中国工程论文网
代写工程论文
当前位置:工程论文网 > 电气工程论文 > 火电厂配电室环境控制与安全保障系统的电气工程研究与应用

火电厂配电室环境控制与安全保障系统的电气工程研究与应用

时间:2018-12-01 17:58来源:www.e-lunwen.com 作者:lgg 点击:
本文是一篇电气工程论文,信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。
本文是一篇电气工程论文,信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。反过来,信息技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇电气工程论文,供大家参考。
 
1 绪 论
 
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 课题研究背景
近几年来,火力发电仍然是北方地区的主要发电模式,随着发电机组的容量越来越大,电压等级也越来越多,水资源越来越紧张,因此西部地区大部分发电机组都采用空冷方式冷却,空冷配电室内变频器较多,发热量较大。传统的发电机组设备较多,而且布置比较分散,占地面积也较大,尤其是空冷机组,空冷岛需要占有大面积的土地,这样在无形中就大大增加了机组建设的投资成本,为了将机组建设和维护投资费用降低到最少,现代化的发电机组都是紧凑型,配电室更是越来越小。目前,大多都是利用空调制冷系统和风机设备共同来维持配电室里的温度、湿度,即时除去室内的 SF6等有害气体,既能保证工作人员的安全,又能保证室内电气设备处在一个相对良好的工作环境中,为设备的安全可靠运行奠定基础[3]。在常规的空调制冷系统中,热负荷和湿负荷来自同一个冷源,为了综合考虑配电室内的温度和湿度,常规空调系统的冷源普遍使用低温蒸发系统 ,因此大幅度降低了冷源效率。此外,现在配电室内使用的制冷系统和风机设备相结合的控制方式,还不能实现对温湿度、SF6浓度的同时控制,而且还忽略了温湿度之间的内在矛盾[4]。因此,目前采用的控制方法对配电室内温度、湿度和 SF6浓度进行控制还具有很大的缺陷性,这也使得配电室内的环境状态不能长期处于稳定状态,是机组长期稳定运行的一个较大隐患。陕西德源府谷能源有限公司(以下简称府谷电厂)空冷配电室目前就是采用原始10P的工业空调加风机结合的方式来确保配电室内环境,存在室内温度高,变压器、变频器等设备本体温度非常高的问题[5],针对这一问题,本文设计了一种智能控制设备,既能实现对配电室内温湿度和 SF6浓度的同时控制,还能大大提高其工作效率,并确保配电室内所有电气设备能在一个稳定的环境中运行。常规配电室环境参数控制方式如图 1-1 所示。
........
 
