一种水冷型风电变流器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水冷型风电变流器，包括开关柜、控制柜和功率柜；功率柜内设有功率单元、滤波单元和第一水冷换热单元；第一水冷换热单元的出风口和功率单元内部及功率单元的一侧形成第一进风通道，功率单元的另一侧形成第一回风通道，第一进风通道和第一回风通道于功率单元的顶部相连通以形成第一循环风道；第一水冷换热单元的出风口和滤波单元内部及滤波单元的一侧形成第二进风通道，滤波单元的另一侧形成第二回风通道，第二进风通道和第二回风通道于滤波单元的底部相连通以形成第二循环风道；第一水冷换热单元用于与外界的换热单元相连，以形成水冷散热循环通道。本实用新型专利技术的变流器具有布局合理、兼容性高、散热效果好等优点。

A water-cooled wind power converter

【技术实现步骤摘要】
一种水冷型风电变流器
本技术主要涉及风力发电
，特指一种水冷型风电变流器。
技术介绍
目前，在风电行业，在变流器柜的兼容性设计方面，由于风电行业业主的需求多元化，不同地区、不同风场条件，业主的配电需求不一样，为满足不同业主的配电需求，需配置不同容量的变压器，就需要对变流器进行变形设计，增加设计工作量，延长产品交付周期。风力发电随着技术的发展，功率越来越大，风电变流器一般安放在塔筒底部平台上，空间有限，要求风电变流器具有高的功率密度及高的可靠性及维护性。另外，风电变流器一般安装在塔筒之中，塔筒的安装空间有限，传统的风冷散热方式，将变流器热量直接排到塔筒内，会影响变流器的运行环境。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本技术提供一种布局合理、散热效果好的水冷型风电变流器。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种水冷型风电变流器，包括开关柜、控制柜和功率柜；所述功率柜的上部设置有功率单元，下部设置有滤波单元，中部设置有第一水冷换热单元；所述第一水冷换热单元的出风口和功率单元内部及功率单元的一侧形成第一进风通道，所述功率单元的另一侧与第一水冷换热单元的进风口形成第一回风通道，所述第一进风通道和第一回风通道于功率单元的顶部相连通以形成第一循环风道；所述第一水冷换热单元的出风口和滤波单元内部及滤波单元的一侧形成第二进风通道，所述滤波单元的另一侧与第一水冷换热单元的进风口形成第二回风通道，所述第二进风通道和第二回风通道于滤波单元的底部相连通以形成第二循环风道；所述第一水冷换热单元用于与外界的换热单元相连，以形成水冷散热循环通道。作为上述技术方案的进一步改进：所述开关柜和控制柜相邻布置；所述开关柜与控制柜之间的柜板中间位置设置有回风孔，所述回风孔处设置有第二水冷换热单元，所述开关柜与控制柜之间的柜板的顶部和底部位置均设置有循环风孔；所述第二水冷换热单元的出风口和所述控制柜的上部形成第三进风通道，所述开关柜的上部空间和第二水冷换热单元的进风口形成第三回风通道，所述第三进风通道和第三回风通道于柜板上部的循环风孔相连通以形成第三循环风道；所述第二水冷换热单元的出风口和所述控制柜的下部形成第四进风通道，所述开关柜的下部空间和第二水冷换热单元的进风口形成第四回风通道，所述第四进风通道和第四回风通道于柜板下部的循环风孔相连通以形成第四循环风道；所述第二水冷换热单元用于与外界的换热单元相连，以形成水冷散热循环通道。所述第一水冷换热单元和第二水冷换热单元相互串联或并联后，与外界的换热单元相连所述第一水冷换热单元和第二水冷换热单元包括一个或多个水冷换热模块。所述开关柜与控制柜之间的柜板的顶部和/或底部的循环风孔处设置有循环风机。所述第一进风通道位于所述功率单元的内部和正面，所述第一回风通道位于所述功率单元的背面；所述第二进风通道位于所述滤波单元的内部和正面，所述第二回风通道位于所述滤波单元的背面。所述开关柜内从上至下依次布置有定子接线区、定子接触器、预充电单元、电网断路器和电网接触区。所述控制柜的顶部设置有UPS电源，中部设置有电气板、网侧接触器、滤波电容单元和快速熔断器，底部设置有控制接线区和对外供电单元。所述功率柜于功率单元的顶部设置有斩波单元和斩波电阻，所述滤波单元包括网侧滤波单元和机侧滤波单元。所述功率柜的上部设置有出水单元，所述功率柜的下部设置有进水单元，所述第一水冷换热单元和第二水冷换热单元经所述进水单元和出水单元与换热单元相连。与现有技术相比，本技术的优点在于：本技术的水冷型风电变流器，采用水冷散热方式，整柜防护等级高，环境适应性强，主要发热器件(功率单元、换热单元等)采用水冷散热，其开关柜并控制柜与功率柜各采用一个风道实现对各个柜体内非水冷器件进行散热，器件布局紧凑，散热方式简单，对风机性能要求低，变形设计简单，能快速相应市场需求；采用水冷散热方式，通过循环水将热量带出塔筒，最大程度上降低了变流器散热对塔筒内环境的影响；水冷散热方式，效率更高，能够满足日益提升的风机功率对变流器的要求；另外本技术的水冷型变流器具有高兼容性，散热覆盖面宽，能够快速简单响应散热需求，缩短变形开发周期，且多领域借用性强。本技术的水冷型风电变流器，开关柜和控制柜之间构成一个循环散热单元，功率柜单独构成一个循环散热单元，各循环散热单元均分成上下两个小的循环风道，相对于之前单个大的循环风道，柜体内部散热更加均匀，有效避免器件累积造成的局部温升过高的情况；同时各个小循环风道，路径更短、风损更小，有利于风机的选型以及柜体内部器件的布局设计。