[發(fā)明專(zhuān)利]一種換流閥冷卻系統(tǒng)及冷卻方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810260197.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108521213A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張長(zhǎng)水;林衛(wèi)星;盛俊毅;田興;尚富鵬;靳廣超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 特變電工新疆新能源股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/00
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開(kāi)了一種換流閥冷卻系統(tǒng)及冷卻方法，包括太陽(yáng)能電池板、水冷機(jī)組、水風(fēng)換熱器以及三通閥，太陽(yáng)能電池板通過(guò)光能轉(zhuǎn)換設(shè)備與太陽(yáng)能供電線路的輸入端連接，太陽(yáng)能供電線路的輸出端和換流站供電系統(tǒng)均與水冷機(jī)組和水風(fēng)換熱器電連接；換流閥的冷卻介質(zhì)管道的出口與三通閥的入口連接，三通閥的第二出口通過(guò)管道直接與水循環(huán)主機(jī)系統(tǒng)的入口連接，三通閥的第一出口與水冷機(jī)組的介質(zhì)入口連接，水冷機(jī)組的介質(zhì)出口與水循環(huán)主機(jī)系統(tǒng)的入口連接，水循環(huán)主機(jī)系統(tǒng)的出口與換流閥的介質(zhì)入口連接，利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能為冷卻系統(tǒng)換熱設(shè)備供電，利用太陽(yáng)能供電解決了壓縮機(jī)制冷的水冷機(jī)組耗電量大的難題，實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能減排，有較大的工程應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能減排的換流閥冷卻系統(tǒng)及冷卻方法。

背景技術(shù)

直流輸電的核心設(shè)備是換流閥，冷卻系統(tǒng)是為換流閥功率器件提供冷卻的設(shè)備，用于將閥廳內(nèi)換流閥的熱量通過(guò)冷卻介質(zhì)轉(zhuǎn)移至戶外環(huán)境中，保證換流閥功率器件運(yùn)行在安全溫度以內(nèi)，冷卻系統(tǒng)的冷卻能力是影響換流閥可靠性的關(guān)鍵因素之一。以往可靠性一直是冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)注重點(diǎn)，隨著對(duì)節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境的認(rèn)識(shí)，大容量直流輸電冷卻系統(tǒng)用水用電損耗和污染環(huán)境的排放水，成為直流輸電換流閥冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨的新技術(shù)難題。

現(xiàn)有直流輸電中換流閥的冷卻系統(tǒng)外冷只有空氣換熱器和閉式冷卻塔兩種方式，空氣換熱器用外設(shè)風(fēng)機(jī)使熱量對(duì)流換熱至大氣中，環(huán)境溫度越高效率越低，不適合高溫環(huán)境；閉式冷卻塔通過(guò)噴淋水做傳熱介質(zhì)，噴淋水吸熱相變成氣態(tài)后排至大氣中，換熱效率高，但耗水量大，同時(shí)排放含水垢、微生物結(jié)垢的污水，帶來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題；另有一種采用壓縮機(jī)制冷的水冷機(jī)組可以提供較低溫度的冷凍水，但因?yàn)橛心芎奶蟮娜秉c(diǎn)而無(wú)法在大容量直流輸電冷卻系統(tǒng)使用。以一個(gè)額定輸送功率為5000MW的柔性直流輸電系統(tǒng)為例，采用閉式冷卻塔換熱方案，夏天最大耗水量、用電損耗評(píng)估如下表所示：

我國(guó)是世界上水資源和能源緊缺的國(guó)家之一，從上表分析看，需要提出一種新的直流輸電換流閥冷卻系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)能減排的目的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種換流閥冷卻系統(tǒng)及冷卻方法，采用壓縮機(jī)制冷的水冷機(jī)組進(jìn)行冷卻，同時(shí)利用太陽(yáng)能供電，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述一種換流閥冷卻系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、水冷機(jī)組、水風(fēng)換熱器以及三通閥，太陽(yáng)能電池板通過(guò)太陽(yáng)能控制器與太陽(yáng)能供電線路的輸入端連接，太陽(yáng)能供電線路的輸出端和換流站供電系統(tǒng)均與水冷機(jī)組和水風(fēng)換熱器電連接；換流閥的冷卻介質(zhì)管道的出口與三通閥的入口連接，三通閥的第二出口通過(guò)管道直接與水循環(huán)主機(jī)系統(tǒng)的入口連接，三通閥的第一出口與水冷機(jī)組的介質(zhì)入口連接，水冷機(jī)組的介質(zhì)出口與水循環(huán)主機(jī)系統(tǒng)的入口連接，水循環(huán)主機(jī)系統(tǒng)的出口與換流閥的介質(zhì)入口連接。

進(jìn)一步的，三通閥的第一出口與水冷機(jī)組的介質(zhì)入口之間設(shè)置有水風(fēng)換熱器。

進(jìn)一步的，太陽(yáng)能控制器的輸出端還連接有蓄電池組，蓄電池組與水冷機(jī)組和水風(fēng)換熱器電連接。

進(jìn)一步的，水冷機(jī)組和水風(fēng)換熱器與換流站供電線路電連接。

進(jìn)一步的，水冷機(jī)組和水風(fēng)換熱器組均為冗余配置。

進(jìn)一步的，三通閥為電動(dòng)三通閥，換流閥的冷卻介質(zhì)出口設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器與PLC通信連接，PLC與電動(dòng)三通閥通信連接。

進(jìn)一步的，溫度傳感器用于測(cè)量換流閥冷卻介質(zhì)的出閥溫度，并將測(cè)量結(jié)果發(fā)送至PLC，PLC用于根據(jù)冷卻介質(zhì)的出閥溫度控制電動(dòng)三通閥的入口的開(kāi)度以及水冷機(jī)組和水風(fēng)換熱器投入換熱的數(shù)量。

進(jìn)一步的，太陽(yáng)能電池板設(shè)置在換流站閥廳的屋頂。

一種換流閥冷卻系統(tǒng)方法：