CN204929512U - 一种用于变流器的供水冷却装置 - Google Patents

Abstract

用于变流器的供水冷却装置，包括供水装置柜和外部换热器，供水装置柜与换热器和变流器电气柜散热系统经连接端口连接，包括柜体及其中的水泵、去离子罐、精密过滤器、连接管路、温度传感器A、设置于连接管路上的电导率检测传感器、带补气泵的缓冲罐或膨胀罐；连接管路的管段A连接散热系统出水口与水泵进水口、管段B连接水泵出水口与换热器进水口、管段C连接换热器出水口和散热系统进水口、支路在管段C、A之间依次连接去离子罐、精密过滤器和缓冲罐或膨胀罐，支路包括限流结构，缓冲罐或膨胀罐邻近水泵进水口端；温度传感器A设置在管段A或B或C上。本实用新型解决了供水冷却装置的匹配、安装泄漏问题，结构紧凑，便于调试、维护和使用。

Description

一种用于变流器的供水冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于变流器的供水冷却装置。

背景技术

MW级变流器属于大功率电力电子设备，在运行的过程中会产生大量的热量，以2MW全功率变流器为例，其在运行过程中产生的热量一般在60kW左右。风电变流器通常安装在风力发电机的塔筒内，由于塔筒内的体积有限，要求风电变流器具有非常高的功率密度，所以水冷成为MW级风电变流器的首选。其冷却原理为：冷却水在供水装置的驱使下进入变流器，冷却水被变流器加热后经过管道流入放置在塔筒外的空气换热器，冷却水被空气换热器冷却后，重新流入变流器进行定向换热，形成一个闭式的循环系统。

随着风电产业的发展，目前陆地上优质风电资源已经基本开发完成，未来风电的发展会向海上发展。但是海上距离陆地较远，有的达到20千米以上，为了降低线缆成本和损耗，目前的有效方案是采用中压的方案。为解决进出中压变流器水绝缘的问题，一般需要供水装置具备去除水中导电离子的能力。

一般供水装置去除导电离子的方式是在管路主循环中设置一个去离子副循环，该副循环和变流器的主循环并联，用变流器两端的压力差提供流动的动力。副循环内设置去离子罐，主要采用在离子罐内设置强阴强阳树脂的混床方式，实现水中的离子和树脂上的H+和OH-交换，达到去除水中导电离子的目的。

目前，现有用于变流器的供水冷却装置存在以下缺陷：

1、变流器供水冷却装置和变流器电气部分由不同的厂家制造，存在流量压力不匹配，现场连接管路泄漏的问题和风险；

2、由于变流器的供水冷却装置与变流器本体相分离，水冷装置与变流器本体的调试和使用维护相互独立，增加了调试、维护和使用的复杂性；

3、由于变流器的供水冷却装置需要具备去离子功能、水泵一用一备功能，一般体积较大，需要占用非常大的使用面积，但是风电塔筒面积有限，布置困难；

4、维护困难。由于变流器供水冷却装置的主要部件是安装在塔筒内的，检修维护工作量大，操作困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种用于变流器的供水冷却装置，克服现有技术存在的水冷装置与变流器配合复杂、调试、维护、使用不便、要求安装空间大等缺陷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于变流器的供水冷却装置，包括供水装置柜和外部换热器，该供水装置柜与该外部换热器和变流器电气柜散热系统通过连接端口连接；其特征在于，所述供水装置柜包括柜体，设置在柜体中的水泵、去离子罐、精密过滤器、连接管路、温度传感器A、电导率检测传感器、带补气泵的缓冲罐或膨胀罐；该连接管路包括连接该变流器电气柜散热系统的出水口与该水泵进水口的管段A、连接该水泵的出水口与该外部换热器的进水口的管段B、连接该外部换热器的出水口和该变流器电气柜散热系统的进水口的管段C、在管段C与管段A之间依次连接该去离子罐、精密过滤器和缓冲罐或膨胀罐，形成管段C至管段A的支路，该支路包括限流结构，该缓冲罐或膨胀罐邻近所述水泵的进水口端；该温度传感器A设置在该管段A或管段B或管段C上，该电导率检测传感器设置在该连接管路上。

在本实用新型的用于变流器的供水冷却装置中，所述限流结构为满足变流器去离子支路循环要求的支路管径，或所述限流结构为设置在所述支路上的阀门。

在本实用新型的用于变流器的供水冷却装置中，包括设置在所述支路上的流量计。

在本实用新型的用于变流器的供水冷却装置中，所述连接管路包括管段D和设置在所述管段B上的三通，该三通一端连接所述水泵出水口、一端连接所述外部换热器进水口、一端通过该管段D连接所述管段C且连接点邻近所述外部换热器出水口。

在本实用新型的用于变流器的供水冷却装置中，包括加热器，所述温度传感器A设置在所述管段A上并邻近所述变流器电气柜散热系统的出水口，该加热器设置在所述管段A上并位于所述温度传感器A与所述水泵进水口之间。

