Elektriseadmete kütmise arvutusvalemite kokkuvõte

I. Kõrge- ja madalpinge lülitusseadmete / paneelide küttevõimsus

Kõrgepinge{0}}jaotusseadmete paneelide soojuse hajumise saab arvutada järgmise valemi abil:

Q=(​I_g/I_e​​)²q_e(kW)

I_g​: kõrge{0}}pingelüliti (A) töövool

I_e​: kõrge{0}}pingelüliti (A) nimivool

q_e​: kõrge{0}}pingelüliti soojuse hajumine nimivoolul

Kõrgepinge{0}}jaotusseadmed jagunevad sissetulevateks jaotusseadmeteks. Üldiselt on sissetulevate jaotusseadmete soojuse teke suurem kui toitejaotusseadmetel

Madalpinge{0}}jaotusseadmete paneelide soojuse hajumise saab arvutada järgmise valemi abil:

Q=e×∑P(kW)

e: paneeli kasutustegur

x: paneeli tegelik kadudegur

∑P: madalpingepaneeli kõigi elektriliste komponentide võimsuskadude summa-(kW)

● Elektrijaama erinevate paneelide erineva kasutuseesmärgi ja töövoolu tõttu on üldiselt nii, et mida suurem on töövool, seda suurem on elektrikomponentide soojuse teke paneelis. Tsentraalselt paigutatud jaotuspaneelide puhul on soovitatav hankida täpsemad soojuse tootmise andmed seadme tootjalt.

● Täpsemalt on oluliste jaotuspaneelide jaoks paigaldatud elektrilised küttekehad, et kaitsta elektrilisi komponente, vältida liigset niiskust ja vähendada isolatsiooni jõudlust. Iga paneeli võimsus on üldiselt umbes 0,3 ~ 0,5 kW, mida tuleks arvestada tsentraalselt paigutatud releekaitseruumides.

 

II. Trafo soojuse tootmine

Trafode soojuse hajumine viitab peamiselt energiakadudele trafo sees, mis koosneb kahest osast: vasekadu (takistuskadu) ja rauakadu (magnetkadu). Vase kadu varieerub sõltuvalt koormusest, samas kui rauakadu ei sõltu koormusest ja seda võib pidada konstantseks. Tavaliselt defineeritakse vase kadu nimikoormusel lühise-kadu ja rauakadu nimipingel on defineeritud kui tühi-koormuskadu.

Ise{0}}jahutusega, õhkjahutusega-ja kuiv-tüüpi trafode kaod hajuvad kõik ümbritsevasse õhku. Seevastu vesijahutusega trafode puhul kannab suurem osa kadudest ära vesijahutussüsteem, samas kui väike osa hajub õhku, kuna õli temperatuur on välisõhu temperatuurist kõrgem.

Üldiselt kasutavad suletud tehastes, maa-alustes elektrijaamades ja pumbajaamades tehasehoonetesse või maa alla paigutatud põhitrafod enamasti vesijahutust. Kuid teised elektrijaama trafod, nagu jaama teenindustrafod, valgustustrafod, avariitrafod ja ergutustrafod, kasutavad enamasti õhk-jahutus- või kuiv{2}-tüüpi trafosid.

Õhkjahutusega{0}}trafode soojuse hajumise saab lihtsalt arvutada järgmise valemiga:

Q=P_k​+P_d​(kW)

P_k​ - Trafo koormuskadu puudub- (kW)

Vesijahutusega{0}}trafode soojuse hajumise saab arvutada järgmise valemiga:

Q=5.5×(t_y​−t_n​)1.25A×10⁻³(kW)

Kus:t_y​- Trafopaagi keskmine õlitemperatuur (tavaliselt vahemikus 65–70 kraadi)

t_n​ - Ümbritsev sisetemperatuur ( kraadi )

 

III. Siinide ja kaablite soojusenergia tootmine

Elektrijaamades kasutatakse generaatorite ja trafode vahelisel ühendusel enamasti isejahutusega{0}}suletud siine. Siinide soojuse tootmine koosneb kahest osast: siini võimsuskadudest tulenev soojuse teke ja indutseeritud soojuse hajumine korpusest.

