电源机房散热量的估算

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1、电源机房的散热量计算通信综合楼常设有高低压变配电机房、电力室、电池室、油机房等电源机房，各机房内 的电源设备对环境温度和进风量有不同要求。本文结合工程实例，提出高低压变配电机房、 电力室、电池室的散热量计算方法，以供参考。一、通风设计的重要性出于综合造价等成本因素的考虑，近年来新建高层建筑的变配电机房多位于主楼地下 层，随之带来机房内通风散热困难的问题。如不加以妥善解决，将直接影响变配电设备的工 作效率，甚至对设备造成严重损坏，发生停电事故。以变压器为例：变压器的允许温度主要决定于绕组的绝缘材料。若变压器的温度长时间 超过允许值，则绝缘材料将因长期受热而老化，且温度越高，老化越快，变压器的使用

2、寿命 相应缩短。使用年限的减少一般可按八度规则计算，即温度每升高8C，使用年限将减少 1/2。当绝缘老化到一定程度时，在运行振动和电动力作用下，绝缘容易破裂，且易发生电 气击穿而造成故障。因此，变压器必须在其允许的温度范围内运行，以保证供电安全。而工程中普遍采用的密封阀控铅酸蓄电池也对环境温度有较高要求。低温，会使得电池 容量降低，充电接收能力下降，充放电循环寿命下降；高温，会加快电池失水，甚至产生热 失控效应，加剧板栅腐蚀，极板变形膨胀、电池外壳鼓胀或开裂，从而导致电池容量快速下 降，电池寿命缩短。蓄电池的工作温度可以在-5C-40C，但其最佳工作温度在2025C。 在25C的环境下蓄电池可

3、获得较长的寿命，长期运行温度若升高10C，使用寿命约减少一 半。工程设计中，工程设计人员需对通信综合楼内各电源机房的散热量进行较准确估算，以 便合理地解决机房内电源设备的通风散热问题。二、各电源机房的散热量估算电力设备的电能的损耗转化为热量散发到机房内，排风量应以能排除这些余热来确定。1 .高低压变配电机房(1) 变压器的散热量：变压器损耗为空载损耗和负载损耗之和，即：/P=/PO+/PB。变压器的空载损耗(/ PO)是固定值，只与变压器的容量以及电压的高低有关，一般在产品说明书或出厂试验报告 中注明。变压器的负载损耗(逐B)是可变值，与变压器负载的大小有关，可根据以下公式 计算出：PB=/P

4、DX(S/Se) 2其中：/PD 产品说明书中注明的短路损耗；S 一变压器实际负荷容量；Se 一变压器额定功率。(2) 配电设备的散热量：高压开关柜、低压开关柜内部电子元件的散热量可按如下经验值估算:高压开关柜损耗按每台200W估算；低压开关柜损耗按每台300W估算；低压电容器柜损 耗按4W/kvar估算。（3）电缆的散热量：1条n芯（不包括中性线）电缆的热损失功率（W/米）为：n x 12 xP5沟内N条n芯（不包括中性线）电缆的热损失功率（W/米）为：力 n x 12P = K x x 工i其中：p t 一电缆运行时平均温度为60C时的电缆芯电阻率，对于铝芯电缆为0.033*10-6欧姆*

5、米，对于铝芯电缆为0.020*10-6欧姆*米；I 一 一条电缆的计算负荷电流，A；K一电流参差系数，一般取0.850.95，电缆根数少的取大值；S一电缆芯截面，mm2。根据公式计算所得电缆的散热量很小，可以忽略不计。2. 电力室（1）电源设备的散热量：电力室内常安交流配电、整流器、直流配电、UPS等电源设备。电源设备损耗可根据通 信设备的耗电量及电源设备效率按如下公式计算得出，即：/p=p1x（1n 1）+P2x（1n 2）其中：P1 直流通信设备功率；n 1开关电源设备效率，取0.95； P2UPS保证交流 通信设备功率；n 2UPS设备效率，取0.88。（2）电缆的散热量：计算公式同前。

6、根据公式计算所得电缆的散热量很小，可以忽略不计。3. 电池室因市电正常时，蓄电池处于浮充状态，工作电流很小。故蓄电池的散热量可以忽略不计， 主要是满足电池室内25C的环境温度。三、工程实例1.高低压变配电机房以某新建通信综合楼为例：高低压变配电机房合设于主楼地下一层，机房长28m，进深 11m,层高4m。内有高压开关柜12台，直流操作电源系统1套，1250kVA干式变压器4台， 低压开关柜32台，低压电容器柜4台(3台120kVar、1台300kVar)。工程中选用的4台1250kVA的干式变压器采用四台同时工作，两两互为备用的工作方式， 正常工作时，每台变压器负荷率为80%。根据变压器厂家资

7、料确定:厂家镇江天力镇江天力江苏中电江苏中电山东鲁能山东鲁能型号SCB9SCB10SCB9SCB10SCB9SC9空载损耗(W)1026097401026084601026011070负载损耗(W)234019202340183023502520损耗合计(W)11758109691175896311176412683估算1台1250kVA干式变压器功率损耗约为12kW。变配电机房内主要电源设备损耗统计如下：设备名称损耗(W/台)数量合计损耗(kW)备注高压开关柜200122.401250kVA干式变压器12448.00低压开关柜300329.60120kVar低压电容器柜48031.44300

8、kVar低压电容器柜120011.20合计62.64综上所述，变配电机房提出机房环境要求如下：温度要求：30r，无湿度要求，机房散热量为63kW，考虑同时值班人数4人。2.电力室以某新建通信综合楼为例，电力室位于主楼四层，机房长32m，进深10m，层高3.2m。 通信专业提出建设规模为：近期直流负荷160kW，远期直流负荷500kW；近期UPS保证的交 流负荷60kW，远期UPS保证的交流负荷150kW。根据前文提到的公式计算得出：近期电源设备发热量：21kW，远期电源设备发热量：68kW。综上所述，电力室提出机房环境要求如下：温度要求：1030C，湿度要求：3075%，机房散热量为近期21kW、远期68kW，考 虑同时值班人数4人。3.电池室以某新建通信综合楼为例，电池室位于主楼四层，机房长32m,进深10m，层高3.2m。电池室提出机房环境要求如下：温度要求：25，湿度要求：W85%，不计机房散热量，考虑同时值班人数2人。