CN209100760U - 换流阀冷却系统及换流站换流阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种换流阀冷却系统及换流站换流阀，涉及设备冷却技术领域，该换流阀冷却系统包括：外风冷子系统和内水冷子系统；其中，外风冷子系统包括变频柜、控制柜和风机；风机分别与变频柜和控制柜连接；风机还与外风冷子系统连接；其中，变频柜包括依次连接的变频器、接触器和断路器；变频器用于对风机进行变频供电；接触器用于控制变频器与风机所在线路的通断；断路器用于在冷却系统发生故障时，切断变频柜和风机之间的线路；控制柜用于控制风机按照预设方式运行；风机与内水冷子系统相连，用于对内水冷子系统中的冷却水提供风量，以降低冷却水的温度。本实用新型能够有效提高换流阀冷却系统运行的稳定性。

Description

换流阀冷却系统及换流站换流阀

技术领域

本实用新型涉及设备冷却技术领域，尤其是涉及一种换流阀冷却系统及换流站换流阀。

背景技术

在高压直流输电系统中，换流阀冷却系统作为重要组成部分，其运行情况直接影响整个直流系统输电能力。因此，保证换流阀冷却系统的稳定和可靠运行显得尤为重要。而现有的换流阀冷却系统中的外风冷系统存在风机回路单一元件故障，故障的发生可能会由于空散的散热能力不足而导致换流阀温度升高，甚至可能引起温度过高而跳闸，因而不利于换流阀冷却系统的稳定运行。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种换流阀冷却系统及换流站换流阀，能够有效提高换流阀冷却系统运行的稳定性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种换流阀冷却系统，包括：外风冷子系统和内水冷子系统；其中，外风冷子系统包括变频柜、控制柜和风机；风机分别与变频柜和控制柜连接；风机还与内水冷子系统连接；其中，变频柜包括依次连接的变频器、接触器和断路器；变频器用于对风机进行变频供电；接触器用于控制变频器与风机所在线路的通断；断路器用于在冷却系统发生故障时，切断变频柜和风机之间的线路；控制柜用于控制风机按照预设方式运行；风机与内水冷子系统相连，用于对内水冷子系统中的冷却水提供风量，以降低冷却水的温度；内水冷子系统用于通过冷却水对换流阀进行水冷处理。

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，控制柜包括依次连接的信号采集器、继电器、辅助触点和信号输出器；信号采集器用于接收外部输入至控制柜的控制信号；并通过继电器和辅助触点将控制信号传输至信号输出器；其中，继电器用于控制信号采集器和信号输出器之间的线路通断，辅助触点用于执行继电器的开关动作；信号输出器用于将控制信号输出至风机，以控制风机基于控制信号按照预设方式运行。

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，冷却系统还包括与变频柜连接的上位机；上位机用于当变频柜发生故障时，接收并识别变频柜中的变频器发送的故障信号。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，冷却系统还包括与上位机和变频柜连接的PLC设备；PLC设备用于接收上位机发送的故障信号，并向变频柜下发自动切换指令。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，变频柜还包括与变频器连接的自动切换设备；自动切换设备用于接收PLC设备下发的自动切换指令，并将变频柜为风机提供的变频频率切换到工频。

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，冷却系统还包括与变频柜和控制柜连接的并柜线；并柜线用于传递变频柜和控制柜之间的信号。

结合第一方面，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，控制柜的引出线路上设置有端子排；端子排用于连接控制柜和风机的线路。

结合第一方面，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，冷却系统还包括与变频柜连接的变频故障指示灯和工频故障指示灯；变频故障指示灯用于在变频柜发生变频故障时点亮；工频故障指示灯用于在变频柜发生工频故障时点亮。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，冷却系统还包括与变频柜连接的电源，用于给变频柜供电。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种换流站换流阀，包括换流阀和第一方面任一项的换流阀冷却系统；换流阀冷却系统用于控制换流站换流阀的运行温度。

本实用新型实施例提供了一种换流阀冷却系统及换流站换流阀，通过外风冷子系统的变频柜对风机进行变频供电，并由控制柜控制风机按照预设方式运行，从而使得风机能够对内水冷子系统中的冷却水提供风量，以降低冷却水的温度，进而使内水冷子系统通过冷却水对换流阀进行水冷处理。由于变频柜包括依次连接的变频器、接触器和断路器，其中变频器用于对风机进行变频供电，接触器用于控制变频器与风机所在线路的通断，断路器用于在冷却系统发生故障时，切断变频柜和风机之间的线路，从而保障换流阀外风冷子系统的安全运行，有效提高换流阀冷却系统运行的稳定性。

