CN201332354Y - 静止变频器的水冷却装置 - Google Patents

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CN201332354Y CNU2008202085786U CN200820208578U CN201332354Y CN 201332354 Y CN201332354 Y CN 201332354Y CN U2008202085786 U CNU2008202085786 U CN U2008202085786U CN 200820208578 U CN200820208578 U CN 200820208578U CN 201332354 Y CN201332354 Y CN 201332354Y
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刘文博
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李守法
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Shanghai Keda Electromechanical Control Co., Ltd.
Shanghai Sloan Energy Technology Service Co., Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种静止变频器的水冷却装置，其特征在于，静止变频器的出水端依次经由压力表、温度计和流量计连接空气散热器的进水端，温度计和流量计之间的管路连接排空阀，空气散热器的出水端依次经由粗过滤器、循环水泵、流量调节阀、温度计、压力表和电阻率测控仪连接静止变频器的入水端，循环水泵和流量调节阀之间的管路依次经由止回阀、流量截止阀、压力罐、排气阀、离子交换器和流量计连接空气散热器和粗过滤器之间的管路，补充水依次经由止回阀和电磁阀连接流量截止阀和压力罐之间的管路。本实用新型的优点是不仅可以大大提高散热效率，满足正常运行的水流量和电阻率要求，而且可极大的减小整机的尺寸，减少对环境的污染。

