水冷變頻器主要由水冷空調(diào)柜、移相變壓器、功率單元柜、控制柜與循環(huán)純水冷卻柜(簡稱水冷柜)組成,如圖所示:
1. 水冷空調(diào)柜、2. 移相變壓器、3. 功率單元柜、4控制柜、5. 循環(huán)純水冷卻柜
1.變壓器柜組成部分
工作原理
變壓器柜包括變壓器柜和水冷空調(diào)柜兩部分,如圖3、 4所示,其中水冷空調(diào)柜用來冷卻移相變壓器,即通過強迫風冷方式將變壓器產(chǎn)生熱量攜帶到風道中,集中收集后的熱風通過熱交換器,將熱量傳遞給熱交換器管道中的冷卻水進行降溫,降溫后的冷風回到變壓器柜,使得變壓器柜內(nèi)的溫度維持在一定的范圍內(nèi)。同時,流入熱交換器管道中的冷卻水吸收熱量后從出口流出,將熱量帶走。熱交換器管道中的冷卻水溫度低于33℃,就能使得冷卻后的變頻器室內(nèi)環(huán)境溫度(熱交換器出風口溫度)維持在40℃以下,從而保證變頻器穩(wěn)定運行環(huán)境。
特點:
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冷源水流經(jīng)管路設有儀表監(jiān)測參數(shù),準確顯示循環(huán)水溫度、流量參數(shù);
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熱交換器頂部*高處設排氣閥,底部*低處設有排水閥門,能夠將循環(huán)水排凈,防止凍裂;
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風機入口位置和熱交換器出風口位置分別設置溫度變送器,實時監(jiān)測變壓器運行環(huán)境溫度。
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移相變壓器本體原邊繞組、副邊繞組風筒內(nèi)均設有PT100溫度傳感器,實時監(jiān)控變壓器繞組風道內(nèi)溫度。
變壓器柜
2.功率單元柜
功率單元散熱方式:采用水冷為主,風冷為輔的散熱方式
功率單元柜
方案與特點
單元冷卻水管采用并聯(lián)接入方式,保證流量均勻分布;
獨立的單元電解電容散熱風道,電容運行溫度低、壽命長;
采用疊層母排設計,寄生電感小、單元結構緊湊;
功率單元散熱器采用真空釬焊式水冷散熱器、水冷散熱器進水口、出水口為雙截流快速接頭,方便功率單元的更換;
功率單元柜主管道為不銹鋼管道,單元與主管道間采用橡膠軟管,保證單元絕緣。
3.循環(huán)純水冷卻機組
循環(huán)原理圖
工作原理
冷卻水在主循環(huán)泵的驅動下,沿管道以恒定的流速通過功率單元散熱器,不斷帶出熱量,冷卻水升溫后沿主管回路進入換熱器設備進行熱量交換,降溫后的冷卻水回流至主循環(huán)泵的進口,形成一個封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng)。系統(tǒng)控制模塊根據(jù)預設的冷卻水溫度值自動調(diào)節(jié)換熱比例,從而精確地控制水的溫度。
根據(jù)冷卻容量、現(xiàn)場環(huán)境條件的不同,系統(tǒng)可以采用水—水、水—風等各種二次熱交換形式將熱量釋放到環(huán)境中。
因高壓變頻器是在高壓的環(huán)境下運行,冷卻水必須具備極高的電阻率,因此在主循環(huán)冷卻回路上并聯(lián)了去離子水處理旁路,一定比例的冷卻水流經(jīng)離子交換器,不斷去除設備及管路中析出的離子。為保持管路的壓力恒定和冷卻水的沖滿,及緩沖冷卻水因溫度變換而產(chǎn)生的體積變化,系統(tǒng)中設置了緩沖罐及補水裝置。
循環(huán)純水冷切機柜
特點:
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管道回路中的所有器件均采用不銹鋼材質(zhì),防腐性好;
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主循環(huán)泵采用冗余設計,可在線更換與維修。
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獨立的去離子水處理旁路裝置;
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獨立的PLC監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程控制。
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全面的預警保護功能。例如:漏水監(jiān)控與報警、凝露監(jiān)控與控制、水的恒溫控制與水溫高報警、水的電導率監(jiān)控與報警等等。
5.現(xiàn)場運行條件
由于水冷變頻器單元柜內(nèi)除了水冷板上主要電子器件發(fā)熱通過循環(huán)水冷卻外,柜內(nèi)還有電解電容、連接銅排等其他發(fā)熱器件產(chǎn)生熱量,因此單元柜頂部配置了冷卻風機,將單元柜內(nèi)的熱空氣抽到環(huán)境中,故水冷變頻器放置房間需要配置安裝空調(diào),空調(diào)制冷量為變頻器額定功率的0.5%。
P空調(diào)=(P變頻器(kVA)*0.5%)/2.5,單位匹。