[發明專利]風力發電機組變流器的水冷散熱系統及其控制、敷設方法

有效

• 申請號: 201611257669.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN107343377B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 李鵬;叢歐;陳金龍;劉舒恒;劉青健
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠

本發明涉及風力發電機組變流器的水冷散熱系統及其控制、敷設方法。所述水冷散熱系統包括地冷系統，所述地冷系統包括第一干線管路，第二干線管路和多個支線管路，所述多個支線管路沿豎直方向被埋于地下，以使支線管路中的冷卻液與地下環境進行熱交換，所述多個支線管路中的各個支線管路伸入地下的深度彼此不同。所述控制方法包括：響應于變流器冷卻液出口處的冷卻液的溫度大于第一預定溫度，控制冷卻液流入地冷系統，再流回至變流器，響應于變流器冷卻液出口處的冷卻液的溫度小于第二預定溫度，控制冷卻液通過旁通管路流回至變流器。

技術領域

本發明涉及風電技術領域，更具體地講，涉及一種具有多級散熱階梯且能實現單獨控制的用于風力發電機組變流器的水冷散熱系統，及控制和敷設該水冷散熱系統的方法。

背景技術

兆瓦級(1MW以上)風力發電機組通常使用變流器進行發電機的速度調節以及將發電機發出的電送往電網，目前變流器的散熱方式主要是水冷散熱，即：冷卻液通過泵被強制流入變流器，變流器內部的熱量傳遞給冷卻液，處于升高溫度的冷卻液從變流器內流出，然后冷卻液經過塔外散熱器，塔外散熱器的風扇強制使空氣經過散熱器，當空氣經過散熱片時，帶走冷卻液的熱量，由此往復循環，使變流器內部的溫度維持在一定的范圍內。

對于塔外散熱器，需要確定適合的安裝位置，例如，一個散熱器需要占用約6m²的土地，部分機型使用兩個甚至更多的散熱器，占地面積將超過12m²甚至24m²。對于南方地形復雜區域(山地、魚塘)或征地條件不佳的區域的工程來說，比較麻煩，減少占地面積將會大幅度降低成本。

此外，對于高溫地區，暴露于空氣中的塔外散熱器只能在一定的環境溫度條件下有效散熱。當環境溫度與水溫一致時，散熱器將失去散熱能力。

另外，對于機位附近楊、柳樹較多的區域，散熱器翅片間很容易被楊絮、柳絮填充，散熱器散熱能力大幅降低。

因此，有必要開發一種變流器水冷散熱系統，使得該變流器水冷散熱系統能夠在環境溫度高時進行有效散熱、減少占地面積、合理分配散熱系統中的冷卻液、降低電消耗和噪音以及不受環境中污染物影響。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種變流器水冷散熱系統，使得該變流器水冷散熱系統能夠在環境溫度高時進行有效散熱、減小占地面積、合理分配散熱系統中的冷卻液、降低電消耗和噪音以及不受環境中污染影響。

本發明的另一目的在于提供一種控制上述變流器水冷散熱系統的方法，使得該方法能夠確保變流器在較大的溫度范圍內有效運行，且使變流器水冷散熱系統中的冷卻液合理分配，以滿足變流器的不同產熱/溫度狀況。

本發明的又一目的在于提供一種安裝上述變流器水冷散熱系統的方法，使得該方法能夠確保高效且牢固的固定或連接該變流器水冷散熱系統的各個部件。

根據本發明的一方面，提供一種用于風力發電機組變流器的水冷散熱系統，所述水冷散熱系統包括地冷系統，所述地冷系統包括第一干線管路，第二干線管路和多個支線管路，所述第一干線管路通過三通閥連接變流器冷卻液出口并通過三通閥連接所述多個支線管路的入口，以使來自變流器的冷卻液選擇性地流動通過所述第一干線管路并選擇性地流入所述多個支線管路中的一個或更多個；所述第二干線管路連接變流器冷卻液入口并通過三通閥連接所述多個支線管路的出口，以使來自所述一個或更多個支線管路的冷卻液流入變流器；所述多個支線管路沿豎直方向被埋于地下，以使支線管路中的冷卻液與地下環境進行熱交換，所述多個支線管路中的各個支線管路伸入地下的深度可彼此不同。

可選地，所述各個支線管路可按照支線管路伸入地下的深度從小到大的順序被布置。

可選地，所述各個支線管路伸入地下的深度可與地下平均溫度相關聯。

可選地，所述各個支線管路伸入地下的深度還可與支線管路的數量相關聯。