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示出了本实用新型实施例提供的一种换流阀冷却系统的结构示意图；

图2示出了相关技术中的一种风机主回路的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的一种风机主回路的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的另一种换流阀冷却系统的结构示意图；

图5示出了相关技术中的一种风机控制回路的结构示意图；

图6示出了本实用新型实施例所提供的一种风机控制回路的结构示意图；

图7示出了相关技术中的一种风机运行指示回路的结构示意图；

图8示出了本实用新型实施例所提供的一种风机运行指示回路的结构示意图；

图9示出了本实用新型实施例所提供的一种端子排的结构示意图；

图10示出了相关技术中的一种控制柜的输入模块和输出模块的结构示意图；

图11示出了本实用新型实施例所提供的一种控制柜的输入模块和输出模块的结构示意图；

图12示出了本实用新型实施例提供的一种换流站换流阀的结构示意图。

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。

目前现有的换流阀冷却系统中的外风冷系统存在风机回路单一元件故障，故障的发生可能会由于空散的散热能力不足而导致换流阀温度升高，甚至可能引起温度过高而跳闸，基于此，本实用新型实施例提供的一种换流阀冷却系统及换流站换流阀，能够有效提高换流阀冷却系统运行的稳定性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种换流阀冷却系统进行详细介绍。

在一种实施方式中，本实用新型实施例提供了一种换流阀冷却系统，参见图1所示的换流阀冷却系统的结构示意图，如图所示，该换流阀冷却系统包括：外风冷子系统10和内水冷子系统20；其中，外风冷子系统包括变频柜101、控制柜102和风机103；风机103分别与变频柜101和控制柜 102连接；风机103还与外风冷子系统连接；变频柜101包括依次连接的变频器101a、接触器101b和断路器101c。

其中，变频器用于对风机进行变频供电；接触器用于控制变频器与风机所在线路的通断；断路器用于在冷却系统发生故障时，切断变频柜和风机之间的线路；控制柜用于控制风机按照预设方式运行；风机与内水冷子系统相连，用于对内水冷子系统中的冷却水提供风量，以降低冷却水的温度；内水冷子系统用于通过冷却水对换流阀进行水冷处理。

本实用新型实施例提供的上述换流阀冷却系统，通过外风冷子系统的变频柜对风机进行变频供电，并由控制柜控制风机按照预设方式运行，从而使得风机能够对内水冷子系统中的冷却水提供风量，以降低冷却水的温度，进而使内水冷子系统通过冷却水对换流阀进行水冷处理。由于变频柜包括依次连接的变频器、接触器和断路器，其中变频器用于对风机进行变频供电，接触器用于控制变频器与风机所在线路的通断，断路器用于在冷却系统发生故障时，切断变频柜和风机之间的线路，从而保障换流阀外风冷子系统的安全运行，有效提高换流阀冷却系统运行的稳定性。

换流阀冷却系统是换流阀的组成部分，在冷却系统正常运行时，变频柜中的变频器对风机进行变频供电，接触器控制变频器与风机所在线路的开通，控制柜控制风机按照预设方式运行，并且风机与内水冷子系统相连，风机对内水冷子系统中的冷却水提供风量，以降低冷却水的温度，从而内水冷子系统通过冷却水对换流阀进行水冷处理。在冷却系统发生故障时，断路器用于切断变频柜和风机之间的线路，防止故障对设备以及相关工作人员带来的危害。

在一种实施方式中，相关技术中的一种风机主回路的结构示意图如图2 所示，变频器和风机之间没有接触器，工频回路没有断路器和接触器，本实施例的风机主回路在图2的基础上增加了工频回路所需断路器QF、接触器KM，变频回路增加了接触器KM，如图3所示的本实施例提供的一种风机主回路的结构示意图，图3中上方和下方的框中内容分别表示增加的三个断路器和六个接触器，其中三个断路器和三个接触器在工频回路中相连，另外三个接触器和变频器相连，变频器通过接触器和风机相连，由于断路器和接触器能够在风机运行时起到开关的作用，在回路发生故障时断开风机运行线路，因此通过增加断路器和接触器提高了风机变频回路和工频回路运行的安全性。

