具备除湿除凝露功能的风电变流器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具备除湿除凝露功能的风电变流器，其电气改造包括并网柜增加散热风机，同时满足并网柜及控制柜的通风散热；将并网柜和控制柜原有的温控加热器改为普通加热器，通过温度和湿度检测设备来控制柜内加热及除湿，同时考虑变流器柜运行时部分器件发热问题，约束加热器在主接触器闭合后不得加热，避免柜内产生高温；加热器同时具备低温加热和除湿功能，并且高湿度情况下，加热与通风并行，使得柜内有空气流通，除湿效果明显，本实用新型专利技术散热风机置于柜顶，减小了机柜深度方向的尺寸；更能满足风电设备现场的要求。

Wind power converter with dehumidification and condensation function

The utility model relates to a wind power converter with the function of dehumidification and dew removal, whose electrical transformation includes adding a cooling fan to the grid-connected cabinet, satisfying the ventilation and heat dissipation of the grid-connected cabinet and the control cabinet, changing the original temperature control heater of the grid-connected cabinet and the control cabinet into a common heater, and controlling the cabinet through the temperature and humidity detection equipment. Heating and dehumidification, and considering the heating problem of some devices when the converter cabinet is running, the restrained heater can not be heated after the main contactor closes, to avoid high temperature in the cabinet; the heater has the function of low temperature heating and dehumidification, and in high humidity, heating and ventilation are parallel, so that the cabinet has air circulation, dehumidification. The cooling fan of the utility model is placed on the top of the cabinet, thereby reducing the dimension in the depth direction of the cabinet and meeting the requirements of the wind power equipment on the spot.

