CN111585287A - 一种基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，热管散热装置由冷凝器、上循环管路和下循环管路构成，冷凝器中设置有冷媒管路和水管路，功率单元上均设置有散热模块，散热模块中设置有散热管道；下循环管路与冷凝器相通，散热模块与下循环管路相连通；上循环管与冷凝器相通，散热模块与上循环管相连通，由冷凝器端至远处的功率单元端上循环管路的高度依次降低。本发明的散热系统，通过热管原理进行散热，将功率单元等器件密封在壳体内部，避免了内部器件与环境的接触，提高了环境适应性的同时提高了设备的可靠性；使用普通水对冷凝器进行散热，将水冷系统大大简化，由于没有水泵等器件，噪音大大降低，可靠性得到进一步提高。

Description

一种基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统
技术领域
本发明涉及一种高压动态无功补偿装置的散热系统，更具体的说，尤其涉及一种基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统。
背景技术
目前高压动态无功补偿装置的散热方式主要有：风冷散热和水冷散热。风冷散热主要有两种散热器，普通风冷散热器和热管散热器。风冷散热的散热能力有限，只适用于一些功率较小的产品，对于功率较大高压动态无功补偿装置不能满足散热需求。风冷散热受环境影响较大，盐雾、湿度较大的现场不能适应。水冷散热能满足于大功率高压动态无功补偿装置的散热需求，但水冷散热的可靠性较低，容易漏水，高压动态无功补偿装置电压等级较高，一旦出现漏水，将引起重大事故，另外，水冷散热受环境条件的限制较大，容易产生凝露，且现场安装调试的时间较长，需要注水、降电导率等。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统。
本发明的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，高压动态无功补偿装置由三相无功补偿装置构成，每相无功补偿装置由多个功率单元组成；每相无功补偿装置上均设置有热管散热装置；其特征在于：所述热管散热装置由冷凝器、上循环管路、下循环管路以及散热模块构成，冷凝器中设置有分别流通冷媒和水的冷媒管路和水管路，冷凝器一侧的上、下端分别设置有与冷媒管路两端相通的上冷媒口和下冷媒口，另一侧的上、下端分别设置有与水管路两端相通的出水口、进水口；同相中的功率单元位于同一高度，每个功率单元上均设置有对其散热降温的散热模块，散热模块中设置有散热管道，散热模块一侧的上端和下端分别设置有与散热管道两端相通的上接口和下接口；
所述下循环管路水平设置，下循环管路的一端与冷凝器上的下冷媒口相连通，同相中每个散热模块上的下接口均与下循环管路相连通；所述上循环管的一端与冷凝器上的上冷媒口相连通，同相中每个散热模块上的上接口均通过软连接与上循环管相连通，由冷凝器端至远处的功率单元端上循环管路的高度依次降低；上循环管路、下循环管路和冷媒管路连通且成密封状态并充有冷媒。
本发明的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，所述冷凝器上设置有与冷媒管路相通的充冷媒管，充冷媒管上设置有阀门。
本发明的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，所述冷凝器上的进水口、出水口分别与循环冷却水的进水管、出水管相连通；所述上循环管路与冷凝器的上冷媒口连接处设置有上接口阀门，下循环管路与下冷媒口连接处设置有下接口阀门；所述散热模块的上接口和下接口上分别设置有第一阀门和第二阀门。
本发明的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，所述高压动态无功补偿装置设置于装置壳体中，装置壳体的内部空腔中设置有3个均成水平状态的绝缘支架，每个绝缘支架上设置一相无功补偿装置，每相无功补偿装置由多个功率单元组成。
本发明的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，所述上循环管路、下循环管路和冷媒均具有良好的绝缘性能。
