RU2815815C1 - High-voltage converter module with cooling system - Google Patents
High-voltage converter module with cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815815C1 RU2815815C1 RU2023128178A RU2023128178A RU2815815C1 RU 2815815 C1 RU2815815 C1 RU 2815815C1 RU 2023128178 A RU2023128178 A RU 2023128178A RU 2023128178 A RU2023128178 A RU 2023128178A RU 2815815 C1 RU2815815 C1 RU 2815815C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thyristor rectifier
- cooling system
- cooling
- internal
- converter module
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области защиты от перегрева и попадания токопроводящей пыли электротехнического преобразовательного оборудования, предназначенного для бесперебойного и резервного электропитания электродуговых печей, не допускающих перерыва в электроснабжении.The invention relates to the field of protection against overheating and ingress of conductive dust of electrical converter equipment intended for uninterrupted and backup power supply of electric arc furnaces that prevent interruptions in power supply.
Из уровня техники известно изобретение «Модульный сухой трансформатор наружной установки» из патента ЕА 034945 с датой публикации 09.04.2020, относящееся к области применения электротехники в преобразовании, передаче, распределении и транспортировке электроэнергии и может быть использовано при изготовлении сухих трансформаторов для наружной установки без применения изоляторов, установленных на корпусе трансформатора, из твердых изоляционных материалов. В патенте раскрыты сведения об изготовлении каркасов обмоток из полиамидного полимера с вертикальными ребрами жесткости со стороны магнитопровода, образующие каналы для циркуляции воздуха, обеспечивают охлаждение обмоток. Модульный принцип производства и сборки сухих трансформаторов позволяет при необходимости перегружать на 50% путем установки вентилятора для охлаждения с запуском от термодатчика. Таким образом, данным изобретение реализуется воздушное охлаждение сухого трансформатора.The invention known from the prior art is “Modular dry transformer for outdoor installation” from patent EA 034945 with a publication date of 04/09/2020, which relates to the field of application of electrical engineering in the conversion, transmission, distribution and transportation of electricity and can be used in the manufacture of dry transformers for outdoor installation without the use of insulators installed on the transformer body, made of solid insulating materials. The patent discloses information about the manufacture of winding frames made of polyamide polymer with vertical stiffeners on the side of the magnetic circuit, forming channels for air circulation and providing cooling of the windings. The modular principle of production and assembly of dry transformers allows, if necessary, to overload by 50% by installing a cooling fan triggered by a temperature sensor. Thus, this invention implements air cooling of a dry transformer.
Известно устройство естественного воздушного охлаждения электротехнического оборудования из патента РФ 114399 с датой публикации 20.03.2012, относящееся к электротехнике, в частности к устройствам охлаждения электротехнического оборудования, расположенного в одном шкафу и охлаждаемого конвективным потоком воздуха. Предложенная конструкция устройства естественного воздушного охлаждения улучшает охлаждение силового электротехнического оборудования, обеспечивает условия для его надежной работы. Кроме того, устройство дополнительно обладает свойством саморегулирования отвода тепла, что особенно важно при технологических перегрузках, например, преобразовательного агрегата.A device for natural air cooling of electrical equipment is known from RF patent 114399 with a publication date of March 20, 2012, relating to electrical engineering, in particular to cooling devices for electrical equipment located in one cabinet and cooled by convective air flow. The proposed design of a natural air cooling device improves the cooling of power electrical equipment and provides conditions for its reliable operation. In addition, the device additionally has the property of self-regulating heat removal, which is especially important during technological overloads, for example, of a converter unit.
