CN206806838U - 用于箱式变电站的冷却设备和箱式变电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于箱式变电站的冷却设备和箱式变电站；其中，该冷却设备包括散热器和风机；散热器和风机设置于箱式变电站的门体上；散热器内填充有冷媒；位于门体内部分的散热器内的冷媒吸收箱式变电站内的热量，冷媒由液态转化成气态，气态的冷媒转移至门体外部分的散热器内，气态的冷媒释放热量至箱式变电站外的空气内，由气态转化成液态，液态的冷媒回流至位于门体内部分的散热器内；风机用于循环箱式变电站内的空气，以使冷却后的空气输送至箱式变电站其他位置。本实用新型提高了箱式变电站冷却设备的冷却效果和防护等级。

Description

用于箱式变电站的冷却设备和箱式变电站

技术领域

本实用新型涉及变电技术领域，尤其是涉及一种用于箱式变电站的冷却设备和箱式变电站。

背景技术

现有技术中，箱式变电站的冷却设备包括风冷设备和水冷设备，其中，风冷设备噪音大，防护等级低，灰尘和凝露问题较难解决；水冷设备成本相对高，占用空间大，且存在液体泄露等安全隐患。另外，随着充电箱式变电站充电功率模块的功率增大，传统的风冷设备或水冷设备的换热系数小，冷却效果难以保证。

针对上述现有的箱式变电站冷却设备的冷却效果较差且防护等级较低的问题，尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于箱式变电站的冷却设备和箱式变电站，以提高箱式变电站冷却设备的冷却效果和防护等级。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种用于箱式变电站的冷却设备，包括散热器和风机；散热器和风机设置于箱式变电站的门体上；散热器内填充有冷媒；位于门体内部分的散热器内的冷媒吸收箱式变电站内的热量，冷媒由液态转化成气态，气态的冷媒转移至门体外部分的散热器内，气态的冷媒释放热量至箱式变电站外的空气内，由气态转化成液态，液态的冷媒回流至位于门体内部分的散热器内；风机用于循环箱式变电站内的空气，以使冷却后的空气输送至箱式变电站其他位置。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述散热器包括多个散热片，每个散热片内真空填充有冷媒。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述散热器的顶部向门体外的方向倾斜设置，以使转化成气态的冷媒输送至位于门体外部分的散热器内。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述风机的入风口设置于散热器处；风机的出风口设置于门体对立侧的箱式变电站的内壁处。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述风机包括离心风机。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述冷却设备还包括温度传感器和控制芯片；控制芯片分别与温度传感器和风机连接；温度传感器用于监控箱式变电站的温度；控制芯片用于当温度高于温度阈值时，启动风机，当温度不高于温度阈值时，关闭风机。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述冷却设备还包括湿度传感器和加热板；湿度传感器和加热板分别与控制芯片连接；湿度传感器用于监控箱式变电站的湿度；控制芯片用于当湿度高于湿度阈值时，启动加热板，当湿度不高于湿度阈值时，关闭加热板。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述加热板设置于箱式变电站的底部。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种箱式变电站，包括箱式变电站本体和上述冷却设备；箱式变电站本体包括充电箱式变电站。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述冷却设备中的散热器和风机集成为模块；模块化的冷却设备安装在箱式变电站的门体上。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种用于箱式变电站的冷却设备和箱式变电站，通过散热器内的冷媒在液态和气态之间的转化，将箱式变电站内的热量释放至箱式变电站外的空气；通过风机循环箱式变电站内的空气，使冷却后的空气输送至箱式变电站其他位置。该方式通过填充有冷媒的可以高效地实现箱式变电站内的降温，且噪音小，通过风机进一步提高冷却效果，同时，通过风机实现箱式变电站内的空气内循环，避免了凝露、灰尘等问题，提高了箱式变电站的防护等级。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的一种用于箱式变电站的冷却设备的外部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种用于箱式变电站的冷却设备的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种用于箱式变电站的冷却设备的内部正视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种箱式变电站的结构框图。