在本实用新型的用于变流器的供水冷却装置中，所述水泵包括并联连接的主水泵和备用水泵，所述供水装置柜包括止回阀A和止回阀B，该止回阀A和止回阀B分别设置在该主水泵和备用水泵的进水口端。

在本实用新型的用于变流器的供水冷却装置中，包括主过滤器，该主过滤器设置在所述管段C上。

在本实用新型的用于变流器的供水冷却装置中，包括温度传感器B、压力传感器A、压力传感器B，所述温度传感器A与该压力传感器A设置在所述管段A上并邻近所述变流器电气柜散热系统的出水口，该温度传感器B、压力传感器B设置在所述管段C上并邻近所述变流器电气柜散热系统的进水口。

在本实用新型的用于变流器的供水冷却装置中，所述电导率检测传感器设置在所述连接管路的管段C上，并邻近所述变流器电气柜散热系统的进水口。

在本实用新型的用于变流器的供水冷却装置中，所述水泵、去离子罐、缓冲罐或膨胀罐直立布置，该水泵和该去离子罐位于所述柜体的门一侧；该水泵的进水口与出水口之一朝向门侧、该水泵的进水口与出水口之二背离门侧，所述连接管路的主体部分竖直布置并位于所述水泵与去离子罐之后，该连接管路连接所述外部换热器和变流器电气柜散热系统的连接端口位于所述柜体的顶部。

实施本实用新型的用于变流器的供水冷却装置，与现有技术比较，其有益效果是：

1.供水冷却装置设置紧凑，便于将供水冷却装置与变流器设置为一体，统一配置、调试和维护，大大降低了供水冷却装置配置、调试和维护的复杂性；

2.结构紧凑，降低安装空间要求；

3.维护检修方便。

附图说明

图1是本实用新型用于变流器的供水冷却装置一种实施例的原理图。

图2是本实用新型用于变流器的供水冷却装置中供水装置柜部分的结构布置一种实施方式的前视立体图。

图3是图2实施例的左视立体图。

图4是图2实施例的后视立体图。

图5是图2实施例的右视立体图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的用于变流器的供水冷却装置包括供水装置柜100和外部换热器200，供水装置柜100与外部换热器200和变流器电气柜300的散热系统通过连接端口030、031、032、033连接。

其中，供水装置柜100包括柜体110，设置在柜体110中的水泵010、011、止回阀140和141、三通阀02、加热器11、主过滤器04、传感器组121、122(分别包括温度传感器和压力传感器)、电导率检测传感器13、转子流量计05、去离子罐06、精密过滤器07、缓冲罐08、补气泵09、球阀10和连接管路。

连接管路包括连接变流器电气柜300的散热系统出水口与水泵进水口的管段A、连接水泵出水口与外部换热器200进水口的管段B、连接外部换热器200出水口与变流器电气柜300的散热系统进水口的管段C、连接三通阀02与管段C的管段D、连接转子流量计05、去离子罐06、精密过滤器07、缓冲罐08、球阀10的支路等。连接管路的连接端口030、031、032、033可以采用连接卡箍、连接法兰等结构。

在连接管路内可在相对高的位置设置自动排气阀或手动排气阀。

水泵010、011的进水口端分别连接止回阀141和140，水泵010、011进水口经止回阀141和140后并联，经连接管路的管段A连接变流器电气柜300的散热系统出水口，水泵010、011出水口并联后经连接管路的管段B连接外部换热器200的进水口。水泵010、011为主副水泵，一用一备。在其它实施例中，可采用单水泵来代替主副水泵010、011，也能够实现本发明目的。采用单水泵时，无需设置止回阀。

连接转子流量计05、去离子罐06、精密过滤器07、缓冲罐08、球阀10依次连接在连接管路的管段C与管段A之间构成循环支路，缓冲罐08邻近水泵010、011的进水口端。球阀10可以用其它满足流量调节要求的阀门代替，安装位置可以是该循环支路的任何位置。球阀10用于调节循环支路的流量，在其它实施例中，经过实验，可以确定满足一定型号变流器的冷却液去离子流量要求的支路管径来实现循环支路的限流，此时，可以省略球阀10。补气泵09连接在缓冲罐08上，保持缓冲罐08的内部压力。在其它实施例中，补气泵09加缓冲罐08的结构可以用膨胀罐代替。转子流量计05用于对循环支路流量的显示，可以采用其它流量计(如涡街流量计)代替。在其它实施例中，不设置转子流量计05，不影响本发明目的的实现。

去离子罐06内充满强阴强碱树脂制成的混床，树脂包括但不限于罗门哈斯的MB20。

缓冲罐08内设置有液位传感器，用于检测系统内的冷却液存量，同时设置有压力传感器、安全阀，用于调节和控制补气泵09的工作状态。

三通02设置在连接管路的管段B上。三通02一端连接水泵并联出水口端、一端连接外部换热器200进水口、一端通过连接管路的管段D连接管段C，且连接点邻近外部换热器200的出水口。在其它实施例中，可以不设置三通02及管段D，也能够实现本发明目的。