Устройство располагается в шкафу с отсеками и содержит основной воздушный тракт, образованный отверстиями в стенке шкафа для входа воздуха в нижний отсек и отверстием для выхода нагретого воздуха в верхней части шкафа, перегородкой между отсеками, расположенной с некоторым уклоном, и вертикальным экраном, установленными над нижним отсеком. Устройство снабжено дополнительным воздушным трактом, образованным отверстиями в стенке шкафа для входа воздуха в верхний отсек и направляющим щитом, установленным с некоторым уклоном, над вертикальным экраном и на некотором расстоянии, образуя выходное отверстие для соединения дополнительного и основного воздушных трактов. Ширина перегородки между отсеками и ширина направляющего щита меньше ширины боковой стенки шкафа на величину основного воздушного тракта. Нижний край вертикального экрана соединен с верхним краем перегородки.The device is located in a cabinet with compartments and contains a main air path formed by holes in the cabinet wall for air entry into the lower compartment and a hole for the exit of heated air in the upper part of the cabinet, a partition between the compartments located with a certain slope, and a vertical screen installed above the bottom compartment The device is equipped with an additional air path formed by holes in the cabinet wall for air entry into the upper compartment and a guide shield installed with a certain slope above the vertical screen and at a certain distance, forming an outlet for connecting the additional and main air paths. The width of the partition between the compartments and the width of the guide shield is less than the width of the side wall of the cabinet by the size of the main air path. The lower edge of the vertical screen is connected to the upper edge of the partition.
Известно устройство системы охлаждения шкафа электротехнического оборудования, основанное на двухпотоковой системе охлаждения, из патента РФ 145655 с датой публикации 27.09.2014, относящееся к области электротехники, в частности к конструктивным элементам общего назначения для различных электрических устройств и охлаждению потоками воздуха, в открытом цикле и может быть применена для построения различных силовых электротехнических устройств. Устройство создано для улучшения условий охлаждения силового электротехнического оборудования, а также в поддержании температуры элементов шкафа не более 60°С.A device for cooling a cabinet of electrical equipment is known, based on a dual-flow cooling system, from RF patent 145655 with a publication date of September 27, 2014, relating to the field of electrical engineering, in particular to general-purpose structural elements for various electrical devices and cooling by air flows, in an open cycle and can be used to build various power electrical devices. The device was created to improve the cooling conditions of power electrical equipment, as well as to maintain the temperature of cabinet elements no more than 60°C.
Известна система охлаждения приборных и сетевых шкафов из патента ЕР 1614333 с датой публикации 04.10.2006, которая исходит из замкнутого контура охлаждающего воздуха в воздухонепроницаемом приборном шкафу, при этом применяется воздушно-водяной теплообменник. Воздушно-водяной теплообменник установлен в нижней части шкафа и присоединен предпочтительно к системе холодного водоснабжения. Система охлаждения содержит воздуховод с воздушными путями одинаковой длины и, тем самым, одинаковыми сопротивлениями потока для отдельных электронных модулей во внутреннем пространстве шкафа (принцип Тихельманна). Таким образом, к каждому из отдельных модулей, расположенных друг над другом и/или рядом друг с другом, может подаваться приточный воздух единой температуры. Электрический шкаф содержит корпус электрического распределительного шкафа, который снабжен независимой зоной установки преобразователя частоты, содержащей устройство монтажа частотного преобразователя, вентилятор теплового излучения и электрический провод, а также отверстия, облегчающие проводку, причем устройство монтажа частотного преобразователя расположено в нижней части шкафа, опорные точки устройства монтажа представляют собой зоны установки преобразователя частоты, а вентилятор теплового излучения расположен над зоной установки преобразователя частоты.There is a known cooling system for instrument and network cabinets from patent EP 1614333 with a publication date of 10/04/2006, which comes from a closed circuit of cooling air in an airtight instrument cabinet, and an air-water heat exchanger is used. The air-water heat exchanger is installed at the bottom of the cabinet and is preferably connected to the cold water supply system. The cooling system contains an air duct with air paths of equal length and thus equal flow resistances for the individual electronic modules in the cabinet interior (Tichelmann principle). In this way, each of the individual modules located above and/or next to each other can be supplied with supply air at the same temperature. The electrical cabinet contains an electrical distribution cabinet body, which is equipped with an independent frequency converter installation area containing a frequency converter mounting device, a thermal radiation fan and an electric wire, as well as holes that facilitate wiring, and the frequency converter mounting device is located in the lower part of the cabinet, the support points of the device installation areas represent the installation areas of the frequency converter, and the thermal radiation fan is located above the installation area of the frequency converter.
Известно устройство охлаждения шкафа станции управления из патента РФ 192376 с датой публикации 16.09.2019, относящееся к области электротехники, в частности к конструктивному выполнению шкафа станции управления, направленному на охлаждение и вентиляцию работающего оборудования.A cooling device for a control station cabinet is known from RF patent 192376 with a publication date of September 16, 2019, relating to the field of electrical engineering, in particular to the design of the control station cabinet aimed at cooling and ventilation of operating equipment.
