某大型水电站地下厂房主变洞环境温度高治理与效果评估

某大型水电站地下厂房主变洞环境温度高治理与效果评估

赵亮，蔡文超，贾康，郑蕾，李文祥

（雅砻江流域水电开发有限公司，四川成都 610000）

[摘要]水电站地下厂房具有地下洞室纵横交错，通风复杂的特点，其中主变洞设备发热量大，所需通风量也较大，某大型水电站自投运以来，地下厂房主变洞（主变相室、主变电缆廊道、主变中间层、GIS大厅）汛期出现环境温度偏高现象，本文阐述了地下厂房主变洞温度高现象的治理思路及治理后效果，提供了类似问题的解决思路。

[关键词]  水电站，地下厂房，主变洞，环境温度高，治理措施

0 前言

某大型水电站地下厂房通风采用自然送风，机械排风的总体设计方式，其中主变洞通风空调设计以通风排热为主，进风通过进厂交通洞和通风兼安全洞，排风通过厂左主变排风洞，厂顶排风排烟洞和GIL出线洞。

1主变洞各区域通风现状

1.1主变相室

现场检查部分主变相室排风机排出的风为冷风，与主变相室温度存在较大差异，判断主变相室上游夹墙内排风管存在脱节或大量漏风现象，导致排风机实际抽排更多的是夹墙风道内的冷风，未能排出主变相室内的热空气，且主变相室内的空气无法实现对流，因此导致部分主变相室温度较高，超过设计温度36℃。

1.2主变电缆廊道

现场排查电缆廊道4台排风机工作正常，排风机出风温度较低，主变洞电缆廊道层无明显的空气流动，判断电缆廊道排风机进风管路在夹墙内管路存在脱节或大量漏风现象，导致排风机实际抽排更多的是夹墙风道内的冷风，电缆廊道总体排风效果不佳，同时电缆廊道位于主变室上方，受主变运行影响，主变室顶部温度相对较高，导致电缆廊道环境温度较高。且电缆廊道进风取自环境温度相对较高的母线洞，导致主变洞电缆廊道环境温度较高，超过设计温度32℃。

1.3主变洞中间层

主变洞中间层#3公用配电室两台10P空调室外机放置在主变洞中间层#4楼梯两侧，汛期空调运行时导致主变洞中间层#3公用配电室外部温度较高，超过设计温度33℃。

1.4GIS大厅重要设备室顶部及大厅右侧区域

GIS大厅设计有消防气瓶室、蓄电池室、直流电源室、开关站继保室等重要设备室，设备室室内除其原设计通风系统外同时新增了5台空调机，空调室外机均布置于GIS大厅重要设备室顶部，由于此部分室外机散热量堆积于重要设备室顶部无法顺利排出，导致GIS大厅重要设备室顶部汛期环境温度偏高，超过设计温度33℃。

GIS大厅实测送风量虽略大于设计值，但由于重要设备室顶部增设了5台空调室外机，实际工况已发生变化，GIS大厅送风量不足，导致导致GIS大厅右侧区域汛期环境温度偏高，超过设计温度33℃。

2主变洞各区域治理措施

主变洞通风空调系统各个区域具有垂直布置的特点，治理时需要综合考虑各个区域温度影响，治理思路从下至上开始进行治理，复核各个区域进风量及进风温度等是否满足设计要求，排查排风管道是否存在脱节，冷风和热风能否很好的形成热量交换等问题。

2.1主变相室

2.1.1在各主变相室上游排风口处增设一台轴流排风机，排风机风量12600³/h，与原装设在主变洞顶层的排风机风量相同，先将主变相室内热空气抽入上游夹墙内，然后通过各主变室拱顶的排风机及其排风管将热风排至主变洞拱顶的主变排风排烟竖井，最终通过厂顶排风排烟洞将热风排至厂外。

2.2主变洞电缆廊道

2.2.1电缆廊道由隔断墙共设置4段，设计上形成4个独立通风单元，在主变洞每段电缆廊道的1000mm×400mm百叶窗排风口处各增设1台轴流排风机，排风机风量3960³/h，共增设4台，先将电缆廊道内热空气抽入夹墙内，再由4台土建井排风机排至主变洞拱顶，最终通过厂左主变排风洞排至厂外。

