Додаток А (довідковий) · РОЗРАХУНОК СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ ПРИМІЩЕНЬ СУХИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ

п. А.2.1 РОЗРАХУНОК СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ ПРИМІЩЕНЬ СУХИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ

Природня вентиляція

Тепловиділення QV1, кВт, яке розсіюється природною циркуляцією (конвекцією), визначається за формулою:

QV1 = 0,1×А1,2×(Н×ΔtL

3 )^(1/2), (А.4)

де А1,2 – площа поперечного перерізу припливного (викидного) отворів, м²

; Н – різниця висот між припливним та викидним отворами, м; ΔtL – різниця температур повітря між припливним та викидним отворами, 0 С.

Приклад А.1

Вхідні дані: Sн =1000 кВ·А; P0 = 2 кВт; PК = 11 кВт; КЗ = 0,7; H = 3 м; ТП знаходиться в м. Київ. Нехтуючи тепловіддачею через стіни та стелю (QV2 ≈ 0) визначаємо:

QV1 = PТ = 2+11×0,7

=7,4 кВт; ΔtL = t1 – t2 = 15

С

Примітка. Значення ΔtL=15 °С можна прийняти як типове для більшості практичних
застосувань. Наприклад, згідно з даними виробника t1 приймається меншою від максимальної робочої
температури трансформатора на два градуси 40 – 2 = 38 °С, а t2 визначається за
ДСТУ-Н Б B.1.1-27 - для м. Києва найжаркіша п’ятиденка забезпеченістю 0,99 в теплий період року
становить 23 °С, таким чином t1 – t2 = 38 - 23 = 15 °С.
За допомогою номограми (рисунок А.2) проводиться пряма від точки тепловиділення

QV1 = 7,4 кВт до значення ΔtL = 15 °C. Точка перетину зі шкалою VL визначає необхідний потік

повітря, що становить 0,45 м³/с. Це означає, що для забезпечення необхідного охолодження потрібно подавати не менше ніж 220 м³/год повітря на кожен кіловат теплових втрат трансформатора. Рисунок А.1 Друга пряма креслиться від точки перетину першої прямої з межею (справа від шкали VL) до значення H = 3 м. Ця пряма перетинає шкалу А1,2 за значення 0,74 м²

–це шукане значення вільного поперечного перерізу припливного та викидного отворів.

Примітка.
1. Номограма (рисунок А.2) враховує опір потоку повітря для вхідного отвору з дротяною
решіткою з розміром вічка 10…20 мм та для викидного отвору з нерухомими жалюзі. Використання
дротяної сітки замість нерухомих жалюзі на випускному отворі знижує необхідний поперечний переріз
на 10%.
2. Для холодної пори року рекомендується часткове (або повне) перекривання припливного
отвору в ручному або автоматичному режимі.
На відміну від тепловіддачі за природної циркуляції повітря QV1, тепловіддача через стіни
та стелю QV2, зазвичай, менша та залежить від товщини і матеріалу стін та стелі, і коефіцієнту
теплопередачі. Тепловіддача через стіни та стелю QV2, кВт, визначається за формулою:

QV2 = (0,7×АW×KW×ΔtW + AD×KD×ΔtD)×10
-3

, (А.5) де KW, KD – приведені коефіцієнти теплопередачі стін та стелі (див. табл. А.1), Вт/(м² К); Рисунок А.2

Таблиця А.1 – Значення коефіцієнту теплопередачі для різних матеріалів

Матеріал Товщина, см Коефіцієнт теплопередачі K, Вт/(м² K)

Легкий бетон

10 1,7 20 1,0 30 0,7

Цегла

10 3,1 20 2,2 30 1,7

Важкий бетон

10 4,1 20 3,4 30 2,8 Метал – 6,5 А.2.2. Примусова вентиляція Тепловіддача за примусової циркуляції повітря QV3 зазвичай є набагато більшою, за складники QV1 та QV2 й тому на практиці для розрахунків примусової вентиляції трансформаторної камери приймають, що QV3 = PТ, а тепловіддача через стіни та стелю QV2 забезпечує додатковий запас вентиляції. Тепловіддача примусової циркуляції повітря QV2, кВт, визначається за формулою:

QV3 = VL×CL×ρL×ΔtL, (А.6)
де VL – швидкість потоку повітря, м³

/с;

CL = 1,015 кВт/(кг·К) – теплоємність повітря;

ρL = 1,18 кг/м³

–густина повітря за температури 20 0 C; ΔtL – різниця температур повітря між забірним та викидним отворами. Для розв’язку рівняння (А.6) зручно використати номограму, наведену на рисунку А.4. Таким способом можна розрахувати наступні параметри для найбільш характерної швидкості повітряного потоку 10 м/с у повітроводі та різниці температур ΔtL:

–витрати повітря;

