Резиме прорачунских формула за загревање електричне опреме

И. Капацитет грејања високонапонских и нисконапонских разводних уређаја / панела

Расипање топлоте високо{0}}напонских панела разводних уређаја може се израчунати коришћењем следеће формуле:

Q=(​I_g/I_e​​)²q_e(кВ)

I_g​: Радна струја високонапонског-прекидача (А)

I_e​: Називна струја високо-напонског прекидача (А)

q_e​: Расипање топлоте високонапонског-прекидача при називној струји

Високо{0}}напонски расклопни уређаји су подељени на улазне и доводне. Генерално, производња топлоте у улазној расклопној јединици је већа него у напојној расклопној јединици

Расипање топлоте нисконапонских -панела разводних уређаја може се израчунати коришћењем следеће формуле:

К=е×∑П(кВ)

е: Фактор искоришћења панела

к: Стварни фактор губитка панела

∑P: Збир губитака снаге свих електричних компоненти на нисконапонској-плочи (кВ)

● Због различитих намена и радних струја различитих панела у електрани, генерално, што је већа радна струја, то је већа производња топлоте електричних компоненти у панелу. За централно уређене дистрибутивне панеле, препоручује се добијање прецизнијих података о производњи топлоте од произвођача опреме.

● Конкретно, код важних дистрибутивних панела, електрични грејачи су уграђени унутра да би заштитили електричне компоненте, спречили прекомерну влажност и смањили перформансе изолације. Снага сваког панела је генерално око 0,3 ~ 0,5 кВ, што треба узети у обзир у централно уређеним просторијама релејне заштите.

 

ИИ. Генерисање топлоте трансформатора

Одвођење топлоте трансформатора углавном се односи на губитак енергије унутар трансформатора, који се састоји од два дела: губитка бакра (отпорни губитак) и губитка гвожђа (магнетни губитак). Губитак бакра варира са оптерећењем, док је губитак гвожђа независан од оптерећења и може се сматрати константом. Типично, губитак бакра при називном оптерећењу се дефинише као губитак у кратком-спајању, а губитак у гвожђу при називном напону је дефинисан као губитак без-оптерећења.

Губици самохлађених, ваздушно хлађених и сувих- трансформатора се расипају у околни ваздух. Насупрот томе, за трансформаторе са воденим{4}}хлађењем, већину губитака носи систем воденог хлађења, док се мали део распршује у ваздух због тога што је температура уља виша од температуре околног ваздуха.

Генерално, у затвореним фабрикама, подземним електранама и пумпним електранама, главни трансформатори распоређени у фабричким зградама или под земљом углавном користе водено хлађење. Међутим, други трансформатори у електрани, као што су трансформатори за сервисирање станица, трансформатори за осветљење, трансформатори за хитне случајеве и трансформатори побуде, углавном користе трансформаторе типа -хлађени или суви-.

Расипање топлоте трансформатора{0}}хлађених ваздухом може се једноставно израчунати следећом формулом:

Q=P_k​+P_d​(кВ)

P_k​ - Нема-губитак оптерећења трансформатора (кВ)

Расипање топлоте трансформатора{0}}хлађених водом може се израчунати по следећој формули:

Q=5.5×(t_y​−t_n​)1.25A×10⁻³(кВ)

Где:т_y​- Просечна температура уља у резервоару трансформатора (углавном између 65-70 степени)

t_n​ - Унутрашња температура околине (степен)

 

ИИИ. Производња топлоте сабирница и каблова

У електранама, за везу између генератора и трансформатора се углавном користе-самохлађене затворене сабирнице. Производња топлоте сабирница обухвата два дела: стварање топлоте од губитка снаге сабирница и индуковано одвођење топлоте из кућишта.

