電力裝備之變流器的冷卻楊海亮

1、電力設(shè)備之變流器的冷卻電力設(shè)備之變流器的冷卻匯報(bào)人：楊海亮匯報(bào)人：楊海亮20112011年年1111月月內(nèi)容提要內(nèi)容提要 簡(jiǎn)述變流器 變流器冷卻狀況 冷卻方式的分析 冷卻設(shè)備簡(jiǎn)析（高瀾，海鼎產(chǎn)品） 我司目標(biāo)市場(chǎng)(水冷行業(yè)，變流器行業(yè))變流器 1. 變流器是使電源系統(tǒng)的電壓，頻率，相數(shù)和其他電量或特性發(fā)生變化的電器設(shè)備。 2. 包括整流器（AC/DC），逆變器（DC/AC），交交變頻器(AC/AC)，直流變流器 3. 變流器得到快速發(fā)展得益于國(guó)內(nèi)“躍進(jìn)式”的風(fēng)電的發(fā)展。 風(fēng)電使用的變流器風(fēng)為雙饋型變流器，全功率變流器。4. 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能并入電網(wǎng)的紐帶5.風(fēng)機(jī)變流器是將風(fēng)機(jī)

2、發(fā)出的變化的電壓和頻率的電能，經(jīng)過(guò)交直交轉(zhuǎn)換變?yōu)榉€(wěn)定電壓和頻率的電能饋入電網(wǎng)。6.其中利用的發(fā)電系統(tǒng)是變速恒頻。就是通過(guò)調(diào)速控制，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪轉(zhuǎn)速能夠跟隨風(fēng)速的變化，最大限度地提高風(fēng)能的的利用效率，有效降低載荷，同時(shí)風(fēng)輪及其所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，保證輸出的電能頻率始終與電網(wǎng)頻率一致。變流器原理結(jié)構(gòu)和外觀圖變流器冷卻狀況1.隨著變流器使用功率的不斷增大，熱量的積累也在增大。2.熱量產(chǎn)生源： a.并網(wǎng)柜：連接銅排會(huì)產(chǎn)生少許熱量，有柜體內(nèi)德循環(huán)熱交換風(fēng)機(jī)可以滿足熱設(shè)計(jì)要求。 b.電抗器柜：電抗器熱功耗大，必須采用水冷散熱方式;由于電抗器連接銅排的電流毛刺多，生產(chǎn)的熱量大，需要額外加風(fēng)機(jī)散熱，

3、使內(nèi)部溫度均勻，不至于因?yàn)榫植窟^(guò)熱而導(dǎo)致產(chǎn)品失效。變流器內(nèi)部圖示 c.主電路柜：主要熱源來(lái)自于IGBT模塊，將IGBT模塊固定在水冷極板上，產(chǎn)生的熱量通過(guò)水循環(huán)帶走；膜電容在工作時(shí)會(huì)帶走少許熱量，長(zhǎng)時(shí)間聚集會(huì)導(dǎo)致溫度過(guò)高；需要加換熱板裝置，通過(guò)水循環(huán)冷卻換熱板外加風(fēng)機(jī)將其產(chǎn)生的熱量進(jìn)行內(nèi)部交換。 d.控制柜：熱量來(lái)自于控制電路單元及開(kāi)關(guān)電源。熱量少，但長(zhǎng)時(shí)間積聚，會(huì)引起柜體溫度升高，加速器件老化，導(dǎo)致控制部分不能正常工作。變流器內(nèi)部圖示變流器內(nèi)部冷卻管路變流器整體冷卻主管路變流器內(nèi)部分支管路 變流器中常見(jiàn)的冷卻形式1.開(kāi)放式冷卻（自然冷卻） 冷卻過(guò)程：冷風(fēng)經(jīng)變流器室通風(fēng)入口濾網(wǎng)進(jìn)入變流器，經(jīng)過(guò)