–поперечний переріз вентиляційного каналу;

–поперечний переріз припливного та викидного отворів повітря (приблизно 25 % поперечного перетину каналу). Взаємозв’язок швидкості повітряного потоку VL, швидкості повітря V та середньої величини поперечного перерізу A визначається за формулою:

VL = V×А, (А.7)

Номінальна потужність вентилятора P, кВт, визначається за формулою:

Р = р× VL/(3,6×10

6 ×η), (А.8)

де p – повний тиск повітряного потоку, Н/м²

, що визначається як: p = pR + pB; pR – статичний тиск; pB – динамічним тиск; VL – витрати повітря, м³ /год;

η – ККД вентилятора, (0,7…0,9).
Статичний тиск складається з суми втрат тиску в обладнанні (фільтрах, глушниках, опорів
вигинів, решіток та зміні поперечного перерізу) та повітроводах. Типові значення втрат тиску для
цих випадків наведено в таблиці А.2.
Таблиця А.2 – Типові значення втрат тиску
Жалюзі приблизно 10 …50 Н/м²
Решітка приблизно 10 …20 Н/м²
Глушники приблизно 50 …100 Н/м²
Динамічний тиск pB, Н/м²
, визначається за формулою:
pB = 0,61×(VK)
2
, (А.9)
де VK – швидкість повітря у повітроводі, Н/м²
, що визначається як VK = VL/(3600×АК);
VL – витрати повітря, м³
/год;
АК – площа поперечного перерізу повітроводу, м²
.

Приклад А.2.

Дано: У камері встановлено два трансформатори потужністю 2000 кВ·А (Sн = 2000 кВА;

P0 = 3 кВт; PК = 19 кВт; КЗ = 0,7; ΔtL = 15 °С), розміщення вентиляції наведено на рисунку А.3.

Рисунок А.3 Тепловиділення трансформаторів складе:

QV3 = 2× (3+19×0,7

2 ) = 24,6 кВт. За номограмою (рисунок А.4), відкладаючи QV3 знаходимо:

–поперечний переріз забірного отвору А1 = 0,58 м² ;

–поперечний переріз повітропроводу АК = 0,14 м² ;

–необхідна витрата повітря на охолодження VL = 5 000 м³ /год. Рисунок А.4

З врахуванням того, що:

—довжина прямих ділянок повітроводу становить L = 5 м;

—маємо два 90° повороти радіусом r = 2D;

—маємо одну витяжну повітророзподільну решітку та одну забірну решітку;

—маємо вентилятор з вихлопною жалюзійною решіткою визначаємо статичний тиск за номограмою (рисунок А.5): проводимо пряму від шкали АК = 0,14 м² до шкали витрати повітря VL = 5 м³ /год, отримуємо швидкість повітря в повітроводі VD = 10 м/с. Втрати тиску на метр повітропроводу pRO = 2,5 Н/м² ·м, тобто повні втрати на всій довжині повітропроводу pR1 = pRO×L = 2,5×5 = 12,5 Н/м² . Втрати тиску на двох вигинах (визначаються за нижньою частиною номограми (рисунок Г.5) за значенням VD) pR2 = 2×13 = 26 Н/м² . Втрати тиску на вхідній решітці pR3 = 20 Н/м² . Втрати тиску на вихідній решітці pR4 = 20 Н/м² . Втрати тиску на вентиляторі та його вихідних жалюзійних решітках pR5 = 50 Н/м² . Повні втрати статичного тиску складуть: pR = 12,5+26+20+20+50 = 128,5 Н/м² . Динамічний тиск визначається за виразом (Г.9): pB = 0,61×10 2

= 61 Н/м²

. Повний тиск повітряного потоку складе: p = 128,5+61= 189,5 Н/м² . Таким способом, необхідно використовувати вентилятор продуктивністю 5 000 м³ /год за повного тиску 190 Н/м² .

Пояснення (AI): Слухай уважно. Цей пункт — про те, як правильно розрахувати природну вентиляцію для приміщення, де стоїть сухий трансформатор. Тобі не треба лізти в складні формули, якщо ти монтажник — достатньо розуміти логіку: трансформатор гріється, і це тепло треба вивести назовні через припливні та витяжні отвори. На практиці це означає: якщо ти монтуєш ТП в офісі чи житловому будинку, то площа решіток на вході та виході повітря має бути не менше розрахованої за номограмою. У прикладі для трансформатора 1000 кВА з навантаженням 70% потрібен отвір площею 0,74 м² — це приблизно 86×86 см або прямокутник метр на 74 см. Зверни увагу: номограма вже враховує стандартні решітки з вічком 10-20 мм і жалюзі. Якщо на викиді поставиш просто сітку без жалюзі — переріз можна зменшити на 10%, але краще цього не робити без узгодження з проєктувальником.

Сторінки оригіналу: 75–82