图标：10-散热器；11-风机；12-门体；40-箱式变电站本体；41-冷却设备。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到现有的箱式变电站冷却设备的冷却效果较差且防护等级较低的问题，本实用新型实施例提供了一种用于箱式变电站的冷却设备和箱式变电站；该技术可以应用于多种箱式变电站的温度控制和防护的领域中，该技术可以采用相关的软件和硬件实现。

为便于对本实用新型实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种用于箱式变电站的冷却设备进行详细介绍。

实施例一：

参见图1所示的一种用于箱式变电站的冷却设备的外部结构示意图和图2所示的一种用于箱式变电站的冷却设备的内部结构示意图；

该冷却设备包括散热器10和风机11；该散热器10和风机11设置于箱式变电站的门体12上；该散热器10内填充有冷媒。

图1为从箱式变电站的正面上方偏右侧俯视的立体图，箱式变电站正面安装有两个门体，每个门体上安装有一套冷却设备；以门体为界，每个冷却设备可以分为门体外部分和门体内部分，图1中可以看出门体外部分的冷却设备的结构。

位于门体12内部分的散热器10内的冷媒吸收箱式变电站内的热量，冷媒由液态转化成气态，气态的冷媒转移至门体外部分的散热器10内，气态的冷媒释放热量至箱式变电站外的空气内，由气态转化成液态，液态的冷媒回流至位于门体内部分的散热器10内；

上述风机11用于循环箱式变电站内的空气，以使冷却后的空气输送至箱式变电站其他位置。通常，冷却设备安装在箱式变电站的门体上，因而箱式变电站内，靠近正面门体的位置温度较低，远离门体的位置温度较高；因此，上述其他位置包括箱式变电站内远离门体的位置。

箱式变电站中，靠近散热器附近的空气温度较低，远离散热器附近的空气温度较高，由于箱式变电站内较为密闭，导致空气流动性差，因而，设置风机可以帮助箱式变电站中的空气流动，提高散热器降温的效果。

可以理解，当箱式变电站外部空气温度较低，或者箱式变电站本身产生的热量较少时，可以关闭风机，仅采用散热器进行降温，以节约风机消耗的电能。

本实用新型实施例提供的一种用于箱式变电站的冷却设备，包括设置于箱式变电站的门体上的散热器和风机；通过散热器内的冷媒在液态和气态之间的转化，将箱式变电站内的热量释放至箱式变电站外的空气；通过风机循环箱式变电站内的空气，使冷却后的空气输送至箱式变电站其他位置。该方式通过填充有冷媒的可以高效地实现箱式变电站内的降温，且噪音小，通过风机进一步提高冷却效果，同时，通过风机实现箱式变电站内的空气内循环，避免了凝露、灰尘等问题，提高了箱式变电站的防护等级。

另外，本实用新型实施例中，将冷却设备设置在箱式变电站的门体上，没有额外占用箱式变电站内的空间，为箱式变电站节约了空间。

进一步地，上述散热器包括多个散热片，每个散热片内真空填充有冷媒。

上述冷媒是在制冷系统中用以传递热能，产生冷冻效果的工作流体；通常，冷媒包括气体冷媒、液体冷媒和固体冷媒；其中，气体冷媒主要有空气等；液体冷媒有水、盐水等；冰和干冰等用做固体冷媒。上述冷媒按照依工作方式可以分类可分为一次(Primary)冷媒与二次(Secondary)冷媒，按照依物质属性分类可分为自然(Natural)冷媒与合成(Synthetic)冷媒。

参见表1所示的常用冷媒种类及其最高工作压力对照表；

表1

冷媒种类	最高工作压力(MPa)
		R12	1.35
R22	1.6
		R134a	1.1
R407c	1.8
		R410a	2.4
R290	4.24
		R32	5.808

