[實用新型]一種MMC換流閥的冷卻系統

有效

• 申請號: 201320812321.2
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN203590007U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 胡曉;喬爾敏;趙國亮;荊平;康偉;陳國偉;陳穎;蘇雪源
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院;國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司廈門供電公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本實用新型涉及一種換流閥的冷卻系統，具體講涉及一種MMC換流閥的冷卻系統。

背景技術

隨著我國高壓直流輸電技術的日益成熟，直流輸電工程建設正處于發展的黃金期。直流輸電具有輸電容量較大、效率高、損耗低、控制靈活等優點，而換流閥系統作為直流輸電的心臟，是直流輸電的關鍵設備，其工作電壓等級高、輸送功率大，在運行時會產生大量的熱量，只有解決了換流閥的冷卻問題，才能使其可靠輸電成為可能。因此，換流閥的冷卻系統在直流輸電系統中具有重要作用，需要非常高的可靠性。

MMC換流閥，如圖1所示，是基于模塊化多電平技術的IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor,高功率絕緣柵雙極晶體管）換流閥，主要應用于柔性直流輸電系統中。由于MMC換流閥各個子模塊中每個器件的電流不一致，導致各個器件的損耗不平均。MMC換流閥子模塊損耗仿真波形圖，如圖2所示，子模塊損耗既存在瞬時損耗非常大的時刻，又存在瞬時損耗幾乎為0的時刻。因此，MMC換流閥的損耗具有瞬時損耗大、平均損耗小的特點，其相應的冷卻方案應在總的散熱量上滿足平均損耗的要求，且具有足夠良好的導熱性能，以保證在大的瞬時損耗情況下將熱量迅速傳導出去。

目前投運的柔性直流輸電工程用MMC閥全部采用水冷系統進行散熱，相比風冷系統而言，水冷系統冷卻能力大，但是水冷卻系統卻存在一些缺陷，包括電解腐蝕與沉積、密封墊圈腐蝕老化、電機或軸承長時間運行機械磨損嚴重等問題，導致目前運行的直流工程換流閥水冷卻系統在運行一段時間之后，易發生堵塞、漏水異常，從而引起元件過熱以及直流系統被迫停運，嚴重影響直流輸電系統的安全可靠運行。

實用新型內容

為了解決上述問題，本使用新型提供了一種MMC換流閥的冷卻系統，解決了MMC換流閥瞬時損耗大、平均損耗小的散熱問題，散熱性能突出；避免了原有冷卻系統中存在的漏水、磨損問題。

本實用新型的目的是采用下述技術方案實現的：

本實用新型提供的一種MMC換流閥的冷卻系統，所述系統包括熱管散熱器和散熱風道，MMC換流閥模塊間隔并排排列，在每排MMC換流閥模塊的前后兩側分別設置所述散熱風道，其改進之處在于，所述MMC換流閥的IGBT模塊為FZ1500R33HL3，將所述熱管散熱器的蒸發端設置在所述IGBT模塊發熱面上，將熱管散熱器的冷凝端伸入散熱風道。

其中，在所述散熱風道入口處設置鼓風機。

其中，所述熱管散熱器包括金屬管、吸液芯和工作介質，所述吸液芯設置在金屬管的內壁上，所述金屬管內抽真空后注入工作介質。

其中，所述金屬管為銅或鋁或碳鋼或不銹鋼或合金鋼。

其中，所述吸液芯為毛細多孔材料。

其中，所述工作介質為氨或水或丙酮或甲醇。

其中，在所述熱管散熱器的冷凝端設置散熱翅片。

其中，所述MMC換流閥的可傳輸的最大有功功率為50MW；工頻周期為0.02s；直流側電壓為72kV；交流側電壓為35kV；功率因數角為0°；單個橋臂模塊數量為48。

其中，所述MMC換流閥的冷卻系統之間通過設置穿墻套管進行電氣連接。

與現有技術相比，本實用新型達到的有益效果是：

1、解決了MMC換流閥瞬時損耗大、平均損耗小的散熱問題，散熱性能突出；

2、取消了以往復雜的水冷系統，避免漏水現象的發生；

3、避免因存在運動部件而引起的噪聲、磨損等問題；

4、維護工作量小，節能環保，極大提高了工作效率。

附圖說明

圖1是：本實用新型提供的MMC換流閥的基本結構圖；

圖2是：本實用新型提供的MMC換流閥子模塊損耗仿真波形圖；

圖3是：本實用新型提供的MMC換流閥冷卻系統示意圖；

圖4是：本實用新型提供的MMC換流閥冷卻系統之間的連接示意圖；

圖5是：本實用新型提供的MMC換流閥冷卻系統的熱管散熱器的結構示意圖；

其中：1、鼓風機；2、熱管散熱器；3、MMC換流閥模塊；4、散熱風道；5、穿墻套管；6、金屬管；7、吸液芯；8、工作介質。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做進一步的詳細說明。