Устройство охлаждения шкафа станции управления выполнено в корпусе трехстороннего обслуживания, который представляет собой вертикально ориентированный прямоугольный параллелепипед, обеспечивающий возможность размещения средств теплообмена, фильтрации воздуха, управления, индикации, элементов силовой аппаратуры и их подключения, а также имеющий отсек силового подключения и отсек телеметрии. При этом устройство содержит два контура принудительного охлаждения, ограниченных основными элементами конструкции шкафа, первый из которых выполнен с возможностью взаимодействия с внешней средой и вторым контуром. Второй контур принудительного охлаждения, выполненный без возможности взаимодействия с внешней средой, включает в себя герметичный отсек силовых электронных компонентов, а также отсек подключения и отсек телеметрии, связь с которыми осуществляется через окна, выполненные в отсеке силовых электронных компонентов шкафа.The cooling device of the control station cabinet is made in a three-way service housing, which is a vertically oriented rectangular parallelepiped, providing the ability to accommodate heat exchange, air filtration, control, indication, power equipment elements and their connections, and also has a power connection compartment and a telemetry compartment. In this case, the device contains two forced cooling circuits, limited by the main elements of the cabinet design, the first of which is designed to interact with the external environment and the second circuit. The second forced cooling circuit, designed without the possibility of interaction with the external environment, includes a sealed compartment of power electronic components, as well as a connection compartment and a telemetry compartment, communication with which is carried out through windows made in the compartment of power electronic components of the cabinet.
Таким образом, ограничение контура, не взаимодействующего с внешней средой, отсеками силового подключения и телеметрии позволяет повысить вероятность безотказной работы устройства за счет исключения из устройства конструктивных элементов, создающих воздуховоды, что позволяет осуществлять охлаждение герметичного отсека силовых электронных компонентов и отсека силового подключения единым воздушным потоком. Испытания данной конструкции показали соответствие степени пылевлагозащищенности IP54. Кроме того, установлено соответствие разработанного устройства требованиям при работе в условиях с температурой до +50°С.Thus, limiting the circuit that does not interact with the external environment with the power connection and telemetry compartments makes it possible to increase the likelihood of trouble-free operation of the device by eliminating structural elements from the device that create air ducts, which allows cooling of the sealed compartment of power electronic components and the power connection compartment with a single air flow . Tests of this design showed compliance with the degree of dust and moisture protection IP54. In addition, the compliance of the developed device with the requirements when operating in conditions with temperatures up to +50°C was established.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является модуль силовой выпрямительный», известным из патента РФ 2593461 с датой публикации 10.08.2016, который направлен на обеспечение надежности при эксплуатации в агрессивных, запыленных и влажных средах за счет повышения класса пылевлагозащиты выпрямителей, а также на расширение температурного диапазона при эксплуатации при снижении массогабаритных показателей выпрямителей.The closest technical solution to the claimed invention is a power rectifier module”, known from RF patent 2593461 with a publication date of 08/10/2016, which is aimed at ensuring reliability during operation in aggressive, dusty and humid environments by increasing the dust and moisture protection class of rectifiers, as well as expanding temperature range during operation with a decrease in the weight and size indicators of rectifiers.
Модуль силовой выпрямительный обеспечивает преобразование переменного тока промышленной частоты в постоянный, имеющий корпус с основанием, крышкой и боковыми стенками, в котором смонтированы сетевой фильтр, 3-фазный диодный мост, предохранители, разъемы управления модулем, входные клеммы сети питания, индикатор, радиатор и субмодули с размещением их элементов на радиаторе, таких как импульсный высокочастотный преобразователь напряжения инверторного типа, силовой трансформатор напряжения с соединительными шинами, диодные модули выпрямительные, дроссели, входящие в выходной LC-фильтр, выходные шины и систему охлаждения с вентилятором, в который введены новые отличительные признаки. Система охлаждения содержит теплообменную поверхность, образованную основанием, стенками и крышкой корпуса, и вентиляторы внутреннего и внешнего охлаждения.The power rectifier module ensures the conversion of alternating current of industrial frequency into direct current, having a housing with a base, cover and side walls, in which a network filter, a 3-phase diode bridge, fuses, module control connectors, power supply input terminals, an indicator, a radiator and submodules are mounted with the placement of their elements on the radiator, such as a pulsed high-frequency inverter-type voltage converter, a power voltage transformer with connecting busbars, rectifier diode modules, chokes included in the output LC filter, output busbars and a cooling system with a fan, into which new distinctive features have been introduced . The cooling system contains a heat exchange surface formed by the base, walls and cover of the housing, and internal and external cooling fans.