优选地，本实用新型实施例中，上述散热片填充的冷媒种类为R134a；该R134a(1，1，1，2-四氟乙烷)是一种不含氯原子，对臭氧层不起破坏作用，具有良好的安全性能(不易燃、不爆炸、无毒、无刺激性、无腐蚀性)的制冷剂，其制冷量与效率与R12(二氯二氟甲烷，氟利昂)非常接近。R-134a是目前主流的环保制冷剂，广泛用于新制冷空调设备上的初装和维修过程中的再添加。R134a的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别为A1，是很安全的制冷剂。因而，本实用新型实施例采用R134a，可以进一步保障箱式变电站上冷却设备的防护等级，提高设备的安全性能。

进一步地，上述散热器的顶部向门体外的方向倾斜设置，以使转化成气态的冷媒输送至位于门体外部分的散热器内。通过上述方式可以使散热器内的冷媒实现充分的热交换，进一步提高散热器的冷却效果。

在实际实现时，为了保障冷却设备的稳定性，上述散热器的顶部向门体外的方向倾斜角度通常较小，可以根据门体的厚度、冷却设备的大小等相关参数进行设置。

参见图3所示的一种用于箱式变电站的冷却设备的内部正视图；上述风机11的入风口设置于散热器10处；风机11的出风口设置于门体对立侧的箱式变电站的内壁处(图3中未输出)。

如图3所示，六台风机设置于散热器的器壁上，风机的入口紧贴散热器的器壁，风机的出口可以通过管道延伸至箱式变电站的门体对立侧的内壁。

通过上述方式可以避免冷却的空气聚集在箱式变电站的门体附近，进一步提高了冷却设备的冷却效果。

在实际实现时，上述风机包括离心风机。离心风机是根据动能转换为势能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，然后减速、改变流向，使动能转换成势能(压力)。在单级离心风机中，气体从轴向进入叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入扩压器。在扩压器中，气体改变了流动方向并且管道断面面积增大使气流减速，这种减速作用将动能转换成压力能。压力增高主要发生在叶轮中，以及扩压过程中。在多级离心风机中，用回流器使气流进入下一叶轮，产生更高压力。

进一步地，上述冷却设备还包括温度传感器和控制芯片；该控制芯片分别与温度传感器和风机连接；该温度传感器用于监控箱式变电站的温度；控制芯片用于当温度高于温度阈值时，启动风机，当温度不高于温度阈值时，关闭风机。在实际实现时，上述控制芯片可以为单片机、数字信号处理DSP芯片。

通过上述方式，可以使冷却设备中的风机在高于温度阈值时才启动，节约了冷却设备的耗能，提高了冷却设备控制的智能化程度。

为了提高箱式变电站的方式等级，上述冷却设备还包括湿度传感器和加热板；该湿度传感器和加热板分别与控制芯片连接；湿度传感器用于监控箱式变电站的湿度；控制芯片用于当湿度高于湿度阈值时，启动加热板，当湿度不高于湿度阈值时，关闭加热板。通常，上述加热板设置于箱式变电站的底部。

通过上述方式，可以避免箱式变电站在潮湿环境下造成的变电事故，保持箱式变电站内部空气干燥。

本实用新型实施例提供的一种用于箱式变电站的冷却设备，装配于箱式变电站的门体上，换热功率为7.5KW，主要针对10组15KW直流充电模块效率为95％的情况下设计。冷却设备以门为界分成两部分，冷却设备处于门内部分吸热后，真空填充于散热器内的冷媒由液态转化为气态，向门外部分转移，经空气冷却成液态后回流到内部再进行吸热，如此循环实现高效冷却。同时冷却设备上装备离心风机，噪音小，实现内部通风，保证冷风从模块入风口进入，从箱式变电站的背部出风，在箱式变电站内空气自循环。同时在箱式变电站的直流充电模块入风口加装温度传感器进行智能控制，当达到设定温度时才启动内循环风机，低于设定温度只需散热器气液转化吸热，不耗费任何电能。

