基于CFD模拟的全户内模块化变电站室内通风散热及气流组织优化设计

全户内模块化110 kV智能变电站因其室内空间有限、电气设备发热集中，在实际运行中暴露出室内平均温度较高、局部温度过高、温湿度控制难度大等问题，不利于电气设备的高效安全运行。因此，文中通过控制进、出风口参数改善室内通风散热和气流组织效果，首先分析了变电站标准化设计与装配式建设中通风散热现状及电气设备发热情况；然后，基于真实情况建立了变电站整体三维物理模型，对温度场分布、气流组织分布等进行仿真模拟。数值模拟结果显示，室内平均温度为48℃，高于110-A2-6设计方案中室内温度设计要求，其中电容器室平均温度最高，未开启风机时温度为55℃；通过对速度场分析发现，电气设备附近空气流速低于1 m/s，室内气流涡旋与积热高温区域近似重合。最后进行优化方案设计，由于，电容器室开启轴流风机后温度为45℃，针对电容器室特点在保证其通风量不变的情况下，考虑气流组织分布通过改变进、出风口大小和位置分布，提出3种优化方案，对比发现“自然进风+机械排风”通风形式在同侧布置时，通过风管将出风口布置于隔离开关架上方，且增大百叶窗宽高比为0.48时，可以使电容器室内温度降低到37℃。为解决全户内模块化变电站通风散热问题提供案例参考。