JP6889021B2 - 電力変換装置及び電力変換装置を用いた無効電力補償装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の電力変換装置が使用される無効電力補償装置の回路図であり、図2(A)乃至(C)は、実施の形態の無効電力補償装置の外観の正面図、平面図及び左側面図である。図3(A)は、二本の電柱に装荷される第1の実施の形態の無効電力補償装置の内部を透視した概略図であり、図3(B)は二本の電柱に装荷した実施の形態の無効電力補償装置の装着状況の概略を示す図である。図4は、実施の形態の無効電力補償装置のインバータ用ケースの内部の配置構成を示す概略図である。なお、図3(A)及び(B)並びに図4では、説明の便宜上、各機器を接続しているケーブル類の図示は省略しており、高圧ブッシング、変成器の固定具、その他の各部品の固定具は省略している。また(A)及び(B)並びに図4では、図示の関係から便宜上各部品の大きさ及び配置位置は異なっている。
本実施の形態の電力変換装置では、それぞれ冷却装置30A及び30Bを備えた2台のインバータ装置5A及び5Bと、2台のインバータ装置5A及び5Bのそれぞれのインバータ回路21A及び21Bに含まれる複数の電力変換素子を制御するインバータ制御部11を含む制御ユニット12と、2台のインバータ装置5A及び5Bの冷却装置30A及び30Bの図示しない複数の電力変換素子を装着するヒートシンク31A及び31Bの装着部分31a及び31bが少なくとも収納されている。
図6(A)は、本実施の形態で採用している冷却装置の構造を説明するための概念図である。本実施の形態では、2台の冷却装置30A,30Bは1以上のインバータユニットIUのインバータ装置の2台の冷却装置30A(30B)が上下方向に並んでいる場合において、ヒートシンク31A(31B)は、上下方向と直交する水平方向に延びており、且つ熱伝達流体が内部を循環する構造を有しているものを用いている。この場合には、強制冷却装置32A(32B)の複数の送風機F1乃至F4と対応するヒートシンク31A(31B)との間の空間S1は、複数の送風機F1乃至F4毎に個別の流路を構成するように複数の仕切り壁34によって仕切られている。図6(B)のように仕切り壁を設けない場合には、複数台の送風機F1乃至F4のうち1台の送風機F2が故障により停止すると、健全な送風機F1,F3及びF4から送り出した送風が停止した送風機F2を回転させて、逆流を生じさせる。これに対して仕切り壁34を設けると、複数台の送風機F1乃至F4のうち1台の送風機F2が故障により停止したときでも、健全な送風機F1,F3及びF4から送り出した送風が停止した送風機F2を回転させて、逆流を生じさせることを防止できる。また仕切り壁34を設けても、ヒートシンク31Aが部分的に冷却されないだけで、ヒートシンク31A内の熱伝達流体はヒートシンク全体を流れているので、結果としてヒートシンク31Aは全体に冷却される。
図7は、複数台の冷却装置を上下方向に配置する場合の冷却構造の変形例を示している。図7(A)の例は、風洞16の底部16Aが構造物または設置物によって閉塞されている場合であり、この場合には吸気口INと3つの排気口OUT11、OUT12及びOUT2を備えている。図7(B)の例は、2つのインバータユニットIUにおける、4台のインバータ装置の4台の冷却装置30A乃至30Dが上下方向に配置されており、風洞16の底部16Aと上部16Bが構造物または設置物によってそれぞれ閉塞されている場合である。この例では、冷却装置30Bからの排気が冷却装置30Cに当たることを遮る、また、冷却装置30Cからの排気が冷却装置30Bに当たることを遮る、空間分離壁33が設けられている。この場合には2つの吸気口IN1及びIN2と4つの排気口OUT1乃至OUT4を備えている。
上記実施の形態では、無効電力補償装置1の電力変換装置に本発明を提供したが、本発明の電力変換装置は、複数台のインバータ装置を使用する電源設備、電力機器その他の電気機器にも当然にして適用することができる。
2 系統
3 変圧器
5 電力変換器
7 直流リアクトル装置
9 変成器
11 インバータ制御部
12 制御ユニット
13 油入収納ケース
15 インバータ用ケース
16 風洞
27 電柱
30A乃至30C 冷却装置
31A及び31B ヒートシンク
32A及び32B 強制空冷装置
33 空間分離壁
Claims (11)
- それぞれ冷却装置を備えた2台のインバータ装置が組になって構成される1以上のインバータユニットと、
前記1以上のインバータユニットの前記2台のインバータ装置のインバータ回路に含まれる複数の電力変換素子を制御するインバータ制御部と、
前記1以上のインバータユニットにおける、前記2台のインバータ装置の2台の前記冷却装置に前記複数の電力変換素子を装着する装着部分及び前記インバータ制御部が少なくとも収納されているインバータ用ケースを備え、
