用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机。电气柜的内部有发热电气件，冷却系统包括：第一换热设备，包括壳体和液态的第一冷却介质，其中：壳体密封地容纳第一冷却介质和发热电气件；第一冷却介质占据壳体的部分内部空间以在第一冷却介质的表面上方形成换热空间，并且，第一冷却介质与发热电气件电气绝缘并且能够至少部分地浸没发热电气件；第二换热设备包括：冷却通道，其出口和入口分别与设置于电气柜外部的第二冷却介质冷却器的入口和出口连通，以形成换热回路，循环装置设置在换热回路中，以使第二冷却介质能够在换热回路中循环流动。使得冷却通道能够通过第二冷却介质对换热空间中的热量进行冷却。

【技术实现步骤摘要】
用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机
本专利技术涉及电气设备冷却控制
，尤其涉及一种用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机。
技术介绍
开关柜是一种电气设备，内部的组成部件主要包括断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器等。开关柜作为电路中的保护装置，能够应用于多种需要对电能进行分配、控制的电力系统中，在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合控制，保护用电设备。例如能够应用于风力发电机的电力系统中。但是开关柜内部的部件在工作过程中，由于需要承载较大电流，因此部件会随着产生功率的增加，其自身的发热量也会增加。如果产生的热量不能及时地进行移除，将会造成开关柜内部热量严重积累现象，温升会直接危害部件的电气绝缘性能，严重的还会引发火灾，进而造成不必要的经济损失。风力发电机组的发电机开关柜即发电机断路器，是发电机与电网之间的一个可以控制的断开点，起到隔离发电机故障，控制发电机并网运行操作等作用，是风力发电机组内部较为重要的电气部件。风力发电机组发电机的开关柜内部的发热部件主要是输入、输出接线铜排及端子。目前采用的冷却方式为传统的风冷方式，通过在柜体上安装风扇并设计出风口，采用引进外部新风的方式直接对发电机开关柜内部发热部件进行出风冷却。这一冷却方式具有较好的经济性，且对于发热量较少的中、小容量陆地的风力发电机组具有较好的应用性。然而，当风力发电机组容量增加后，动力电缆承载的电流增大，则会直接导致发电机开关柜内部的空气温度增大。针对开关柜产生较大发热量的情况，传统的风冷降温方式则要采用更大功耗、更大尺寸的风扇进行冷却，这会使得发电机开关柜尺寸增大，进而导致风力发电机外形尺寸的增加，同时导致风力发电机功率损耗增大。而且海上的风力发电机所处空气环境中带有盐雾且湿度较高，如果采用传统风冷方式对发电机开关柜进行冷却，将会把湿度较高、并含有盐雾的空气引入发电机开关柜中，这样将会直接影响输入、输出铜线及铜排的电气绝缘性，加快了这些部件的腐蚀速度，同时降低了发电机开关柜的稳定性和可靠性，减少了发电机开关柜内部部件的使用寿命，给风力发电机运行带来了严重的安全隐患。因此，亟需一种新的用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，提供了一种用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机，能够在对电气柜进行冷却的过程中，避免湿度较高、并含有盐雾的空气进入电气柜，对电气柜内部的电器件造成影响，保证电气柜的稳定性和可靠性，同时提升了对电气柜内部的发热电气件的冷却效率。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于电气柜的冷却装置，电气柜的内部装配有发热电气件，冷却装置包括第一换热设备和第二换热设备，第一换热设备包括壳体和液态的第一冷却介质，其中：壳体设置在电气柜的内部并且密封地容纳第一冷却介质和发热电气件；第一冷却介质占据壳体的部分内部空间以在第一冷却介质的表面上方形成换热空间，并且，第一冷却介质与发热电气件电气绝缘并且能够至少部分地浸没发热电气件，从而使对发热电气件进行冷却的第一冷却介质能够在换热空间中进行蒸发散热；第二换热设备包括填充有第二冷却介质的冷却通道、第二冷却介质冷却器以及循环装置，其中：冷却通道设置在换热空间中，其出口和入口分别与设置于电气柜外部的第二冷却介质冷却器的入口和出口连通，以形成换热回路，循环装置设置在换热回路中，以使第二冷却介质能够在换热回路中循环流动，使得冷却通道能够通过第二冷却介质对换热空间中的热量进行冷却。根据本专利技术的一个方面，冷却通道为冷却管路，冷却管路包括多段彼此相邻间隔布置的平行管路。根据本专利技术的一个方面，第二换热设备还包括多个换热翅片，多个换热翅片相应地布置在多段平行管路彼此之间形成的间隙中。根据本专利技术的一个方面，第二冷却介质冷却器的外周壁设置有冷却肋片。