由于因冷却设备与箱式变电站的门体可以实现良好的装配，风机可以使箱式变电站的内部空气实现自循环，因而箱式变电站可以保证比较高的防护等级，凝露、灰尘问题也可以得到很好的抑制，在比较潮湿恶劣的地区，箱变内可增加湿度传感器和加热板来控制湿度。

实施例二：

对应于上述实施例一中提供的用于箱式变电站的冷却设备，参见图4 所示的一种箱式变电站的结构框图，该箱式变电站包括箱式变电站本体40 和上述冷却设备41；该箱式变电站本体40包括充电箱式变电站。

上述箱式变电站的型式可以分为普通和紧凑型两类。普通型箱式变电站有ZBW型和XWB型等，紧凑型箱式变电站有ZB1—336型和GE箱式变电站等。箱式变电站10KV配电装置不用断路器，常用的有FN5—10型或FN7—10型负荷开关加熔断器和环网供电装置，并从邻近架空线支接到变压器高压端。根据产品结构不同及采用元器件的不同，分为欧式箱变和美式箱变两种典型风格。

进一步地，上述冷却设备中的散热器和风机集成为模块；模块化的冷却设备安装在箱式变电站的门体上。

上述模块化的冷却设备可以使冷却设备更加便于扩展，使冷却设备更易标准化，从而不影响箱式变电站的整体结构。

本实用新型实施例提供的箱式变电站，与上述实施例提供的用于箱式变电站的冷却设备具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM， Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于箱式变电站的冷却设备，其特征在于，包括散热器和风机；

所述散热器和所述风机设置于所述箱式变电站的门体上；所述散热器内填充有冷媒；

位于门体内部分的所述散热器内的冷媒吸收所述箱式变电站内的热量，冷媒由液态转化成气态，气态的所述冷媒转移至门体外部分的所述散热器内，气态的所述冷媒释放热量至所述箱式变电站外的空气内，由气态转化成液态，液态的所述冷媒回流至位于门体内部分的所述散热器内；

所述风机用于循环所述箱式变电站内的空气，以使冷却后的空气输送至所述箱式变电站其他位置。

2.根据权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述散热器包括多个散热片，每个所述散热片内真空填充有所述冷媒。

3.根据权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述散热器的顶部向门体外的方向倾斜设置，以使转化成气态的所述冷媒输送至位于门体外部分的所述散热器内。

4.根据权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述风机的入风口设置于所述散热器处；所述风机的出风口设置于所述门体对立侧的所述箱式变电站的内壁处。

5.根据权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述风机包括离心风机。

6.根据权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述冷却设备还包括温度传感器和控制芯片；

所述控制芯片分别与所述温度传感器和所述风机连接；

所述温度传感器用于监控所述箱式变电站的温度；所述控制芯片用于当所述温度高于温度阈值时，启动所述风机，当所述温度不高于所述温度阈值时，关闭所述风机。

7.根据权利要求6所述的冷却设备，其特征在于，所述冷却设备还包括湿度传感器和加热板；

所述湿度传感器和所述加热板分别与所述控制芯片连接；

所述湿度传感器用于监控所述箱式变电站的湿度；所述控制芯片用于当所述湿度高于湿度阈值时，启动所述加热板，当所述湿度不高于所述湿度阈值时，关闭所述加热板。

8.根据权利要求7所述的冷却设备，其特征在于，所述加热板设置于所述箱式变电站的底部。

9.一种箱式变电站，其特征在于，包括箱式变电站本体和权利要求1-8任意一项所述的冷却设备；

所述箱式变电站本体包括充电箱式变电站。

10.根据权利要求9所述的箱式变电站，其特征在于，所述冷却设备中的散热器和风机集成为模块；

模块化的所述冷却设备安装在所述箱式变电站的门体上。