Kuna põhisiini mõlemad otsad on ühendatud vastavalt generaatori- ja trafoseadmetega, on siini ja korpuse vaheline õhk tegelikult suletud. Korpus toimib kaitse ja elektromagnetilise varjestusena, et vähendada siini elektromagnetvälja mõju ümbritsevatele elektriseadmetele ja keskkonnale, vähendamata siini soojuse hajumist. Siini võimsuskadudest tulenev soojus kandub siini ja korpuse vahelisse õhku, seejärel läbi korpuse kesta keskkonda. Korpusest põhjustatud soojuse hajumine kandub otse keskkonda.

Siini võimsuskadu põhjustatud soojuse hajumist saab arvutada järgmise valemiga:

q_s​=3×I²RΣ​φ_s​L×10⁻³(kW)

I: siini töövool (A)

RΣ​: ekvivalenttakistus siini pikkuseühiku kohta (Ω/m)

φ_s​: keskkonda hajutatud võimsuskadude proportsionaalne koefitsient

L: siini pikkus (m)

Siini korpuse indutseeritud soojuse hajumist saab arvutada järgmise valemi abil:

q_k​=3×I²R_k​φ_k​L×10⁻³(kW)

I: siini faasivool (A)

R_Z​: siini alalisvoolutakistus töötemperatuuril (Ω/m)

R_k​: siini korpuse alalisvoolutakistus töötemperatuuril (Ω/m)

φ_s​: siini nahaefekti koefitsient

φ_k​: siini korpuse nahaefekti koefitsient

L: siini pikkus (m)

 

IV. Reaktorite soojusenergia tootmine

Reaktoreid kasutatakse suure -võimsusega toitejaotusseadmetes, et piirata-lühisvoolusid ja neid saab kasutada ka alaldusseadmetes filtrireaktoritena.

Reaktori soojuse hajumist saab arvutada järgmise valemi abil:

Q=η₁​η₂​P(kW)>Kus:

η₁​: Reaktori kasutuskoefitsient, üldiselt võetakse kui0.95

η₂​: reaktori koormustegur, üldiselt võetakse kui0.75

P: reaktori võimsuskadu nimivõimsusel (kW), mis määratakse nimivoolu, nimireaktantsi ja mudeli järgi

Reaktorid koosnevad mähistest, millel on suur soojusmahtuvus ja soojuse tootmine ning stabiilse soojuse tootmiseni kulub aega. Pidevalt töötavate reaktorite puhul on soojuse tootmine stabiilne; vahelduvalt töötavate reaktorite puhul tuleks soojuse teke kindlaks määrata vastavalt tööajale ja reaktori soojuse genereerimise tunnuskõverale.

 

V. Generaatorikomplektide soojuse tootmine

Generaatorikomplektide soojuse hajumine tuleneb peamiselt kahest aspektist: üks on soojusülekanne läbi katteplaadi ja korpuse korpuse struktuuri ning teine ​​​​soojus, mis tuleneb generaatorikomplekti jahutava ringleva õhu lekkest.

Suured ja keskmise suurusega{0}}generaatorid kasutavad tavaliselt suletud õhu isetsirkulatsiooni-jahutusrežiimi: generaatori mähise kadu kantakse üle jahutusõhule ning seejärel eemaldatakse õhusoojus läbi komplekti vesijahuti jahutusveega. Mõõdetud andmete kohaselt ei ületa staatorist väljuva õhu temperatuur üldjuhul 65 kraadi, samas kui rootorisse siseneva õhu temperatuur ei ole üldjuhul madalam kui 5 kraadi.

Generaatori korpuse soojuse hajumist saab arvutada järgmise valemiga:

q_k​=KA(t_g​−t_n​)(W)

K: generaatori korpuse soojusülekandetegur (W/(m²· kraad))

V: generaatori korpuse pindala (m²)

t_g​: generaatori jahutusringluse keskmine temperatuur (kraad)

t_n​: sisetemperatuur (kraad)

 

Soojuse hajumine generaatori õhulekkest

Generaatori õhulekkest põhjustatud soojuse hajumist saab arvutada järgmise valemiga:

q_f​= vc (t_f​−t_n​)

: Lekkekoefitsient (0,3% terasest katteplaatidel)

v: jahutusõhu tsirkulatsiooni maht (m³/h)

c: õhu erisoojusmaht (W/(kg·kraad))

: Õhutihedus (1,2 kg/m³)

t_f​: lekkeõhu temperatuur ( kraadi)

t_n​: sisetemperatuur (kraad)

Põhimärkus: Õhulekke soojuskao arvutamine sõltub suuresti sellestjahutusõhu maht (v). Kodumaiste ja rahvusvaheliste tootjate projekteerimisstandardite erinevuste tõttu võib määratud õhuhulk oluliselt erineda (nt 200 m³/h vs . 120 m³/h 300 MW seadme puhul). Täpsete tulemuste saamiseks on soovitatav hankida ametlikud jahutusõhu mahu parameetrid generaatori tootjalt, mitte tugineda ainult käsitsi arvutustele.

