电力装备之变流器的冷却杨海亮

1、电力设备之变流器的冷却电力设备之变流器的冷却汇报人：杨海亮汇报人：杨海亮20112011年年1111月月内容提要内容提要 简述变流器 变流器冷却状况 冷却方式的分析 冷却设备简析（高澜，海鼎产品） 我司目标市场(水冷行业，变流器行业)变流器 1. 变流器是使电源系统的电压，频率，相数和其他电量或特性发生变化的电器设备。 2. 包括整流器（AC/DC），逆变器（DC/AC），交交变频器(AC/AC)，直流变流器 3. 变流器得到快速发展得益于国内“跃进式”的风电的发展。 风电使用的变流器风为双馈型变流器，全功率变流器。4. 风力发电并网变流器是把风能转化为电能并入电网的纽带5.风机变流器是将风机

2、发出的变化的电压和频率的电能，经过交直交转换变为稳定电压和频率的电能馈入电网。6.其中利用的发电系统是变速恒频。就是通过调速控制，使风力发电机组风轮转速能够跟随风速的变化，最大限度地提高风能的的利用效率，有效降低载荷，同时风轮及其所驱动的电机转速变化时，保证输出的电能频率始终与电网频率一致。变流器原理结构和外观图变流器冷却状况1.随着变流器使用功率的不断增大，热量的积累也在增大。2.热量产生源： a.并网柜：连接铜排会产生少许热量，有柜体内德循环热交换风机可以满足热设计要求。 b.电抗器柜：电抗器热功耗大，必须采用水冷散热方式;由于电抗器连接铜排的电流毛刺多，生产的热量大，需要额外加风机散热，

3、使内部温度均匀，不至于因为局部过热而导致产品失效。变流器内部图示 c.主电路柜：主要热源来自于IGBT模块，将IGBT模块固定在水冷极板上，产生的热量通过水循环带走；膜电容在工作时会带走少许热量，长时间聚集会导致温度过高；需要加换热板装置，通过水循环冷却换热板外加风机将其产生的热量进行内部交换。 d.控制柜：热量来自于控制电路单元及开关电源。热量少，但长时间积聚，会引起柜体温度升高，加速器件老化，导致控制部分不能正常工作。变流器内部图示变流器内部冷却管路变流器整体冷却主管路变流器内部分支管路 变流器中常见的冷却形式1.开放式冷却（自然冷却） 冷却过程：冷风经变流器室通风入口滤网进入变流器，经过

4、对机体进行冷却后，再由变流器风道出风口将热风排除。系统特点：a.施工简单，维护量大（主要是进，出气滤网常更换）b.费用低廉；c.运行稳定性依赖于当地环境；2.密闭式冷却（空调冷却）冷却过程：通过空调制冷，来达到变流器降温目的。空调的容量根据变流器的发热量和控制室的环境实用面积而定。变流器的发热量一般为功率的5%-8%。系统特点：a.急速高效制冷。b.广角送风，室温均匀舒适。c.防冷风设计，送风舒适。d.独立除湿。e.室外机耐高温运转。f.室内密闭冷却。3.空-水冷密闭冷却a.冷却过程：空-水冷却系统是一种利用高效，环保，节能的冷却系统，其应用技术在国内处于领先地位。b.原理：从变流器出来的热风

5、，经过风管连接到内有固定水冷管的散热器中，散热器中通过温度低于33的冷水，热风经过散热片后，将热量传递给冷水，变成冷风从散热片吹出，热量被循环冷却水带走，保证变流器控制室内的温度不高于40。c.安装注意事项：安装空冷器必须在密闭的环境中，为了提高冷却效果，安放设备的空间尽可能小，流入空冷器的水为工业循环水，为保护设备，循环水的PH值为中性，且无腐蚀损坏铜铁的杂质，进水的水压一般为0.2-0.3Mpa,进水温度33 系统特点：1.设备安装简单，快捷。2.设备使用寿命长，故障率低，性能可靠。3.设备的运营成本是同等热交换功率空调的1/3-1/4倍。4.室内密闭冷却，干净卫生；维护量低。5.事故情况