Недостатком прототипа является ограничение по мощности преобразовательного модуля из-за применения системы охлаждения «воздух-воздух», что не позволяет охлаждать преобразователи большой мощности. При этом отсутствует двухконтурная система жидкостного охлаждения и внутренний воздухоохладитель, вследствие этого данный модуль имеет менее эффективную систему охлаждения, которая не сможет охлаждать преобразователи большой мощности.The disadvantage of the prototype is the limitation in the power of the converter module due to the use of an air-to-air cooling system, which does not allow cooling high-power converters. At the same time, there is no dual-circuit liquid cooling system and an internal air cooler, as a result of which this module has a less efficient cooling system that will not be able to cool high-power converters.
Техническими результатами заявляемого изобретения как компоновочного технического решения являются:The technical results of the claimed invention as a layout technical solution are:
- обеспечение охлаждения силового преобразовательного оборудования мощностью свыше 1 МВт при одновременном обеспечении компактности размещения оборудования без увеличения габаритных размеров;- ensuring cooling of power converting equipment with a capacity of over 1 MW while simultaneously ensuring compact placement of equipment without increasing overall dimensions;
- обеспечение надежности функционирования высоковольтного преобразовательного оборудования в герметичном модуле при температуре воздуха от +33°С до +50°С;- ensuring reliable operation of high-voltage converting equipment in a sealed module at air temperatures from +33°C to +50°C;
- отсутствие шин «трансформатор-выпрямитель», что снижает потери электроэнергии, повышает КПД преобразователя.- absence of transformer-rectifier buses, which reduces electricity losses and increases the efficiency of the converter.
Технические результаты обеспечиваются за счет реализации и применения высоковольтного преобразовательного модуля с системой охлаждения, содержащего герметичный сборно-разборный корпус с основанием, крышей и боковыми стенами, при этом стены и крыша корпуса одновременно являются радиатором, на основании смонтированы силовой трансформатор сухого типа с датчиками температуры, над которым установлен уравнительный реактор, и тиристорный выпрямитель. Система охлаждения включает в себя воздушное и жидкостное охлаждение, воздушное охлаждение выполнено посредством внутреннего воздухоохладителя, установленного на стене корпуса и снабженного вентиляторами, выполненного с возможностью обдува силового трансформатора и тиристорного выпрямителя, жидкостное охлаждение выполнено в виде системы жидкостного охлаждения, содержащей внешний и внутренний контуры. При этом внутренний контур жидкостного охлаждения содержит две ветви, одна из которых подведена в тиристорный выпрямитель посредством сформированных каналов в алюминиевых шинах самого тиристорного выпрямителя, вторая - во внутренний воздухоохладитель. Преобразовательный модуль содержит теплообменный агрегат, выполненный с возможностью отвода тепла от внутреннего контура жидкостного охлаждения к внешнему. На выходе преобразовательного модуля установлен блок стабилизации формы тока тиристорного выпрямителя.Technical results are achieved through the implementation and use of a high-voltage converter module with a cooling system, containing a sealed collapsible housing with a base, roof and side walls, while the walls and roof of the housing simultaneously act as a radiator; a dry-type power transformer with temperature sensors is mounted on the base, above which an equalizing reactor and a thyristor rectifier are installed. The cooling system includes air and liquid cooling, air cooling is carried out by means of an internal air cooler installed on the wall of the case and equipped with fans, designed to blow over the power transformer and thyristor rectifier, liquid cooling is made in the form of a liquid cooling system containing external and internal circuits. In this case, the internal liquid cooling circuit contains two branches, one of which is connected to the thyristor rectifier through formed channels in the aluminum busbars of the thyristor rectifier itself, the second - to the internal air cooler. The converter module contains a heat exchange unit configured to remove heat from the internal liquid cooling circuit to the external one. A block for stabilizing the current shape of the thyristor rectifier is installed at the output of the converter module.