1.2 国内外研究现状
在理论研究方面和实践应用中,现有配电室环境参数控制系统还不能实现对温湿度、SF6浓度的同时控制,而且还忽略了温湿度之间的内在矛盾。理论研究方面,国内外学者也进行了大量的配电室环境控制参数系统研究。其中,文献[10]重点分析了配电室内的对流换热原理,建立了配电室通风计算模拟的数学模型,改进了变压器的位置。文献[11-12]采用了 LWEL 湍流模型和 immersol 辐射,采用 Bous sin esq 假设,对配电室内的流场和温度场进行了数值分析与模拟,同时对比分析了影响配电室内温度场的有关因素。文献对现有[13]配电室的通风空调方案进行了改进。文献[14-15]应用流体力学原理,模拟不同送风条件下,地板送风系统 在配电室内送风口和工作区的温度变化情况,得出供气参数的变化,影响室内环境的变化趋势。文献[16]按照 Bridgman 状态方程,采用牛顿 Raphson 法对 SF6 浓度进行了监测。在实际应用方面,在现有室内环境参数控制方式的研究基础上,文献[17]明确提出了基于溶液除湿的温湿度控制系统。此外,还提出了一种带有溶液回收的新风机组,通过理论计算得出,此新风机组的性能系数能约为 6 ~10;接着,针对空调应用中经常出现的一些情况,给出了基于除湿空气处理方式的处理办法[18],文献还对溶液除湿空气处理 处理方法的原理和结构组成部分进行了简单的说明,文章表明,该方法可以按照配电室内工作人员数量的多少来调节新风量,通过提供一种独立的终端装置来对温度进行调节,可以有效的实现室内温湿度的控制。以上研究成果也广泛的应用在一些实际案例中,对温湿度独立控制空调系统的深入研究起到了推波助澜的作用;文献[19]分析了温湿度控制空调系统的工作方式:当室内湿度较大时,应用新风系统来除湿;环境温度较高时,用高温冷源来降低室内气温。同时,详细地分析了采用不同的制冷设备和末端装置时,对温湿度独立控制空调方式的影响。温湿度独立控制空调系统的核心组件性能也会随气候条件的不同而发生变化。文献[20]介绍了一种基于溶液除湿方式的辐射空调系统,该系统含有送风系统,利用除湿系统直接或者间接的将新回风中的湿度降低,使其保持在最理想的运行状态。文献[21]中,给出了干式风机盘管干温湿度控制系统中的不足之处[21]:国内大量使用的“干盘管”与节能降耗的口号背道而驰,其工作原理是通过提高冷水机组的出水温度来达到节能减排的,但由于风机盘管机组风量的增加也伴随着能量消耗的增加,综合两种效果而言,该种空调系统没有达到节能减排的效果,反而大大的增加了耗能。为了解决这个问题,他又提出了新的设计方案,但由于此方案还没有得到实践的证明,所以一直处于理论研究分析阶段。总而言之,国内外研究人员对配电室环境参数的研究还局限于单一环境参数的理论研究。同时,这些研究方法都忽略了室内空气自然通风和空调控制之间的相互影响。因此,这些研究方法还不能对配电室内各环境参数进行综合、有效的控制。目前来看,这些已有的理论依据和解决办法还不足以达到节能减排的效果,甚至还可能适得其反,使能耗大大的增加,因而无法满足配电室对环境参数的要求。本文在以上研究成果的基础上,结合府谷电厂空冷配电室环境工程所需,设计了一套智能环境参数控制保障系统,能满足配电室对环境参数的要求。
........
 
2 配电室综合环境参数的建模分析
 
配电室综合环境参数包括湿度、温度和SF6浓度,是环境控制系统的主要控制对象。本章构建一个温度、 湿度和浓度6SF 的数学模型,通过理论计算得出能控制温度、湿度,并降低 SF6浓度所需的最佳通风量。研究使用不同通风方式时,配电室内各环境的变化规律,并根据配电室内送风口和排风口的不同安装方位,构建多组通风物理模型。通过对综合环境参数进行建模分析,为之后进行的配电室综合环境参数模拟提供理论依据,并且建立实际的物理模型,能实现数值模拟在多种模式下的对比[22]。
 
2.1 配电室环境参数的数学建模
对温度、湿度和 SF6浓度这三个最基本的环境参数进行数学建模。本章进行的各环境参数理论化建模,没有综合考虑所有的环境参数,在理论分析的基础上,得出各环境参数的计算值。其中,温湿度的数学模型在考虑了室内外设备的最大影响系数情况下计算的[23][24]。SF6浓度的数学模型,是依据当配电室内变压器在最大工作功率情况下计来计算其浓度值。为了综合控制配电室内的温度和湿度,并确保 SF6浓度控制在合格范围之内,必须在配电室内配备空调控制系统和新风补充策略,而通风方式决定了通风的效率。经过理论计算能得出:控制不同参数所需要的通风量,进而对送风口和排风口在配电室内的具体分布有了初步的配置,为之后实际不同工况的设计提供了可靠的理论依据,确保配电室内气流分布均匀、温湿度适宜,SF6浓度也在要求范围之内。
...........
 
3 配电室环境智能控制系统的开发...........13
3.1 系统的技术路线及制作流程设计..........14
3.2 机械本体的设计...........14
3.2.1 设备选型计算....14
3.2.2 机械本体的布局设计......15
3.2.3 配电室 SF6 增压换气装置的设计......16
3.3 电气控制的综合设计............18
3.4 系统样机及仿真实验室的设计制作.......19
3.5 本章小结.....21
4 配电室环境控制保障系统应用......23
4.1 400V 风机变频室内变频器总功率与发热量的计算......23
4.2 技术设计路线......24
4.2.1 系统设备的选型与安装位置......24
4.2.2 系统工艺设计与设备安装图......25
4.2.3 系统设备配置清单.....27
4.3 达到的效果..........28
4.4 风机变频室技改前后的节能增效分析..........29
5 结论与展望....33
5.1 基本结论......33
5.2 今后的工作展望............33
 
