一種用於主變室的智能變頻通風機的製作方法

2023-12-02 09:30:51

本實用新型涉及主變室的通風，尤其涉及一種用於主變室的智能變頻通風機，該通風器在不開啟機械通風的情況下讓主變室實現空氣循環。

背景技術：

受城市土地資源、政府規劃及周圍環境因素的影響，對城市變電站的要求越來越高，變電站應儘量採用經濟、節能、安全的通風設施。傳統戶內變電站的主變室通風採用底部百葉窗自然進風與室頂通風機機械排風相結合、配置溫控模塊控制風機投切的模式。這種方式存在一些問題：

1、固定頻率風機無法調節風機功率，當室內溫度剛超過溫控閾值時，風機即以額定功率投運，造成「大馬拉小車」的電能浪費；

2、目前主變室風機多為人工控制；

電力系統運行的變壓器溫度隨負載大小而變化，其降溫所需的通風量與變壓器負載及外界環境溫度等密切聯繫，是一個變化量。採用傳統恆定出力風機勢必會造成能源浪費，採用智能變頻風機，可使設備室內實際通風量始終與所需通風量相近，從而減少電力消耗和風機磨損，達到節能減排效果。

技術實現要素：

針對現有技術中的通風存在的上述技術問題，本實用新型公開了一種用於主變室的智能變頻通風機。

本實用新型的技術方案如下：

本實用新型公開了一種用於主變室的智能變頻通風機，其具體包括風機變頻器以及與風機變頻器信號連接的排風機，所述風機變頻器包括整流電路、逆變電路和控制電路，所述整流電路用於將交流整流成直流電，所述逆變電路用於將直流電逆變成排風機所需要的頻率的交流電，所述整流電路的輸入為外部交流電源，輸出連接逆變電路的輸入，所述逆變電路的輸出連接排風機，所述控制電路信號連接整流電路和逆變電路，用於控制整流電路和逆變電路的輸出。通過設置風機變頻器，實現排風機的變頻輸出，從而控制排風機的轉速，採用變頻器對風機進行控制，具有明顯的節電效果。

更進一步地，上述通風機安裝於通風機洞內，所述通風機洞外設置排風消聲器，實現降噪消音。

更進一步地，上述通風機由電機、葉輪、導流罩、支架、機殼和防護罩組成，所述電機位於風機的進口端，電機軸和葉輪相連，驅動葉輪旋轉，電機由支架支撐，外面套有導流罩，導流罩為中空的錐形柱體，底端面的直徑和輪轂的直徑相等，在風機的進口端端面上有防護罩，所述葉片為三維扭曲葉片。本發明的通風機具有流量大，全壓高，噪聲低，能耗省的特點。

更進一步地，上述機殼為直徑910毫米的圓筒形。

通過採用以上的技術方案，本實用新型的有益效果為：使用智能變頻風機代替傳統風機，其功率輸出可平滑調節。傳統風機採用「一刀切」的控制方式，當室溫剛達到溫控閾值或者比閾值高出不多時，傳統風機即以額定功率啟動，儘管對室內降溫效果顯著，但耗能嚴重。變頻風機會根據當前室溫選擇合理的功率，使風機以最小的能耗代價滿足降溫需求，並能減少風機磨損，延長風機壽命。按照主變年重載運行小時數為2000計算，採用變頻風機和無動力通風器綜合優化之後，主變室通風機年可實現節電30％～40％。

附圖說明

圖1為本實用新型的智能變頻通風機的電路結構示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖，詳細說明本實用新型的具體實施方式。

本實用新型依靠以下技術方案實現：

本實用新型公開了一種用於主變室的智能變頻通風機，其具體包括風機變頻器以及與風機變頻器信號連接的排風機，所述風機變頻器包括整流電路、逆變電路和控制電路，所述整流電路用於將交流整流成直流電，所述逆變電路用於將直流電逆變成排風機所需要的頻率的交流電，所述整流電路的輸入為外部交流電源，輸出連接逆變電路的輸入，所述逆變電路的輸出連接排風機，所述控制電路信號連接整流電路和逆變電路，用於控制整流電路和逆變電路的輸出。通過設置風機變頻器，實現排風機的變頻輸出，從而控制排風機的轉速，採用變頻器對風機進行控制，屬於減少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較，具有明顯的節電效果。

智能變頻風機主要由風機變頻器、智能控制器及排風機構成。排風機採用變頻調速控制裝置，通過改變風機的轉速，從而改變風機風量以適應生產工藝的需要，而且運行能耗最省，綜合效益最高。變頻調速是高效的最佳調速方案，它可以實現風機的無級調速，並且可以方便的組成閉環控制系統、實現恆壓或恆流量的控制。

工作原理：風機變頻器通常是交-直-交變頻器，是交流整流成直流，再通過逆變器逆變成所需要的頻率的交流，從而控制風機的轉速。

(1)風機運行曲線：採用變頻器對風機進行控制，屬於減少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較，具有明顯的節電效果。

(2)風機在不同頻率下的節能率：從流體力學原理得知，風機風量與電機轉速功率相關：風機的風量與風機(電機)的轉速成正比，風機的風壓與風機(電機)的轉速的平方成正比，風機的軸功率等於風量與風壓的乘積，故風機的軸功率與風機(電機)的轉速的二次方成正比(即風機的軸功率與供電頻率的二次方成正比)。

以城市戶內變電站為例：變電站配置220kV三相三繞組銅芯變壓器，容量為240MVA，現模擬其工況為70％負載率，即負載為170MVA，以室外溫度25℃為條件，現計算主變室所需排風量：

Q＝Q1+Q2x2

式中:Q 主變實際熱損耗；

Q1 主變空載熱損耗；

Q2 主變空載熱損耗；

X 負載率；

G 通風量；

Cp 空氣比熱，可取0.241kcal/kg；

Δt 進排風溫差；

R 空氣比重,可取1.056kg/m3；

模擬負載率工況下，本站主變熱損耗總和為440kW，變壓器本體與散熱器散熱比例參數為1：10，得主變本體熱損耗Q＝40kW。

當室內外溫差控制在10℃時，考慮風機換氣效率和牆體散熱，計算得機械風機所需風量8000m3/h。以目前變電站常用的#5軸流風機(參數：1.1kW、9000m3/h)為例，每臺主變室頂裝設2組風機，模擬工況下，傳統通風模式，風機機組將全部運轉，總功率為3.3kW；優化後，加裝變頻器控制的風機可按照45％功率運轉，總功率僅為1.5kW，節能55％。

上述的實施例中所給出的係數和參數，是提供給本領域的技術人員來實現或使用實用新型的，實用新型並不限定僅取前述公開的數值，在不脫離實用新型的思想的情況下，本領域的技術人員可以對上述實施例作出種種修改或調整，因而實用新型的保護範圍並不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書提到的創新性特徵的最大範圍。