根据本专利技术的一个方面，第二换热设备还包括设置在换热回路中的控制阀，通过控制阀能够对在换热回路中循环流动的第二冷却介质的流速进行控制。根据本专利技术的一个方面，第二换热设备还包括一个或一个以上的冷却风扇，能够对第二冷却介质冷却器内的第二冷却介质进行冷却。根据本专利技术的一个方面，第二冷却介质为去离子水。根据本专利技术的一个方面，电气柜被气密密封地配置。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种用于电气柜的冷却系统，包括：上述的冷却装置、第一温度传感器以及第一控制单元，第一温度传感器设置于换热空间中，用于采集换热空间中的第一温度，并将第一温度发送给第一控制单元；第一控制单元中预先存储有第一温度与换热回路中的第二冷却介质的流速的关系曲线，使第一控制单元能够接收第一温度，并根据关系曲线调节换热回路中的第二冷却介质的流速。根据本专利技术的另一个方面，冷却系统还包括设置在换热回路中的控制阀，控制阀能够根据第一控制单元的控制对在换热回路中循环流动的第二冷却介质的流速进行控制。根据本专利技术的再一个方面，还提供了一种用于电气柜的冷却系统，包括：上述的冷却装置、第二温度传感器以及第二控制单元，第二温度传感器设置于第二冷却介质冷却器中，用于采集第二冷却介质冷却器中的第二温度，并将第二温度发送给第二控制单元；第二控制单元能够接收第二温度，并判断第二温度是否大于预设温度阈值，若判定第二温度大于预设温度阈值，则第二控制单元对第二冷却介质冷却器内的第二冷却介质进行冷却。根据本专利技术的再一个方面，冷却系统还包括一个或一个以上的冷却风扇，一个或一个以上的冷却风扇能够根据第二控制单元的控制对第二冷却介质冷却器内的第二冷却介质进行冷却。根据本专利技术的又一个方面，还提供了一种风力发电机，包括上述的冷却系统其中，电气柜被气密密封地设置。根据本专利技术的又一个方面，电气柜为发电机开关柜。根据本专利技术的再另一个方面，还提供了一种利用上述的冷却系统对电气柜冷却的冷却方法，冷却方法包括：温度检测步骤，采集换热空间中的第一温度；流速控制步骤，预先存储第一温度与换热回路中的第二冷却介质的流速的关系曲线，并根据关系曲线调节换热回路中的第二冷却介质的流速。根据本专利技术的再另一个方面，在流速控制步骤中，通过控制阀对在换热回路中循环流动的第二冷却介质的流速进行控制。根据本专利技术的再又一个方面，还提供了一种利用上述的冷却系统对电气柜冷却的冷却方法，冷却方法包括：温度采集步骤，采集第二冷却介质冷却器中的第二温度；冷却控制步骤，判断第二温度是否大于预设温度阈值，若判定第二温度大于预设温度阈值，则对第二冷却介质冷却器内的第二冷却介质进行冷却。根据本专利技术的再又一个方面，在冷却控制步骤中，通过一个或一个以上的冷却风扇对第二冷却介质冷却器内的第二冷却介质进行冷却。综上，本专利技术实施例的用于电气柜的冷却装置，在安装有发热电气件的电气柜中设置具有壳体和第一冷却介质的第一换热设备。通过壳体密封地容纳第一冷却介质和发热电气件。并将第一冷却介质部分地填充于壳体的内部空间中，以在第一冷却介质的液面上方形成换热空间。并且通过第一冷却介质至少部分地浸没发热电气件，使发热电气件能够与第一冷却介质直接接触进行换热，而第一冷却介质能够吸收热量在换热空间中进行蒸发散热。本专利技术实施例中的冷却装置还包括具有填充有第二冷却介质的冷却通道、第二冷却介质冷却器以及循环装置的第二换热设备。通过将冷却通道设置在换热空间中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电气柜(10)的冷却装置，所述电气柜(10)的内部装配有发热电气件，其特征在于：所述冷却装置包括第一换热设备(20)和第二换热设备(30)，所述第一换热设备(20)包括壳体(21，21a)和液态的第一冷却介质(22)，其中：所述壳体(21，21a)设置在所述电气柜(10)的内部并且密封地容纳所述第一冷却介质(22)和所述发热电气件；所述第一冷却介质(22)占据所述壳体(21，21a)的部分内部空间以在所述第一冷却介质(22)的表面上方形成换热空间(23，23a)，并且，所述第一冷却介质(22)与所述发热电气件电气绝缘并且能够至少部分地浸没所述发热电气件，从而使对所述发热电气件进行冷却的所述第一冷却介质(22)能够在所述换热空间(23，23a)中进行蒸发散热；所述第二换热设备(30)包括填充有第二冷却介质(33)的冷却通道、第二冷却介质冷却器(34)以及循环装置(60)，其中：所述冷却通道设置在所述换热空间(23，23a)中，其出口和入口分别与设置于所述电气柜(10)外部的所述第二冷却介质冷却器(34)的入口和出口连通，以形成换热回路(30a)，所述循环装置(60)设置在所述换热回路(30a)中，以使所述第二冷却介质(33)能够在所述换热回路(30a)中循环流动，使得冷却通道能够通过第二冷却介质(33)对换热空间(23，23a)中的热量进行冷却。...

