Az elektromos berendezések fűtésére vonatkozó számítási képletek összefoglalása
Mar 17, 2026| I. Nagy- és kisfeszültségű kapcsolóberendezések / panelek fűtési kapacitása
A nagyfeszültségű{0}}kapcsolóberendezés-panelek hőleadása a következő képlettel számítható ki:
Q=(Ig/Ie)2qe(kW)
Ig: A nagyfeszültségű-kapcsoló üzemi árama (A)
Ie: A nagyfeszültségű-kapcsoló névleges árama (A)
qe: A nagyfeszültségű-kapcsoló hőleadása névleges áramerősség mellett
A nagyfeszültségű{0}} kapcsolóberendezések bejövő kapcsolóberendezésekre és betápláló kapcsolóberendezésekre oszthatók. Általában a bejövő kapcsolóberendezések hőtermelése nagyobb, mint az adagoló kapcsolóberendezéseké
A kisfeszültségű{0}}kapcsolóberendezés-panelek hőleadása a következő képlettel számítható ki:
Q=e×∑P(kW)
e: A panel kihasználtsági tényezője
x: A panel tényleges veszteségi tényezője
∑P: A kisfeszültségű panel összes elektromos alkatrésze teljesítményveszteségének összege- (kW)
● Az erőműben lévő különböző panelek eltérő rendeltetése és üzemi árama miatt általában minél nagyobb az üzemi áram, annál nagyobb a hőtermelés a panelben. A központilag elhelyezett elosztópaneleknél célszerű pontosabb hőtermelési adatokat beszerezni a berendezés gyártójától.
● A fontos elosztópanelek belsejében elektromos fűtőtestek vannak felszerelve, hogy megvédjék az elektromos alkatrészeket, megakadályozzák a túlzott páratartalmat és csökkentsék a szigetelési teljesítményt. Az egyes panelek teljesítménye általában körülbelül 0,3-0,5 kW, amit a központilag elhelyezett relévédelmi helyiségekben figyelembe kell venni.
II. Transzformátor hőtermelés
A transzformátorok hőleadása elsősorban a transzformátoron belüli energiaveszteségre vonatkozik, amely két részből áll: rézveszteség (ellenállási veszteség) és vasveszteség (mágneses veszteség). A rézveszteség a terhelés függvényében változik, míg a vasveszteség független a terheléstől és állandónak tekinthető. Jellemzően a névleges terhelés melletti rézveszteség a zárlati-veszteség, a névleges feszültség melletti vasveszteség pedig az üres-terhelési veszteség.
Az ön--, léghűtéses-és száraz-transzformátorok veszteségei a környező levegőbe kerülnek. Ezzel szemben a vízhűtéses transzformátoroknál a veszteségek nagy részét a vízhűtő rendszer viszi el, míg egy kis része a levegőbe kerül, mivel az olaj hőmérséklete magasabb, mint a környezeti levegő hőmérséklete.
Általában a zárt gyárakban, földalatti erőművekben és szivattyús tározós erőművekben a gyárépületekben vagy a föld alatt elhelyezett főtranszformátorok többnyire vízhűtést alkalmaznak. Azonban az erőmű más transzformátorai, például az állomási kiszolgáló transzformátorok, a világítási transzformátorok, a vészhelyzeti transzformátorok és a gerjesztő transzformátorok többnyire léghűtéses vagy száraz{2} típusú transzformátorokat alkalmaznak.
A léghűtéses transzformátorok hőleadása{0}}a következő képlettel egyszerűen kiszámítható:
Q=Pk+Pd(kW)
Pk - Nincs- a transzformátor terhelési vesztesége (kW)
A vízhűtéses transzformátorok hőleadása{0}}a következő képlettel számítható ki:
Q=5.5×(ty−tn)1.25A×10−3(kW)
Hol:ty- A transzformátortartály átlagos olajhőmérséklete (általában 65-70 fok között)
tn - Beltéri környezeti hőmérséklet ( fok )
III. Gyűjtők és kábelek hőtermelése
Az erőművekben a generátorok és a transzformátorok közötti kapcsolat többnyire önhűtésű, zárt gyűjtősíneket használ{0}}. A gyűjtősínek hőtermelése két részből áll: a gyűjtősín teljesítményveszteségéből származó hőtermelés és a burkolatból történő indukált hőleadás.