Пошто су оба краја главне сабирнице повезана на генераторску и трансформаторску опрему, ваздух између сабирнице и кућишта је заправо затворен. Кућиште делује као заштита и електромагнетна заштита како би се смањио утицај електромагнетног поља сабирнице на околну електричну опрему и околину, без смањења топлотне дисипације сабирнице. Топлота од губитка снаге сабирнице преноси се на ваздух између сабирнице и кућишта, а затим у околину кроз омотач кућишта. Индукована дисипација топлоте из кућишта се директно преноси у околину.

Расипање топлоте узроковано губитком снаге сабирнице може се израчунати по следећој формули:

q_s​=3×I²RΣ​φ_s​L×10⁻³(кВ)

И: Радна струја сабирнице (А)

РΣ​: Еквивалентни отпор по јединици дужине сабирнице (Ω/м)

φ_s​: Пропорционални коефицијент губитка снаге распршене у околину

Л: Дужина сабирнице (м)

Индуковано расипање топлоте кућишта сабирница може се израчунати коришћењем следеће формуле:

q_k​=3×I²R_k​φ_k​L×10⁻³(кВ)

И: Фазна струја сабирнице (А)

R_Z​: ДЦ отпор сабирнице на радној температури (Ω/м)

R_k​: ДЦ отпор кућишта сабирница на радној температури (Ω/м)

φ_s​: Коефицијент ефекта коже сабирнице

φ_k​: Коефицијент ефекта коже кућишта сабирница

Л: Дужина сабирнице (м)

 

ИВ. Производња топлоте реактора

Реактори се користе у уређајима за дистрибуцију енергије великог{0}}капацитета за ограничавање струја кратких{1}}струја, а могу се користити и као филтер реактори у уређајима за исправљање.

Расипање топлоте реактора може се израчунати помоћу следеће формуле:

Q=η₁​η₂​P(kW)>где:

η₁​: Фактор искоришћења реактора, генерално узет као0.95

η₂​: Фактор оптерећења реактора, генерално узет као0.75

П: Губитак снаге реактора при називној снази (кВ), одређен називном струјом, називном реактансом и моделом

Реактори се састоје од намотаја, са великим топлотним капацитетом и производњом топлоте, и потребно је време да се постигне стабилна производња топлоте. За реакторе који раде непрекидно, производња топлоте је стабилна; за реакторе са прекидима у раду, производњу топлоте треба одредити према времену рада и карактеристичној кривој производње топлоте реактора.

 

В. Производња топлоте генераторских агрегата

Расипање топлоте генераторских агрегата углавном долази из два аспекта: један је пренос топлоте кроз покривну плочу и структуру кућишта, а други је топлота коју доноси цурење расхладног циркулационог ваздуха из генераторског агрегата.

Велики и средњи{0}}генераторски сетови обично користе затворени режим хлађења са самоциркулацијом ваздуха-: губитак намотаја генератора се преноси на ваздух за хлађење, а затим топлоту ваздуха одузима вода за хлађење кроз хладњак воде сета. Према измереним подацима, температура ваздуха који се испушта из статора углавном не прелази 65 степени, док температура ваздуха који улази у ротор углавном није нижа од 5 степени.

Расипање топлоте кућишта генератора може се израчунати по следећој формули:

q_k​=КА(т_g​−t_n​)(W)

К: Коефицијент преноса топлоте кућишта генератора (В/(м²· степен))

О: Површина кућишта генератора (м²)

t_g​: Просечна температура расхладног ваздуха који циркулише у генератору (степен)

t_n​: Унутрашња температура околине (степен)

 

Дисипација топлоте од цурења ваздуха из генератора

Расипање топлоте узроковано цурењем ваздуха из генератора може се израчунати по следећој формули:

q_f​= вц (т_f​−t_n​)

: Коефицијент цурења (0,3% за челичне покривне плоче)

в: Запремина циркулације расхладног ваздуха (м³/х)

ц: Специфични топлотни капацитет ваздуха (В/(кг· степен))

: Густина ваздуха (1,2 кг/м³)

t_f​: Температура ваздуха цурења (степен)

t_n​: Унутрашња температура околине (степен)

Кључна напомена: Прорачун губитка топлоте због цурења ваздуха у великој мери зависи одзапремина ваздуха за хлађење (в). Због разлика у стандардима дизајна између домаћих и међународних произвођача, наведена запремина ваздуха може значајно да варира (нпр. 200 м³/х у односу на . 120 м³/х за јединицу од 300 МВ). За тачне резултате, препоручује се да добијете званичне параметре запремине расхладног ваздуха од произвођача генератора уместо да се ослањате само на ручне прорачуне.