前記1以上のインバータユニットにおける、前記2台のインバータ装置の2台の前記冷却装置は、それぞれ前記装着部分を有するヒートシンクと前記ヒートシンクに空冷用空気を吹き付けるように前記ヒートシンクに沿って並ぶ複数台の送風機を備えた強制空冷装置を有しており、
前記インバータ用ケースの側面には、上下方向に並んで配置される前記1以上のインバータユニットにおける前記2台の冷却装置のための吸気口と排気口を備え、内部に前記1以上のインバータユニットにおける前記2台の冷却装置の前記装着部分を除いた主要部を収容する風洞が設けられており、
前記風洞の形状、前記吸気口及び排気口の数と位置、及び前記風洞内における前記1以上のインバータユニットの前記2台の冷却装置の配置は、1つの前記インバータユニットにおける前記2台の冷却装置の間に設けられた内部空間と連通する1つの前記吸気口から、前記2台の冷却装置の2台の前記強制空冷装置に含まれる前記複数台の送風機がそれぞれ吸い込んだ空気が、前記2台の冷却装置に対して前記風洞にそれぞれ設けられた1以上の前記排気口から外部空間に排気されるように定められていることを特徴とする電力変換装置。 - 前記1以上のインバータユニットの前記2台の冷却装置のための1以上の前記吸気口は、前記風洞の前記インバータ用ケースの前記側面と対向しない1以上の側面に開口しており、前記1以上のインバータユニットの前記2台の冷却装置のそれぞれのための1つの前記排気口は、前記吸気口が設けられた前記風洞の前記1以上の側面以外の側面に開口している請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記1以上のインバータユニットの前記2台の冷却装置が前記上下方向に並んでおり、
前記風洞の底部には、下に位置する前記冷却装置のための追加の排気口が設けられている請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記1以上のインバータユニットの前記2台の冷却装置が前記上下方向に並んでおり、
前記風洞の上部には、上に位置する前記冷却装置のための追加の排気口が設けられている請求項2に記載の電力変換装置。 - 一つの前記インバータユニットの前記2台の冷却装置と、該一つのインバータユニットに隣接する他の1つの前記インバータユニットの前記2台の冷却装置との間には、隣り合う2つの前記外部空間の連通を阻止する空間分離壁が前記風洞の内部に設けられている請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記1以上のインバータユニットは一つあり、
前記2台の冷却装置は、前記上下方向に並んで配置されており、
前記風洞は前記上下方向の両端部に一対の開口部を有しており、
前記一対の開口部がそれぞれ前記排気口の少なくとも一部を構成している請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記風洞は、前記1以上のインバータユニットの前記2台の冷却装置が並ぶ並設方向の両端に一対の開口部を有しており、
前記風洞の内部には、前記並設方向及び前記複数の送風機が並ぶ方向と直交する方向に延びて、前記一対の開口部と前記風洞の内部空間を二分する空間分離壁が設けられており、
前記空間分離壁は、前記1以上のインバータユニットの2以上の前記ヒートシンク及び2以上の前記強制空冷装置に含まれる前記複数の送風機それぞれの機能を阻害しないように構成されている請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記ヒートシンクは、熱伝達流体が内部を循環する構造を有しており、
前記複数の送風機と対応する前記ヒートシンクとの間の空間は、前記複数の送風機毎に個別の流路を構成するように複数の仕切り壁によって仕切られている請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記インバータ用ケース内には、該インバータ用ケース内の温度を下げるために外気と熱交換を行う熱交換器と、該熱交換器に対して該インバータ用ケース内の空気を接触させるために該インバータ用ケース内で空気を循環させる空気循環装置が配置されている請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記インバータ用ケース内には、前記2台の冷却装置の前記装着部分に装着された複数の電力変換素子を含む前記インバータ回路と前記制御ユニットとが、両者間に前記空気の循環路を形成するように間隔をあけて配置されている請求項9に記載の電力変換装置。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の電力変換装置を備えて系統の無効電力を補償する無効電力補償装置。
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