参见图4所示的另一种换流阀冷却系统的结构示意图，在图1的基础上，还示意出了信号采集器102a、继电器102b、辅助触点102c、信号输出器102d、上位机30、PLC设备40、自动切换设备101d、并柜线104、端子排105、变频故障指示灯106、工频故障指示107和电源108。

其中，信号采集器、继电器、辅助触点和信号输出器依次连接，并且均在控制柜，信号采集器也可表述为数字量输入模块，用于接收外部输入至控制柜的控制信号；并通过继电器和辅助触点将控制信号传输至信号输出器；继电器用于控制信号采集器和信号输出器之间的线路通断，辅助触点用于执行继电器的开关动作；信号输出器也可表述为数字量输出模块，用于将控制信号输出至风机，以控制风机基于控制信号按照预设方式运行。

上位机与变频柜连接，上位机用于当变频柜发生故障时，接收并识别变频柜中的变频器发送的故障信号。PLC设备与上位机和变频柜连接，PLC 设备用于接收上位机发送的故障信号，并向变频柜下发自动切换指令。变频柜还包括与变频器连接的自动切换设备，自动切换设备用于接收PLC设备下发的自动切换指令，并将变频柜为风机提供的变频频率切换到工频。

并柜线与变频柜和控制柜连接，并柜线用于传递变频柜和控制柜之间的信号。控制柜的引出线路上设置有端子排，端子排用于连接控制柜和风机的线路。冷却系统还包括与变频柜连接的变频故障指示灯和工频故障指示灯；变频故障指示灯用于在变频柜发生变频故障时点亮；工频故障指示灯用于在变频柜发生工频故障时点亮。冷却系统还包括与变频柜连接的电源，用于给变频柜供电。

具体的，当变频器无法对风机进行变频供电时，变频故障指示灯亮，同时上位机接收并识别变频柜中的变频器发送的变频故障信号，并将变频故障信号发送给PLC设备，PLC设备接收上位机发送的故障信号，并向变频柜下发自动切换指令，变频柜中的自动切换设备接收PLC设备下发的自动切换指令，并将变频柜为风机提供的变频频率切换到工频，以使风机能够继续工作。

在一种实施方式中，相关技术中的一种风机控制回路的结构示意图如图5所示，图5中每个风机的手动启动回路中均没有继电器KA和辅助触点K1，本实施例在图5的基础上增加了控制回路的继电器和辅助触点，如图6所示的本实施例提供的一种风机控制回路的结构示意图，在每个风机的手动启动回路中增加了继电器和辅助触点，如图6的框中所表示的内容，增加的断路器和辅助触点用于控制回路的通断，能够在发生故障时及时将回路中的线路断开，防止故障对设备以及相关工作人员带来的危害。相关技术中的一种风机运行指示回路的结构示意图如图7所示，每个风机均设有运行指示回路，图8所示的本实施例提供的一种风机运行指示回路的结构示意图，在图7的基础上增加了风机工频故障信号回路，如图8的框中所示的内容，并且回路中设置有断路器QF和继电器KA，用于控制风机工频回路的通断。本实施例提供的一种端子排的结构示意图如图9所示，图9 的框中所示的内容表示在相关技术的线路上增加的端子排，并且增加了工频控制继电器，在柜内与柜外设备连接如控制柜与控制柜外设备相连接时，都要通过一些专门的接线端子，这些接线端子组合起来，便称为端子排。端子排将柜内和柜外设备的线路相连接，起到信号传输的作用，在远距离的线路之间连接时，端子排会使线路连接更加牢固，施工和维护方便。相关技术中的一种控制柜的输入模块和输出模块的结构示意图如图10所示，图11所示的本实施例提供的一种控制柜的输入模块和输出模块的结构示意图，在图10的基础上增加了数字量输入模块和数字量输出模块，如图10 的框中所示的内容，增加的数字量输入模块和数字量输出模块用于采集工频信号和控制风机工频回路，提高采集量的实时交换。

