印度TIRODA燃煤电站工程高环温大电流交流励磁母线热平衡计算与分析

张明茜

(阜新封闭母线有限责任公司,辽宁阜新 123000)

印度TIRODA燃煤电站工程高环温大电流交流励磁母线热平衡计算与分析

张明茜

(阜新封闭母线有限责任公司,辽宁阜新 123000)

印度是一个高温环境国家,印度TIRODA燃煤电站工程在印度是非常重要的大型电厂。其单机容量为660MW,由于本工程母线设计环温为50℃,实际电流高达4500A, 下面主要针对交流励磁母线在上述条件下运行时的热平衡做出计算和分析。

交流励磁封闭母线 自冷 设计环境温度 额定电流 散热 黑度 集肤效应系数

1 设计和运行条件的主要参数

型式：JLFM-1.2/6000-Z，额定电压：1.2KV，计算电流：4500A，额定频率：50HZ，设计环境温度：50℃，铝导体允许温度90℃，外壳允许温度70℃。

2 交流励磁母线热平衡计算

2.1 热平衡计算

由于本工程为交流励磁共箱式母线，其中间相B相母线散热条件最差，为简化计算，仅取B相单独进行计算，且只考虑箱体上下表面散热，对母线与母线之间的辐射散热忽略不计。

对于交流励磁母线的选型包括：导体尺寸，厚度，箱体尺寸，厚度，相间距等，这些待确定的变量以及导体和外壳温度虽为控制量却亦为未知量，因此需要根据励磁变接口尺寸以及开关柜的接口尺寸或场地布置情况对导体及箱体尺寸进行初步选型，初步尺寸确定后，再进一步通过导体及外壳工作温度的限定以及经济比较法确定最终母线导体和箱体的定型尺寸。

根据相关接口设备及设计院给定的交流励磁线走向图以及以往工程的设计经验，对印度TIRODA燃煤电站工程交流励磁母线初步尺寸确定为：每相母线导体：3-150xδ12(mm)，箱体：800x550xδ 5(mm)，相间距：S=220(mm)

2.2 发热计算

Kf——集肤效应系数，取经验值Kf=1.35

Kl——监近效应系数(取Kl=1)

tm——导体温度，取tm=90℃

Sm——导体截面积

2.3 导体辐射散热计算

Co——辐射系数，取

εn——系统黑度

εm——导体表面黑度，取εm=0.95；

εK——外壳表面黑度，取εk=0.95；

Fm——导体散热表面积；

FK——外壳散热表面积；计算中针对中间相B相进行，相间距取220mm，因此，外壳对B相的散热面根据经验可取450mm。

Tm——导体温度，T=m273+90=363K

TK——外壳温度，TK=273+70=343K

2.4 导体对流散热计算

式中：λ——空气导热系数

g——重力加速度，g=9.81m/s2

δ——形状系数

V——空气运动系数

2.5 母线辐射对流总散热

校验：导体散热与发热比较113.2W/m〉109.35W/m即：母线运行时导体散热量大于发热量

2.6 外壳散热计算

εk取0.95，外壳外表面黑度

K为对外辅射系数，理想状态下外部空间可设为无限大，经验值取为K=0.96校验：外壳辐射散热与导体发热比较146.03W/m〉109.35W/m即：母线运行时外壳散热量大于导体发热量