[發(fā)明專利]一種考慮風(fēng)速衰減率的防塵罩格柵尺寸設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811059567.0
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109190268B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳昊;譚風(fēng)雷;朱超;張兆君;吳曉辰;孫小磊;周永榮;嚴(yán)冰融;張鄉(xiāng)農(nóng)
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/28;H01F27/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 許婉靜

本發(fā)明公開了一種考慮風(fēng)速衰減率的防塵罩格柵尺寸設(shè)計(jì)方法，通過預(yù)設(shè)防塵罩由若干圓柱形細(xì)絲縱橫編制而呈正方形格柵狀，根據(jù)流體運(yùn)動學(xué)原理，建立風(fēng)速衰減率隨防塵罩格柵尺寸a變化的數(shù)學(xué)模型W(a)；根據(jù)防塵罩材質(zhì)和尺寸，建立防塵罩重量隨格柵尺寸a變化的數(shù)學(xué)模型M(a)；基于風(fēng)速衰減率和防塵罩重量兩個目標(biāo)，采用加權(quán)方法建立格柵尺寸a的優(yōu)化模型，進(jìn)而求解得到了最優(yōu)格柵尺寸。其根據(jù)流體運(yùn)動學(xué)原理、防塵罩材質(zhì)和尺寸，建立了基于風(fēng)速衰減率和防塵罩重量兩個目標(biāo)的優(yōu)化模型，進(jìn)而求解得到了最優(yōu)格柵尺寸，在保證變壓器散熱效果和防塵效果的基礎(chǔ)上，降低了防塵罩重量，使得安裝更為便捷、防塵罩更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和廣泛的適用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種防塵罩格柵尺寸設(shè)計(jì)方法，具體涉及一種考慮風(fēng)速衰減率的變壓器防塵罩格柵尺寸設(shè)計(jì)方法，屬于高壓電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，全社會對電能的需求量逐年增加。為了滿足生產(chǎn)與生活需求，電力系統(tǒng)快速發(fā)展，規(guī)模日益增大，逐漸形成了以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)。變壓器作為電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備，主要用于實(shí)現(xiàn)電壓的升降，便于電能輸送，減少送電損失，在電力系統(tǒng)中，尤其在發(fā)電廠和變電所應(yīng)用十分廣泛。

變壓器在實(shí)際運(yùn)行中會產(chǎn)生大量的熱量，需要及時排出，否則會引起絕緣損壞，影響變壓器的正常運(yùn)行。變壓器的散熱方式一般包括油浸自冷(ONAN))、油浸風(fēng)冷(ONAF)、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷(OFAF)等。220kV及以上電壓等級變壓器大多采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷冷卻方式(OFAF)，但是冷卻器中導(dǎo)油管長期暴露在空氣中，由于風(fēng)扇抽風(fēng)散熱，容易把外部的灰塵、柳絮和昆蟲等雜物吸入到散熱器的后部，形成一道絮狀物，影響變壓器的散熱效果，引起變壓器溫度上升，加速絕緣劣化，嚴(yán)重時會降低變壓器使用壽命，危及電網(wǎng)供電安全。

為了解決上述問題，目前一般采用帶電水沖洗方法清理變壓器的冷卻器后部雜物，但是清洗時存在觸電安全風(fēng)險、產(chǎn)生清掃死角、現(xiàn)場取水困難、冷卻器需陪停等缺點(diǎn)，此操作方式不利于現(xiàn)場工作的開展。

因此，相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員開始研究一種變壓器防塵罩，通過在變壓器的冷卻器進(jìn)風(fēng)口處安裝防塵罩，可有效濾除吸入散熱器的雜物，解決變壓器工作時散熱異常問題。當(dāng)防塵罩格柵尺寸較大時，散熱效果好，但防塵效果差；當(dāng)防塵罩格柵尺寸較小時，防塵效果好，但是散熱效果差，因此亟需研究一種適用于變壓器冷卻器的防塵罩格柵尺寸設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種在保證變壓器散熱效果和防塵效果的基礎(chǔ)上，考慮風(fēng)速衰減率、降低重量、便捷安裝的變壓器防塵罩格柵尺寸設(shè)計(jì)方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種考慮風(fēng)速衰減率的防塵罩格柵尺寸設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

步驟(1)：預(yù)設(shè)防塵罩由若干圓柱形細(xì)絲縱橫編制而呈正方形格柵狀，其材質(zhì)和尺寸包括：細(xì)絲密度為ρ_m、細(xì)絲半徑為b、防塵罩長度為L₁、防塵罩寬度為L₂、格柵尺寸為a；

步驟(2)：根據(jù)流體運(yùn)動學(xué)原理，建立風(fēng)速衰減率隨防塵罩格柵尺寸a變化的數(shù)學(xué)模型W(a)；

步驟(3)：根據(jù)防塵罩材質(zhì)和尺寸，建立防塵罩重量隨格柵尺寸a變化的數(shù)學(xué)模型M(a)；

步驟(4)：基于風(fēng)速衰減率和防塵罩重量兩個目標(biāo)，采用加權(quán)方法建立格柵尺寸a的優(yōu)化模型，進(jìn)而求解得到了最優(yōu)格柵尺寸。

上述步驟(2)中的數(shù)學(xué)模型W(a)的建立，包括以下步驟：

A1、根據(jù)流體運(yùn)動學(xué)原理，分析風(fēng)速衰減率的產(chǎn)生：

當(dāng)氣體流過防塵罩時，一部分氣體直接通過防塵罩格柵，一部分氣體折射衰減后通過防塵罩格柵，還有一部分氣體無法通過防塵罩格柵；