Применение системы охлаждения, сочетающей воздушное и жидкостное охлаждение позволило снизить температуру преобразовательного оборудования мощностью свыше 1 МВт в процессе работы при температуре воздуха от +33°С до +50°С, при одновременной герметизации корпуса для пылевлагозащиты модуля.The use of a cooling system combining air and liquid cooling made it possible to reduce the temperature of converter equipment with a power of over 1 MW during operation at air temperatures from +33°C to +50°C, while simultaneously sealing the housing for dust and moisture protection of the module.
На фигурах 1 и 2 приведен общий вид высоковольтного преобразовательного модуля с системой охлаждения в корпусе.Figures 1 and 2 show a general view of the high-voltage converter module with a cooling system in the housing.
На фиг. 3 приведена структурная схема высоковольтного преобразовательного модуля с системой охлаждения без корпуса.In fig. Figure 3 shows a block diagram of a high-voltage converter module with a cooling system without a housing.
На фиг. 4 приведена схема распределения потока воздуха внутри высоковольтного преобразовательного модуля с системой охлаждения.In fig. Figure 4 shows a diagram of the air flow distribution inside the high-voltage converter module with a cooling system.
Высоковольтный преобразовательный модуль с системой охлаждения содержит герметичный сборно-разборный корпус с основанием 1, крышей 2 и боковыми стенами 3, при этом стены 3 и крыша 2 корпуса одновременно являются радиатором. На основании 1 смонтированы силовой трансформатор 4 сухого типа с датчиком температуры, над которым установлен уравнительный реактор 5, и тиристорный выпрямитель 6. Уравнительный реактор 5 выполняет роль силового элемента и выравнивает напряжение. Система охлаждения включает в себя воздушное и жидкостное охлаждение. Воздушное охлаждение выполнено посредством внутреннего воздухоохладителя 7, установленного на стене 3 корпуса и снабженного вентиляторами 8, выполненного с возможностью обдува силового трансформатора 4 и тиристорного выпрямителя 6. Жидкостное охлаждение выполнено в виде системы жидкостного охлаждения по схеме «вода-вода», содержащей внешний (техническая вода) и внутренний (дистиллированная вода, обеспечивающая низкую электрическую проводимость теплоносителя, который охлаждает преобразовательное оборудование) контуры. При этом внутренний контур жидкостного охлаждения содержит две ветви, одна из которых подведена в тиристорный выпрямитель 6 посредством сформированных каналов в алюминиевых шинах самого тиристорного выпрямителя 6, вторая - во внутренний воздухоохладитель 7. Преобразовательный модуль содержит теплообменный агрегат 9, выполненный с возможностью отвода тепла от внутреннего контура к внешнему. На выходе преобразовательного модуля установлен блок стабилизации 10 формы тока тиристорного выпрямителя 6.The high-voltage converter module with a cooling system contains a sealed collapsible housing with a base 1, a roof 2 and side walls 3, while the walls 3 and the roof 2 of the housing simultaneously act as a radiator. Mounted on the base 1 are a dry-type power transformer 4 with a temperature sensor, above which an equalizing reactor 5 is installed, and a thyristor rectifier 6. The equalizing reactor 5 acts as a power element and equalizes the voltage. The cooling system includes air and liquid cooling. Air cooling is performed by means of an internal air cooler 7, installed on the wall 3 of the housing and equipped with fans 8, designed to blow the power transformer 4 and thyristor rectifier 6. Liquid cooling is made in the form of a liquid cooling system according to the “water-to-water” circuit, containing an external (technical) water) and internal (distilled water, providing low electrical conductivity of the coolant that cools the converter equipment) circuits. In this case, the internal liquid cooling circuit contains two branches, one of which is connected to the thyristor rectifier 6 through formed channels in the aluminum busbars of the thyristor rectifier 6 itself, the second - to the internal air cooler 7. The converter module contains a heat exchange unit 9, configured to remove heat from the internal contour to the outside. At the output of the converter module, a stabilization unit 10 is installed for the current shape of the thyristor rectifier 6.
