《变流器运行与维护》课件-2.3.6 任务六 变流器热管理系统

任务六变流器热管理系统周建强2026/7/1101变流器冷却、除湿系统组成02变流器日常维护03变流器故障处理01变流器冷却、除湿系统组成01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底（一）水冷系统变流器采用水循环冷却方式，水冷的优点是水的比热系数大，同样体积的水和空气，在同样温升下，水吸收的热量大。同时，柜体采用散热管道铺设方式散热，有利于集中把热量排出塔架，也解决了塔架内部噪声大的问题。01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底（一）水冷系统冷却介质由主循环泵升压后流经受空气散热器，得到冷却后进入变流器将热量带出，再回到主循环泵，密闭式往复循环。主要功率器件采用水冷散热方式，柜体密封设计，柜内空气热量通过水风换热方式带出变流器。01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底（一）水冷系统1.变流器冷却系统的结构水冷主机，散热器和连接管路等。01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底（一）水冷系统1.变流器冷却系统的结构水冷主机循环管路并有气囊式膨胀罐(5)、气泵及电磁阀组成的稳压系统，为系统保持恒压并能吸收系统中冷却介质的体积变化，从而保证整个系统的正常运行。01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底变流器冷却系统主要参数名称参数备注冷却系统型号LSF70-18/DK/F1

冷却系统额定冷却容量70KW

额定冷却流量19.8m³/h330L/min变流器最大进水温度50℃

变流器最低进水温度5℃

变流器压降＜1.5bar

冷却水工作压力4.0bar

变流器最高进口压力4.5bar

主循环过滤精度-300um

冷却介质43%纯水+56.5%乙二醇+0.5%防腐剂

冷却介质总容量220L

水冷装置设计压力6bar01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底2.内部冷确系统全功率水冷变流器，变流器产生的热量均通过流经各器件的液体介质带走。连接变流器内部各器件的管路网络在设计上称之为配管系统，配管系统包含主进水管，主回水管，分水管和各条软管总成。配管系统和所有器件的集合称之为变流器内部水冷系统。如图5-1，为变流器内部水冷系统的原理图，其中从下部进水，上部出水，主进水管设置卸空阀，01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底2.内部冷确系统（2）水风换热系统变流器柜体采用全封闭设计，对外无空气交换，所有柜内热量均通过水风换热的形式交换出去。散热风扇采用集中式设计方式通过合理的风道设计进行分风均流，保证每一个发热器件的风量风速需求。在风道路径上，通过水风换热器将柜内空气热量交换到水冷介质中，达到散热的目的。右图为水风换热系统的流场分布示意图，热空气通过离心风机驱动，通过水风换热器冷却后从底部风道出口，对功率模块进行冷却，再通过柜体后部的回风风道进入风机进风口，完成一个冷却循环。01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底3.外部冷却系统（1）水冷系统散热器整个水冷系统中含有3个散热器，其中2个位于功率柜中，整流柜和逆变柜各1个(图5-10)，1个位于电抗柜中(图5-8)。3个散热器的更换维护方式相同。冷却液排空后，即可拆卸散热器的水管接头(图5-10)，拆卸过程中，接口处会有少量01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底3.外部冷却系统（2）变流器冷却系统参数序号名称参数1环境温度-40℃—45℃2散热功率70kW3额定流量330L/min4额定压差1.0bar5最低流量280L/min6冷却介质乙二醇防冻液，冰点-45℃7工作压力≦6.0bar8变流器进口水温5℃—50℃9柜内最高温度60℃01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底（二）除湿系统变流器柜体内部设置除湿机，采用半导体制冷芯片原理(帕尔帖效应)，形成局部冷端，当除湿机冷端温度低于空气露点温度时，会产生凝露，将空气中的水分析出，达到降低空气绝对湿度的目的。01变流器冷却、除湿系统组成苏格拉底（三）温湿度控制逻辑通过对加热器，除湿机和离心风机的启停控制，实现对温度和湿度的调节。（1）当湿度>70%时，启动除湿机，湿度<70%时，停止除湿机:（2）取三个水风换热器的出风口温度中的最小值，记为T。当T≤10℃持续5s或者湿度大于70%时，变流器向主控发送加热请求，主控启动水冷加热器，通过升高水温对变流器进行加热除湿，直到T≥15℃持续5s且湿度小于70%，变流器撤回加热请求，主控停止水冷加热器:（3）变流器加热请求时，启动离心风机:（4）网侧调制时(ready-run为1)启动离心风机;（5）主控对变流器预加热时，启动离心风机。02日常维护02

日常维护苏格拉底1.安全注意事项在检修时应注意以下几点：（1）切断电源，变流器柜门内部的带电部件已经进行防接触处理。但在触摸金属挡板等保护罩时仍然要小心。（2）泄压断开设备；（3）把介质排放到合适的容器中；（4）检修时应防止烫伤，系统冷却后进行维护；（5）冷却系统工作介质一般为乙二醇和纯净水的混合物，其中乙二醇为有毒物质，使用时避免直接接触皮肤。02