4 配电室环境控制保障系统应用
 
神华国能集团陕西德源府谷能源有限公司(以下简称德源府谷能源公司)#1 机 400V 空冷变频器室现状概况为:变频器室建筑结构:该变频器室为框架砖砌一层楼跨式结构,每跨 6 米,共 6 跨(其中2 跨为新风室,4 跨为变频器室);变频器室总长度 26 米,宽度 13 米、高度 5 米;总建筑面积 338 平方米,室内体积 1690 平方米。变频器室安装设备功率:室内安装 4 排变频器柜及电气控制柜(变频器柜(40)屏、电气控制柜(40)屏);在变频器柜与电气控制柜两端安装 6 台 2500kVA 干式变压器、8 台LFR34WN/SC-C(10 匹功率空调机)分体柜式空调机组、2 台 110kW 新风装置、4 台 3.5kW轴流风机,设备总功率为 18394kW。变频器室分布结构:南立面设有一个大门(宽 1.8 米、高 2.5 米);南立面门西侧,靠墙安装 4 台 LFR34WN/SC-C(10 匹功率空调机)分体柜式空调机组。西立面北侧设有 1 个大门(宽 1.8 米、高 2.5 米),进门中央为人行通道;西立面每跨中央设有 1 个窗户(高1.6 米、宽 2 米);西立墙至电气控制柜之间为维修通道。北立面大门东西两侧,安装 4 台LFR34WN/SC-C(10 匹功率空调机)分体柜式空调机组;顶部下方安装 6 个新风出风装置;与新风出风装置相距 20 米处同一个水平位置安装 4 台轴流风机。东立面每跨中央设有 1 个窗户(高 1.6 米、宽 2 米);东立墙至电气控制柜之间为维修通道。东西立面窗户对应、尺寸相等。变频器柜上方带有离心风机及通风管道将热风排出室外。变频器室外分布结构:东立面、南立面、西立面墙体,均无任何物体遮挡,为凌空状态;北立面墙体与新风室隔墙相连。
.........
 
结论
 
文章开发了一种配电室环境参数控制保障系统,其利用空调制冷系统和新风设备共同来维持配电室内的环境参数,实现对温度、湿度和SF6气体的综合智能控制。综合考虑了配电室所处的外在环境和内部环境情况,对配电室内温度、湿度和 SF6浓度参数进行了理论研究和建模分析。通过对配电室的送风口大小、所处位置,以及送风量和其温湿度的设定,实现对室内各环境参数的全面、高效的控制。同时,还建立了不同通风方式下配电室的工况模型,并应用Fluent 软件模拟了配电室内温度和不同的通风方式,对比分析得出最佳通风布置情况下的工况环境。理论仿真得出置换流 是最优的通风方式,将进风口与排风口以斜对角形式安装在配电室内,通过室内新风,能形成置换流。在置换流的气流条件下,配电室内新风可形成在微正压条件下的新风层流效应。配电室内新风在微正压条件下,室内的新风能与室外进行互相流通,从而达到室内无尘新风的层流补充效应。本文基于理论分析,采用最佳通风方式下的置换气流方式,建立了配电室模拟实验室,将配电室环境智能保障系统和参数逻辑关系的控制相结合,实时监测配电室内各环境参数的变化规律。通过实验与模拟结果的对比,证明采用置换流 的通风方式,可保证配电室内综合环境参数符合要求。针对配电室综合环境控制保障系统,本文采用理论分析和模拟实验相结合的研究方法,得出以下结论:
(1)配电室环境参数的综合控制,是由空调制冷系统和风机设备共同来完成的,优化了现有配电室环境控制系统简单、粗放的控制模式。
(2)与送风口和排放口单独布置与配电室内的分布方式相比较,将送风口和排风口以斜对角方式分别安装在配电室内,能够形成新风置换流,能实现配电室内新风的对流,具有很好的降温除湿效果。
(3)分析了变压器室内外环境参数的特点,绘制了参数逻辑关系和控制策略,改变了原单一、粗放式控制室的空气状况,在室内和室外形成的微正压,室内清洁层压板的补充。
..........
参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
栏目列表
点击提交代写需求
点击提交代写需求
点击提交代写需求
推荐内容