一种小区配电房的散热优化方法及系统的制作方法_2

文档序号:9616550阅读:来源:国知局
社会有很大的实际意义。
[0066] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并 且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可 以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要 求书来实现和获得。
【附图说明】
[0067] 本发明的【附图说明】如下。
[0068] 图1为本发明的一种小区配电房的优化散热分析方法流程图。
[0069] 图2为本发明的新建干式变压器三维物理模型图。
[0070] 图3为本发明的设备距离墙壁不同距离时的温度场分布。
[0071] 图4a为本发明的设备与墙壁之间距离为0.lm时示意图。
[0072] 图4b为本发明的设备与墙壁之间距离为0. 2m时示意图。
[0073] 图4c为本发明的设备与墙壁之间距离为0. 3m时示意图。
[0074] 图4d为本发明的设备与墙壁之间距离为0. 8m时示意图。
[0075] 图4e为本发明的设备与墙壁之间距离为1. 3m时示意图。
[0076] 图4f为本发明的设备与墙壁之间距离为2. 3m时示意图。
[0077] 图5为本发明的单台配变带配电装置柜的地上配电房平面布置示意图。
[0078] 图中,1为空气域、2为铁芯、3为低压绕组、4为高压绕组、5为风机风口。
【具体实施方式】
[0079] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0080] 实施例1
[0081] 如图所示,本实施例提供的一种小区配电房的散热优化方法,应用于小区配电房 散热系统,该系统包括计算模型建立模块、输入模块和存储模块;包括以下步骤:
[0082] 通过输入模块输入计算数据,在计算模型建立模块生成相关计算模型,以及存储 单元中存储的相关计算模型;
[0083] 建立配电房温度场数值计算模型,
[0084] 计算配电房室内单个设备;
[0085] 获取配电房中单个设备的不同参数并输入到计算模型;
[0086] 设置配电房设备布置的不同设计方案并获取不同设计方案设计的不同参数;
[0087] 计算不同参数对配电房温度场;
[0088] 计算整个配电房各设备的温度场;
[0089] 存储不同参数和与之相对应的配电房温度场;
[0090] 从不同设计方案中选择配电房整体温度场最佳的设计方案。
[0091] 所述参数包括风机设备、场地布置、风机噪声、设备与墙壁之间的距离、进风口相 对设备的位置、进风速度、通风量、环境温度以及通风方式。
[0092] 所述计算模型采用有限元法对配电房室内单个设备进行计算;以自然进风和自然 排风的自然通风冷却方式,简化干式变压器和开关柜热源模型,对配电房室内三维温度场 进行计算。
[0093] 所述配电房室内单个设备的计算模型采用如下的稳态热传方程描述:
[0094]
( 1 )
[0095] 式中,
[0096] T--介质温度;
[0097] K 介质材料的热传导率;
[0098] qv--单位体积生热率,对于无热原部分,qv= 0。
[0099] 当固体介质内部发热使得外表面与外界环境之间存在温差时,固体介质外表面与 外界环境之间存在辐射换热,辐射换热采用如下公式描述:
[0100] q=εσ{Τ:._Τ:、 (2)
[0101] 式中,
[0102] q--辐射面上辐射传热的热流;
[0103] ε--表面发射率;
[0104] σ--斯蒂芬-玻尔兹曼常数;
[0105] Tw--辐射面表面温度;
[0106] T①--周围空气温度。
[0107] 本实施例还提供了一种小区配电房的散热优化系统,应用于小区配电房散热系 统,所述小区配电房的散热优化系统包括计算模型建立模块、输入模块和存储模块;
[0108] 所述计算模型建立模块用于建立配电房温度场数值计算模型;
[0109] 所述存储模块用于存储配电房温度场数值计算模型和计算数据;
[0110] 所述输入模块用于输入配电房温度场数值计算模型的计算数据,以及获取配电房 中单个设备的不同参数并输入到计算模型;