4、對(duì)機(jī)體進(jìn)行冷卻后，再由變流器風(fēng)道出風(fēng)口將熱風(fēng)排除。系統(tǒng)特點(diǎn)：a.施工簡(jiǎn)單，維護(hù)量大（主要是進(jìn)，出氣濾網(wǎng)常更換）b.費(fèi)用低廉；c.運(yùn)行穩(wěn)定性依賴于當(dāng)?shù)丨h(huán)境；2.密閉式冷卻（空調(diào)冷卻）冷卻過(guò)程：通過(guò)空調(diào)制冷，來(lái)達(dá)到變流器降溫目的?？照{(diào)的容量根據(jù)變流器的發(fā)熱量和控制室的環(huán)境實(shí)用面積而定。變流器的發(fā)熱量一般為功率的5%-8%。系統(tǒng)特點(diǎn)：a.急速高效制冷。b.廣角送風(fēng)，室溫均勻舒適。c.防冷風(fēng)設(shè)計(jì)，送風(fēng)舒適。d.獨(dú)立除濕。e.室外機(jī)耐高溫運(yùn)轉(zhuǎn)。f.室內(nèi)密閉冷卻。3.空-水冷密閉冷卻a.冷卻過(guò)程：空-水冷卻系統(tǒng)是一種利用高效，環(huán)保，節(jié)能的冷卻系統(tǒng)，其應(yīng)用技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。b.原理：從變流器出來(lái)的熱風(fēng)

5、，經(jīng)過(guò)風(fēng)管連接到內(nèi)有固定水冷管的散熱器中，散熱器中通過(guò)溫度低于33的冷水，熱風(fēng)經(jīng)過(guò)散熱片后，將熱量傳遞給冷水，變成冷風(fēng)從散熱片吹出，熱量被循環(huán)冷卻水帶走，保證變流器控制室內(nèi)的溫度不高于40。c.安裝注意事項(xiàng)：安裝空冷器必須在密閉的環(huán)境中，為了提高冷卻效果，安放設(shè)備的空間盡可能小，流入空冷器的水為工業(yè)循環(huán)水，為保護(hù)設(shè)備，循環(huán)水的PH值為中性，且無(wú)腐蝕損壞銅鐵的雜質(zhì)，進(jìn)水的水壓一般為0.2-0.3Mpa,進(jìn)水溫度33 系統(tǒng)特點(diǎn)：1.設(shè)備安裝簡(jiǎn)單，快捷。2.設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，故障率低，性能可靠。3.設(shè)備的運(yùn)營(yíng)成本是同等熱交換功率空調(diào)的1/3-1/4倍。4.室內(nèi)密閉冷卻，干凈衛(wèi)生；維護(hù)量低。5.事故情況

6、下可采用通風(fēng)冷卻，不影響設(shè)備安全。4.設(shè)備本體水冷卻冷卻過(guò)程：冷卻介質(zhì)在一個(gè)完全密閉的系統(tǒng)里循環(huán)，由主循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)后流經(jīng)被冷卻器件帶出熱量。電動(dòng)三通閥可根據(jù)冷卻介質(zhì)溫度的變化，自動(dòng)控制經(jīng)過(guò)空氣散熱器的冷卻介質(zhì)的比例。循環(huán)管路并聯(lián)有穩(wěn)壓系統(tǒng)，為系統(tǒng)保持恒壓并能緩沖水冷系統(tǒng)中冷卻介質(zhì)的體積變化，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的正常動(dòng)行。 系統(tǒng)特點(diǎn)：1.散熱效果最好。2.水循環(huán)系統(tǒng)工藝要求高，安裝負(fù)責(zé)，維護(hù)工作量大，而且一旦漏水，會(huì)帶來(lái)安全隱患。 4種冷卻系統(tǒng)比較冷卻方式開(kāi)放式冷卻空調(diào)密閉式空-水冷式本體冷卻設(shè)備投資低高高很高冷卻效果一般好好好適用范圍1600KW1000KW6000KW6000KW適用區(qū)域0-35

