[發(fā)明專利]用于電氣柜的冷卻裝置、系統(tǒng)、方法以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611096816.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN108153352A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高楊;白洛林;邢贏;方濤;李新宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G05D27/02
• 分類號(hào): G05D27/02
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 彭瓊

本發(fā)明提供一種用于電氣柜的冷卻裝置、系統(tǒng)、方法以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)。電氣柜的內(nèi)部有發(fā)熱電氣件，冷卻系統(tǒng)包括：第一換熱設(shè)備，包括殼體和液態(tài)的第一冷卻介質(zhì)，其中：殼體密封地容納第一冷卻介質(zhì)和發(fā)熱電氣件；第一冷卻介質(zhì)占據(jù)殼體的部分內(nèi)部空間以在第一冷卻介質(zhì)的表面上方形成換熱空間，并且，第一冷卻介質(zhì)與發(fā)熱電氣件電氣絕緣并且能夠至少部分地浸沒發(fā)熱電氣件；第二換熱設(shè)備包括：冷卻通道，其出口和入口分別與設(shè)置于電氣柜外部的第二冷卻介質(zhì)冷卻器的入口和出口連通，以形成換熱回路，循環(huán)裝置設(shè)置在換熱回路中，以使第二冷卻介質(zhì)能夠在換熱回路中循環(huán)流動(dòng)。使得冷卻通道能夠通過第二冷卻介質(zhì)對(duì)換熱空間中的熱量進(jìn)行冷卻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣設(shè)備冷卻控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電氣柜的冷卻裝置、系統(tǒng)、方法以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

開關(guān)柜是一種電氣設(shè)備，內(nèi)部的組成部件主要包括斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、操作機(jī)構(gòu)、互感器等。開關(guān)柜作為電路中的保護(hù)裝置，能夠應(yīng)用于多種需要對(duì)電能進(jìn)行分配、控制的電力系統(tǒng)中，在電力系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的過程中，進(jìn)行開合控制，保護(hù)用電設(shè)備。例如能夠應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電力系統(tǒng)中。但是開關(guān)柜內(nèi)部的部件在工作過程中，由于需要承載較大電流，因此部件會(huì)隨著產(chǎn)生功率的增加，其自身的發(fā)熱量也會(huì)增加。如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)地進(jìn)行移除，將會(huì)造成開關(guān)柜內(nèi)部熱量嚴(yán)重積累現(xiàn)象，溫升會(huì)直接危害部件的電氣絕緣性能，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)火災(zāi)，進(jìn)而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)開關(guān)柜即發(fā)電機(jī)斷路器，是發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間的一個(gè)可以控制的斷開點(diǎn)，起到隔離發(fā)電機(jī)故障，控制發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行操作等作用，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)部較為重要的電氣部件。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)的開關(guān)柜內(nèi)部的發(fā)熱部件主要是輸入、輸出接線銅排及端子。目前采用的冷卻方式為傳統(tǒng)的風(fēng)冷方式，通過在柜體上安裝風(fēng)扇并設(shè)計(jì)出風(fēng)口，采用引進(jìn)外部新風(fēng)的方式直接對(duì)發(fā)電機(jī)開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱部件進(jìn)行出風(fēng)冷卻。這一冷卻方式具有較好的經(jīng)濟(jì)性，且對(duì)于發(fā)熱量較少的中、小容量陸地的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有較好的應(yīng)用性。

然而，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量增加后，動(dòng)力電纜承載的電流增大，則會(huì)直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)開關(guān)柜內(nèi)部的空氣溫度增大。針對(duì)開關(guān)柜產(chǎn)生較大發(fā)熱量的情況，傳統(tǒng)的風(fēng)冷降溫方式則要采用更大功耗、更大尺寸的風(fēng)扇進(jìn)行冷卻，這會(huì)使得發(fā)電機(jī)開關(guān)柜尺寸增大，進(jìn)而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)外形尺寸的增加，同時(shí)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率損耗增大。而且海上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)所處空氣環(huán)境中帶有鹽霧且濕度較高，如果采用傳統(tǒng)風(fēng)冷方式對(duì)發(fā)電機(jī)開關(guān)柜進(jìn)行冷卻，將會(huì)把濕度較高、并含有鹽霧的空氣引入發(fā)電機(jī)開關(guān)柜中，這樣將會(huì)直接影響輸入、輸出銅線及銅排的電氣絕緣性，加快了這些部件的腐蝕速度，同時(shí)降低了發(fā)電機(jī)開關(guān)柜的穩(wěn)定性和可靠性，減少了發(fā)電機(jī)開關(guān)柜內(nèi)部部件的使用壽命，給風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的安全隱患。

因此，亟需一種新的用于電氣柜的冷卻裝置、系統(tǒng)、方法以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種用于電氣柜的冷卻裝置、系統(tǒng)、方法以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，能夠在對(duì)電氣柜進(jìn)行冷卻的過程中，避免濕度較高、并含有鹽霧的空氣進(jìn)入電氣柜，對(duì)電氣柜內(nèi)部的電器件造成影響，保證電氣柜的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)提升了對(duì)電氣柜內(nèi)部的發(fā)熱電氣件的冷卻效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于電氣柜的冷卻裝置，電氣柜的內(nèi)部裝配有發(fā)熱電氣件，冷卻裝置包括第一換熱設(shè)備和第二換熱設(shè)備，第一換熱設(shè)備包括殼體和液態(tài)的第一冷卻介質(zhì)，其中：殼體設(shè)置在電氣柜的內(nèi)部并且密封地容納第一冷卻介質(zhì)和發(fā)熱電氣件；第一冷卻介質(zhì)占據(jù)殼體的部分內(nèi)部空間以在第一冷卻介質(zhì)的表面上方形成換熱空間，并且，第一冷卻介質(zhì)與發(fā)熱電氣件電氣絕緣并且能夠至少部分地浸沒發(fā)熱電氣件，從而使對(duì)發(fā)熱電氣件進(jìn)行冷卻的第一冷卻介質(zhì)能夠在換熱空間中進(jìn)行蒸發(fā)散熱；第二換熱設(shè)備包括填充有第二冷卻介質(zhì)的冷卻通道、第二冷卻介質(zhì)冷卻器以及循環(huán)裝置，其中：冷卻通道設(shè)置在換熱空間中，其出口和入口分別與設(shè)置于電氣柜外部的第二冷卻介質(zhì)冷卻器的入口和出口連通，以形成換熱回路，循環(huán)裝置設(shè)置在換熱回路中，以使第二冷卻介質(zhì)能夠在換熱回路中循環(huán)流動(dòng)，使得冷卻通道能夠通過第二冷卻介質(zhì)對(duì)換熱空間中的熱量進(jìn)行冷卻。