 

ВИ. Генерисање топлоте стартног уређаја СФЦ статичког претварача фреквенције

СФЦ (Статиц Фрекуенци Цонвертер) је уређај за покретање статичке конверзије фреквенције, који се углавном користи за покретање пумпних{0}}акумулационих електрана у условима пумпања. Састоји се од улазних реактора, излазних реактора, филтера, енергетских ормара и ДЦ реактора.

За пумпну{0}}електрану са једним јединичним капацитетом од 300 МВ, капацитети сваке компоненте у СФЦ уређају који обезбеђује страни произвођач су следећи:

Капацитет СФЦ уређаја

бр.	Назив опреме	Рад (кВ)	приправност (кВ)
1	Улазни реактор	27	3
2	Излазни реактор	63	0
3	Филтер	83	28
4	Повер Цабинет	15	6
5	ДЦ Реацтор	200	0
6	Укупно	388	37

 

Као што видимо, производња топлоте СФЦ уређаја достиже 388 кВ када се рачуна на пуно оптерећење. Према стварној анализи рада и статистици неких оперативних пумпних{2}}електрана, покретање једне јединице (од статичког превлачења до прикључка на мрежу) траје само 240 секунди, а време покретања шест јединица је око 25 минута.

На основу криве радне карактеристике СФЦ уређаја коју је дао страни произвођач:

Улазни реактори, излазни реактори и ДЦ пригушници досежу20%њихове номиналне производње топлоте након 25 минута рада.

Филтери и струјни ормани досежу приближно70%њихове номиналне производње топлоте.

Према овом прорачуну, производња топлоте СФЦ уређаја је око126,6 кВ, што је32.6%називне производње топлоте.

Производња топлоте СФЦ уређаја је уско повезана са његовим капацитетом и временом рада. Да би се прецизније одредила производња топлоте опреме, потребно је затражити радну карактеристику опреме од релевантног произвођача, а затим је израчунати на основу капацитета опреме и времена рада.

 

ВИИ. Производња топлоте опреме за осветљење

За велике и средње{0}}електране, снага осветљења има тенденцију повећања због потражње за осветљењем у архитектонској декорацији и пејзажном дизајну. Са развојем опреме за осветљење, примена осветљења у електранама се померила са сијалица са жарном нити и флуоресцентних сијалица на изворе светлости велике{2}}светлости као што су јодне-волфрамове сијалице и метал-халогене сијалице. Међутим, расипање топлоте опреме за осветљење је стабилно: све док су напон и снага стабилни, дисипација топлоте остаје непромењена.

 

Део електричне енергије коју троши осветљење директно се претвара у топлоту, која се конвекцијом и кондукцијом распршује у околину. Светлосна енергија зрачи напоље у облику инфрацрвеног зрачења, које се не може директно апсорбовати ваздухом, већ пролази кроз ваздух да би је апсорбовали околни објекти, а затим се преноси у ваздух. Део претворен у светлост се такође прво пројектује на околне објекте, апсорбује их, а затим претвара у топлоту, која се затим преноси на ваздух и друге објекте путем конвекције, проводљивости или зрачења.

Производња топлоте опреме за осветљење се израчунава на следећи начин:

Q=n₁Н (кВ)

n₁​: Коефицијент потрошње енергије баласта, генерално узет као1.2

Н: Укупна инсталисана снага опреме за осветљење (кВ)