Заявляемый высоковольтный преобразовательный модуль с системой охлаждения работает следующим образом.The inventive high-voltage converter module with a cooling system operates as follows.
Охлаждение преобразовательного оборудования обеспечивает двухконтурная система жидкостного охлаждения. Внешний контур - техническая вода, внутренний контур - дистиллированная вода.Cooling of the converter equipment is provided by a dual-circuit liquid cooling system. The outer circuit is process water, the inner circuit is distilled water.
Теплообменный агрегат 9 выполнен с возможностью отвода тепла от внутреннего контура к внешнему, тем самым осуществляется охлаждение дистиллированной воды. Охлажденная дистиллированная вода поступает в патрубок 11 входа дистиллированной воды во внутренний контур системы жидкостного охлаждения.The heat exchange unit 9 is designed to remove heat from the internal circuit to the external circuit, thereby cooling the distilled water. Cooled distilled water enters the distilled water inlet pipe 11 into the internal circuit of the liquid cooling system.
Внутренний контур состоит из двух ветвей.The internal circuit consists of two branches.
Первая ветвь подведена в тиристорный выпрямитель 6, основу которого составляют алюминиевые профили, внутри профилей расположены каналы, по которым циркулирует дистиллированная вода, что позволяет отводить тепло от тиристорного выпрямителя 6 и зоны его установки.The first branch is connected to the thyristor rectifier 6, which is based on aluminum profiles; inside the profiles there are channels through which distilled water circulates, which allows heat to be removed from the thyristor rectifier 6 and its installation area.
Вторая ветвь. В процессе работы преобразовательного оборудования, сопровождающейся выделением тепла (теплопотерь), воздухоохладитель 7 осуществляет обдув внутреннего пространства высоковольтного преобразовательного модуля, обеспечивая перемещение воздуха во внутреннем пространстве корпуса. Воздух от воздухоохладителя 7 проходит влево и вниз согласно фигуре 3, забирая тепло с силового трансформатора 4 сухого типа, уравнительного реактора 5 и тиристорного выпрямителя 6. Вместе с тем, циркулирующий воздух отдает часть тепла наружу через стены 3 и крышу 2 корпуса, выполняющие функцию радиатора. При этом вентиляторы 12 силового сухого трансформатора 4 обеспечивают циркуляцию воздуха через обмотки 13 сухого трансформатора 4, что улучшает условия теплопередачи от нагревающихся при работе элементов к стенам корпуса 3 и крыше 2, а также внутреннему воздухоохладителю 7 и предотвращает возникновение зон локального перегрева.Second branch. During the operation of the converter equipment, which is accompanied by the release of heat (heat loss), the air cooler 7 blows through the internal space of the high-voltage converter module, ensuring the movement of air in the internal space of the housing. The air from the air cooler 7 passes to the left and down according to figure 3, taking heat from the dry-type power transformer 4, the equalizing reactor 5 and the thyristor rectifier 6. At the same time, the circulating air gives off some of the heat to the outside through the walls 3 and the roof 2 of the housing, which act as a radiator . In this case, the fans 12 of the power dry transformer 4 provide air circulation through the windings 13 of the dry transformer 4, which improves the conditions for heat transfer from the elements heated during operation to the walls of the housing 3 and the roof 2, as well as the internal air cooler 7 and prevents the occurrence of local overheating zones.
Нагретая дистиллированная вода поступает в патрубок 14 выхода дистиллированной воды из внутреннего контура системы жидкостного охлаждения.Heated distilled water enters the distilled water outlet pipe 14 from the internal circuit of the liquid cooling system.
На выходе преобразовательного модуля подключен блок стабилизации 10 формы тока тиристорного выпрямителя 6, который при больших углах управления позволяет исключить режим прерывистых токов, что обеспечивает стабильность работы потребителей, в частности обеспечивает возможность ведения технологии усадочной раковины при плавке в электродуговой печи во избежание обрыва дуги. При этом достигается дополнительный технический результат, выраженный в исключении необходимости использования регулятора напряжения под нагрузкой (РПН) трансформатора в заявляемом изобретении.At the output of the converter module, a stabilization unit 10 of the current form of the thyristor rectifier 6 is connected, which, at large control angles, makes it possible to eliminate the mode of intermittent currents, which ensures stable operation of consumers, in particular, it makes it possible to implement the shrink-hole technology when melting in an electric arc furnace to avoid arc breakage. In this case, an additional technical result is achieved, expressed in eliminating the need to use a voltage regulator under load (OLTC) of the transformer in the claimed invention.