Description

静止变频器的水冷却装置
技术领域
本实用新型涉及一种静止变频器的水冷却装置，属于水冷装置技术领域。
背景技术
静止变频器(SFC)变频起动是利用晶闸管变频器产生频率可变的交流电源对机组进行起动，是目前的首选起动方式。基本设为静止变频器起动为主，背靠背起动为辅。SFC装置的水冷系统，是针对电动机起动方式，主要应用在对我国大型抽水蓄能电站的发电电动机。
晶闸管等大功率电力电子器件在工作过程中将产生很大的热量，而冷却问题是关系到装置性能和可靠性的一个至关重要的问题。目前广泛采用的几种冷却系统各有其优缺点，其中优势最明显、应用前景最好的是封闭式循环水冷系统。
早期的水冷却系统多采用直流式，即冷却水流过被冷却物体后即被直接排放，造成了水资源的大量浪费，且会对水质造成污染。上个世纪中期开始，直流式逐渐被循环式水冷系统所取代。比如我国舟山第1台直流输电换流器采用的是敞开式循环水冷系统，即利用喷淋、鼓风等方式，把热量散发到空气中去。这种冷却方式的优点是，与直流式冷却系统相比，它能耗较低且水的消耗可降低30～50倍。但采用敞开式结构耗水易被污染，容易腐蚀设备。
密闭式冷却循环系统则完全解决了上述问题，由于循环水不与大气直接接触，其热交换是通过风-水或水-水换热系统完成的。这种方式系统换热的效率高，几乎不消耗循环水，可采用去离子、软化等方法对循环水进行处理，避免了设备腐蚀，并消除了系统对环境可能造成的影响。
水冷系统在大功率电力电子器件领域应用的过程中，会受到循环水的纯度、长期运行时系统的可靠性以及腐蚀等三个问题的影响，如过处理不好这三个问题，水冷系统在运行中将会影响设备的正常工作，甚至出现危险。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、容易装配与维护，用于静止变频器中的水冷却装置。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种静止变频器的水冷却装置，其特征在于，包括柜体和设在柜体外的空气散热器，静止变频器的出水端依次经由设在柜体中的第一压力表、第一温度计和第一流量计连接空气散热器的进水端，第一温度计和第一流量计之间的管路连接第一排空阀，空气散热器的出水端依次经由设在柜体中的粗过滤器、循环水泵、流量调节阀、第二温度计、第二压力表和电阻率测控仪连接静止变频器的入水端，循环水泵和流量调节阀之间的管路依次经由设在柜体中的第一止回阀、流量截止阀、压力罐、排气阀、离子交换器和第二流量计连接空气散热器和粗过滤器之间的管路，补充水依次经由设在柜体中的第二止回阀和电磁阀连接流量截止阀和压力罐之间的管路。
进一步地，所述的空气散热器包括机架，机架上设有轴流风机和铝散热管，铝散热管上设有第二排空阀。
所述的离子交换器的出口处设有精密过滤器。
本实用新型的优点是不仅可以大大提高散热效率，满足正常运行的水流量和电阻率要求，而且可极大的减小整机的尺寸，减少对环境的污染。
附图说明
图1是静止变频器的水冷却装置的原理图；
图2是空气散热器的原理图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例
如图1所示，为静止变频器的水冷却装置的原理图，由静止变频器中流出的冷却水经过第一压力表、第一温度计、第一流量计的监测，在进入水冷却装置柜体外的空气散热器之前需经过一个常闭的第一排空阀，当需要将水冷却装置中的水排出时打开；通过空气散热器冷却后的水，重新进入水冷却装置柜体，经过粗过滤器的过滤，利用循环水泵将水循环泵回水冷却装置，为了达到检测水质效果，在循环回水冷却装置之前需要先通过第二压力表、第二温度计、电阻率测控仪的监测；同时，经过循环水泵出来的循环水，通过三通管分出一个支路，在此支路上，循环水通过第一止回阀、根据电阻率测量仪的监测结果和第二流量计的显示来调节此支路上的流量截止阀，与经过第二止回阀、电磁阀进入的补充水合并，在压力罐的作用下进入带精密过滤器的离子交换器进行去离子作用，经过离子交换的纯水重新与从空气散热器冷却的水在循环水泵前合流，从而形成一个带支路的闭合水循环冷却系统。系统中的最高点处安装自动排气阀。
如图2所示，是是空气散热器的原理图，用以实现循环冷却水的散热。空气散热器安装在空气散热器机架1上，内部采用多层铝散热管3弯曲形成迷宫式水道，且在铝散热管3上加制铝制翅片来增大散热面积，空气散热器上面的风机罩安装3台轴流风机2，目的是用强迫风冷的方式对空气散热器内铝散热管3中的热水进行散热降温，达到循环水被冷却的目的，被冷却的循环水被送回水冷却装置，从而保证功率器件在额定温度下正常工作。空气散热器与水冷却装置采用法兰连接，大大提高了运行的可靠性。
本实用新型主要由调节、监测、增压排气、水处理及补水等五个部分构成。为了达到静止变频器中功率器件的冷却效果及电气要求，水冷却装置要将以上五部分有机的连接在一起，形成一个闭合循环的系统。
本实用新型主回路中循环水流量的大小取决于主回路中流量计的显示以及温度计和压力表的显示，而支路流量的大小是根据电阻率测控仪的显示结果，通过流量截止阀来调节进入离子交换器的水量大小。水冷控制系统操作采用手动模式，通过调节流量截止阀实现流量的调节。主循环泵、补水回路等能通过控制面板进行手动操作。
本实用新型具有以下一些重要的特征：
1.整体与管路：静止变频器的水冷却装置，采用独立柜体安装，与整个系统的其他分开，系统内的管路均为不锈钢管，管道间的连接及管道与元件间的连接基本上采用氩弧焊或法兰连接，尽可能的避免管路系统中出现螺纹连接，不但可以有效防止螺纹连接可能带来的密封性不好的问题，而且使整个系统安装方便，结构简单、紧凑、美观。整个系统采用标准的管路连接件做为与静止变频器的水冷却装置的连接方式，管路的走向设计保证冷却水循环流动过程中的水阻尽可能小。
2.监测与调节：为适应大功率电力电子设备在高电压条件下的使用要求，需对整个系统的循环冷却水进行监测。防止在高电压环境下产生漏电流，冷却介质必须具备极高的电阻率。因此在水冷管主回路通向静止变频器前安装了电阻率测控仪，用以监控系统冷却介质水质，为去离子支路的流量调节提供依据，保证了功率器件及其散热器的正常运行。同时，在进出静止变频器的水冷管道上均安装了温度计、压力表，在主回路和支路中分别安装了流量计，用以对循环水量、水压、水质等进行监测，以保证系统运行满足应用条件。
3.水处理与补水：通过监测元件对水质和水量的检测，根据其显示结果，对主回路的水量、水压进行调节，同时，根据水质的电阻率来调节循环进入离子交换器的支路水量，来满足水质的去离子处理，从而使冷却水达到电阻率的要求；此离子交换器罐体采用316不锈钢，选用进口非再生树脂作为原料，填充在离子交换器内，同时，在离子交换器内的底部出口处，设计安装有精密过滤器，既保证罐内水流量，又可以用以拦截可能破碎流出的树脂颗粒，保证设备的正常运行。精密过滤器虽然安装于离子交换器，但可方便更换滤网。
通过对支路中电磁阀的调节，也可以对主水路中由于冷却水的电离等原因引起的水量缺失进行过滤补充，保证冷却水的质量。空气散热器，用以实现循环冷却水的散热。空气散热器安装在空气散热器机架上，内部采用多层铝散热管3弯曲形成迷宫式水道，且在铝散热管3上加制铝制翅片来增大散热面积，空气散热器上面的风机罩安装3台轴流风机2，目的是用强迫风冷的方式对空气散热器内铝散热管中的热水进行散热降温，达到循环水被冷却的目的，被冷却的循环水被送回水冷却装置，从而保证功率器件在额定温度下正常工作。空气散热器与水冷系统装置采用法兰连接，大大提高了运行的可靠性。
4.增压与排气：循环水泵为整个水冷却系统提供密闭循环流体所需动力，为离心磁力泵。泵体采用机械密封，接液材质为316不锈钢。在支路中设压力罐，以保持管路的压力恒定和冷却介质的充满。压力罐可缓冲循环冷却水因温度变换而产生的容积变化，其最大容积相应的压力不应超出系统运行的压力限值。系统中的最高点处安装自动排气阀，用以排出首次加水前及运行时管路内产生的空气，保证循环水泵的正常工作，增强系统的冷却效果。

Claims (3)

1.一种静止变频器的水冷却装置，其特征在于，包括柜体和设在柜体外的空气散热器，静止变频器的出水端依次经由设在柜体中的第一压力表、第一温度计和第一流量计连接空气散热器的进水端，第一温度计和第一流量计之间的管路连接第一排空阀，空气散热器的出水端依次经由设在柜体中的粗过滤器、循环水泵、流量调节阀、第二温度计、第二压力表和电阻率测控仪连接静止变频器的入水端，循环水泵和流量调节阀之间的管路依次经由设在柜体中的第一止回阀、流量截止阀、压力罐、排气阀、离子交换器和第二流量计连接空气散热器和粗过滤器之间的管路，补充水依次经由设在柜体中的第二止回阀和电磁阀连接流量截止阀和压力罐之间的管路。
2.如权利要求1所述的一种静止变频器的水冷却系统装置，其特征在于，所述的空气散热器包括机架(1)，机架(1)上设有轴流风机(2)和铝散热管(3)，铝散热管(3)上设有第二排空阀。
3.如权利要求1所述的一种静止变频器的水冷却系统装置，其特征在于，所述的离子交换器的出口处设有精密过滤器。
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