【技术特征摘要】
1.一种用于电气柜(10)的冷却装置，所述电气柜(10)的内部装配有发热电气件，其特征在于：所述冷却装置包括第一换热设备(20)和第二换热设备(30)，所述第一换热设备(20)包括壳体(21，21a)和液态的第一冷却介质(22)，其中：所述壳体(21，21a)设置在所述电气柜(10)的内部并且密封地容纳所述第一冷却介质(22)和所述发热电气件；所述第一冷却介质(22)占据所述壳体(21，21a)的部分内部空间以在所述第一冷却介质(22)的表面上方形成换热空间(23，23a)，并且，所述第一冷却介质(22)与所述发热电气件电气绝缘并且能够至少部分地浸没所述发热电气件，从而使对所述发热电气件进行冷却的所述第一冷却介质(22)能够在所述换热空间(23，23a)中进行蒸发散热；所述第二换热设备(30)包括填充有第二冷却介质(33)的冷却通道、第二冷却介质冷却器(34)以及循环装置(60)，其中：所述冷却通道设置在所述换热空间(23，23a)中，其出口和入口分别与设置于所述电气柜(10)外部的所述第二冷却介质冷却器(34)的入口和出口连通，以形成换热回路(30a)，所述循环装置(60)设置在所述换热回路(30a)中，以使所述第二冷却介质(33)能够在所述换热回路(30a)中循环流动，使得冷却通道能够通过第二冷却介质(33)对换热空间(23，23a)中的热量进行冷却。2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却通道为冷却管路(31)，所述冷却管路(31)包括多段彼此相邻间隔布置的平行管路。3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述第二换热设备(30)还包括多个换热翅片(32)，所述多个换热翅片(32)相应地布置在所述多段平行管路彼此之间形成的间隙中。4.根据权利要求1-3中所述的任意一项所述的冷却装置，其特征在于，所述第二冷却介质冷却器(34)的外周壁设置有冷却肋片(342)。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的冷却装置，其特征在于，所述第二换热设备(30)还包括设置在所述换热回路(30a)中的控制阀(50)，通过所述控制阀(50)能够对在所述换热回路(30a)中循环流动的所述第二冷却介质(33)的流速进行控制。6.根据权利要求1-4中任意一项所述的冷却装置，其特征在于，所述第二换热设备(30)还包括一个或一个以上的冷却风扇(35)，能够对所述第二冷却介质冷却器(34)内的所述第二冷却介质(33)进行冷却。7.一种用于电气柜(10)的冷却系统(100)，其特征在于，所述冷却系统(100)包括：如权利要求1所述的冷却装置、第一温度传感器(71)以及第一控制单元(81)，所述第一温度传感器(71)设置于所述换热空间(23，23a)中，用于采集所述换热空间(23，23a)中的第一温度，并将所述第一温度发送给所述第一控制单元(81)；所述第一控制单元(81)中预先存储有所述第一温度与所述换热回路(30a)中的所述第二冷却介质(33)的流速的关系曲线...

【专利技术属性】
技术研发人员：高杨，白洛林，邢赢，方涛，李新宇，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11