本实用新型实施例提供的上述换流阀冷却系统，在风机的变频器变频供电发生故障时，可以切换到工频供电，使风机可以继续工作，并且接触器和断路器能够在冷却系统发生故障时，切断风机的运行回路，从而保障换流阀外风冷子系统的安全运行，有效提高换流阀冷却系统运行的稳定性。

基于上述实施例所述的换流阀冷却系统，本实用新型实施例还提供了一种换流站换流阀，换流站换流阀包括换流阀和如上述的换流阀冷却系统，换流阀冷却系统用于控制换流站换流阀的运行温度，参见图12示出了本实用新型实施例提供的一种换流站换流阀的结构示意图，包括换流阀100和如上述的换流阀冷却系统200。

应当理解，图12仅仅是换流站换流阀的一种结构示意图，而不是换流站换流阀的唯一结构，在实际使用时，除图12所示的结构外，还可以包括其他功能结构，具体以实际使用情况为准，本实用新型实施例对此不进行限制。

本实用新型实施例提供的上述换流站换流阀，通过外风冷子系统的变频柜对风机进行变频供电，并由控制柜控制风机按照预设方式运行，从而使得风机能够对内水冷子系统中的冷却水提供风量，以降低冷却水的温度，进而使内水冷子系统通过冷却水对换流阀进行水冷处理。由于变频柜包括依次连接的变频器、接触器和断路器，其中变频器用于对风机进行变频供电，接触器用于控制变频器与风机所在线路的通断，断路器用于在冷却系统发生故障时，切断变频柜和风机之间的线路，从而保障换流阀外风冷子系统的安全运行，有效提高换流阀冷却系统运行的稳定性。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“侧”、“底”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)

1.一种换流阀冷却系统，其特征在于，包括：外风冷子系统和内水冷子系统；其中，所述外风冷子系统包括变频柜、控制柜和风机；所述风机分别与所述变频柜和所述控制柜连接；所述风机还与所述内水冷子系统连接；其中，

所述变频柜包括依次连接的变频器、接触器和断路器；所述变频器用于对所述风机进行变频供电；所述接触器用于控制所述变频器与所述风机所在线路的通断；所述断路器用于在所述冷却系统发生故障时，切断所述变频柜和所述风机之间的线路；所述控制柜用于控制所述风机按照预设方式运行；所述风机与所述内水冷子系统相连，用于对所述内水冷子系统中的冷却水提供风量，以降低所述冷却水的温度；

所述内水冷子系统用于通过所述冷却水对换流阀进行水冷处理。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述控制柜包括依次连接的信号采集器、继电器、辅助触点和信号输出器；

所述信号采集器用于接收外部输入至所述控制柜的控制信号；并通过所述继电器和所述辅助触点将所述控制信号传输至所述信号输出器；其中，所述继电器用于控制所述信号采集器和所述信号输出器之间的线路通断，所述辅助触点用于执行所述继电器的开关动作；

所述信号输出器用于将所述控制信号输出至所述风机，以控制所述风机基于所述控制信号按照预设方式运行。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括与所述变频柜连接的上位机；

所述上位机用于当所述变频柜发生故障时，接收并识别所述变频柜中的所述变频器发送的故障信号。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括与所述上位机和所述变频柜连接的PLC设备；

所述PLC设备用于接收所述上位机发送的所述故障信号，并向所述变频柜下发自动切换指令。

5.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述变频柜还包括与所述变频器连接的自动切换设备；

所述自动切换设备用于接收所述PLC设备下发的所述自动切换指令，并将所述变频柜为所述风机提供的变频频率切换到工频。

6.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括与所述变频柜和所述控制柜连接的并柜线；

所述并柜线用于传递所述变频柜和所述控制柜之间的信号。

7.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述控制柜的引出线路上设置有端子排；

所述端子排用于连接所述控制柜和所述风机的线路。

8.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括与所述变频柜连接的变频故障指示灯和工频故障指示灯；

所述变频故障指示灯用于在所述变频柜发生变频故障时点亮；

所述工频故障指示灯用于在所述变频柜发生工频故障时点亮。

9.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括与所述变频柜连接的电源，用于给所述变频柜供电。

10.一种换流站换流阀，其特征在于，包括换流阀和权利要求1-9任一项所述的换流阀冷却系统；所述换流阀冷却系统用于控制所述换流站换流阀的运行温度。