CN107453253A - Svg冷却及余热利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SVG冷却及余热利用系统，包括SVG室、换热风柜、制冷组机和供水单元，换热风柜上设有送风风道和回风风道，SVG室的进风口和出风口分别与送风风道和回风风道连通，制冷组机的蒸发侧与换热风柜连接，制冷组机的冷凝侧与供水单元相连，供水单元上设有热水管道和冷水管道，热水管道和冷水管道别连接到制冷组机热端和冷端。该系统利用对SVG制冷时的废热生产卫生热水，具有散热效率高、适应能力强、可靠性和经济效益高的优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及电气工程领域，尤其涉及一种SVG冷却及余热利用系统。
背景技术
随着新能源发电及特高压输电技术的快速发展，电网对大容量动态无功补偿设备的需求日趋迫切。在具有快速提供动态无功补偿能力的各类设备中，静态同步发生器(SVG)因具有动态响应速度快、并网谐波小而受到广泛关注。
在SVG运行过程中，因半导体开关器件本身存在一定的导通压降，SVG运行时会产生约1%的有功损耗，比如对1台100Mvar容量的SVG其额定发热量有1000kW，需要配置一定的冷却散热系统才能避免SVG过热损坏。
目前中小容量SVG一般采用风冷散热方式，而大容量SVG一般采用水冷方式。水冷方式散热效率高，但因大容量SVG模块数量众多可多大数十甚至数百个，每个水冷模块都对应一个进出水管接头，导致整个SVG水管接头多、存在较大漏水风险，而且一旦漏水会导致设备绝缘故障，系统可靠性低。风冷方式不存在漏水风险，但其散热效率较低，由于SVG功率器件温度恒等于进风温度+器件温升，为避免SVG中功率器件过热，一般在进风温度不控时通过增大风量来降低功率器件温升，或在维持风量较小时通过降低SVG室内进风温度来降低功率器件的温度。但增大风量会导致系统噪音大、对环境及相关带来不利影响；而降低SVG室内进风温度则意味要额外配置足够冷量的空调机组，这会显著增加冷却系统的运行费用。据测算，对一台100Mvar的SVG装置如果采用空调机组进行冷却散热，其空调系统的日运行耗电就有约5000千瓦时，年运行电费有100多万元，冷却系统的运行经济性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种散热效率高、适应能力强、可靠性和经济效益高的SVG冷却及余热利用系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种SVG冷却及余热利用系统，包括SVG室、换热风柜、制冷组机和供水单元，所述换热风柜上设有送风风道和回风风道，所述SVG室的进风口和出风口分别与送风风道和回风风道连通，所述制冷组机的蒸发侧与换热风柜连接，制冷组机的冷凝侧与供水单元相连，所述供水单元上设有热水管道和冷水管道，所述热水管道和冷水管道别连接到制冷组机热端和冷端。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述换热风柜内装设有多台相互并联的风机构成的风机组。
所述制冷组机包括制冷主机、冷媒管道和表冷器，所述冷媒管道与制冷主机连接并伸入换热风柜内，所述表冷器装设在换热风柜内的冷媒管道上。
所述制冷主机包括相互连接的压缩机、冷凝器和蒸发器，所述蒸发器与冷媒管道上连接，所述冷凝器与热水管道和冷水管道连接。
所述冷凝器和蒸发器之间还连接有释放阀。
所述供水单元包括热水箱和冷水箱，所述热水箱和冷水箱分别与热水管道和冷水管道连通。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的SVG冷却及余热利用系统，换热风柜的冷风经一条送风风道输送到SVG室，流经SVG室带走各功率器件产生的热量，再经过回风风道回到换热风柜中经换热后送出凉风，如此循环。换热风柜、送风风道、SVG室、回风风道构成一条密闭的风路循环系统，其驱动力由换热风柜提供，其热量由换热风柜交换至制冷主机，供水单元通过冷水管道为向制冷主机提供冷水，经制冷主机循环加热后制取成55℃左右的热水，再经热水管道回收至供水单元。本发明采用了SVG室的高效率散热结构，使得SVG虽然单个功率器件发热量较大但仍能保持功率器件与进风之间的温差较小，而且SVG室与送风风道直接连接，使得SVG室进风温度低，从而使功率器件温度控制在容许范围内，对应风冷散热效率高。此外，该结构中的SVG室、换热风柜和制冷主机形成一套闭式风冷系统，SVG其流过SVG室的散热冷风与室外空气不接触，可有效防止室外空气中的灰尘、盐碱、柳絮等杂质进入SVG内部，能适应外部风沙、污秽等恶劣环境，从而保证SVG的可靠性；而且SVG室冷却风由换热风柜直接驱动，便于实现内部风机的冗余配置，在部分风机故障时仍能正常散热，进一步提高了冷却系统及SVG长期不间断运行的可靠性；能回收SVG冷却时的废热来制取有经济价值的卫生热水，从而弥补SVG及其冷却系统运行时的电能损失，提高了SVG及其冷却系统的运行经济性。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图中各标号表示：
