[发明专利]基于长垂直封闭母线机械通风量的优化控制方法

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程机电技术领域，具体地指一种基于长垂直封闭母线机械通风量的优化控制方法。

背景技术

大型地下电站长垂直封闭母线温度分布和散热问题是母线运行安全的保障。随着国内水电工程迅猛发展，长垂直离相封闭母线(IPB)在地下水电站中应用越来越广泛，以往主要的冷却方式依靠自然通风冷却。随着地下电站长垂直封闭母线额定热流量的增大以及布置方式的复杂化，仅靠自然通风是否仍然符合IPB的热平衡要求需要进行具体计算后判断。当自然通风不满足IPB热平衡要求时则需设机械通风。机械通风和自然热压相互作用，选择过小可能导致母线温差进一步加大，由于竖井热平衡所需的风量很大，选择过大，不仅耗能而且不现实，甚至可能超出工程设计能达到的上限。

随着地下电站长垂直封闭母线额定热流量的增大以及布置方式的复杂化，按传统方式的温度分布计算和散热方式难以满足大型地下电站封闭母线的要求。以三峡地下电站700MW级长垂直大电流离相封闭母线为例，其额定电流达26kA，垂直高度80m，采用两机一洞的方式，是世界上已投运和在建工程中额定电流、额定容量最大的长垂直段大电流离相封闭母线，两机一洞的布置方式也是世界首创。三峡地下电站IPB发热量巨大，IPB在额定容量运行工况下散热量达到约1kW/m·相，IPB竖井内沿高度方向每米的发热量达6kW。如此大的发热量如不能及时排除，或发热量和散热量相平衡，则将使IPB在规定的温升限值内无法达到热平衡条件，导致IPB温度快速升高，并大 大超过允许温度，不仅造成的IPB损耗加大，而且超出IPB的的耐热能力，严重影响母线的结构和电气绝缘性能，甚至导致IPB丧失工作性能，无法正常运行。

然而，强电流和特殊的布置方式使得该大型地下电站的IPB、和IPB竖井内的自然通风具有受限空间内强热源持续加热的特点，随着母线持续对竖井内空气加热作用造成热空气在竖井上部积聚，由于热压产生的自然对流不足以将热量带走，依靠自然对流的方式不能完全满足散热和温度分布的要求时，如何正确选择热平衡方式和最优通风量是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决目前大型地下电站IPB依靠自然对流的方式不能完全满足散热要求，如何正确选择热平衡方式和最优通风量的问题，本发明提供一种能快速准确纠偏的基于长垂直封闭母线机械通风量的优化控制方法。

为实现上述目的，本发明所设计的基于长垂直封闭母线机械通风量的优化控制方法，其特殊之处在于，长垂直封闭母线内机械通风量V与IPB进出口的温差ΔT、热源强度q满足关系式：

V＝a₁+a₂*ΔT+a₃*q+a₄*ΔT²+a₅*q²+a₆q*ΔT

其中：a₁为第一系数，a₂为第二系数，a₃为第三系数，a₄为第四系数，a₅为第五系数，a₆为第六系数。

优选地，所述热源强度q的计算公式为：

q＝Q_S/[S_Q﹣π*(D_L²/4)*n]

其中，Q_S为竖井高度方向发热量，S_Q为竖井有效散热截面积，D_L为母线外壳外径，n为竖井内母线组数。

优选地，当所述热源强度q的取值范围为60W/m³≤q＜120W/m³，所述第一系数a₁的值为1.4964，所述第二系数a₂的值为﹣0.06858，所述第三系数a₃的值为0.01763，所述第四系数a₄的值为0.0019，所述第五系数a₅的值为﹣5.7783×10^﹣5，所述第六系数a₆为﹣ 2.2053×10^﹣4。