本发明的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，所述冷媒充满下循环管路。
本发明的有益效果是：本发明的高压动态无功补偿装置的散热系统，通过给每相无功补偿装置设置由冷凝器、上循环管路和下循环管路组成的热管散热装置，每个功率单元上散热模块的冷媒管路均与上、下循环管路相连通，这样，在高压动态无功补偿装置工作时，每个功率单元工作产生的热量会传导至散热模块，冷媒在散热模块中吸收热量后蒸发，经上循环管路流向冷凝器，冷媒在冷凝器中与循环水热交换后，热量经循环水带走，伴随着冷媒的循环流动，来实现对散热模块和功率单元的降温；与现有的风冷和水冷相比，解决了风冷散热能力有限、只适用于一些功率较小产品的问题，解决了水冷容易漏水、易产生凝露、易引起重大事故的技术问题，通过热管原理进行散热，将功率单元等器件密封在壳体内部，避免了内部器件与环境的接触，提高了环境适应性的同时提高了设备的可靠性；使用普通水对冷凝器进行散热，将水冷系统大大简化，由于没有水泵等器件，噪音大大降低，可靠性得到进一步提高。
附图说明
图1为本发明的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统的结构示意图；
图2为本发明中散热模块的结构示意图；
图3为本发明中冷凝器的结构示意图。
图中：1功率单元，2上循环管路，3下循环管路，4冷凝器，5装置壳体，6绝缘支架，7软连接，8上接口阀门，9下接口阀门，10出水阀门，11进水阀门，12第一阀门，13第二阀门，14散热模块，15冷媒管路，16水管路，17散热管道，18上接口，19下接口，20充冷媒管。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，给出了本发明的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统的结构示意图，高压动态无功补偿装置由三相无功补偿装置构成，每相无功补偿装置由多个功率单元1组成；每相无功补偿装置上均设置有热管散热装置。高压无功补偿装置设置于装置壳体5的内部空腔中，装置壳体5的内部空腔中设置有3个绝缘支架6，三相无功补偿装置中的功率单元1分别设置于3个绝缘支架6上。如6kV高压动态无功补偿装置，其每相无功补偿装置中的功率单元1的数量为8个。
每个热管散热装置均由冷凝器4、上循环管路2和下循环管路3组成，如图3所示，给出了本发明中冷凝器的结构示意图，所示的冷凝器4中设置有冷媒管路15和水管路16，冷凝器4一侧的上端和下端分别设置有与冷媒管路15两端相通的上冷媒口和下冷媒口，另一侧的上端和下端分别设置有与水管路16的两端相通的出水口、进水口。每个功率单元1上均设置有散热模块14，如图2所示，给出了本发明中散热模块的结构示意图，散热模块14中设置有散热管道17，散热模块14一侧的上端和下端分别设置有与散热管道17的两端相连通的上接口18和下接口19。
所示的下循环管路3水平设置，下循环管路3的左端与冷凝器4上的下冷媒口相连通，同相功率单元1上所有散热模块14的下接口19均与下循环管路3相连通。所示的上循环管路2的左端与冷凝器4上的上冷媒口相连通，同相功率单元1上所有散热模块14的上接口18均通过软连接7与上循环管路2相连通，上循环管路2倾斜设置，上循环管路2由靠近冷凝器4的一端至另一端高度逐渐降低，散热模块14采用软连接7与上循环管路2相连通，有利于将上循环管2调整为倾斜状态。由于上循环管2采用与水平方向成一定夹角的倾斜设置，有利于上保证循环管路2中的冷媒在液态下能快速流回散热模块14中。上循环管路2、下循环管路3和冷媒管路15成密封状态且充有冷媒，以实现对功率单元1的散热降温作用，上循环管路2、下循环管路3和冷媒管路15均具有良好的绝缘性能。
所示冷凝器4上设置有冷媒管路15，经冷媒管路15向上循环管路2、下循环管路3和冷媒管路15中注入冷媒，冷媒管路15上设置有阀门。所以3个冷凝器4的进水口经进水阀门11与水冷系统的供水管相连接，冷凝器4的出水口经出水阀门10与水冷系统的回水管相连接，通过水冷系统的循环水在水管路16的流动，可将冷媒管路15中的热量带走，使冷媒液化。这样，整个装置壳体5的冷却是通过不会产生漏水的冷媒进行散热，解决了采用水冷所带来的易漏水、易产生凝露、易引起重大事故的问题。
