亭子口水利枢纽电站封闭环境下励磁功率柜冷却方案分析及论证.docx

水力发电第39卷第6期2013年6月电气设计与研究

水力发电

第39卷第6期

2013年6月

电气设计与研究

亭子口水利枢纽电站封闭环境下励磁功率柜冷却方案分析及论证

查显顺，郭建辉，陈鹏云

(长江勘测规划设计研究院有限责任公司，湖北武汉430010)

摘要：亭子口水利枢纽工程水电站励磁功率柜位于封闭的单元控制室环境中，为解决封闭环境下的冷却问题，采用2台柜式冷却机组在单元控制室中形成了一个闭环的冷却系统。介绍了冷却方案的设计，并结合CFD数值模拟分析方法对该设计方案进行了论证。结果表明该冷却方案合理有效，能够满足水电站励磁功率柜运行的环境要求。

关键词：封闭环境；励磁功率柜；冷却方案；CFD;亭子口水利枢纽工程

AnalysisandDiscussonCoolingSolutionofExcitationPowerCabinetinaClosedEnvironmentatthePowerStationofTingzikouWaterControlProject

ZHAXianshun,GUOJianhui,CHENPengyun

(ChangiangEngineeringSurvey,Planning,DesignResearchCo,Ltd,Wuhan430010,Hubei,China)

Abstract:TheexcitationpowercabinetinthepowerstationofTingzikouWaterControlProjectlocatesinclosedunitcontrolroom.Twocabinet-typecoolingunitsareinstalledinthisclosedroomtoformaclosed-loopcoolingsystem.ThedesignofcoolingsystemisintroducedandthesimulationresultsbyusingCFDmethodarepresentedherein.Thesimulationshowsthatthecoolingsystemisreasonableandeffective,andcansatisfytherequirementsofexcitationpowercabinetoperationonenvironment.

KeyWords:closedenvironment;excitationpowercabinet;coolingsolution;CFD;TingzikouWaterControlProject中图分类号：TV761.11(271)文献标识码：A文章编号：0559-9342(2013)06-0049-03

1概况

亭子口水电站安装有4台单机容量275MW的混流式水轮发电机组，总装机规模为1100MW。在每个机组段发电机层都设有一个封闭式的单元控制室，每个单元控制室内布置有3台大功率励磁功率柜及其他保护盘柜等电气设备，每台励磁功率柜上部设备厂家自配排热风机，排热风量为3500m3/h。单元控制室建筑尺寸为12.52m×5.16m(长×宽),吊顶板下净空4m。

一些大型及特大型发电机组运行过程中，励磁系统故障时有发生，如励磁系统失控误强励、误强励灭磁失败、励磁变压器温升过高、功率整流器故障等，励磁系统故障导致电站发电机设备毁坏的事故也不少见，严重影响电站及电力系统的安全稳定运行。

发电机大功率可控硅整流器励磁电源的损耗将

产生大量的热量，使励磁功率柜内温度升高。为使可控硅整流器运行在允许的温度下，通常的方法是采用独立的通风冷却，利用励磁功率柜内安装的风机抽取柜外的空气，对励磁功率柜进行强制冷却，并将柜内冷却后产生的热风通过柜顶排风口排出。但对大型及特大型发电机组，励磁功率柜一般与发电机保护、控制盘布置在一个环境封闭的机组单元控制室内，励磁功率整流器排放的热量很大，如将励磁功率柜的热风直接排至机组单元控制室内，由于室内空间封闭狭小，将导致励磁功率柜排风口排出的热风直接进入励磁功率柜的进风口形成短路循环，使励磁功率柜得不到有效冷却；如将励磁功率柜的热风直接用风管排至单元控制室外，由于室外

收稿日期：2013-04-10

作者简介：查显顺(1987一),男，安徽安庆人，硕士，助理工程师，主要从事