7、無(wú)要求有冷卻水無(wú)要求適用環(huán)境粉塵小無(wú)要求無(wú)要求無(wú)要求維護(hù)量大較小小小運(yùn)行成本低很高較低較高高瀾，海鼎產(chǎn)品的冷卻方式： 冷卻方式開(kāi)放式冷卻空調(diào) 密閉式空-水冷式本體冷卻 廣州高瀾無(wú)無(wú)高壓及特高壓直流輸電純水冷卻系統(tǒng)；柔性交流輸電系統(tǒng)裝置純水冷卻系統(tǒng)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組純水冷卻系統(tǒng)；輕型模塊純水冷卻系統(tǒng) 上海海鼎無(wú)無(wú)電力變流器用純水冷卻裝置 LSF系列；變壓器用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻器LYF系列；電力變流器用純水冷卻裝置LSS系列；變壓器用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻器LYS系列適用4種冷卻方式的我司產(chǎn)品：冷卻方式開(kāi)放式冷卻空調(diào)密閉式空-水冷式本體冷卻不做重點(diǎn)考慮不做重點(diǎn)考慮管路使用較少，集中在換熱器與水源之間的管路。變

8、流器內(nèi)部管路：派克 838M 軟管配用國(guó)產(chǎn)不銹鋼接頭，樂(lè)可利FEP管配用卡套接頭。 變頻器外部管路：派克 481系列軟管配用國(guó)產(chǎn)不銹鋼接頭，瑪努利3TE軟管或者EQUATOR系列軟管配用國(guó)產(chǎn)不銹鋼接頭 針對(duì)水冷卻設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)（高瀾，海鼎）我司的優(yōu)劣勢(shì)：優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)需要改進(jìn)1.豐富的管件扣壓經(jīng)驗(yàn)1.價(jià)格成本高1.增加客戶產(chǎn)品知識(shí)，擴(kuò)大我司產(chǎn)品供應(yīng)渠道2.完善的過(guò)程控制管理2.客戶產(chǎn)品知識(shí)欠缺3.庫(kù)存配套服務(wù)能力強(qiáng)3.專屬實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺少2.研發(fā)分配管路，并制樣。4.靈活電力行業(yè)純水冷卻設(shè)備行業(yè)的發(fā)展情況1.隨著風(fēng)電的快速發(fā)展，2010年全球風(fēng)機(jī)的平均功率達(dá)到了1665KW。目前的主流機(jī)型是1.5-2.5

9、MW機(jī)型。由于機(jī)組大型化的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電機(jī)和變流器冷卻系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展。2008年全球銷量上萬(wàn)套，到2010年達(dá)到2.5萬(wàn)套，預(yù)計(jì)2015年達(dá)到5萬(wàn)套。2.光伏和核能發(fā)電為純水冷卻設(shè)備將會(huì)帶來(lái)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn) a. 光伏產(chǎn)業(yè)中主要發(fā)熱元件是逆變器。需要對(duì)其進(jìn)行冷卻。b. 核電外圍純水冷卻設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。水冷卻企業(yè)：1.廣州高瀾節(jié)能技術(shù)有限公司；2.上海海鼎實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司；3.北京賽晶；（應(yīng)用軌道交通）4.樂(lè)清市雁蕩山冷卻有限公司（溫州）； 主要企業(yè)簡(jiǎn)介主要產(chǎn)品ABB電力和自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)廠商直驅(qū)全功率型ACS800-77;雙饋ACS800-67Emerson由艾默生網(wǎng)絡(luò)能源（原華為電氣）研發(fā)以雙饋機(jī)型為主Converteam電能轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者雙饋和直驅(qū)變流器Vacon提供變頻器產(chǎn)品和交流驅(qū)動(dòng)控制方案。雙饋風(fēng)機(jī)變流器Schneider能源使用領(lǐng)域的電力設(shè)備雙饋風(fēng)機(jī)變流器AMSC （美國(guó)超導(dǎo)）重點(diǎn)客戶華銳雙饋風(fēng)機(jī)變流器變頻器企業(yè)：國(guó)外：國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)地北京清能華福風(fēng)電技術(shù)有限公司1-3MW變頻恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的各種大功率變流器北京北京科洛偉業(yè)科技有限公司雙饋式850KM-2MW。直驅(qū)式：1MW-2MW北京北京能