Rezumatul formulelor de calcul pentru încălzirea echipamentelor electrice
Mar 17, 2026| I. Capacitatea de încălzire a tablourilor/panourilor de înaltă și joasă tensiune
Disiparea căldurii a panourilor de-înaltă tensiune poate fi calculată folosind următoarea formulă:
Q=(Ig/Ie)2qe(kW)
Ig: Curentul de funcționare al comutatorului de-înaltă tensiune (A)
Ie: curentul nominal al comutatorului de-înaltă tensiune (A)
qe: disiparea căldurii a comutatorului de-înaltă tensiune la curentul nominal
Aparatura de-înaltă tensiune este împărțită în aparate de comutație de intrare și de alimentare. În general, generarea de căldură a tabloului de intrare este mai mare decât cea a aparatului de alimentare
Disiparea căldurii a panourilor de joasă-tensiune poate fi calculată folosind următoarea formulă:
Q=e×∑P(kW)
e: Factorul de utilizare a panoului
x: factorul de pierdere real al panoului
∑P: Suma pierderilor de putere ale tuturor componentelor electrice din panoul de -joasă tensiune (kW)
● Datorită diferitelor scopuri și curenți de funcționare ai diferitelor panouri din centrala electrică, în general, cu cât este mai mare curentul de funcționare, cu atât este mai mare generarea de căldură a componentelor electrice din panou. Pentru panourile de distribuție dispuse central, se recomandă obținerea unor date mai precise de generare a căldurii de la producătorul echipamentului.
● Mai exact, pentru panourile de distribuție importante, în interior sunt instalate încălzitoare electrice pentru a proteja componentele electrice, pentru a preveni umiditatea excesivă și pentru a reduce performanța de izolare. Puterea fiecărui panou este, în general, de aproximativ 0,3 ~ 0,5 kW, ceea ce ar trebui luat în considerare în camerele de protecție a releului amenajate central.
II. Generare de căldură prin transformator
Disiparea căldurii transformatoarelor se referă în principal la pierderea de energie din interiorul transformatorului, care constă din două părți: Pierderea de cupru (pierderea rezistivă) și Pierderea de fier (pierderea magnetică). Pierderea de cupru variază în funcție de sarcină, în timp ce pierderea de fier este independentă de sarcină și poate fi privită ca o constantă. De obicei, pierderea de cupru la sarcina nominală este definită ca pierderea în scurt-circuit, iar pierderea de fier la tensiunea nominală este definită ca pierderea fără-sarcină.
Pierderile transformatoarelor de tip auto-răcit,-răcit cu aer și-uscat sunt toate disipate în aerul din jur. În schimb, pentru transformatoarele răcite cu apă-, majoritatea pierderilor sunt transportate de sistemul de răcire cu apă, în timp ce o mică parte este disipată în aer datorită temperaturii uleiului mai mare decât temperatura aerului ambiant.
În general, în fabricile închise, centralele electrice subterane și centralele electrice cu acumulare prin pompare, transformatoarele principale dispuse în clădirile fabricii sau subterane adoptă în mare parte răcirea cu apă. Cu toate acestea, alte transformatoare din centrala electrică, cum ar fi transformatoarele de serviciu ale stației, transformatoarele de iluminat, transformatoarele de urgență și transformatoarele de excitație, adoptă în mare parte transformatoare de tip-răcit cu aer sau uscat-.
Disiparea căldurii a transformatoarelor-răcite cu aer poate fi calculată simplu prin următoarea formulă:
Q=Pk+Pd(kW)
Pk - Fără-pierdere de sarcină a transformatorului (kW)
Disiparea căldurii a transformatoarelor-răcite cu apă poate fi calculată prin următoarea formulă:
Q=5.5×(ty−tn)1.25A×10−3(kW)
Unde: ty- Temperatura medie a uleiului din rezervorul transformatorului (în general între 65-70 de grade)
tn - Temperatura ambiantă interioară (grade)
III. Generarea de căldură a barelor colectoare și a cablurilor
În centralele electrice, conexiunea dintre generatoare și transformatoare utilizează în principal bare colectoare închise cu răcire automată. Generarea de căldură a barelor colectoare include două părți: generarea de căldură din pierderea de putere a barelor colectoare și disiparea căldurii induse din carcasă.
