CN204068670U - 风力发电机组功率器件的水冷系统 - Google Patents

风力发电机组功率器件的水冷系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型的风力发电机组功率器件的水冷系统,包括主泵、加热装置和散热装置,所述主泵、加热装置、散热装置和风力发电机组中变流器串联成回路,所述主泵和加热装置被布置在一个柜体内,并且所述水冷系统还包括设置在所述柜体外位于所述变流器和散热装置之间的分流阀,所述分流阀的进口与所述变流器相连,其第一出口和第二出口分别通过水管与所述主泵和散热装置相连。本实用新型通过分流阀的使用简化了水冷系统拓扑结构及连接方式,降低了水冷系统拓扑结构的复杂度,使水冷系统管路布置简单化,降低了系统的整体水阻,提高了水冷系统的效率和可靠性,使安装及保养维护简单方便,使用及维护成本大大降低。

Description

风力发电机组功率器件的水冷系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及风力发电技术领域,尤其涉及风力发电机组功率器件的水冷系统。
背景技术
[0002] 随着风力发电机单级功率的不断增大,风力发电机组大功率器件或者设备,例如变流器,在运行过程中会产生大量的热能,这些主要部件的工作效率受其所处的内部环境(尤其是温度)影响很大,当变流器过热时会造成变流器工作效率低甚至发生故障,但当变流器处于温度极低的环境下,也会造成变流器无法工作,因此在风力发电机组中需要一套水冷系统使变流器的温度维持在一定的额定温度。
[0003] 但发明人发现,因风力发电机组内部空间有限,而现有的水冷系统中既要解决散热问题又要解决温度过低问题,因此造成水冷系统管路布置复杂,连接方式繁琐,造成现有水冷系统效率低,可靠性不高,生产及使用成本很高等问题。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的实施例提供了一种风力发电机组功率器件的水冷系统,通过在水冷柜外分流阀的使用简化了水冷系统拓扑结构及连接方式,降低了水冷系统的复杂度,降低了系统的整体水阻,提高了水冷系统的效率。
[0005] 本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0006] 一种风力发电机组功率器件的水冷系统,包括主泵、加热装置和散热装置,所述主泵、加热装置、散热装置和风力发电机组的变流器串联成回路,所述主泵和加热装置被布置在一个柜体内,并且所述水冷系统还包括设置在所述柜体外位于所述变流器和散热装置之间的分流阀,所述分流阀的进口与所述变流器相连,其第一出口和第二出口分别通过水管与所述主泵和散热装置相连。
[0007] 优选地,所述水冷系统还包括:设置在主泵和散热装置之间的合流阀,所述合流阀的出口与所述主泵相连,其两个入口分别通过水管与所述散热装置和所述分流阀的第一出口相连。
[0008] 优选地,所述水冷系统还包括设置在所述回路上主泵两侧的至少一个压力传感器和至少一个温度传感器。
[0009] 优选地,所述合流阀与其所在主泵侧的压力传感器和温度传感器集成为一体。
[0010] 优选地,所述水冷系统还包括设置在所述柜体内的膨胀罐,所述膨胀罐的出口通过水管连接到所述回路上的所述合流阀和所述主泵之间。
[0011] 优选地,所述主泵、加热装置、变流器和散热装置、分流阀和合流阀通过法兰与其他元器件连接。
[0012] 优选地,所述水冷系统还包括设置在所述柜体内的加水球阀,所述加水球阀串联在所述回路中。
[0013] 优选地,所述合流阀为全不锈钢T型电控三通阀。
[0014] 优选地,所述水冷系统还包括排气阀,所述排气阀串联在所述回路上。
[0015] 优选地,连接所述膨胀罐的出口与所述回路之间的水管上还设置有排气阀及压力表。
[0016] 本实用新型通过分流阀和法兰的使用简化了水冷系统拓扑结构及连接方式,降低了水冷系统拓扑结构的复杂度,使水冷系统管路布置简单化,降低了系统的整体水阻,提高了水冷系统的效率和可靠性,使安装及保养维护简单方便,使用及维护成本大大降低。
附图说明
[0017] 图1为本实用新型实施例的风力发电机组功率器件的水冷系统原理拓扑图。
[0018] 附图说明:
[0019] 1-主泵;2_加热装置;3_变流器;4_散热装置;5_分流阀;6_ 二通阀集成块;51-第一出口 ;52_第二出口 ;61_合流阀;62_温度传感器;63-压力传感器;7-加水球阀;8-法兰;9_压力表;10_膨胀罐;11_排气阀;101_水冷柜。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本实用新型实施例的风力发电机组功率器件的水冷系统进行详细描述。
[0021] 实施例一
[0022] 图1为本实用新型实施例的风力发电机组功率器件的水冷系统原理拓扑图。如图1所示,本实用新型实施例的水冷系统,包括主泵1、加热装置2和散热装置4,其中,主泵1、加热装置2、散热装置4和风力发电机组的变流器3串联成回路,主泵I和加热装置2被布置在一个柜体(即水冷柜101)内,并且水冷系统还包括设置在水冷柜101外位于变流器I和散热装置4之间的分流阀5,分流阀5的进口与变流器3相连,其第一出口 51和第二出口52分别通过水管与主泵I和散热装置4相连。
[0023] 根据本实用新型的优选实施例,如图1所示,风力发电机组功率器件的水冷系统还包括设置在主泵I和散热装置4之间的合流阀61,合流阀61的出口与主泵I相连,其两个入口分别通过水管与散热装置4和分流阀5的第一出口 51相连。
[0024] 本实用新型的风力发电机组功率器件的水冷系统,通过分流阀5的巧妙使用,简化了水冷柜101的内部结构,使分流阀5的第一出口 51通过合流阀61的一个入口与主泵I相连,分流阀5的第二出口 52连接散热装置4,散热装置4在通过连接合流阀61的另一个入口从而并入主泵I。这样,通过简单的管路连接就在水冷系统中实现了两套不同循环回路,分别用于实现变流器的散热及加热,使水冷系统的管路布置简单化,降低了系统的整体水阻,提高了水冷系统的效率和可靠性,使安装及保养维护简单方便,使用及维护成本大大降低。
[0025] 优选地,如图1所示,水冷系统还包括设置在回路上主泵I两侧的至少一个压力传感器63和至少一个温度传感器62。通过压力传感器63和温度传感器62可以实时检测水冷系统中水管内部的循环介质的压力和温度。一方面通过检测压力及温度可取得水冷系统智能控制的判断依据,另一方面还可以根据检测到的压力及温度来判断水冷系统是否工作正常,作为水冷系统故障判断的依据,以此方便工作人员对水冷系统的维护。
[0026] 其中,如图1所示,在本实施例中使用了两个压力传感器和两个温度传感,一个压力传感器和一个温度传感器放置在水冷柜101中主泵I的左侧,另一个压力传感器和另一个温度传感器是放置在合流阀61的右侧,但是,本实用新型不限于此,本领域的技术人员可以根据风力发电机组功率器件水冷系统的具体实施结构进行相应的安装位置的选择和安装数量的选择。
[0027] 优选地,如图1所示,合流阀61与其所在主泵I侧的压力传感器63和温度传感器62集成为一体,即为三通阀集成块6。通过压力传感器与温度传感器与合流阀集成为一体可以在实现水冷系统两套循环回路的切换的同时完成对水冷系统循环介质温度及压力的检测,水冷系统根据压力和温度的检测信息对系统的运行情况进行实时的监控,功能器件和检测器件的集成,节省了安装空间。
[0028] 优选地,如图1所示,水冷系统还包括设置在水冷柜101内的膨胀罐10,膨胀罐10的出口通过水管连接到回路上的合流阀61和主泵I之间。通过安装膨胀罐10可以防止当水管中循环介质温度的升高或者主泵I的开启和关闭造成的压力波动,提高水冷系统的工作效率及可靠性。
[0029] 优选地,如图1所示,主泵1、加热装置2、变流器3和散热装置4、分流阀5和合流阀61通过法兰8与其他元器件连接。通过法兰8连接各元器件及管路,连接方式简化,连接可靠,安装方便,使用法兰连接还可以相对提高对器件生产、安装和装配公差、误差的冗余,实现了水冷系统更方便的生产和复制,后期维护也相对简单,使用及维护成本会大大降低。
[0030] 优选地,如图1所示,水冷系统还包括设置在水冷柜101内的加水球阀7,加水球阀7串联在回路中。通过加水球阀7可以方便的对回路中的循环介质进行补充。
[0031] 优选地,合流阀61为全不锈钢T型电控三通阀。采用全不锈钢T型电控三通阀,可以实现远程控制切换水冷系统的两套循环,保证切换的可靠性,另外,分流阀5和合流阀61完全按照-40。的低温工作条件设计,同时满足-40°低温环境工作要求。
[0032] 优选地,如图1所示,水冷系统还包括排气阀11,排气阀11串联在回路上。