6、下可采用通风冷却，不影响设备安全。4.设备本体水冷却冷却过程：冷却介质在一个完全密闭的系统里循环，由主循环泵驱动后流经被冷却器件带出热量。电动三通阀可根据冷却介质温度的变化，自动控制经过空气散热器的冷却介质的比例。循环管路并联有稳压系统，为系统保持恒压并能缓冲水冷系统中冷却介质的体积变化，从而保证整个系统的正常动行。 系统特点：1.散热效果最好。2.水循环系统工艺要求高，安装负责，维护工作量大，而且一旦漏水，会带来安全隐患。 4种冷却系统比较冷却方式开放式冷却空调密闭式空-水冷式本体冷却设备投资低高高很高冷却效果一般好好好适用范围1600KW1000KW6000KW6000KW适用区域0-35

7、无要求有冷却水无要求适用环境粉尘小无要求无要求无要求维护量大较小小小运行成本低很高较低较高高澜，海鼎产品的冷却方式： 冷却方式开放式冷却空调 密闭式空-水冷式本体冷却 广州高澜无无高压及特高压直流输电纯水冷却系统；柔性交流输电系统装置纯水冷却系统；风力发电机组纯水冷却系统；轻型模块纯水冷却系统 上海海鼎无无电力变流器用纯水冷却装置 LSF系列；变压器用强迫油循环风冷却器LYF系列；电力变流器用纯水冷却装置LSS系列；变压器用强迫油循环水冷却器LYS系列适用4种冷却方式的我司产品：冷却方式开放式冷却空调密闭式空-水冷式本体冷却不做重点考虑不做重点考虑管路使用较少，集中在换热器与水源之间的管路。变

8、流器内部管路：派克 838M 软管配用国产不锈钢接头，乐可利FEP管配用卡套接头。 变频器外部管路：派克 481系列软管配用国产不锈钢接头，玛努利3TE软管或者EQUATOR系列软管配用国产不锈钢接头 针对水冷却设备生产企业（高澜，海鼎）我司的优劣势：优势劣势需要改进1.丰富的管件扣压经验1.价格成本高1.增加客户产品知识，扩大我司产品供应渠道2.完善的过程控制管理2.客户产品知识欠缺3.库存配套服务能力强3.专属实验设备缺少2.研发分配管路，并制样。4.灵活电力行业纯水冷却设备行业的发展情况1.随着风电的快速发展，2010年全球风机的平均功率达到了1665KW。目前的主流机型是1.5-2.5

9、MW机型。由于机组大型化的发展，风力发电机组的电机和变流器冷却系统得到了快速的发展。2008年全球销量上万套，到2010年达到2.5万套，预计2015年达到5万套。2.光伏和核能发电为纯水冷却设备将会带来新的经济增长点 a. 光伏产业中主要发热元件是逆变器。需要对其进行冷却。b. 核电外围纯水冷却设备的国产化。水冷却企业：1.广州高澜节能技术有限公司；2.上海海鼎实业发展有限公司；3.北京赛晶；（应用轨道交通）4.乐清市雁荡山冷却有限公司（温州）； 主要企业简介主要产品ABB电力和自动化技术领域的全球领导厂商直驱全功率型ACS800-77;双馈ACS800-67Emerson由艾默生网络能源（原华为电气）研发以双馈机型为主Converteam电能转换领域的领导者双馈和直驱变流器Vacon提供变频器产品和交流驱动控制方案。双馈风机变流器Schneider能源使用领域的电力设备双馈风机变流器AMSC （美国超导）重点客户华锐双馈风机变流器变频器企业：国外：国内主要生产企业主要产品产地北京清能华福风电技术有限公司1-3MW变频恒频双馈异步风力发电机组和永磁直驱风力发电机组中的各种大功率变流器北京北京科洛伟业科技有限公司双馈式850KM-2MW。直驱式：1MW-2MW北京北京能