Deoarece ambele capete ale barei colectoare principale sunt conectate la echipamentul generator și, respectiv, transformator, aerul dintre bara comună și carcasă este de fapt închis. Carcasa acționează ca protecție și ecranare electromagnetică pentru a reduce impactul câmpului electromagnetic al barei colectoare asupra echipamentelor electrice din jur și asupra mediului, fără a reduce disiparea căldurii a barei. Căldura de la pierderea de putere a barei este transferată în aer între bara și carcasă, apoi în mediu prin carcasa carcasei. Disiparea căldurii induse din carcasă este transferată direct în mediu.
Disiparea căldurii cauzată de pierderea de putere a barelor colectoare poate fi calculată prin următoarea formulă:
qs=3×I2RΣφsL×10−3(kW)
I: Curentul de funcționare al barei colectoare (A)
RΣ: rezistență echivalentă pe unitatea de lungime a barei colectoare (Ω/m)
φs: Coeficient proporțional de pierdere de putere disipată în mediu
L: lungimea barei colectoare (m)
Disiparea căldurii induse a carcasei barelor colectoare poate fi calculată folosind următoarea formulă:
qk=3×I2RkφkL×10−3(kW)
I: curentul de fază al barei colectoare (A)
RZ: Rezistența DC a barei colectoare la temperatura de funcționare (Ω/m)
Rk: Rezistența DC a carcasei barelor la temperatura de funcționare (Ω/m)
φs: Coeficientul efectului de piele al barei colectoare
φk: Coeficientul efectului de piele al carcasei barelor colectoare
L: lungimea barei colectoare (m)
IV. Generarea de căldură a reactoarelor
Reactoarele sunt utilizate în dispozitivele de distribuție a puterii de-capacitate mare pentru a limita curenții de scurt-circuit și pot fi, de asemenea, utilizate ca reactoare de filtru în dispozitivele de redresare.
Disiparea căldurii unui reactor poate fi calculată folosind următoarea formulă:
Q=η1η2P(kW)>Unde:
η1: Factorul de utilizare al reactorului, în general considerat ca0.95
η2: Factorul de sarcină al reactorului, în general luat ca0.75
P: Pierderea de putere a reactorului la puterea nominală (kW), determinată de curentul nominal, reactanța nominală și model
Reactoarele sunt compuse din înfășurări, cu capacitate mare de căldură și generare de căldură și este nevoie de o perioadă de timp pentru a ajunge la o generare stabilă de căldură. Pentru reactoarele care funcționează continuu, generarea de căldură este stabilă; pentru reactoarele cu funcționare intermitentă, generarea de căldură trebuie determinată în funcție de timpul de funcționare și de curba caracteristică de generare a căldurii a reactorului.
V. Generarea de căldură a grupurilor electrogene
Disiparea căldurii grupurilor electrogene provine în principal din două aspecte: unul este transferul de căldură prin placa de acoperire și structura carcasei carcasei, iar celălalt este căldura adusă de scurgerea aerului de răcire circulant al grupului electrogen.
Seturile de generatoare mari și medii-de obicei adoptă modul de răcire cu auto-circulare cu aer închis: pierderea înfășurării generatorului este transferată în aerul de răcire, iar apoi căldura aerului este preluată de apa de răcire prin răcitorul de apă al setului. Conform datelor măsurate, temperatura aerului evacuat din stator nu depășește, în general, 65 de grade, în timp ce temperatura aerului care intră în rotor nu este în general mai mică de 5 grade.
Disiparea căldurii a carcasei generatorului poate fi calculată prin următoarea formulă:
qk=KA(tg−tn)(W)
K: Coeficientul de transfer termic al carcasei generatorului (W/(m²· grad))
A: Suprafața carcasei generatorului (m²)
tg: Temperatura medie a aerului de circulație de răcire al generatorului (grade)
tn: Temperatura ambiantă interioară (grade)
Disiparea căldurii de la scurgerile de aer din generator
Disiparea căldurii cauzată de scurgerea aerului generatorului poate fi calculată prin următoarea formulă:
qf= vc (tf−tn)
: Coeficient de scurgere (0,3% pentru plăci de acoperire din oțel)
v: Volumul circulației aerului de răcire (m³/h)
c: Capacitate termică specifică a aerului (W/(kg· grad))
: Densitatea aerului (1,2 kg/m³)
tf: Temperatura aerului de scurgere (grade)
tn: Temperatura ambiantă interioară (grade)
Notă cheie: Calculul pierderii de căldură prin scurgerea aerului depinde în mare măsură devolumul de aer de răcire (v). Datorită diferențelor de standarde de proiectare între producătorii interni și internaționali, volumul de aer specificat poate varia semnificativ (de exemplu, 200 m³/h față de . 120 m³/h pentru o unitate de 300MW). Pentru rezultate precise, se recomandă să obțineți parametrii oficiali ai volumului de aer de răcire de la producătorul generatorului, mai degrabă decât să vă bazați doar pe calcule manuale.
