高壓變頻器的集中冷卻措施

1、高壓變頻器的集中冷卻措施    一、 引言在電力、化工、煤礦、冶金等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域要求高壓變頻器有極高的可靠性。影響高壓變頻器的可靠性指標(biāo)有多項(xiàng)，其中在設(shè)計過程中其散熱與通風(fēng)是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。目前高壓變頻器有高-低-高式、元件直接串聯(lián)式、中點(diǎn)箝位多電平式、單元級聯(lián)式等多種方式，一般來講，上述各種方式的高壓變頻器，其效率一般都可達(dá)到9698%;但由于設(shè)備功率大，在正常工作時，仍要產(chǎn)生大量的熱量。為保證設(shè)備的正常工作，把大量的熱量散發(fā)出去，優(yōu)化散熱與通風(fēng)方案，進(jìn)行合理的設(shè)計與計算，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效散熱，對于提高設(shè)備的可靠性是十分必要的。高壓變頻器設(shè)備功率較大

2、，4的功率損耗主要以熱量形式散失在運(yùn)行環(huán)境當(dāng)中。如果不能及時有效的解決變頻器室的工作環(huán)境溫度問題，將直接危及變頻器本體的運(yùn)行安全；最終因?yàn)闇囟冗^高，導(dǎo)致變頻器過熱保護(hù)動作跳閘。為保證變頻器具有良好的運(yùn)行環(huán)境，必須對變頻器及運(yùn)行環(huán)境的溫度控制采取措施。二、 冷卻方式通過變頻器工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累，針對不同的應(yīng)用環(huán)境現(xiàn)場提供完整的變頻器冷卻系統(tǒng)解決方案。常用的幾種冷卻方式主要包括： 風(fēng)道開放式冷卻； 空調(diào)密閉冷卻； 空水冷密閉冷卻； 設(shè)備本體水冷卻； 上述方式組合冷卻。1. 風(fēng)道開放式冷卻1.1冷卻過程冷風(fēng)經(jīng)變頻室通風(fēng)入口濾網(wǎng)進(jìn)入變頻器，經(jīng)過對機(jī)體進(jìn)行冷卻后，再由變頻器風(fēng)道出風(fēng)口將熱風(fēng)排出。1.2安

3、裝方式風(fēng)道開放式冷卻安裝比較簡單，只需在變頻室的墻壁上開兩個通風(fēng)入口，安裝上濾網(wǎng)，然后在變頻器的柜頂風(fēng)罩上向外引出出風(fēng)口風(fēng)道即可，如下圖1所示：1.3系統(tǒng)特點(diǎn)（1）施工簡單，維護(hù)量大；（2）費(fèi)用低廉；（3）運(yùn)行穩(wěn)定性依賴于當(dāng)?shù)丨h(huán)境2. 空調(diào)密閉冷卻2.1容量選擇原則按照變頻器的發(fā)熱量和控制室環(huán)境實(shí)用面積來選擇空調(diào)的容量。2.2安裝方式變頻器室安裝空調(diào)時，要求變頻器控制室空間要盡可能小，并且做好密封，避免夏季室外溫度高帶來的加熱效應(yīng)?？照{(diào)的安裝位置可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況布置在變頻器兩側(cè)。具體設(shè)備布局如下圖2所示。2.3系統(tǒng)特點(diǎn)（1）急速高效制冷（2）童鎖功能，防止誤操作（3）廣角送風(fēng)，室溫均勻舒適（

4、4）防冷風(fēng)設(shè)計，送風(fēng)舒適（5）獨(dú)立除濕（6）低溫、低電壓啟動（7）室外機(jī)耐高溫運(yùn)轉(zhuǎn)（8）室內(nèi)密閉冷卻（9）冷卻功率留有余量3空水冷密閉冷卻3.1基本原理空水冷卻系統(tǒng)是一種利用高效、環(huán)保、節(jié)能的冷卻系統(tǒng)，其應(yīng)用技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。其外形及原理如下圖3所示：從變頻器出來的熱風(fēng)，經(jīng)過風(fēng)管連接到內(nèi)有固定水冷管的散熱器中，散熱器中通過溫度低于33的冷水，熱風(fēng)經(jīng)過散熱片后，將熱量傳遞給冷水，變成冷風(fēng)從散熱片吹出，熱量被循環(huán)冷卻水帶走，保證變頻器控制室內(nèi)的環(huán)境溫度不高于40。安裝空冷器要求必須在密閉環(huán)境中，為了提高冷卻效果，安放設(shè)備的空間盡可能小。流入空冷器的水為工業(yè)循環(huán)水，為保護(hù)設(shè)備，要求循環(huán)水的PH

