CN108495529A - 一种换流阀冷却水路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种换流阀冷却水路，包括换流阀模块冷却水路，其进水主管(11)通过水流支路和冷却元件(13)与出水主管(12)连接，第一均压电极(14)为三通式导体连接件，与进水主管(11)的一端连接作为进水口；第二均压电极(15)为堵头式导体连接件，与进水主管(11)的另一端连接使进水主管(11)的另一端形成盲端；第三均压电极(16)为堵头式导体连接件，与出水主管(12)的一端连接使出水主管(12)的一端形成盲端；第四均压电极(17)为三通式导体连接件，与出水主管(12)的另一端连接作为出水口。通过本发明提供的换流阀冷却水路，解决了现有的换流阀冷却水路采用针状铂电极容易结垢腐蚀，且安装时需要在水管或元件表面打孔的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子制造技术领域，具体涉及一种换流阀冷却水路。
背景技术
目前高压直流技术的快速发展，对我国能源的优化配置起到了重要作用，而高压直流电力设备均采用大功率电力电子器件变流技术。电力设备变流电力电子器件、冷却元件及冷却管路是高压直流电力设备的重要组成部分，一定流速的冷却介质经过电力设备冷却系统的压力提升，通过电力设备冷却管路进入冷却元件中，带走变流电力电子器件工作产生并传递给冷却元件的热量，随后进入室外换热设备，通过室外换热设备将热量排放到空气中，冷却后的介质再通过电力设备冷却系统提升压力进入电力设备冷却元件，形成密闭式循环，以确保电力设备变流电力电子器件的温度处于正常范围。
现有的换流阀阀组模块，冷却水主管道包括进水主管道和出水主管道，在进出水主管道上设有用于固定冷却水主管道中电位的电极，电极包括延伸入相应管道中的铂金插针，换流阀模块冷却水路中的金属元件会产生电解电流，通过电极使在同一位置的进出水管具有相同的电位，保证它们之间电压均衡，没有漏电流，并使电解电流从金属元件转移到惰性金属电极上，避免了金属元件的电腐蚀；或者使用的电极体一般多为仅具有单只或多只直柱形电极针插装在电极底座上，存在电极表面积过小导致电场强度集中分布恶劣容易出现结垢问题，导致冷却液流动受阻，冷却效果下降，造成阻尼电阻、电抗器等元件因散热不良而影响其正常工作，严重时可导致其损毁，造成直流系统被迫停运等严重状况，以上两种情况都需要采用针状铂电极固定点位，安装电极还需要在水管或元件表面打孔，增加了冷却水泄漏风险，而电力设备冷却元件腐蚀和漏水会造成设备绝缘等级降低甚至发生火灾事故。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种换流阀冷却水路，以解决现有的换流阀冷却水路中的换流阀模块冷却水路采用针状铂电极容易结垢腐蚀，且安装时需要在水管或元件表面打孔的问题。
为此，本发明实施例提供了如下技术方案：
本发明实施例提供了一种换流阀冷却水路，包括换流阀模块冷却水路，所述换流阀模块冷却水路包括进水主管、出水主管、冷却元件，其中所述进水主管通过水流支路和所述冷却元件与所述出水主管连接，所述换流阀模块冷却水路还包括：第一均压电极，为三通式导体连接件，与所述进水主管的一端连接，作为进水口；第二均压电极，为堵头式导体连接件，与所述进水主管的另一端连接，使所述进水主管的另一端形成盲端；第三均压电极，为堵头式导体连接件，与所述出水主管的一端连接，使所述出水主管的一端形成盲端；第四均压电极，为三通式导体连接件，与所述出水主管的另一端连接，作为出水口；其中，所述第一均压电极与所述第三均压电极等电位连接，所述第二均压电极与所述第四均压电极等电位连接。
可选地，所述冷却元件包括：散热器，散热器，多组所述散热器并联连接，每组所述散热器包括至少两个串联连接的散热器，每组散热器与变流电力电子器件串联，所述每组散热器通过第一支路水管与所述进水主管连接，所述每组散热器通过第二支路水管与所述出水主管连接。
可选地，所述冷却元件还包括电抗器，安装在所述进水主管与所述出水主管之间，与多个所述散热器并联，用于保护所述变流电力电子器件。
可选地，多个所述第一支路水管均匀地排列连接所述进水主管，多个所述第二支路水管均匀地排列连接所述出水主管。
可选地，所述第一支路水管的接头位于所述散热器的下方，所述第二支路水管的接头位于所述散热器的上方。
可选地，所述换流阀冷却水路的顶部主水管为绝缘水管。
可选地，所述换流阀冷却水路有多层所述换流阀模块冷却水路，每层所述换流阀模块冷却水路间通过层间绝缘水管连接。