所示的上循环管路2和下循环管路3与冷媒管路15的连接处分别设置有上接口阀门8和下接口阀门9，通过将上接口阀门8和下接口阀门9关断，可对相应功率单元1上的散热模块14进行检修或更换。所示散热模块14的上接口18和下接口19上分别设置有第一阀门12和第二阀门13，通过将第一阀门12和第二阀门13关断，可对相应的散热模块14进行检修或更换。
本发明的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统工作原理为：功率单元1的工作会使得散热模块14的温度升高，冷媒在散热模块14内吸收热量后蒸发，经上循环管路2流向冷凝器4，少部分在上循环管路2内液化并通过上循环管路2流回散热模块14，大部分经上循环管路2到达冷凝器4；冷凝器通过普通水对其进行散热，热量被循环水带走，进而将散热管道内的冷媒液化，液化后的冷媒通过下循环管路3流回散热模块14，如此周而复始完成热量交换，实现对功率单元1的散热。

Claims (6)

1.一种基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，高压动态无功补偿装置由三相无功补偿装置构成，每相无功补偿装置由多个功率单元（1）组成；每相无功补偿装置上均设置有热管散热装置；其特征在于：所述热管散热装置由冷凝器（4）、上循环管路（2）、下循环管路（3）以及散热模块（14）构成，冷凝器中设置有分别流通冷媒和水的冷媒管路（15）和水管路（16），冷凝器一侧的上、下端分别设置有与冷媒管路两端相通的上冷媒口和下冷媒口，另一侧的上、下端分别设置有与水管路两端相通的出水口、进水口；同相中的功率单元位于同一高度，每个功率单元上均设置有对其散热降温的散热模块（14），散热模块中设置有散热管道（17），散热模块一侧的上端和下端分别设置有与散热管道两端相通的上接口（18）和下接口（19）；
所述下循环管路（3）水平设置，下循环管路的一端与冷凝器上的下冷媒口相连通，同相中每个散热模块（14）上的下接口（19）均与下循环管路相连通；所述上循环管（2）的一端与冷凝器上的上冷媒口相连通，同相中每个散热模块上的上接口（18）均通过软连接（7）与上循环管相连通，由冷凝器端至远处的功率单元端上循环管路（2）的高度依次降低；上循环管路、下循环管路和冷媒管路（15）连通且成密封状态并充有冷媒。
2.根据权利要求1所述的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，其特征在于：所述冷凝器（4）上设置有与冷媒管路（15）相通的充冷媒管（20），充冷媒管上设置有阀门。
3.根据权利要求1或2所述的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，其特征在于：所述冷凝器（4）上的进水口、出水口分别与循环冷却水的进水管、出水管相连通；所述上循环管路（2）与冷凝器（4）的上冷媒口连接处设置有上接口阀门（8），下循环管路（3）与下冷媒口连接处设置有下接口阀门（9）；所述散热模块（14）的上接口（18）和下接口（19）上分别设置有第一阀门（12）和第二阀门（13）。
4.根据权利要求1或2所述的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，其特征在于：所述高压动态无功补偿装置设置于装置壳体（5）中，装置壳体的内部空腔中设置有3个均成水平状态的绝缘支架（6），每个绝缘支架上设置一相无功补偿装置，每相无功补偿装置由多个功率单元（1）组成。
5.根据权利要求1或2所述的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，其特征在于：所述上循环管路（2）、下循环管路（3）和冷媒均具有良好的绝缘性能。
6.根据权利要求1或2所述的基于热管的高压动态无功补偿装置的散热系统，其特征在于：所述冷媒充满下循环管路（3）。
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