[0111] 所述配电房温度场数值计算模型按照以下步骤进行计算:
[0112] 计算配电房室内单个设备;
[0113] 设置配电房设备布置的不同设计方案并获取不同设计方案设计的不同参数;
[0114] 计算不同参数对配电房温度场;
[0115] 计算整个配电房各设备的温度场;
[0116] 存储不同参数和与之相对应的配电房温度场;
[0117] 从不同设计方案中选择配电房整体温度场最佳的设计方案。
[0118] 所述参数包括风机设备、场地布置、风机噪声、设备与墙壁之间的距离、进风口相 对设备的位置、进风速度、通风量、环境温度以及通风方式。
[0119] 所述计算模型采用有限元法对配电房室内单个设备进行计算;以自然进风和自然 排风的自然通风冷却方式,简化干式变压器和开关柜热源模型,对配电房室内三维温度场 进行计算。
[0120] 所述配电房室内单个设备的计算模型采用如下的稳态热传方程描述:
[0121]
(1)
[0122] 式中,
[0123] T--介质温度;
[0124] K 介质材料的热传导率;
[0125] qv--单位体积生热率,对于无热原部分,qv= 〇 ;
[0126] 当固体介质内部发热使得外表面与外界环境之间存在温差时,固体介质外表面与 外界环境之间存在辐射换热,辐射换热采用如下公式描述:
[0127] α=εσ{Γ-Τ") (2)
[0128] 式中,
[0129] q--辐射面上辐射传热的热流;
[0130] ε--表面发射率;
[0131] σ--斯蒂芬-玻尔兹曼常数;
[0132] Tw--辐射面表面温度;
[0133] T①--周围空气温度。
[0134] 实施例2
[0135] 如图所示,本实施例提供的一种对居民小区配电房的节能与散热优化方法,通过 计算分析居民小区配电房温度场,研究不同因素对小区配电房的散热影响规律,得出居民 小区配电房的通风优化散热方案,包括以下步骤:
[0136] 步骤一,首先介绍了配电房温度场研究的理论基础,采用有限元法对配电房室内 单个设备进行了实例计算,并最终实现了对配电房温度场的计算与分析。
[0137] 首先介绍了配电房温度场研究的理论基础,采用有限元法对配电房室内单个设备 进行了实例计算,并最终实现了对配电房温度场的计算与分析。以自然进风和自然排风的 自然通风冷却方式为例,在把干式变压器和开关柜热源模型进行简化等效条件下,对配电 房室内三维温度场进行计算,并对其自然通风散热效果进行分析。
[0138] 步骤二,对不同参数的配电房温度场分布影响规律进行研究。研究了设备与墙壁 之间的距离、进风口相对设备的位置、进风速度、环境温度以及通风方式对配电房温度场的 影响,并对各个影响规律结果进行了相应分析。
[0139] 步骤三,为配电房通风散热进行方案设计研究。从通风量计算、场地布置、风机噪 声问题以及风机设备选型几个方面对配电房通风散热方案进行了研究。
[0140] 本实施例选择不同的设备与墙壁之间的不同距离、进风口相对设备的位置、进风 速度、环境温度以及通风方式对配电房温度场的影响,并对各个影响规律结果进行了相应 分析。
[0141] (1)设备与墙壁间距对配电房温度场的影响
[0142] 设备距离墙壁越远,散热效果越好。
[0143] (2)进风口相对设备的位置对配电房温度场的影响
[0144] 为防止配电房内设备散热条件恶化,应将变压器类大热源设备靠近进风口布置, 然后进行强制通风散热冷却,以保证其安全运行。
[0145] (3)进风速度对配电房温度场的影响
[0146] ①由于进风口不同通风速度的影响,使得靠近进风口设备表面的对流换热系数也 不同,即进风速度越大,设备表面对流换热系数也越大,从而设备的散热效果更好,最高温 度随之降低;
[0147] ②靠近自然出风口的1#变压器和1#开关柜距离进风口距离较远,其散热受进风 速度影响也较小,其最高温度变化甚小;
[0148] ③相比开关柜,变压器为大热源密度的设备,其最高温度随进风速度增大而下降 幅度也较开关柜大。
[0149] (4)环境温度对配电房温度场的影响
[0150] 在不同的季节应该采取不同的进风降温措施,例如,在气温较低时可以关停个别 风机,而在气温较高的夏
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