Mivel a főgyűjtősín mindkét vége generátorhoz, illetve transzformátorhoz csatlakozik, a gyűjtősín és a ház közötti levegő valójában zárt. A ház védelemként és elektromágneses árnyékolásként működik, hogy csökkentse a gyűjtősín elektromágneses mezőjének a környező elektromos berendezésekre és a környezetre gyakorolt hatását anélkül, hogy csökkentené a gyűjtősín hőelvezetését. A gyűjtősín teljesítményveszteségéből származó hő a gyűjtősín és a burkolat közötti levegőbe, majd a burkolaton keresztül a környezetbe kerül. Az indukált hőleadás a burkolatból közvetlenül a környezetbe kerül.
A gyűjtősín teljesítményvesztesége által okozott hőleadás a következő képlettel számítható ki:
qs=3×I2RΣφsL×10−3(kW)
I: A gyűjtősín üzemi árama (A)
RΣ: egyenértékű ellenállás a gyűjtősín hossza egységnyire (Ω/m)
φs: A környezetbe disszipált teljesítményveszteség arányos együtthatója
L: a gyűjtősín hossza (m)
A gyűjtősínház indukált hőleadása a következő képlettel számítható ki:
qk=3×I2RkφkL×10−3(kW)
I: A gyűjtősín fázisárama (A)
RZ: a gyűjtősín egyenáramú ellenállása üzemi hőmérsékleten (Ω/m)
Rk: a gyűjtősínház egyenáramú ellenállása üzemi hőmérsékleten (Ω/m)
φs: A gyűjtősín bőrhatás-együtthatója
φk: A gyűjtősínház bőrhatás-tényezője
L: a gyűjtősín hossza (m)
IV. Reaktorok hőtermelése
A reaktorokat nagy-kapacitású áramelosztó eszközökben használják a rövidzár-áramok korlátozására, és szűrőreaktorként is használhatók egyenirányító eszközökben.
A reaktor hőleadása a következő képlettel számítható ki:
Q=η1η2P(kW)>Ahol:
η1: A reaktor kihasználtsági tényezője, általában véve0.95
η2: A reaktor terhelési tényezője, általában véve0.75
P: A reaktor teljesítményvesztesége névleges teljesítményen (kW), amelyet a névleges áram, névleges reaktancia és modell határoz meg
A reaktorok tekercsekből állnak, nagy hőkapacitással és hőtermeléssel, és időbe telik a stabil hőtermelés elérése. A folyamatosan üzemelő reaktoroknál a hőtermelés stabil; szakaszosan üzemelő reaktoroknál a hőtermelést az üzemidő és a reaktor hőtermelési jelleggörbéje szerint kell meghatározni.
V. Generátorkészletek hőtermelése
A generátoregységek hőleadása alapvetően két aspektusból származik: az egyik a fedőlemezen és a burkolaton keresztüli hőátadás, a másik pedig a generátoregység hűtőkeringető levegőjének kiszivárgásából származó hő.
A nagy és közepes méretű-generátorok általában zárt levegős, ön-keringtetésű hűtési módot alkalmaznak: a generátor tekercsének vesztesége átkerül a hűtőlevegőre, majd a levegő hőjét a hűtővíz veszi el a készlet vízhűtőjén keresztül. A mért adatok szerint az állórészből kilépő levegő hőmérséklete általában nem haladja meg a 65 fokot, míg a rotorba belépő levegő hőmérséklete általában nem alacsonyabb, mint 5 fok.
A generátorház hőleadása a következő képlettel számítható ki:
qk=KA(tg−tn)(W)
K: A generátorház hőátbocsátási tényezője (W/(m²· fok))
A: A generátor házának felülete (m²)
tg: A generátor hűtőkeringető levegőjének átlagos hőmérséklete ( fok )
tn: Beltéri környezeti hőmérséklet ( fok)
Hőleadás a generátor levegő szivárgásából
A generátor levegőszivárgása által okozott hőleadás a következő képlettel számítható ki:
qf= vc (tf−tn)
: Szivárgási együttható (0,3% acél fedőlemezeknél)
v: hűtőlevegő keringtetési térfogata (m³/h)
c: A levegő fajlagos hőkapacitása (W/(kg· fok))
: Levegősűrűség (1,2 kg/m³)
tf: Szivárgó levegő hőmérséklete ( fok)
tn: Beltéri környezeti hőmérséklet ( fok)
Kulcs megjegyzés: A légszivárgási hőveszteség számítása nagyban függ ahűtőlevegő térfogata (v). A hazai és nemzetközi gyártók tervezési szabványai közötti különbségek miatt a megadott levegőmennyiség jelentősen eltérhet (pl. 200 m³/h vs . 120 m³/h egy 300 MW-os egységnél). A pontos eredmények érdekében ajánlatos a generátor gyártójától beszerezni a hivatalos hűtőlevegő-térfogat-paramétereket, ahelyett, hogy kizárólag kézi számításokra hagyatkozna.
