关于风电机组塔底部分散热方案的探讨

　　：变频器额定功率变压器的热量损失是由变压器的功率损耗造成的。变压器的功率损耗，包括有功功率损耗和无功功率损耗。有功损耗又分为空载损耗和负载损耗两部分。空载损耗又称铁损，它是变压器主磁通在铁芯中产生的有功功率损耗，因为主磁通只与外加电压和频率有关，当外加电压U和频率f为恒定时，铁损也为常数，与负荷大小无关。负载损耗又称铜损，它是变压器负荷电流在一次、二次绕组的电阻中产生的有功功率损耗，其值与负载电流平方成正比。同样无功功率损耗也由两部分组成，一部分是变压器空载时，由产生主磁通的励磁电流所造成的无功功率损耗，另一部分是由变压器负载电流在一、二次绕组电抗上产生的无功功率损耗。对变压器的有功功率及无功功率的损耗，我们可以按下式计算：=P+Mt）变频器、电源风电机组的散热分析计算其中：变压器计算负荷变压器额定容量尸。-变压器空载有功损耗八——变压器短路有功损耗——变压器空载无功损耗0k——变压器短路无功损耗二、控制柜的散热分析计算电控柜热负荷由柜内元器件的散热量和外界环境向电控柜内部的漏热量两部分组成。在风扇冷却的情况下，控制柜内的温度都高于外界环境温度，所以，外界向电控柜内部的漏热量可以忽略不计。电控柜内主要的部件是控制系统和UPS不间断电源。

　　（一）控制系统发热量计算塔底电控柜内的控制系统主要包括：1块Wp控制系统的发热量计算公式如下：2控制系统-控制系统发热量——控制系统的额定电压/——控制系统的额定电流UPS不间断电源的额定容量为P，效率为"，通常95，我们可以利用公式：2upS=Px（1-"）来估算算发热量。

　　（三）控制柜内其他部件的发热量计算当电控柜内只有数量较多的小的发热量电器元件时，为计算方便可不单独计算每个电器元件的发热量，可按每平方米电气板的发热量为200W来进行估算。

　　控制柜内其他部件发热量2，电气板面积S，可以利用公式：2=200xs来估算发热量2.综上所述，我们把上面求出的散热量逐个相加就得到了塔底部分总的散热量2总作为我们散热通风量计算的依据。

　　塔筒的烟囱效应及在散热方面的应用烟囱效应是基于"对流通风〃原理，室内外热压和风压共同作用的结果，空气沿着有垂直坡度的空间上升或下降，造成空气加强对流的现象。通常情况下，烟囱效应以热压为主，热压值与室内外温差产生的空气密度差和近排风口的高度差成正比。塔筒底部因变频器和电控柜散发热量，其空气温度较高，密度较小，空气便沿着塔筒自然上升，塔筒外的空气渗入补充，这就形成烟囱效应。烟囱效应的强度与烟囱的高度、烟囱内外温度差距、空气流通的程度有关。其中塔筒的高度是主要的影响因素。

　　在这里我们假设塔筒上下通风孔大小相等，空气密度无差别，在烟囱效应下，空气被抽升并排出，其通风量可表示为：7；-出风口排风温度（°C）出风口排风速度（m/s）-出风口面积（m2）。

　　其中：①散-散热量广空气密度c-空气定压比热G-通风量At——温升其中：风电场的空气密度空气定压比热c、出风口排风温度7.可知，散计算出来的塔底部分总的散热量，我们可以分析出来温升At与出风口排风速度F.、出风口面积的关系。==（rxKA.其中c为长数。

　　关于风道的设计一、关于塔筒内平台的说明从塔筒门进入塔筒内的定义为塔下电控柜平台。塔下电控平台上安装有变频器和电控柜。变频器上方依次定义为塔架层平台、塔架第二层平台、塔架第三层平台、塔架第四层平台。其中塔架第三层平台、塔架第四层平台有较大的通风空间。

　　二、塔筒门处通风孔的设计适当加大塔筒门上的通风孔的尺寸，如有必要，在塔筒门上增加风扇，以加强塔筒门处的空气流通。

　　三、塔架平台处的通风设计塔底热量集中的部位一般在变频器和电控柜的上方，远离塔筒门的一侧。在塔架层平台、塔架第二层平台上增加通风孔，保证热空气能正常上升。为防止气流在塔筒内部形成短路，保证气流能通过热量集中的部位，应做好塔架层平台其他地方的密封。塔架层平台处的爬梯盖板在不使用时，也应关闭。如有必要，也可以在塔架层平台处增加风扇，以加强塔架层平台处的空气流通。如所示。

　　结语本文分析了风电机组塔底部分温度过高的原因；介绍塔底部分空气流通示意图了变频器和电控柜等主要部件的散热状况以及计算方法；因个人能力有限，本文关于塔筒的烟囱效应以及其对风电机组散热的影响，只提出了利用塔筒的烟囱效应加强塔底部分散热的初步构想，希望能起到抛砖引玉的作用，也欢迎广大风电同仁来电交流。