【技术实现步骤摘要】
具备除湿除凝露功能的风电变流器
本技术属于电力电子
，涉及一种用于风力发电机组的防止高湿和凝露的风电变流器。
技术介绍
对于电力电子大功率系统而言，在我国南方及河流湖泊附近都会存在高湿度甚至凝露问题。对于电气器件来说，高湿度对电气元件的影响主要是绝缘强度、霉菌生长、金属锈蚀。当空气中的水分附着在绝缘材料表面时，会使电气设备的绝缘电阻降低，设备的泄漏电流大大增加，造成绝缘击穿，产生电气故障。霉菌代谢过程中分泌出的酸性物质，会使导电金属和电接触材料产生一层晦暗膜，导致接触电阻增大，对变流器柜内电路板影响较大。金属腐蚀会降低设备性能和使用寿命。由于除湿性能对整个系统的工作稳定性、电气电子器件的使用寿命都有重要的影响，而原变流器，尤其是并网柜和控制柜相对属于密闭空间，没有除湿功能，需要进行设计增加此项功能，设计不仅需要除湿，还需要考虑柜体的整体散热性能。同时由于变流器柜内可利用的空间有限，其要求少增加设备已达到除湿功能。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服现有技术的风电变流器不具备除湿功能，柜内空间相对较封闭无法散热的缺点，提供一种散热效率高、具备除湿除凝露功能的风冷风电变流器。提供一种具备除湿除凝露功能的风电变流器，其特征在于，并网柜、控制柜、功率柜内均设置有双线双控加热器，所述风电变流器的柜体内还设置有湿度检测装置和温度检测装置，所述湿度检测装置和所述温度检测装置并联并均与所述双线双控加热器连接，使得在检测到的湿度高于预定湿度或者检测到的温度低于预定温度时所述双线双控加热器开始工作加热，所述并网柜和所述控制柜内设置有散热风机。在至少一个实施方式中，所述并网柜和所述功率柜共用一个湿度控制器作为所述湿度检测装置来检测湿度。在至少一个实施方式中，所述控制柜内设有湿度控制器作为所述湿度检测装置来检测湿度。在至少一个实施方式中，所述并网柜和所述控制柜共用一个散热风机。在至少一个实施方式中，所述并网柜的底部开有通风窗，所述控制柜的底部的与所述并网柜相连的位置设有通风窗，在所述并网柜的顶部设置所述并网柜和所述控制柜共用的散热风机。在至少一个实施方式中，所述散热风机被构造成使风从下方吹向上方。在至少一个实施方式中，所述湿度检测装置与继电器连接，所述继电器与所述双线双控加热器和所述散热风机连接。本技术的有益效果包括：本技术采用柜体通风和加热并行的方式进行除湿除凝露，由加热器加热除湿，柜体顶部强制出风，冷风由下至上流过散热器，有利于热量循环；温湿度检测起到了加热和除湿的监测和控制双重效果。降低了电气元器件及电路板等敏感元件锈蚀、产生霉菌、降低绝缘强度的可能，更能满足风电设备现场的要求并增加设备使用寿命。附图说明图1为本技术的风电变流器的加热系统的电气示意图；图2为风机典型空气动力性能曲线；图3为本技术的风电变流器的通风系统的电气示意图。具体实施方式下面参照附图说明本技术的示例性实施方式。一、并网柜除湿散热改造如图1所示，本实施例中由于功率柜与并网柜共用一个湿度控制器检测湿度，故湿度控制检测信号由控制继电器传送更为准确和合理，湿度控制器3S281与继电器2K284线圈串联，继电器有四个常开触点，这里用到了其中三个，当柜体内湿度高于85％，湿度控制器闭合，继电器线圈得电，触点13、14将信号传送至反馈继电器(参见图3)，3KM483控制并网柜风机，即湿度大于85％时，并网柜风机启动，通风散热；继电器触点23、24将信号传送至1EH281，1EH281为功率柜加热器，触点闭合后功率柜加热除湿；继电器触点43、44将信号传送至3EH281，3EH281为并网柜加热器，触点闭合后并网柜加热除湿，同时2KM483为变流器主接触器闭合信号反馈继电器，如果变流器主接触器闭合，柜内自发热量升高，则加热器不得启动；原设计中，并网柜无散热风机，通过实验发现，即使柜内加入加热器，也只能起到局部除湿的效果，同时还会造成局部过热的情况，除湿效果不明显，同时测试得出柜内元器件本身自发热较大，因此考虑需要加入散热风机；此处涉及到了风机选型；对于风机的选型主要通过以下三方面参数决定：1、使用条件：环境温度、湿度、海拔、安装方式；2、技术要求：额定电压、频率、额定功率、绝缘等级，防护等级，动平衡系数、轴承等；3、性能要求：风机厂家会就风机产品进行空气动力性能试验，并绘制典型空气动力性能曲线，为柜体选型时，需根据系统风量及风阻在厂家样本提供的空气动力性能曲线上查找是否有符合实际要求的风机；类似曲线图可参照图2；要得出柜体的风量需要计算柜体的散热量，例如变流器并网柜，主要发热元件为变压器和加热器，变压器和加热器厂家会提供发热量，但变压器发热量厂家提供的并不准确，仍需自己试验或计算，将柜内元件发热量除以3，即为风量，其中发热量除以3是部分风机设备使用厂家在实践中得出的经验值，具体数值是由公式qhot＝ρVCp(Thot，out-Thot，in)算得，其中公式中Cp为定压比热容，即在压强不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1K所需吸收的热量，叫做该种物质的“定压比热容”，空气的比热容为1.0×103J/(kg.℃)，密度最好按极端条件，例如高原空气密度数值进行计算。计算风阻需要将百叶窗风阻、散热器风阻，防尘棉风阻相加，即为柜体风阻，散热器风阻需经过仿真，百叶窗风阻和防尘棉风阻可通过专业仪器试验测得。相对较简单的风机选型流程是首先计算风量，再根据百叶窗及防尘棉厂家给出的风阻值及以往经验值估测风阻，得出功率点，通过风机选型手册上的典型空气动力性能曲线选取大致合适的风机，利用这款风机进行试验，将风机安装至柜体，用转速仪和电流表测量风机内部转速和电流，因为风机出厂时进行过空气动力试验，空气动力试验会测量出风机电流、转速、风量、静压等多项数值，当测得电流和转速时，即可根据每一时间点的风量和静压绘制出系统阻力曲线，阻力曲线与风机厂家所提供曲线交汇处最好为典型空气动力性能曲线1/2的位置即为合适的风机，因为对于现在所用前倾式风机来说，最高效率点为其最大风量的1/2位置；选择风机需要注意的是，风机产品空气动力试验各厂家测试设备各有不同，也没有相应国家标准约束，空气动力性能曲线会略有差别，因此选择好风机产品后，必须通过测试测得主要发热点来确定风机产品的可靠性。通过上述测试方法，最终选定风机3M483，控制方式如图3，通过测试不仅满足的柜内散热，同时满足通风除湿效果，因并网柜与控制柜之间有通风窗，也满足了控制柜的通风散热要求.二、控制柜除湿散热改造控制柜因为相对散热通风效果较差，单独使用一个湿度控制器2S283检测湿度，当湿度大于85％加热器2EH282加热，同时，温度信号由柜体原有设计的温度控制开关检测，低于5℃加热，高于40℃停止加热，由继电器2K281实现控制加热器加热.三、功率柜除湿散热改造功率柜中，敏感器件在原有设计中已配有单独的加热电阻进行加热，设计在原有基础上增加了除湿功能，由继电器2K284接受并网柜湿度控制器信号，湿度较大时加热器启动加热。本技术提供了一种具备除湿除凝露功能的风冷风电变流器，其电气件需要增加湿度检测器件：湿度控制器；除湿元器件：散热风机、加热器；控制元器件：微型断路器、继电器；接线及辅助元器件：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备除湿除凝露功能的风电变流器，其特征在于，并网柜、控制柜、功率柜内均设置有双线双控加热器，所述风电变流器的柜体内还设置有湿度检测装置和温度检测装置，所述湿度检测装置和所述温度检测装置并联并均与所述双线双控加热器连接，使得在检测到的湿度高于预定湿度或者检测到的温度低于预定温度时所述双线双控加热器开始工作加热，所述并网柜和所述控制柜内设置有散热风机。

【技术特征摘要】
1.一种具备除湿除凝露功能的风电变流器，其特征在于，并网柜、控制柜、功率柜内均设置有双线双控加热器，所述风电变流器的柜体内还设置有湿度检测装置和温度检测装置，所述湿度检测装置和所述温度检测装置并联并均与所述双线双控加热器连接，使得在检测到的湿度高于预定湿度或者检测到的温度低于预定温度时所述双线双控加热器开始工作加热，所述并网柜和所述控制柜内设置有散热风机。2.根据权利要求1所述的具备除湿除凝露功能的风电变流器，其特征在于，所述并网柜和所述功率柜共用一个湿度控制器作为所述湿度检测装置来检测湿度。3.根据权利要求1所述的具备除湿除凝露功能的风电变流器，其特征在于，所述控制柜内设有湿度控制器作为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢颖，
申请(专利权)人：国电龙源电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11