Размещение силового трансформатора сухого типа, над которым установлен уравнительный реактор, и тиристорного выпрямителя обеспечивает компактность размещения оборудования без увеличения габаритных размеров модуля, а также отсутствие применения шин «трансформатор-выпрямитель», что снижает потери электроэнергии, повышает КПД высоковольтного преобразовательного модуля.The placement of a dry-type power transformer, above which an equalizing reactor is installed, and a thyristor rectifier ensures compact placement of equipment without increasing the overall dimensions of the module, as well as the absence of the use of transformer-rectifier buses, which reduces electricity losses and increases the efficiency of the high-voltage converter module.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815815C1 true RU2815815C1 (en) | 2024-03-21 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU114399U1 (en) * | 2011-09-22 | 2012-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Март" | DEVICE FOR NATURAL AIR COOLING OF ELECTRICAL EQUIPMENT |
| RU145655U1 (en) * | 2014-03-18 | 2014-09-27 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | DEVICE OF COOLING COOLING SYSTEM FOR POWER ELECTRICAL EQUIPMENT |
| RU2593461C1 (en) * | 2015-06-22 | 2016-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Навиком" | Power rectifier module |
| RU2729533C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-08-07 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Electrotechnical device cabinet with liquid cooling system |
| CN112582147A (en) * | 2019-09-27 | 2021-03-30 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | Cooling device of transformer |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU114399U1 (en) * | 2011-09-22 | 2012-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Март" | DEVICE FOR NATURAL AIR COOLING OF ELECTRICAL EQUIPMENT |
| RU145655U1 (en) * | 2014-03-18 | 2014-09-27 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | DEVICE OF COOLING COOLING SYSTEM FOR POWER ELECTRICAL EQUIPMENT |
| RU2593461C1 (en) * | 2015-06-22 | 2016-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Навиком" | Power rectifier module |
| RU2729533C1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-08-07 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Electrotechnical device cabinet with liquid cooling system |
| CN112582147A (en) * | 2019-09-27 | 2021-03-30 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | Cooling device of transformer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6654192B2 (en) | Inverter with multi-part housing and built-in cooling air duct | |
| JP5457435B2 (en) | Modular high power drive stack cooled by vaporizable dielectric fluid | |
| US7813128B2 (en) | Method for cooling a static electronic power converter device and corresponding device | |
| US9363930B2 (en) | Passive two phase cooling solution for low, medium and high voltage drive systems | |
| EP3468025B1 (en) | Power conversion device | |
| CN101834560B (en) | Arrangement for a motor controller | |
| US7463489B2 (en) | Power inverter | |
| JP2016201988A (en) | Cooling power conversion assembly | |
| CN104813576A (en) | Inverter device | |
| KR101226635B1 (en) | Distributing board with improved cooling effect | |
| EP2866539A1 (en) | Electronic device with waterproof enclosure | |
| EP2879475A1 (en) | Solar inverter | |
| JPH033685A (en) | Motor terminal box-attached solid-state starter | |
| EP3079253B1 (en) | Power conversion device | |
| CN212695909U (en) | Converter device | |
| US10615715B2 (en) | Power conversion device, cooling structure, power conversion system, and power supply device | |
| JP6908004B2 (en) | Power converter | |
| JP3481846B2 (en) | Power converter | |
| JP2018042337A (en) | Electric power conversion system | |
| RU2815815C1 (en) | High-voltage converter module with cooling system | |
| CN217428000U (en) | Inverter and inversion system | |
| CN113170597A (en) | Device for cooling a busbar | |
| CN115715075A (en) | Immersion cooling tank and immersion cooling converter | |
| WO2020250486A1 (en) | Power conversion device | |
| CN111371027A (en) | Airtight high-low voltage power distribution cabinet that many places were suitable for |