可选地，所述换流阀冷却水路还包括旁通水管，安装在换流阀底部，与所述层间绝缘水管连接，用于实现底层冷却水的稳定流动。
可选地，所述旁通水管内设置有缠绕的钢丝。
本发明具有如下优点：
本发明提供了一种换流阀冷却水路，包括换流阀模块冷却水路，该换流阀模块冷却水路的进水主管通过水流支路和冷却元件与出水主管连接，第一均压电极为三通式导体连接件，与进水主管的一端连接，作为进水口；第二均压电极为堵头式导体连接件，与进水主管的另一端连接，使进水主管的另一端形成盲端；第三均压电极为堵头式导体连接件，与出水主管的一端连接，使出水主管的一端形成盲端；第四均压电极为三通式导体连接件，与出水主管的另一端连接，作为出水口；其中第一均压电极与第三均压电极等电位连接，第二均压电极与第四均压电极等电位连接。均压电极安装在水管的进水口和盲端处，既能够实现进出水管之间的电压均衡，也能够作为进水口和堵头，避免了安装针状铂电极容易结垢腐蚀还需专门打孔的问题，通过本发明实施例的换流阀冷却水路，解决了现有的换流阀冷却水路中的换流阀模块冷却水路采用针状铂电极容易结垢腐蚀，且安装时需要在水管或元件表面打孔的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的换流阀模块冷却水路的结构框图；
图2是根据本发明实施例的第一均压电极和第三均压电极的示意图；
图3是根据本发明优选实施例的换流阀模块冷却水路的示意图；
图4是根据本发明实施例的散热器的示意图；
图5是根据本发明实施例的换流阀的水冷原理图；
图6是根据本发明实施例的换流阀冷却水路的示意图；
其中，11-进水主管，12-出水主管，13-冷却元件，14-第一均压电极，15-第二均压电极，16-第三均压电极，17-第四均压电极，131-散热器，132-电抗器，51-换流阀模块冷却水路，52-旁通水管，61-绝缘水管，62-层间绝缘水管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
在本实施例中提供了一种换流阀模块冷却水路，图1是根据本发明实施例的换流阀模块冷却水路的结构框图，如图1所示，该换流阀模块冷却水路51包括进水主管11、出水主管12、冷却元件13，其中进水主管11通过水流支路和冷却元件13与出水主管12连接，第一均压电极14为三通式导体连接件，与进水主管11的一端连接，作为进水口；第二均压电极15为堵头式导体连接件，与进水主管11的另一端连接，使进水主管11的另一端形成盲端；第三均压电极16为堵头式导体连接件，与出水主管12的一端连接，使出水主管12的一端形成盲端；第四均压电极17为三通式导体连接件，与出水主管12的另一端连接，作为出水口；其中第一均压电极14与第三均压电极16等电位连接，第二均压电极15与第四均压电极17等电位连接。具体地，进水主管11和出水主管12为PVDF型同程式进出水主管，第一均压电极14和第三均压电极16为三通式设计，等电位连接，其结构如图2所示，由无缝钢管与法兰盘焊接形成，既可以作为进水口和出水口，也可以作为电极，用于使电力设备冷却管路金属元件的耐电腐蚀能力增强，实现电力设备冷却元件长时间的电位均衡钳制。第二均压电极15和第四均压电极17为堵头式安装在进出主水管的盲端，同时等电位连接，实现将水管堵头与电极一体化，避免了现有的电极安装需要专门焊接或螺纹连接堵头的问题，同时避免安装针状铂电极容易结垢腐蚀还需要专门打孔，容易漏水的问题，使金属元件耐腐蚀性能、密封性及检修工作量都大幅优化。
图3是根据本发明优选实施例的换流阀模块冷却水路的示意图，如图3所示，在一个可选实施例中，冷却元件13包括散热器131，多组散热器131并联连接，每组散热器131包括两个串联连接的散热器，每组散热器131通过第一支路水管与进水主管11连接，通过第二支路水管与出水主管12连接，冷却水流过散热器131,带走电力设备，变流电力电子器件工作产生的热量，如晶闸管、IGBT、IGCT/IEGT等，使设备温度降低，具体的散热器131的示意图如图4所示，包括贴片式电阻131A和晶闸管散热器131B；冷却元件13还包括安装在进水主管11与出水主管12之间的电抗器132，该电抗器132与多个散热器131并联，用于保护变流电力电子器件，该电抗器132为饱和电抗器。
在一个具体实施方式中，上述多个第一支路水管均匀地排列连接进水主管11，上述多个第二支路水管均匀地排列连接出水主管12，这种设计的目的是将流入进水主管11的冷却水均衡地分配到每一组散热器131中，避免了现有的换流阀模块冷却水路51采用冷却元件单一串联或者单一并联，散热不均衡的问题。
