空氣出口溫度，℃;T1冷卻空氣入口溫度，℃;

在美式箱變風(fēng)機(jī)的選用過程中，考慮到風(fēng)量的泄漏損失及提高散熱的可靠性，在L值的確定過程中需要乘以一個可靠系數(shù)，通?？煽肯禂?shù)的值在1.1-1.5之間，考慮到美式箱變在使用過程中風(fēng)阻較大，L值的可靠系數(shù)可以選用1.3，另外，在美式箱變風(fēng)機(jī)的設(shè)計過程中，考慮到風(fēng)阻的存在，風(fēng)機(jī)就不能在最大風(fēng)量出，這就使得風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)的風(fēng)量是小于風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)量的。

因此，在美式箱變的排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計選擇風(fēng)機(jī)的過程中，要充分的考慮到美式箱變的使用環(huán)境，包括，氣壓、溫度、濕度等，同時對排風(fēng)系統(tǒng)的管道、各組件運(yùn)行過程中產(chǎn)生的系統(tǒng)壓力損失進(jìn)行充分的考慮。在風(fēng)機(jī)的安裝過程中合理的設(shè)計排風(fēng)口，保證美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)的自由進(jìn)出風(fēng)，減少零部件安裝過程中所產(chǎn)生的噪音。

3.2改造美式箱變通風(fēng)面積，增加通風(fēng)效果

為了增加美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)量，在改造過程中將高壓側(cè)的側(cè)門進(jìn)行打口 ，但在實(shí)際的應(yīng)用過程中雖然會比同等條件下的油溫有所下降，但在使用過程中仍不能滿足降溫要求。側(cè)門打孔裝網(wǎng)的形式不僅起不到良好的降溫效果，而且降低了美式箱變的安全性能，增加了使用過程中的安全隱患，且使得美式箱變不夠美觀，在使用過程中很可能造成美式箱變的外殼的變形，通過深入研究，借鑒大功率機(jī)電設(shè)備的散熱方式，在美式箱變的頂部安裝透氣天窗，可以使得美式箱變排風(fēng)過程中利用熱空氣上的原理，配合側(cè)面 通風(fēng)形成良好的氣流回路，大大的提高了美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)的效率。

3.3注重美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)引線設(shè)計

在美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)的改造過程中，要加強(qiáng)對于排風(fēng)系統(tǒng)引線的重視程度。因?yàn)橐€作為變壓器的重要組成部分，是保證變壓器系統(tǒng)正?？煽窟\(yùn)行的關(guān)鍵。在美式箱變的改造過程中要保證引線的連接可靠，避免應(yīng)用過程中由于各種振動造成引線的松動或者虛接，甚至斷裂的情況發(fā)生，這就要求在美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)的改造過程中，要對系統(tǒng)的引線增加防松措施，引線要有一定的余量，連接過程中要采用軟連接的方式，防止美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)的引線在使用過程中損壞甚至斷裂的現(xiàn)象發(fā)生。

4.結(jié)論

綜上所述，在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，美式箱變起到重要的作用，但在應(yīng)用過程中要加強(qiáng)對于美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)的改造，特別是在一些炎熱的地區(qū)，要及時的關(guān)注美式箱變運(yùn)行過程中箱變內(nèi)部的溫度情況，采用合理的改造措施對美式箱變排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，減少電力系統(tǒng)的跳閘次數(shù)，使得美式箱變在我國的電力系統(tǒng)改造中發(fā)揮出更加廣泛的作用。

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