Page 54 - 电力与能源2021年第八期

4 2 0 孙蒙蒙, 等: 500kV 地下变电站冷水机组运行性能分析及改进方向

机组 室 的 温 度 也 高 达 到 43℃ , 相 对 湿 度 超 过 机组全关, 2号继电保护室2台空调机组关闭1台。
90% , 威胁室内的电源屏和控制屏安全运行, 并且 在关闭 8 台终端空调机组的情况下, 开启 3
造成冷水机组效率低。 台冷水机组才勉强够用, 3 号主变扩建后至少再
为了降低循环水泵室和冷水机组室的温度和 增加 215kW 的制冷量, 这时第 4 台冷水机组全
湿度, 在冷水机组室增加了 5 台 5 匹柜机空调, 1 , 负荷投入运行, 勉强满足需求。此时无余量、 无备
2 , 4 号循环水泵室各增加 4 台 5 匹柜机空调。由 用, 一旦有一台机组发生故障, 所对应区域将无制
于 17 台柜机空调也是利用冷冻水降温, 因此冷水 冷量, 电气设备热量积聚, 影响设备稳定运行。
系统比设计时额外增加了 62.5kW 的负荷。冷 2021 年静安变电站 3 号主变扩建, 3 区设备
水机组参数为: 机组总输入功率 145kW , 机组设 完善, 3 区空调机组不能再关闭。 4 台全开也必然
计工况制冷量620kW , 机组设计工况下的制冷能 不够用, 因此 3 号主变扩建时一定要综合考虑冷
效比( COP ) 4.27 , 冷冻水额定流量 30l / s , 冷冻水 水机组的容量, 对集中冷水系统进行全面的优化。
供回水温差 5℃ 。 5 静安变电站冷水机组实际运行性能影
冷水机组性能系数 [ 4 ] 是反应冷水机组运行效
响因素
率的指标, 其计算公式:
Q 5.1 集中冷水系统的控制策略
η COP = ( 1 )
Wc 设计时, 集中冷水系统的负荷控制由冷水系
———冷水
统联机群控系统和机组本体控制系统完成, 并根
式中 Q ———冷水机组制冷量, kW ; Wc
机组输入功率, kW 。
据如下条件对系统中的设备运行台数、 设备出力
以 2020 年 8 月 2 日一台冷水机组的实际运
进行调节, 以满足系统末端负荷变化的要求 [ 2-3 ] 。
行工况为例, 计算冷水机组的 。当天冷水机
η COP ( 1 ) 根据冷冻水供 / 回水温度和系统末端流量
组参数为: 总输入功率145kW , 冷冻水流量66t /
的变化, 来调整系统中冷水机组、 冷却塔、 冷冻水
h , 冷冻水供回水温差 2.8℃ 。 泵和冷却水泵的运行台数;
机组的制冷量计算公式:
( 2 ) 根据冷冻水供 / 回总管的差压变化调节系
Q =CmΔt ( 2 )
统差压旁路调节阀, 以调节末端冷冻水流量;
3
66×10
Q =4.18× ×2.8=215 ( kW ) ( 3 ) 根据冷冻水供 / 回水温度调节冷水机组的
3600
出力( 由冷水机组本体控制系统完成, 机组部分负
215
η COP = =1.48 荷性能应按设计工况的冷却水进水温度考核), 以
145
·
式中 C ———水的比热容, 取 4.18 , kJ /( k g K ); 确保压缩机随负荷变化正常运行。
m ———冷冻水额定流量, m / s ; Δt ———冷冻水供回 然而, 实际运行中仅根据设备环境温度和冷
3
水温差, ℃ 。 水机组的电流百分比去控制冷水机组和空调机组
从计算结果可看出, 冷水机组实际运行性能 的台数开启, 对设备本体的效率没有进行校对。
系数远远低于设计值, 夏季静安变电站有 3 个月 5.2 冷水机组效率影响因素分析
时间冷水机组需开 3 台才能保证站内温湿度环 集中冷水系统各温度之间的关系 [ 5 ] 如图 3 和
境。假设 3 台冷水机组全开正好满足整个站内所 图 4 所示。
需制冷量, 那么整个站所需制冷量为 645kW 左 根据冷水机组的工作原理和图 3 、 图 4 可知:
右, 实际设计是 2 台冷水机组即可满足需求, 现如 冷冻水出水温度高于 7℃ 主要和蒸发器的换热性
今需 3 台。 能有关, 冷却水出水温度低于 41℃ 主要和冷凝器
夏季 3 台冷水机组都满负荷运行时, 终端空 的换热性能有关, 冷冻水供 / 回水温差低于 5℃ 和
调机组并不是全部开启。根据设备的重要性和实 末端盘管有关, 冷却水供 / 回水温差低于 5℃ 和冷
际环境情况, 关闭了一些空调机组, 保证对环境要 却塔的换热效率有关。
求较高设备的稳定运行。比如: 220kV GIS 室共 由运行 11 年的实际情况和理论分析归纳出,
有6台空调机组只开2台, 110kVGIS室共有2台 静安变电站冷水机组实际运行与设计值偏差较大
空调机组只开 1 台, B3 层 3 区、 4 区走廊 2 台空调 的主要原因: 冷冻水、 冷却水侧运行性能不佳导致