日常维护苏格拉底1.安全注意事项在检修时应注意以下几点：（6）功率电缆的屏蔽层的规格要符合安全法规的要求。（7）变流器、发电机及其附属设备必须按规范接地，以确保工作人员的安全，减少电磁辐射。（8）在进行发电机或电网侧电缆更换时，务必检查相序安装是否正确。（9）印刷电路板包含有对静电非常敏感的元件。在处理这些电路板时，必须佩戴导电手腕。避免不必要的电路板接触。02

日常维护苏格拉底3.日常检查（1）泄漏和工作压力日常检查水冷系统维护一般情况下，水冷系统需要每月定期检查系统泄漏和工作压力情况。水冷系统正常运行以后，检查水路管道各法兰连接处，是否存在渗水现象，检查前必须先使用干净的卫生纸清理法兰连接处的水渍。（2）空气滤网检查检查空气滤网通常每月检查一次空气滤网，建议在高温季节来临之前更换空气滤网，可保证变流器良好的散热。检查柜体的清洁，如有必要，使用软抹布或真空吸尘器进行清洁，要清理的部位。02

日常维护苏格拉底3.日常检查（3）变流器准冷却系统放水操作在变流器的右下角，主进水管的的接口法兰处，设置有卸空阀门。变流器放水时将阀门打开，使用1/2寸的胶管连接阀门门锥接头，将冷却液放入事先准备好的容器中。放水完成后将阀门关闭。注意:乙二醇冷却液属于低毒性物料，放水时应注意人身保护带橡胶手套，免入口;如溅入口腔、眼睛，应立即用大量水冲。02

日常维护苏格拉底3.日常检查（4）变流器冷却系统排气操作在变流器的右上角，主出水管的接口法兰处，设置有自动排气阀。变流器加水时，打开排气阀(拧松排气阀顶部红帽)用手系统排气，排气完成后，将排气阀关闭(拧紧排气阀顶部红帽)。注意:①自动排气阀故障时排气阀对液体没有密封能力，若拧开顶部红帽，排气阀会向外喷水。②变流器放水时，将自动排气阀打开，此时排气阀充当进气口。02

日常维护苏格拉底3.日常检查（5）散热器的定期维护风电机组变流器一般为全封闭设计，功率模块柜内加热散热器一般灰尘很少，用吸尘器吸净即可。外部散热器上会聚集大量来自冷却空气的灰尘，如果不及时对散热器上的积尘进行清洁，模块就会出现过温警告和过温故障。一般情况下，散热器应该每年清洁，在较脏的环境中，应该加大清洁的频率。02

日常维护苏格拉底3.日常检查清洁散热器的步骤如下：（a）拆下冷却风扇。（b）用干净的压缩空气从底部往顶部吹，同时使用真空吸尘器在出口处收集灰尘；也可从风扇侧。注意：不要让灰尘进入相邻设备。冷却系统测试，变流器在运行过程中会产生较大的热量，如不尽快将热量排出，变流器迅速升温，达到报警限值后导致机组停机。冷却系统测试目的是检测冷却电机、冷却风扇及控制回路工作是否正常。冷却系统分为风冷系统和水冷系统，水冷散热效果较好，一般用于大功率机组变流器散热。03故障处理03故障处理苏格拉底1.变流器出阀压力超低故障处理步骤原因分析：（1）膨胀罐气压低:膨胀罐对整个系统起到缓冲和压力调节的作用，若膨胀罐漏气或气囊破裂后就无法起到相应的作用;（2）系统存在泄漏点:冷却液的泄漏导致系统静压降低，机组运行时出阀压力随之降低。处理步骤：（1）若膨胀罐漏气时需重新补气；（2）若气囊损坏时需更换气囊;（3）系统存在泄漏时，查找泄漏点并更换泄漏器件。03故障处理苏格拉底2.变流器进阀压力低故障及处理步骤原因分析：（1）水冷主机过滤器存在堵塞，过滤器堵塞时水泵出口位置机械表压力正常但进阀压力低:（2）水冷泵反转，此时水泵出口位置机械表压力偏低。处理步骤：(1)对过滤器进行清洗，清洗时注意多甩动并用高压水进行清洗。(2)查看水泵电气线路，确认线路中的问题进行修改。03故障处理苏格拉底3.进出阀温度比较故障（即进出水温差大）原因分析：（1）系统存在泄漏点:（2）水冷主机过滤器堵塞;处理步骤：（1）查找泄漏点，确认泄漏器件并更换;（2）对过滤器进行清洗，清洗时注意多甩动并用高压水进行清洗。03故障处理苏格拉底4.散热器更换散热器整个水冷系统中含有3个散热器，其中2个位于功率柜中，整流柜和逆变柜各1个，1个位于电抗柜中