[發(fā)明專利]一種直流換流閥用浸沒式熱電制冷裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310585481.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN103607101B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏曉光;查鯤鵬;周建輝;湯廣福;文玉良;冷明全;柯加良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;中電普瑞電力工程有限公司;國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院;廣州高瀾節(jié)能技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/00
• 分類號(hào): H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱電制冷裝置，具體講涉及一種直流換流閥用浸沒式熱電制冷裝置。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)高壓直流輸電技術(shù)的日益成熟，直流輸電工程建設(shè)正處于發(fā)展的黃金期。在高壓直流輸電系統(tǒng)中，冷卻系統(tǒng)作為換流閥散熱系統(tǒng)的重要組成，其運(yùn)行情況直接影響到整個(gè)直流系統(tǒng)的輸電能力。因此，保證冷卻系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠和高效運(yùn)行顯得尤為重要。

密閉式水冷系統(tǒng)在當(dāng)前被廣泛應(yīng)用于直流輸電換流閥冷卻中，水冷系統(tǒng)的耐溫性能好壞直接影響到換流閥使用的氣候環(huán)境和地理環(huán)境。在工程實(shí)際應(yīng)用中，由于氣候和地理環(huán)境導(dǎo)致水冷系統(tǒng)在夏天冷卻能力不足，冬天需要采用電加熱器加熱內(nèi)循環(huán)水的現(xiàn)象常有發(fā)生，因此對(duì)水冷系統(tǒng)的外冷卻設(shè)備合理設(shè)計(jì)和采用輔助熱設(shè)備提高換流閥可靠性顯得非常重要。

當(dāng)前換流閥外冷卻設(shè)備常采用空氣冷卻器或閉式冷卻塔。在設(shè)計(jì)空氣冷卻器時(shí)，極限環(huán)境氣溫和進(jìn)入換流閥的冷卻介質(zhì)溫度往往決定了空氣冷卻器的尺寸，對(duì)于常規(guī)的空氣冷卻器設(shè)計(jì)為N+1或N+2模式，有較大的冗余且體積龐大。采用閉式冷卻塔往往因?yàn)樗|(zhì)不佳而形成大量水垢，在環(huán)境溫度過高則導(dǎo)致閉式冷卻塔傳熱效果不良，進(jìn)閥冷卻介質(zhì)溫度無法滿足換流閥正常運(yùn)行要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種直流換流閥用浸沒式熱電制冷裝置，具有良好的熱傳遞性能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，可在全天候?qū)θ腴y水溫進(jìn)行控制。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的一種直流換流閥用浸沒式熱電制冷裝置，所述裝置包括設(shè)置在熱端散熱器和冷端散熱器之間的熱電偶堆，所述熱端散熱器設(shè)置在直流換流閥密閉水冷系統(tǒng)中的直流換流閥出水口管路中，所述冷端散熱器設(shè)置在直流換流閥的入水口管路中，其改進(jìn)之處在于：所述熱電偶堆與換向器和直流電源連接形成回路。

其中，所述直流換流閥密閉水冷系統(tǒng)包括供水泵、三通閥、去離子系統(tǒng)、循環(huán)水泵、空氣冷卻器和過濾器；所述循環(huán)水泵、三通閥、空氣冷卻器、過濾器和直流換流閥依次串聯(lián)形成回路；在所述過濾器與直流換流閥之間和所述循環(huán)水泵與直流換流閥之間并聯(lián)由供水泵和去離子系統(tǒng)串聯(lián)的支路。

其中，所述三通閥并聯(lián)旁路與過濾器連接。

其中，在所述循環(huán)水泵和三通閥之間的管路設(shè)置三通閥，并且并聯(lián)接入所述熱端散熱器，在所述旁路和過濾器之間并聯(lián)接入所述冷端散熱器。

其中，在所述熱電偶堆與換向器和直流電源連接形成的回路中，當(dāng)直流換流閥密閉水冷系統(tǒng)中的進(jìn)入直流換流閥的冷卻介質(zhì)的溫度T高于設(shè)定溫度T₀時(shí)，根據(jù)所述溫度T控制直流電源的輸出電流I，使所述熱電偶堆根據(jù)所述輸出電流I進(jìn)行制冷，從而降低進(jìn)入直流換流閥的冷卻介質(zhì)的溫度使其達(dá)到設(shè)定溫度T₀；當(dāng)直流換流閥密閉水冷系統(tǒng)中的進(jìn)入直流換流閥的冷卻介質(zhì)的溫度T低于設(shè)定溫度T₀時(shí)，通過所述換向器改變回路電流方向，根據(jù)所述溫度T控制直流電源的輸出電流I，使所述熱電偶堆根據(jù)所述輸出電流I進(jìn)行制熱，從而提高進(jìn)入直流換流閥的冷卻介質(zhì)的溫度使其達(dá)到設(shè)定溫度T₀。

其中，所述冷卻介質(zhì)為去離子水。

其中，所述直流換流閥包括：晶閘管、阻尼電容、均壓電容、阻尼電阻、均壓電阻、飽和電抗器、晶閘管控制單元和配水系統(tǒng)；所述配水系統(tǒng)的出、入水口分別與所述直流換流閥密閉水冷系統(tǒng)的水管連接。

與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是：

1、采用浸沒式熱電制冷裝置具有良好的熱傳遞性能，同時(shí)利用了水冷系統(tǒng)中去離子水的高電阻絕緣性能。

2、浸沒式熱電制冷裝置的熱端為換流閥出水端，冷端為換流閥的進(jìn)水端，溫差恒定，具有良好的控制性能。

3、本裝置省略了常規(guī)系統(tǒng)中采用空氣冷卻器為N+1或N+2的模式，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4、安裝、更換方便簡(jiǎn)捷。

5、提高了換流閥的環(huán)境適應(yīng)能力。

6、在熱端加熱水溫，提高進(jìn)入空氣冷卻器的水溫，進(jìn)而提高的空氣冷卻器的效率。

7、通過熱電制冷，實(shí)現(xiàn)在高溫環(huán)境下?lián)Q流閥水冷系統(tǒng)仍然可以正常運(yùn)行；

8、更改直流電的方向，將原來的冷端和熱端的位置互換，使得制冷變?yōu)闊岜茫诙烊〈娂訜崞鲗?shí)現(xiàn)水溫加熱。

附圖說明

圖1是：本發(fā)明提供的直流換流閥用浸沒式熱電制冷裝置的原理圖；

圖2是：本發(fā)明提供的直流換流閥用浸沒式熱電制冷裝置在熱電發(fā)電水冷系統(tǒng)中的原理圖；