1、SVG室；2、换热风柜；21、送风风道；22、回风风道；23、风机组；3、制冷组机；31、制冷主机；311、压缩机；312、冷凝器；313、蒸发器；314、释放阀；32、冷媒管道；33、表冷器；4、供水单元；41、热水管道；42、冷水管道；43、热水箱；44、冷水箱。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明SVG冷却及余热利用系统的一种实施例，包括SVG室1、换热风柜2、制冷组机3和供水单元4，换热风柜2上设有送风风道21和回风风道22，SVG室1的进风口和出风口分别与送风风道21和回风风道22连通，制冷组机3的蒸发侧与换热风柜2连接，制冷组机3的冷凝侧与供水单元4相连，供水单元4上设有热水管道41和冷水管道42，热水管道41和冷水管道42别连接到制冷组机3热端和冷端。该结构中，换热风柜2的冷风经一条送风风道21输送到SVG室1，流经SVG室1带走各功率器件产生的热量，再经过回风风道22回到换热风柜2中经换热后送出凉风，如此循环。换热风柜2、送风风道21、SVG室1、回风风道22构成一条密闭的风路循环系统，其驱动力由换热风柜2提供，其热量由换热风柜2交换至制冷组机3，供水单元4通过冷水管道42为向制冷组机3提供冷水，经制冷组机3循环加热后制取成55℃左右的热水，再经热水管道41回收至供水单元4。本发明采用了SVG室1的高效率散热结构，使得SVG虽然单个功率器件发热量较大但仍能保持功率器件与进风之间的温差较小，而且SVG室1与送风风道21直接连接，使得SVG室1进风温度低，从而使功率器件温度控制在容许范围内，对应风冷散热效率高。此外，该结构中的SVG室1、换热风柜2和制冷组机3形成一套闭式风冷系统，SVG其流过SVG室1的散热冷风与室外空气不接触，可有效防止室外空气中的灰尘、盐碱、柳絮等杂质进入SVG内部，能适应外部风沙、污秽等恶劣环境，从而保证SVG的可靠性；而且SVG室1冷却风由换热风柜2直接驱动，便于实现内部风机的冗余配置，在部分风机故障时仍能正常散热，进一步提高了冷却系统及SVG长期不间断运行的可靠性；能回收SVG冷却时的废热来制取有经济价值的卫生热水，从而弥补SVG及其冷却系统运行时的电能损失，提高了SVG及其冷却系统的运行经济性。
本实施例中，换热风柜2内装设有多台相互并联的风机构成的风机组23。该结构中，采用由多台并联EC风机构成的风机墙，每个风机可独立工作且输出功率连续可调，当部分风机故障时，通过增加其他风机的出力来维持风柜总输出风量不变。
本实施例中，制冷组机3包括制冷组机31、冷媒管道32和表冷器33，冷媒管道32与制冷组机31连接并伸入换热风柜2内，表冷器33装设在换热风柜2内的冷媒管道32上。该结构中，换热风柜2的热量由表冷器33换热后经制冷组机31加热热水管道41。
本实施例中，制冷组机31包括相互连接的压缩机311、冷凝器312和蒸发器313，蒸发器313与冷媒管道32上连接，冷凝器312与热水管道41和冷水管道42连接。该结构中，供水单元4向制冷组机31的冷凝器提312供冷水，经冷凝器312循环加热后制取成55℃左右的热水。
本实施例中，冷凝器312和蒸发器313之间还连接有释放阀314。该释放阀314用于释放和调节冷水管道42的冷水流量。
本实施例中，供水单元4包括热水箱43和冷水箱44，热水箱43和冷水箱44分别与热水管道41和冷水管道42连通。该冷水箱44连通外部自来水或井水储存，而热水箱43用于回收循环加热后制取成的热水，以便用户使用。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (6)
1.一种SVG冷却及余热利用系统，其特征在于：包括SVG室（1）、换热风柜（2）、制冷组机（3）和供水单元（4），所述换热风柜（2）上设有送风风道（21）和回风风道（22），所述SVG室（1）的进风口和出风口分别与送风风道（21）和回风风道（22）连通，所述制冷组机（3）的蒸发侧与换热风柜（2）连接，制冷组机（3）的冷凝侧与供水单元（4）相连，所述供水单元（4）上设有热水管道（41）和冷水管道（42），所述热水管道（41）和冷水管道（42）别连接到制冷组机（3）热端和冷端。
2.根据权利要求1所述的SVG冷却及余热利用系统，其特征在于：所述换热风柜（2）内装设有多台相互并联的风机构成的风机组（23）。
3.根据权利要求2所述的SVG冷却及余热利用系统，其特征在于：所述制冷组机（3）包括制冷主机（31）、冷媒管道（32）和表冷器（33），所述冷媒管道（32）与制冷主机（31）连接并伸入换热风柜（2）内，所述表冷器（33）装设在换热风柜（2）内的冷媒管道（32）上。
4.根据权利要求3所述的SVG冷却及余热利用系统，其特征在于：所述制冷主机（31）包括相互连接的压缩机（311）、冷凝器（312）和蒸发器（313），所述蒸发器（313）与冷媒管道（32）上连接，所述冷凝器（312）与热水管道（41）和冷水管道（42）连接。
5.根据权利要求4所述的SVG冷却及余热利用系统，其特征在于：所述冷凝器（312）和蒸发器（313）之间还连接有释放阀（314）。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的SVG冷却及余热利用系统，其特征在于：所述供水单元（4）包括热水箱（43）和冷水箱（44），所述热水箱（43）和冷水箱（44）分别与热水管道（41）和冷水管道（42）连通。
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