电厂空冷风机变频器蒸发冷却技术改造

《电厂空冷风机变频器蒸发冷却技术改造》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第28卷第10期电力自动化设备V01．28No．10@2008年10月ElectricPowerAutomationEquipment0¨．2008电厂空冷风机变频器蒸发冷却技术改造李振国1．田新东1，张广强2，高伟娜3(1．中国科学院电工研究所，北京100080；2．国电电力大同发电有限责任公司，山西大同037043；3．北京529厂，北京100084)摘要：针对电厂空冷风机用变频器在夏日满负荷运行情况下，功率器件频频出现过热．导致设备跳闸现象，提出了一种以蒸发冷却为主的变频器新型冷却方式。冷却系统由风机、蒸发箱体、出汽管、回液管及冷凝器构成。以电厂用11

2、0kW变频器为改造对象进行了单台样机带负载运行。同时在实验室完成7台变频器整体改造方案的l：1原理试验。运行结果表明．采用新型冷却技术可以解决变频器的冷却问题，同时可以去掉变频室内为降低环境温度而设置的大功率空调设备．达到更加节能的目的。关键词：蒸发冷却；变频器；冷却技术中图分类号：TM621．7文献标识码：B文章编号：1006—6047(2008)10一0116—040引言电厂中存在大量的风机及泵类设备，这类机械均采用50Hz交流电动机驱动．用档板、阀门等方法实现物理量的控制．造成了大量的损耗。为了达到节能目的，电厂中目前普遍采用变频器控制这类设备．节能率

3、通常都在20％以上⋯。国电电力大同发电有限责任公司(以下简称大同发电公司)2×600MW空冷系统用112台变频器，额定输出功率l10kW，电机额定负载132kW。实际运行中变频器不能满足负载要求，经常超负荷运行．尤其在夏季，变频器频繁过热、过负荷报警．影响公司生产稳定运营。为此。大同发电公司采取一些措施，在变频室安装了空调、抽风机，改进了变频器柜体内部的散热风道等。起到一定效果，但未能从根本上解决问题，装置告警时有发生。为彻底解决上述问题，大同发电公司联合中国科学院电工研究所于2006年4月初经过方案探讨，决定对变频器冷却系统进行技术改造，以满足夏日高负荷的

4、要求。方案为采用风冷与蒸发冷却相结合的新型冷却方式。由于是技术改造，所以保留了原来的风机，但这里的风机不对器件进行冷却，而仅仅是为其他发热部件(如电容)提供循环风力。1理论及结构设计1．1蒸发冷却技术介绍蒸发冷却技术作为我国自主创新的新型冷却技术，以其具有的冷却效果好、安全可靠和结构简单等显著优点，受到了国内外学术界和产业界的普遍关注。并得到了我国电工装备制造业和电力运行部门的认可和支持浯31。目前。蒸发冷却技术在三峡电站的应用收稿151期：2007—04—11；修回日期：2007—06—20已通过了专家的论证，即将进入设计阶段。在船舶电机、电磁除铁器、电力

5、电子装置、变压器等领域都取得了较好的效果【4。6】。蒸发冷却作为一种高效冷却技术，它是依据冷却介质蒸发时的汽化潜热带走发热体的热量．使其降温。运行时，发热体通过载板将热量传递给蒸发冷却介质，介质吸收热量，温度升高，当达到一定压力下的饱和温度时，开始沸腾，汽化吸热，汽化后的介质蒸汽在冷凝器中将热量传递给二次冷却水．同时介质蒸汽被冷却为液体，回到冷却系统中，继续循环，形成密闭式无泵自循环系统⋯。如图l所示。室件图l变频器蒸发冷却原理图Fig．1Principlediagramofevaporativecoolinginverter1．2变频器采用蒸发冷却技术的必

6、要性变频器的发热部件主要是2个部分：一是整流变压器，二是功率元件。由于结构的高度紧凑及功率器件的高开关频率，功率元件的散热成为变频器设计的关键之一。目前，变频器一般采用空气冷却或水冷，在功率较小时，采用空气冷却就能满足要求：在功率较大时，则需要在散热器中通水．利用水流带走热量，因为散热器一般都有不同的电位。所以必须采用绝缘强度较好的水，一般采用纯净水．它比普通蒸馏水的离子含量还要低。在水路的循环系统中．一般第10期李振同．等：电厂窄冷风机变频器蒸发冷却技术改造还要加离子树脂交换器，因为散热器上的金属离子会不断溶解到水中，这些离子需要被吸附清除【8J。从散热的

7、角度而言。水冷是非常理想的。但是。水循环系统T艺要求高，安装复杂．维护工作量大．而且一旦漏水．会带来安全隐患。然而，风冷变频器对环境要求严格：海拔1000m以下、相对湿度小于95％或90％、无凝露．环境温度要求低于40cc；当海拔超过1000m或环境温度高于40℃时，每升高l℃，变频器应降额5％使用：环境气体为无腐蚀性、无尘埃、无引发火灾及爆炸性的气体[9]。所以必须采用一种高效、可靠的冷却方式来满足变频器散热要求。经过方案探讨．提出了一种风冷与蒸发冷却相结合的变频器冷却方式，降低变频器对环境温度及工作场合的要求，同时保证功率器件的基板T作温度约为50℃．远

8、远低于风冷方式中不能高于85℃的限制，使得变频器在恶