简介：近二十年来，随着国民经济的高速发展，我国的水电建设也进入一个高速发展阶段内，大量现代科学及技术和先进设备在水电站得到广泛运用。随着技术的进步和生活水平的提高，对水电站运行环境的温、湿度要求也越来越被人们重视。
关键字：水电站电气设备发热量

　　近二十年来，随着国民经济的高速发展，我国的水电建设也进入一个高速发展阶段内，大量现代科学及技术和先进设备在水电站得到广泛运用。随着技术的进步和生活水平的提高，对水电站运行环境的温、湿度要求也越来越被人们重视。一方面是为了满足机电设备，特别是电子控制元件对运行环境要求的提高，另一方面是满足运行人员的舒适度要求的提高。要较为准确的控制环境的温、湿度，就需要对厂房的热负荷及其特性有比较深入的了解，这是一个好的通风空调系统设计的基础。

　　水电站厂房的热负荷主要来自两个方面，一方面是建筑围护结构的得热量，另一方面是来自于电站内各种机电设备的发热。这几年，随着国内大型电站和抽水蓄能电站建设和国际的接轨，大量国际先进的制造技术和发电设备被引进、消化、运用。我们在建设和实践中遇到越来越多的新问题。电气设备的发热主要来源于发电机组、各类变压器、母线、电缆、高低压配电盘柜、电抗器和照明设备等。在这里，我们主要对大型电站和抽水蓄能电站中的电气设备发热特性进行一些初步探讨。

1.发电机组发热量

　　发电机组的散热量主要来自于两个方面，一是发电机组的盖板传热和机壳围护结构传热，另一是发电机组的冷却循环风的漏风所带来的热量。

　　大、中型发电机组的冷却方式通常采用封闭式空气自循环冷却方式，发电机绕组的损耗传给冷却空气，空气的热量再通过机组水冷却器由冷却水带走。根据实测的数据，定子排出的空气温度一般不超过65℃，而进入转子的空气温度一般不低于5℃。

　　发电机机壳的散热量可以按下式计算：

　　w

　　其中：——发电机机壳的传热系数w/㎡·℃
　　——发电机机壳的面积㎡
　　——发电机冷却循环风的平均温度℃
　　——室内空气温度℃

　　发电机的漏风散热量可以按下式计算：

　　w

　　其中：——漏风系数，钢盖板取0.3
　　——发电机的冷却循环风量m³/h
　　——空气比热w/kg·℃
　　——空气容重取1.2kg/m³
　　——发电机漏风温度℃
　　——室内空气温度℃

　　根据发电机组内部的冷却风温和发电机的表面积，我们不难计算机组壳体的传热量。但漏风热量的计算上却有较大的差异，随着机械制造技术的不断提高，特别是空气冷却器的效率的提高，发电机组的冷却循环风量各个厂商有较大区别。例如按机电设计手册计算，30万KW机组的冷却循环风量约为200m３/h，但多数国际厂商提供的冷却风量约为120m３/h，这就给计算结果产生较大的出入。机组的冷却风量不仅和机组的容量有关，而且和机组的水头、转速、尺寸有关。一般情况下，冷却风温越低，发电机的线圈温度也越低，发电机的效率就越高，但是冷却风温受冷却器的布置尺寸影响，冷却器大，机组的制造难度相对增大，经济性下降，冷却风温不可能无限降低，机组制造厂设计时考虑一个经济区域，达到机组的最大性价比。因此，在实际的设计计算中，应由发电机厂商提供冷却循环风量参数对漏风热量加以核算。

2.变压器发热量

　　变压器散热散热主要指变压器内部的能量损耗，由铜损（电阻损耗）和铁损（铁磁损耗）两部分组成，其中铜损是随负荷大小而变化，而铁损与负荷的大小无关，可以看成一定值。通常将额定负荷时的铜损定为短路损耗，额定电压下的铁损定为空载损耗。

　　自冷、风冷和干式变压器的损耗，全部散发到周围空气中，而水冷变压器的损耗则大部份由水冷却系统带走，一小部份由于油温高于周围空气温度而将热量散入空气中。

　　一般情况下，封闭厂房、地下厂房和抽水蓄能电站，布置于厂房内部或地下的主变多采用库水冷却的主变，而电站中的其他变压器还有厂用变、照明变、事故变、励磁变等，多采用风冷或干式变压器。

　　风冷变压器的散热量，简单地可以按下式计算：

　　Kw

　　其中：——变压器的空载损耗Kw
　　——变压器的短路损耗Kw

　　水冷变压器的散热量可以按下式计算：

　　Kw

　　其中：——油箱的平均油温℃，一般在65~70℃之间
　　——室内气温℃
　　——油箱的散热面积㎡

　　电站的水冷却主变，受到冷却水温和水冷却器效率的影响较大，特别是抽水蓄能电站，由于库容较小，冷却水温受季节的影响较大，应按正常运行时，可能产生的最高水温核算变压器的散热量。

3.母线、电缆发热量

　　在电站中，发电机和变压器之间的连接多用自冷却式封闭母线。母线的发热量包括母线的功率损耗发热和外壳感应散热两部分。

　　由于主线的两端分别分别连接发电机和变压器设备，实际上母线与外壳之间的空气是封闭的，外壳起到一个保护和屏蔽电磁波的作用，以减少母线电磁场对周围电气设备和环境的影响，并没有减小母线的散热。母线的功率损耗散热传给母线和外壳间的空气，然后通过外壳壳体传入环境。而外壳感应散热则直接传入环境。

　　母线功率损耗引起的散热量可以按下式计算：

　　Kw

　　母线外壳感应散热量可以按下式计算：

　　Kw

　　其中：——母线的相电流(A)
　　——母线在工作温度时的直流电阻（Ω/m）
　　——母线外壳在工作温度时的直流电阻（Ω/m）
　　——母线集肤效应系数
　　——母线外壳集肤效应系数
　　——母线的长度(m)

　　以下是某电站的母线参数：