2.2.2全面封堵母线洞至主变B相室的穿墙孔洞, 防止主变B相室内的热气流窜入了电缆廊道层。

2.3主变洞中间层

2.3.1主变洞#3公用配电室两台10P空调室外机放置在主变洞中间层#4楼梯两侧，导致主变洞中间层#3公用配电室外部温度较高，但该区域热量对GIS大厅整体温度变化影响较小，故决定暂不对中间层#3公用配电室外部区域进行治理。

2.4GIS大厅重要设备室顶部及大厅右侧区域

2.4.1将原重要设备室排风管上部拆开一段，对风管下端进行封堵，在风管上端安装进风格栅，风机开启后将重要设备室顶部空调外机产生的热量排走。

2.4.2将2条GIL出线洞上的6个防火阀（每条GIL出线洞上有3个防火阀）均关闭，增大GIS大厅整体的排风量（约增加14300m³/h风量）。

2.4.3关闭GIS大厅左侧自然送风口（不影响端副厂房精密空调支洞散热），增大GIS大厅整体的排风量（约增加28000m³/h风量）。

2.4.4开启GIS大厅右侧送风机房防火门，引入送风机室内自然风作为GIS大厅送风，增加GIS大厅整体送风量）。

3主变洞各区域治理后效果

3.1主变相室

主变相室加装排风机措施实施完成后，2021年7月各相室平均温度在29.4℃附近，与治理之前（2020年7月）各相室平均温度（30.3℃）相比，平均温度下降约0.9℃（图1），温度下降最大值达到5℃，治理完成后主变相室夏季温度满足设计要求（主变相室夏季温度设计标准≤36℃）。

图1  2021年7月-10月主变各相室温度曲线图

主变相室夏季温度设计标准≤36℃

3.2主变电缆廊道

主变洞电缆廊道相关治理措施实施后电缆廊道平均温度33℃，与治理之前（2020年同期）电缆廊道平均温度（33.6℃）相比，平均温度下降约0.6℃（图2），但仍不满足设计要求（主变洞电缆室夏季温度设计标准≤32℃），需要持续进行治理。

图22020及2021年7月-10月电缆廊道层温度曲线图

主变洞电缆廊道层夏季温度设计标准≤32℃

3.3GIS大厅重要设备室顶部及大厅右侧区域

GIS大厅相关治理措施实施完成后，2021年6-10月份GIS大厅重要设备室顶部平均温度31.9℃（图3），与治理之前（2020年同期）平均温度（32.8℃）相比，平均温度降低约0.9℃，但汛期GIS大厅重要设备室顶部温度仍然较高（最高温度可达33.5℃），不满足《雅砻江锦屏二级水电站设计运行说明书》中设计要求（GIS层夏季温度≤33℃）。

GIS大厅相关治理措施实施完成后，2021年6-10月份GIS大厅右侧区域平均温度29.1℃（图4），与治理之前（2020年同期）平均温度（29.9℃）相比，平均温度降低约0.8℃，GIS大厅右侧区域温度改善较明显（汛期最高温度约31℃），满足设计要求（GIS层夏季温度≤33℃）。

图32020及2021年5月-10月GIS大厅重要设备室顶部温度

曲线图

GIS层夏季温度≤33℃

图42020及2021年5月-10月GIS大厅右侧区域温度曲线图

GIS层夏季温度≤33℃

2020年6-10月份厂外平均温度为：22.38℃，2021年6-10月份厂外平均温度为：22.40℃，厂外温度对主变洞区域温度整治效果评估无影响。

4结论

水电站地下厂房具有地下洞室纵横交错，通风复杂的特点，当某一区域环境温度升高时，治理难度也就相应变大。本文针对大型水电站地下主变洞环境温度高的问题现状，制定了总的治理思路，分步实施，并就治理取得的效果进行评估，为水电站地下厂房类似的问题处理提供了解决思路，具有一定的参考价值。

[参考文献]

[1]  张鹏肖斌《水力发电厂供暖通风与空气调节设计规范》NB /T 35040 － 2014，中国电力出版社，2014 10 15．

[2]  《水电站机电设计手册》采暖通风与空调，水利电力出版社，1989 07.

[3]林会庭.水电站地下厂房通风空调分析与研究[J].科技风,2018,(20):204.

[作者简介]

赵亮（1997-），2019年7月本科毕业于西北农林科技大学能源与动力工程专业，从事水电站机械设备检修维护及管理工作，助理工程师。

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