VI. Az SFC statikus frekvenciaváltó indítókészülékének hőtermelése
Az SFC (Static Frequency Converter) egy statikus frekvenciaátalakító indítóeszköz, amelyet főként szivattyús{0}}tárolós erőművek indítására használnak szivattyúzási körülmények között. Bemeneti reaktorokból, kimeneti reaktorokból, szűrőkből, teljesítményszekrényekből és egyenáramú reaktorokból áll.
Egy 300 MW egységnyi teljesítményű, szivattyús{0}}tárolós erőműnél az SFC-eszközben lévő, külföldi gyártó által biztosított egyes komponensek kapacitása a következő:
SFC-eszköz kapacitása
| Nem. | Berendezés neve | Futás (kW) | Készenléti (kW) |
|---|---|---|---|
| 1 | Bemeneti reaktor | 27 | 3 |
| 2 | Kimeneti reaktor | 63 | 0 |
| 3 | Szűrő | 83 | 28 |
| 4 | Teljesítményszekrény | 15 | 6 |
| 5 | DC reaktor | 200 | 0 |
| 6 | Teljes | 388 | 37 |
Amint látjuk, az SFC készülék hőtermelése teljes terhelésnél számolva eléri a 388 kW-ot. Néhány működő szivattyús -tárolós erőmű tényleges működési elemzése és statisztikái szerint egy egység indítása (a statikus húzástól a hálózati csatlakozásig) mindössze 240 másodpercet vesz igénybe, hat egység indítási ideje pedig körülbelül 25 perc.
A külföldi gyártó által biztosított SFC készülék működési jelleggörbéje alapján:
A bemeneti reaktorok, a kimeneti reaktorok és az egyenáramú reaktorok elérik20%névleges hőtermelésükből 25 perc működés után.
A szűrők és a tápegységek kb70%névleges hőtermelésükből.
E számítás szerint az SFC készülék hőtermelése kb126,6 kW, ami32.6%a névleges hőtermelésből.
Az SFC készülék hőtermelése szorosan összefügg a kapacitásával és az üzemidejével. A berendezés hőtermelésének pontosabb meghatározásához szükséges a berendezés üzemi jelleggörbéjét lekérni az érintett gyártótól, majd a berendezés teljesítménye és üzemideje alapján kiszámítani.
VII. Világítóberendezések hőtermelése
A nagy és közepes méretű{0}}erőművek esetében a világítási teljesítmény általában nő az építészeti dekoráció és a tájtervezés világítási igénye miatt. A világítóberendezések fejlődésével az erőművek világítási alkalmazása az izzólámpákról és fénycsövekről a nagy-fényerősségű fényforrásokra, például a jód-volfrámlámpákra és a fémhalogén lámpákra vált. A világítóberendezések hőleadása azonban stabil: amíg a feszültség és a teljesítmény stabil, addig a hőleadás változatlan marad.
A világítás által fogyasztott elektromos energia egy része közvetlenül hővé alakul, amely konvekción és vezetésen keresztül a környezetbe kerül. A fényenergia infravörös sugárzás formájában sugárzik kifelé, amelyet a levegő nem tud közvetlenül elnyelni, hanem áthalad a levegőn, hogy a környező tárgyak elnyeljék, majd átkerüljenek a levegőbe. A fénnyé alakított részt először a környező tárgyakra is vetítik, a tárgyak elnyelik, majd hővé alakulnak, amely ezután konvekción, vezetésen vagy sugárzáson keresztül a levegőbe és más tárgyakba kerül.
A világítóberendezések hőtermelését a következőképpen kell kiszámítani:
Q=n1N(kW)
n1: Az előtét energiafogyasztási együtthatója, általában véve1.2
N: A világítóberendezés teljes beépített teljesítménye (kW)