 

VI. SFC staatilise sagedusmuunduri käivitusseadme soojuse genereerimine

SFC (Static Frequency Converter) on staatilise sagedusmuunduri käivitusseade, mida kasutatakse peamiselt pumbatavate{0}}elektrijaamade käivitamiseks pumpamistingimustes. See koosneb sisendreaktoritest, väljundreaktoritest, filtritest, toitekappidest ja alalisvoolureaktoritest.

Ühe võimsusega 300 MW pumba{0}}elektrijaama puhul on välismaise tootja SFC-seadme iga komponendi võimsused järgmised:

SFC seadme võimsus

Ei.	Seadme nimi	Töötab (kW)	Ooterežiim (kW)
1	Sisendreaktor	27	3
2	Väljundreaktor	63	0
3	Filter	83	28
4	Toitekapp	15	6
5	DC reaktor	200	0
6	Kokku	388	37

 

Nagu näeme, ulatub SFC seadme soojuse tootmine täiskoormusel arvutatuna 388 kW-ni. Mõnede töötavate pumba-elektrijaamade tegeliku tööanalüüsi ja statistika kohaselt võtab ühe seadme käivitamine (staatilisest lohistamisest võrguühenduseni) aega vaid 240 sekundit ja kuue üksuse käivitusaeg on umbes 25 minutit.

Välismaise tootja esitatud SFC-seadme töökarakteristiku kõvera põhjal:

Sisendreaktorid, väljundreaktorid ja alalisvoolureaktorid ulatuvad20%nende nimisoojuse tootmisest pärast 25-minutilist töötamist.

Filtrid ja toitekapid ulatuvad ligikaudu70%nende nimisoojuse tootmisest.

Selle arvutuse järgi on SFC seadme soojuse teke umbes126,6 kW, mis on32.6%nimisoojuse tootmisest.

SFC seadme soojuse tootmine on tihedalt seotud selle võimsuse ja tööajaga. Seadme soojuse tekke täpsemaks määramiseks on vaja küsida vastavalt tootjalt seadmete töökarakteristiku kõver ning seejärel arvutada see seadme võimsuse ja tööaja alusel.

 

VII. Valgustusseadmete soojuse tootmine

Suurte ja keskmise suurusega{0}}elektrijaamade puhul kipub valgustusvõimsus suurenema, kuna arhitektuurse dekoratsiooni ja maastikukujunduse valgustuse järele on nõudlus. Valgustusseadmete arenedes on elektrijaamade valgustusrakendus nihkunud hõõglampidelt ja luminofoorlampidelt suure -heledusega valgusallikatele, nagu jood-volframlambid ja metallhalogeniidlambid. Valgustusseadmete soojuse hajumine on aga stabiilne: seni, kuni pinge ja võimsus on stabiilsed, jääb soojuse hajumine muutumatuks.

 

Osa valgustuse tarbitavast elektrienergiast muundatakse otse soojuseks, mis hajub konvektsiooni ja juhtivuse kaudu keskkonda. Valgusenergia kiirgab väljapoole infrapunakiirguse kujul, mida õhk ei saa otseselt neelduda, vaid läbib õhku, et ümbritsevad objektid neelata ja seejärel õhku üle kanda. Valguseks muudetud osa projitseeritakse esmalt ka ümbritsevatele objektidele, neelavad objektid ja seejärel muundatakse soojuseks, mis seejärel konvektsiooni, juhtivuse või kiirguse kaudu õhku ja teistele objektidele kantakse.

Valgustusseadmete soojuse tootmine arvutatakse järgmiselt:

Q=n₁N (kW)

n₁​: liiteseadme energiatarbimise koefitsient, üldiselt võetakse kui1.2

N: valgustusseadmete installeeritud koguvõimsus (kW)