[0033] 优选地,如图1所示,连接膨胀罐10的出口与回路之间的水管上还设置有排气阀11及压力表9。通过排气阀11和压力表9来完成对膨胀罐10的控制和监测。
[0034] 本实用新型通过分流阀和法兰的使用简化了水冷系统拓扑结构及连接方式,降低了水冷系统拓扑结构的复杂度,使水冷系统管路布置简单化,降低了系统的整体水阻,提高了水冷系统的效率和可靠性,使安装及保养维护简单方便,使用及维护成本大大降低。
[0035] 实施例二
[0036] 根据本实用新型的风力发电机组功率器件的水冷系统的整体工作过程为:
[0037] 当环境温度低于变流器3的启动温度的时候,此时图1中主泵I驱动管路中的循环介质循环,同时启动图1中的加热装置2,完成对循环介质的加热,通过控制合流阀61使其与分流阀第一出口 51连接的入口被开通,合流阀61与散热装置4连接的入口被关闭,这样被加热的循环介质就会通过主泵1、加热装置2、变流器3、分流阀5及合流阀61这一套循环回路完成对变流器3的加热,加热至变流器3允许的温度值。
[0038] 当变流器3工作的时候,变流器3有热量产生,当变流器3的温度大于正常运行温度时,此时图1中主泵I驱动管路中的循环介质循环,加热装置2不工作,通过控制合流阀61使其与分流阀第一出口 51连接的入口被关闭,合流阀61与散热装置4连接的入口被开通,这样循环介质就会通过主泵1、加热装置2、变流器3、分流阀5、散热装置4及合流阀61这一套循环回路完成对变流器3的散热,循环介质经过变流器3的时候,不断的带出热量,当循环介质通过散热装置4的时候,热量通过散热装置4被散到大气中,从而完成水冷系统对变流器3的散热功能。
[0039] 其中,水冷系统在对变流器3加热或者散热工况下,水冷系统中,图1中两个压力传感器63和两个温度传感器62,都在实时的监控循环管路中循环介质的温度和压力,从而调节散热装置4、主泵I以及加热装置2的启停,也可以完成对水冷系统的实时维护。
[0040] 通过以上实施例对本实用新型风力发电机组功率器件的水冷系统进行了详细的说明。本实用新型通过分流阀和法兰的使用简化了水冷系统拓扑结构及连接方式,降低了水冷系统拓扑结构的复杂度,使水冷系统管路布置简单化,降低了系统的整体水阻,提高了水冷系统的效率和可靠性,使安装及保养维护简单方便,使用及维护成本大大降低。
[0041] 以上所述仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种风力发电机组功率器件的水冷系统,包括主泵、加热装置和散热装置,其特征在于,所述主泵、加热装置、散热装置和风力发电机组的变流器串联成回路,所述主泵和加热装置被布置在一个柜体内,并且所述水冷系统还包括设置在所述柜体外位于所述变流器和散热装置之间的分流阀,所述分流阀的进口与所述变流器相连,其第一出口和第二出口分别通过水管与所述主泵和散热装置相连。
2.根据权利要求1所述的水冷系统,其特征在于,所述水冷系统还包括:设置在主泵和散热装置之间的合流阀,所述合流阀的出口与所述主泵相连,其两个入口分别通过水管与所述散热装置和所述分流阀的第一出口相连。
3.根据权利要求2所述的水冷系统,其特征在于,所述水冷系统还包括设置在所述回路上主泵两侧的至少一个压力传感器和至少一个温度传感器。
4.根据权利要求3所述的水冷系统,其特征在于,所述合流阀与其所在主泵侧的压力传感器和温度传感器集成为一体。
5.根据权利要求2〜4中任一项所述的水冷系统,其特征在于,所述水冷系统还包括设置在所述柜体内的膨胀罐,所述膨胀罐的出口通过水管连接到所述回路上的所述合流阀和所述主泵之间。
6.根据权利要求5所述的水冷系统,其特征在于,所述主泵、加热装置、变流器和散热装置、分流阀和合流阀通过法兰与其他元器件连接。
7.根据权利要求6所述的水冷系统,其特征在于,所述水冷系统还包括设置在所述柜体内的加水球阀,所述加水球阀串联在所述回路中。
8.根据权利要求7所述的水冷系统,其特征在于,所述合流阀为全不锈钢T型电控三通阀。
9.根据权利要求8所述的水冷系统,其特征在于,所述水冷系统还包括排气阀,所述排气阀串联在所述回路上。
10.根据权利要求9所述的水冷系统,其特征在于,连接所述膨胀罐的出口与所述回路之间的水管上还设置有排气阀及压力表。
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