在一个具体实施方式中，上述第一支路水管的接头位于散热器131的下方，第二支路水管的接头位于散热器131的上方，即冷却水从散热器131下方进水，而从散热器131的上方出水，该种设计既可以避免现有的底部出水型的散热器131漏水时导致阀塔底部受潮故障，如漏水会导致下层阀塔短路着火，还可以避免散热器131的出水口和进水口均设计在底部无法排气导致的顶部集气传热不良的问题，同时扩大了运维人员检修操作空间，加快检修进度。
实施例2
本发明实施例提供了一种换流阀冷却水路，该换流阀冷却水路包括上述实施例中的换流阀模块冷却水路，图5是根据本发明实施例的换流阀的水冷原理图，如图5所示，在本实施方式中，换流阀为双列布置，该换流阀冷却水路包括多层换流阀模块冷却水路51，底层为旁通水管52，图6是根据本发明实施例的换流阀冷却水路的示意图，如图6所示，该换流阀冷却水路的顶部主水管为绝缘水管61，其形状为S型，也可以为C型，其他本领域技术人员可联想到的绝缘水管的形状都在本发明实施例的保护范围之内，具体为单列或双列布置的PVDF水管，该换流阀冷却水路包括多层换流阀模块冷却水路，例如为2-10层换流阀模块冷却水路51，每层换流阀模块冷却水路51间通过层间两个半圆形水管组成的绝缘水管62连接，该层间绝缘水管62也为PVDF水管，其形状为S型，也可以为C型，其他本领域技术人员可联想到的绝缘水管的形状都在本发明实施例的保护范围之内。其中，该层间绝缘水管62的两半圆之间的夹角为15°～180°，优选地，角度在40°～60°之间更为适用。该换流阀冷却水路还包括安装在换流阀的阀塔底部的旁通水管52，该旁通水管52与层间绝缘水管62连接，用于实现底层冷却水的稳定流动，该旁通水管52内设置有缠绕的钢丝，防止杂质沉积引起放电击穿水管。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种换流阀冷却水路，包括换流阀模块冷却水路(51)，所述换流阀模块冷却水路(51)包括进水主管(11)、出水主管(12)、冷却元件(13)，其中所述进水主管(11)通过水流支路和所述冷却元件(13)与所述出水主管(12)连接，其特征在于，所述换流阀模块冷却水路(51)还包括：
第一均压电极(14)，为三通式导体连接件，与所述进水主管(11)的一端连接，作为进水口；
第二均压电极(15)，为堵头式导体连接件，与所述进水主管(11)的另一端连接，使所述进水主管(11)的另一端形成盲端；
第三均压电极(16)，为堵头式导体连接件，与所述出水主管(12)的一端连接，使所述出水主管(12)的一端形成盲端；
第四均压电极(17)，为三通式导体连接件，与所述出水主管(12)的另一端连接，作为出水口；
其中，所述第一均压电极(14)与所述第三均压电极(16)等电位连接，所述第二均压电极(15)与所述第四均压电极(17)等电位连接。
2.根据权利要求1所述的换流阀冷却水路，其特征在于，所述冷却元件(13)包括：
散热器(131)，多组所述散热器(131)并联连接，每组所述散热器(131)包括至少两个串联连接的散热器，每组散热器(131)与变流电力电子器件串联，所述每组散热器(131)通过第一支路水管与所述进水主管(11)连接，所述每组散热器(131)通过第二支路水管与所述出水主管(12)连接。
3.根据权利要求2所述的换流阀冷却水路，其特征在于，所述冷却元件(13)还包括：
电抗器(132)，安装在所述进水主管(11)与所述出水主管(12)之间，与多个所述散热器(131)并联，用于保护所述变流电力电子器件。
4.根据权利要求2所述的换流阀冷却水路，其特征在于，多个所述第一支路水管均匀地排列连接所述进水主管(11)，多个所述第二支路水管均匀地排列连接所述出水主管(12)。
5.根据权利要求2所述的换流阀冷却水路，其特征在于，所述第一支路水管的接头位于所述散热器(131)的下方，所述第二支路水管的接头位于所述散热器(131)的上方。
6.根据权利要求1所述的换流阀冷却水路，其特征在于，所述换流阀冷却水路的顶部主水管为绝缘水管(61)。
7.根据权利要求6所述的换流阀冷却水路，其特征在于，有多层所述换流阀模块冷却水路(51)，每层所述换流阀模块冷却水路(51)间通过层间绝缘水管(62)连接。
8.根据权利要求7所述的换流阀冷却水路，其特征在于，还包括：
旁通水管(52)，安装在换流阀底部，与所述层间绝缘水管(62)连接，用于实现底层冷却水的稳定流动。
9.根据权利要求8所述的换流阀冷却水路，其特征在于，所述旁通水管(52)内设置有缠绕的钢丝。
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