传感器组121、122(包括温度传感器和压力传感器)分别设置在连接管路的管段A上和连接管路的管段C上,并分别邻近变流器电气柜散热系统的出水口和进水口。在其它实施例中，传感器可以仅设置一个温度传感器，该温度传感器可以设置在连接管路的任何位置，如设置在连接管路的管段A上或管段B上或管段C上等。

电导率检测传感器13设置在连接管路的管段C上，并邻近变流器电气柜300散热系统的进水口。在其它实施例中，电导率检测传感器13可以设置在连接管路的任何位置，也能够实现本发明目的。

加热器11设置在连接管路的管段A上并位于温度传感器(包括在传感器组121中)与水泵的进水口之间，温度传感器设置在管段A上并邻近变流器电气柜300散热系统的出水口。

主过滤器04设置在连接管路的管段C上。在其它实施例中，在保证系统管路清洗干净满足要求的前提下，可以不设置主过滤器04。

如图2至图5所示，本实用新型的用于变流器的供水冷却装置的内部结构布置如下：水泵010、011、去离子罐06、缓冲罐08直立布置(采用膨胀罐时膨胀罐也直立布置)，将水泵010、011和去离子罐06设置在位于柜体110的柜门一侧，便于检修操作。水泵010、011相对的进水口与出水口一侧朝向门侧、另一侧背离门侧，连接管路的主体部分(即主要的直线管段部分)竖直布置并位于水泵010、011与去离子罐06之后，该连接管路连接外部换热器和变流器电气柜散热系统的连接端口030、031、032、033位于柜体110的顶部。

Claims (10)

1.一种用于变流器的供水冷却装置，包括供水装置柜和外部换热器，该供水装置柜与该外部换热器和变流器电气柜散热系统通过连接端口连接；其特征在于，所述供水装置柜包括柜体，设置在柜体中的水泵、去离子罐、精密过滤器、连接管路、温度传感器A、电导率检测传感器、带补气泵的缓冲罐或膨胀罐；该连接管路包括连接该变流器电气柜散热系统的出水口与该水泵进水口的管段A、连接该水泵的出水口与该外部换热器的进水口的管段B、连接该外部换热器的出水口和该变流器电气柜散热系统的进水口的管段C、在管段C与管段A之间依次连接该去离子罐、精密过滤器和缓冲罐或膨胀罐，形成管段C至管段A的支路，该支路包括限流结构，该缓冲罐或膨胀罐邻近所述水泵的进水口端；该温度传感器A设置在该管段A或管段B或管段C上，该电导率检测传感器设置在该连接管路上。

2.如权利要求1所述的用于变流器的供水冷却装置，其特征在于，所述限流结构为满足变流器去离子支路循环要求的支路管径，或所述限流结构为设置在所述支路上的阀门。

3.如权利要求1所述的用于变流器的供水冷却装置，其特征在于，包括设置在所述支路上的流量计。

4.如权利要求1所述的用于变流器的供水冷却装置，其特征在于，所述连接管路包括管段D和设置在所述管段B上的三通，该三通一端连接所述水泵出水口、一端连接所述外部换热器进水口、一端通过该管段D连接所述管段C且连接点邻近所述外部换热器出水口。

5.如权利要求1所述的用于变流器的供水冷却装置，其特征在于，包括加热器，所述温度传感器A设置在所述管段A上并邻近所述变流器电气柜散热系统的出水口，该加热器设置在所述管段A上并位于所述温度传感器A与所述水泵进水口之间。

6.如权利要求1所述的用于变流器的供水冷却装置，其特征在于，所述水泵包括并联连接的主水泵和备用水泵，所述供水装置柜包括止回阀A和止回阀B，该止回阀A和止回阀B分别设置在该主水泵和备用水泵的进水口端。

7.如权利要求1所述的用于变流器的供水冷却装置，其特征在于，包括主过滤器，该主过滤器设置在所述管段C上。

8.如权利要求1所述的用于变流器的供水冷却装置，其特征在于，包括温度传感器B、压力传感器A、压力传感器B，所述温度传感器A与该压力传感器A设置在所述管段A上并邻近所述变流器电气柜散热系统的出水口，该温度传感器B、压力传感器B设置在所述管段C上并邻近所述变流器电气柜散热系统的进水口。

9.如权利要求1所述的用于变流器的供水冷却装置，其特征在于，所述电导率检测传感器设置在所述连接管路的管段C上，并邻近所述变流器电气柜散热系统的进水口。

10.如权利要求1至9之一所述的用于变流器的供水冷却装置，其特征在于，所述水泵、去离子罐、缓冲罐或膨胀罐直立布置，该水泵和该去离子罐位于所述柜体的门一侧；该水泵的进水口与出水口之一朝向门侧、该水泵的进水口与出水口之二背离门侧，所述连接管路的主体部分竖直布置并位于所述水泵与去离子罐之后，该连接管路连接所述外部换热器和变流器电气柜散热系统的连接端口位于所述柜体的顶部。