本技术的水冷型风电变流器，在整体结构布局上，按照功能分区设计成开关柜、控制柜和功率柜，各柜采用功能模块化设计，对外接口一致，可实现三大功能区配置化管理，提升产品市场响应速度；通过上述各柜体布局，可实现快速兼容设计，大大缩短研发周期；为响应不同变压器需求的设计，对外供电单元接口模块化设计，可不改动结构的情况下，快速响应市场需求。附图说明图1为本技术在实施例一的主视图。图2为本技术在实施例一的后视图。图3为本技术的开关柜和控制柜在实施例一的正面空气循环示意图。图4为本技术的开关柜和控制柜在实施例一的背面空气循环示意图。图5为本技术的功率柜在实施例一的正面空气循环示意图。图6为本技术的功率柜在实施例一的背面空气循环示意图。图7为本技术的功率柜在实施例一的侧面空气循环示意图。图8为本技术在实施例二的主视图。图9为本技术在实施例二的后视图。图10为本技术的开关柜和控制柜在实施例二的正面空气循环示意图。图11为本技术的开关柜和控制柜在实施例二的背面空气循环示意图。图12为本技术的功率柜在实施例二的正面空气循环示意图。图13为本技术的功率柜在实施例二的背面空气循环示意图。图14为本技术的功率柜在实施例二的侧面空气循环示意图。图中标号表示：1、开关柜；2、控制柜；3、功率柜；4、第一循环风道；5、第二循环风道；6、第三循环风道；7、第四循环风道；8、循环风孔；9、循环风机；10、进水单元；11、出水单元；12、第一水冷换热单元；13、第二水冷换热单元。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例对本技术作进一步描述。实施例一：如图1至图3所示，本实施例的水冷型风电变流器，包括开关柜1、控制柜2和功率柜3，开关柜1和控制柜2相邻布置；开关柜1内从上至下依次布置有定子接线区、定子接触器、预充电单元、电网断路器和电网接触区；控制柜2的顶部设置有UPS电源，中部设置有电气板、网侧接触器、滤波电容单元和快速熔断器，底部设置有控制接线区和对外供电单元；功率柜3的上部设置有功率单元，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水冷型风电变流器，其特征在于，包括开关柜(1)、控制柜(2)和功率柜(3)；所述功率柜(3)的上部设置有功率单元，下部设置有滤波单元，中部设置有第一水冷换热单元(12)；/n所述第一水冷换热单元(12)的出风口和功率单元内部及功率单元的一侧形成第一进风通道，所述功率单元的另一侧与第一水冷换热单元(12)的进风口形成第一回风通道，所述第一进风通道和第一回风通道于功率单元的顶部相连通以形成第一循环风道(4)；/n所述第一水冷换热单元(12)的出风口和滤波单元内部及滤波单元的一侧形成第二进风通道，所述滤波单元的另一侧与第一水冷换热单元(12)的进风口形成第二回风通道，所述第二进风通道和第二回风通道于滤波单元的底部相连通以形成第二循环风道(5)；/n所述第一水冷换热单元(12)用于与外界的换热单元相连，以形成水冷散热循环通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种水冷型风电变流器，其特征在于，包括开关柜(1)、控制柜(2)和功率柜(3)；所述功率柜(3)的上部设置有功率单元，下部设置有滤波单元，中部设置有第一水冷换热单元(12)；
所述第一水冷换热单元(12)的出风口和功率单元内部及功率单元的一侧形成第一进风通道，所述功率单元的另一侧与第一水冷换热单元(12)的进风口形成第一回风通道，所述第一进风通道和第一回风通道于功率单元的顶部相连通以形成第一循环风道(4)；
所述第一水冷换热单元(12)的出风口和滤波单元内部及滤波单元的一侧形成第二进风通道，所述滤波单元的另一侧与第一水冷换热单元(12)的进风口形成第二回风通道，所述第二进风通道和第二回风通道于滤波单元的底部相连通以形成第二循环风道(5)；
所述第一水冷换热单元(12)用于与外界的换热单元相连，以形成水冷散热循环通道。


2.根据权利要求1所述的水冷型风电变流器，其特征在于，所述开关柜(1)和控制柜(2)相邻布置；所述开关柜(1)与控制柜(2)之间的柜板中间位置设置有回风孔，所述回风孔处设置有第二水冷换热单元(13)，所述开关柜(1)与控制柜(2)之间的柜板的顶部和底部位置均设置有循环风孔(8)；
所述第二水冷换热单元(13)的出风口和所述控制柜(2)的上部形成第三进风通道，所述开关柜(1)的上部空间和第二水冷换热单元(13)的进风口形成第三回风通道，所述第三进风通道和第三回风通道于柜板上部的循环风孔(8)相连通以形成第三循环风道(6)；
所述第二水冷换热单元(13)的出风口和所述控制柜(2)的下部形成第四进风通道，所述开关柜(1)的下部空间和第二水冷换热单元(13)的进风口形成第四回风通道，所述第四进风通道和第四回风通道于柜板下部的循环风孔(8)相连通以形成第四循环风道(7)；
所述第二水冷换热单元(13)用于与外界的换热单元相连，以形成水冷散热循环通道。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：史虎，刘斐，李滔，李勇，孙胜苗，黄华坤，郭世慧，陈龙，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43