5、值為中性，且無腐蝕損壞銅鐵的雜質(zhì)，進(jìn)水的水壓一般為0.20.3Mpa，進(jìn)水溫度33。空冷器的維護(hù)簡單易行，一般半年維護(hù)1次，進(jìn)行冷卻管道沖洗。3.2施工安裝單套系統(tǒng)一臺變頻器配備兩臺空冷器；單臺故障時，不會對系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。具體設(shè)備布局如圖4、5所示?？绽淦鞯陌惭b位置可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況布置在變頻器正面或背面。假如現(xiàn)場供水量不足，為適應(yīng)現(xiàn)場情況，還可提供獨(dú)立的冷卻水系統(tǒng)方案。該方案在現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加獨(dú)立的機(jī)力冷卻塔、水處理裝置、增壓泵站等設(shè)備，滿足現(xiàn)場設(shè)備變頻改造項(xiàng)目獨(dú)立冷卻的要求，同時還可為現(xiàn)場工業(yè)冷卻水系統(tǒng)保留一定的冷卻水量為現(xiàn)場今后增加設(shè)備提供相應(yīng)的冷卻水量裕度。3.3安全性能評價

6、設(shè)備整體安裝于高壓變頻配電室墻外，采用風(fēng)道與變頻器的柜頂排氣口直接連接，提高了冷卻器的設(shè)備運(yùn)行效率，能夠?qū)ψ冾l器排出的熱氣直接降溫處理。同時，避免冷卻水管線在高壓室內(nèi)布局容易出現(xiàn)破裂后漏水危及高壓設(shè)備運(yùn)行安全的嚴(yán)重事故發(fā)生。在空冷系統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)中，為了防止空冷器出口側(cè)凝露冷風(fēng)帶水排入室內(nèi)，對空冷器的出風(fēng)口、風(fēng)速等指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計計算；保證良好的排壓情況下，運(yùn)行安全穩(wěn)定。另外，為防止空冷器漏水后進(jìn)入室內(nèi)，在空冷器的出口側(cè)設(shè)置了淋水板；當(dāng)漏水或有積水時，可以直接排向室外。完整的冷卻系統(tǒng)解決方案，有效減低了輔助系統(tǒng)的故障率以及對主要設(shè)備的運(yùn)行安全影響程度。3.4系統(tǒng)特點(diǎn)（1）設(shè)備安裝簡單、快捷。（2）設(shè)備

7、使用壽命長、故障率低、性能可靠。（3）設(shè)備的運(yùn)營成本是同等熱交換功率空調(diào)的1/3-1/4倍。（4）室內(nèi)密閉冷卻、干凈衛(wèi)生；變頻器維護(hù)量低。（5）無需濾網(wǎng)清洗。（6）事故情況下可采用通風(fēng)冷卻，不影響設(shè)備安全。（7）冷卻功率留有余量4設(shè)備本體水冷卻從散熱的角度來說，水冷是非常理想的。但是，水循環(huán)系統(tǒng)工藝要求高，安裝復(fù)雜，維護(hù)工作量大，而且一旦漏水，會帶來安全隱患。所以，能夠用空氣冷卻解決問題的場合，就不要采用水冷。5冷卻系統(tǒng)指標(biāo)及運(yùn)行成本比較各種冷卻方式的指標(biāo)及運(yùn)行成本比較見下表所示:冷卻方式 風(fēng)道開放式空調(diào)密閉式空水冷卻 本體水冷設(shè)備投資 低 高 高 很高冷卻效果 一般 好 好 好適用范圍 16

8、00kW 1000kW 6000kW >6000kW適用地域 035 無要求 有冷卻水 無要求適用環(huán)境 潔凈 粉塵大 粉塵大 無要求溫度控制 當(dāng)?shù)販?2235 2035 2030維護(hù)量 大 較小 小 小運(yùn)行成本 低 很高 較低 較高運(yùn)營費(fèi)用（元/kW） 0.0291 0.178 0.0458 0.089三、 結(jié)束語根據(jù)南北方地域、溫度、濕度、設(shè)備安全等多方面因素，秉承“適合的才是最好的”服務(wù)理念，根據(jù)用戶的實(shí)際需求提供完美的高壓變頻冷卻系統(tǒng)解決方案，力求做到系統(tǒng)最優(yōu)、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性高。在1600kW以上大功率、超大功率高壓變頻器當(dāng)中，空水冷卻系統(tǒng)方案仍具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和技術(shù)優(yōu)勢。在山西某電廠2×3400kW引風(fēng)機(jī)變頻器項(xiàng)目中充分證明：采用完全密閉的空水冷卻方式，運(yùn)