VI. Generarea de căldură a dispozitivului de pornire a convertorului static de frecvență SFC
SFC (Convertor de frecvență static) este un dispozitiv de pornire a conversiei de frecvență statică, utilizat în principal pentru pornirea unităților pompate-centrale de stocare în condiții de pompare. Este format din reactoare de intrare, reactoare de ieșire, filtre, dulapuri de alimentare și reactoare de curent continuu.
Pentru o centrală cu pompare-cu stocare cu o singură unitate de capacitate de 300 MW, capacitățile fiecărei componente din dispozitivul SFC furnizate de un producător străin sunt următoarele:
Capacitatea dispozitivului SFC
| Nu. | Numele echipamentului | Funcționează (kW) | Standby (kW) |
|---|---|---|---|
| 1 | Reactor de intrare | 27 | 3 |
| 2 | Reactor de ieșire | 63 | 0 |
| 3 | Filtra | 83 | 28 |
| 4 | Cabinet de putere | 15 | 6 |
| 5 | Reactor DC | 200 | 0 |
| 6 | Total | 388 | 37 |
După cum putem vedea, generarea de căldură a dispozitivului SFC ajunge la 388 kW atunci când este calculată la sarcină maximă. Conform analizei de funcționare reală și statisticilor unor stații de alimentare cu pompare-în funcțiune, pornirea unei unități (de la tragerea statică la conexiunea la rețea) durează doar 240 de secunde, iar timpul de pornire pentru șase unități este de aproximativ 25 de minute.
Pe baza curbei caracteristice de funcționare a dispozitivului SFC furnizată de producătorul străin:
Reactoarele de intrare, reactoarele de ieșire și reactoarele DC ajung20%din generarea lor nominală de căldură după 25 de minute de funcționare.
Filtrele și dulapurile de alimentare ajung la aproximativ70%a generației lor nominale de căldură.
Conform acestui calcul, generarea de căldură a dispozitivului SFC este de aproximativ126,6 kW, care este32.6%a generației nominale de căldură.
Generarea de căldură a dispozitivului SFC este strâns legată de capacitatea și timpul de funcționare a acestuia. Pentru a determina cu mai multă precizie generarea de căldură a echipamentului, este necesar să solicitați curba caracteristică de funcționare a echipamentului de la producătorul relevant și apoi să o calculați pe baza capacității echipamentului și a timpului de funcționare.
VII. Generarea de căldură a echipamentelor de iluminat
Pentru centralele electrice mari și mijlocii-, puterea de iluminare tinde să crească din cauza cererii de iluminat în decorațiunile arhitecturale și designul peisagistic. Odată cu dezvoltarea echipamentelor de iluminat, aplicația de iluminat în centralele electrice a trecut de la lămpi cu incandescență și lămpi fluorescente la surse de lumină de-luminozitate ridicată, cum ar fi lămpile cu iod-tungsten și lămpile cu halogenuri metalice. Cu toate acestea, disiparea căldurii echipamentelor de iluminat este stabilă: atâta timp cât tensiunea și puterea sunt stabile, disiparea căldurii rămâne neschimbată.
O parte din energia electrică consumată de iluminat este transformată direct în căldură, care este disipată în mediul înconjurător prin convecție și conducție. Energia luminii radiază spre exterior sub formă de radiație infraroșie, care nu poate fi absorbită direct de aer, ci trece prin aer pentru a fi absorbită de obiectele din jur și apoi transferată în aer. Partea transformată în lumină este, de asemenea, proiectată mai întâi către obiectele din jur, absorbită de obiecte și apoi convertită în căldură, care este apoi transferată în aer și alte obiecte prin convecție, conducție sau radiație.
Generarea de căldură a echipamentelor de iluminat se calculează astfel:
Q=n1N(kW)
n1: Coeficientul de consum de energie al balastului, în general luat ca1.2
N: Puterea totală instalată a echipamentului de iluminat (kW)