变流器冷却系统及包括其的风力发电机组技术方案

本实用新型专利技术公开了一种变流器冷却系统及包括其的风力发电机组，其应用于风力发电机组塔筒底部的变流器中。变流器冷却系统包括对变流器进行冷却的冷却液循环回路和连通于海水的海水循环回路，冷却液循环回路包括冷却液循环泵、冷却液管路和换热器，冷却液管路穿过变流器，冷却液循环泵和换热器通过冷却液管路串联形成冷却液循环回路，换热器还连通于海水循环回路，冷却液循环回路和海水循环回路之间通过换热器进行热交换。本实用新型专利技术提供的变流器冷却系统及包括其的风力发电机组通过设置海水循环回路和冷却液循环回路结合，海水循环回路的进、出水口端深入至海水中，利用海水作为冷却介质，换热效果更好；并且两个冷却回路结合实现了双梯度冷却。合实现了双梯度冷却。合实现了双梯度冷却。

【技术实现步骤摘要】
变流器冷却系统及包括其的风力发电机组


[0001]本技术涉及冷却系统领域，特别涉及一种变流器冷却系统及包括其的风力发电机组。

技术介绍

[0002]随着海上风力发电机组不断向更大的兆瓦级别发展，其内部变流器的功率也在不断增大，使得变流器在正常运行过程中产生极高的热量，如果不能及时排出，则会导致变流器降容甚至停机，造成发电量损失，严重情况下甚至会影响发电机的正常使用。
[0003]现有的针对变流器的冷却技术大致分为两种类型：一种是利用空气作为冷却介质，将塔筒外部的空气经过滤、除盐、除湿等一系列处理之后引入塔筒内部，然后经位于变流器内部的换热器带走其产生的热量，从而将升温后的热空气排出；另一种是利用防冻液作为冷却介质，流过变流器的加热后的冷却液通过强制风冷的方式与外部空气进行换热，然后将经外部空气冷却后的冷却液重新流入变流器中吸收热量。
[0004]也就是说，针对变流器的冷却，现有的冷却方式均是以外部空气作为最终冷却源，而由于海面处空气的特殊性，对处理系统的耐腐蚀性能均有较高要求。同时空冷换热效率也较低，换热设备占用空间也较大。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中的风力发电机的变流器冷却系统的冷却效率不高，并且对冷却设备防腐性能要求高的缺陷，提供一种变流器冷却系统及包括其的风力发电机组。
[0006]本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0007]一种变流器冷却系统，其应用于设在风力发电机组的塔筒底部的变流器中，其特点在于，所述变流器冷却系统包括冷却液循环回路和海水循环回路，所述冷却液循环回路用于对变流器进行冷却，所述海水循环回路连通于海水，
[0008]所述冷却液循环回路包括冷却液循环泵、冷却液管路和换热器，所述冷却液管路穿过所述变流器，所述冷却液循环泵和所述换热器通过所述冷却液管路串联相接形成所述冷却液循环回路，所述换热器还连通于所述海水循环回路，所述冷却液循环回路和所述海水循环回路之间通过所述换热器进行热交换。
[0009]该变流器冷却系统通过设置海水循环回路，从而利用海水作为进一步的冷却介质，相比于利用空气，针对高温环境下的冷却需求，海水温度更低，换热效果更好，并且结合冷却液循环回路，实现了双梯度的冷却效果，更加利于成本控制。海水循环回路的设置通过使其进、出水口端深入至海水中即可实现，可以降低对冷却系统中大部分设备的防腐要求，减少成本，延长了该变流器冷却系统的使用寿命。
[0010]较佳地，所述冷却液循环回路还包括备用接头、膨胀罐和压力测控组件，所述备用接头、膨胀罐和压力测控组件均设置于所述冷却液循环回路上。备用接头用于后续连接其
他仪表或传感器；膨胀罐用于稳定水压；压力测控组件用于监测和控制冷却液循环回路内的压强。
[0011]较佳地，所述冷却液循环回路还包括排水阀和/或安全阀，所述排水阀和/或所述安全阀均设置于所述冷却液管路上。排水阀是用于对冷却液循环回路进行排液或充液，设置在该冷却液循环回路的低点，方便排水；安全阀用于调节冷却液循环回路的内压，在超过设定压力时自动开启排液。
[0012]较佳地，所述冷却液循环回路还包括排气阀，所述排气阀设置于所述冷却液管路上。排气阀是用于对冷却液循环回路进行排气，设置在该冷却液循环回路的高点，方便排气。
[0013]较佳地，所述海水循环回路包括：
[0014]海水管路，所述海水管路的进水端和出水端均连通于海水；
[0015]海水循环泵，所述海水循环泵用于将海水抽送进所述海水管路中；
[0016]所述换热器，所述换热器位于所述海水循环泵的沿所述海水管路内的海水流动方向的下游。该海水循环回路通过将海水管路的入口和出口管路这两端均连通于海水，并通过海水循环泵装置实现海水在海水管路中的循环；换热器位于循环泵的下游，以便在系统停运时排空换热器中的海水。
[0017]较佳地，所述海水循环回路还包括止回阀和截止阀，所述止回阀位于所述海水循环泵的沿所述海水流动方向的上游，所述截止阀位于所述海水循环泵的沿所述海水流动方向的下游。止回阀用于限制海水循环回路中的海水流动方向，并能配合启泵前的流道充液，所以设置在上游；截止阀用于在海水循环系统停运期间进行关闭，由于循环泵的使用特殊性，启泵前需要使其内部流道充满液体，所以将截止阀设置在海水循环泵的下游。
[0018]较佳地，所述海水循环回路还包括过滤器，所述过滤器设置于所述海水管路的靠近所述进水端的位置处，所述过滤器用于对海水进行过滤。过滤器用于防止海水中的杂物进入海水循环系统，对循环泵或换热器等设备造成损坏。
[0019]较佳地，所述冷却液循环回路包括冷却液循环泵，所述海水循环回路包括海水循环泵，所述变流器冷却系统还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述变流器内部并电连接于所述变流器，所述变流器电连接于所述海水循环泵和所述冷却液循环泵。通过设置温度传感器来监测变流器内的温度，同时变流器还电连接于两个循环泵，以通过温度的变化触发变流器对两个泵的运行进行控制，来实现高效率，低成本的冷却。
[0020]一种风力发电机组，其包括塔筒和位于所述塔筒内部的变流器，其特点在于，所述风力发电机组包括如上所述的变流器冷却系统。
[0021]较佳地，所述冷却液循环回路设置于所述塔筒的内部，所述海水循环回路的海水管路穿过所述塔筒的侧壁并连通至海水中。冷却液循环回路整体位于塔筒的内部，不会接触到外界的高盐高湿空气或海水，而海水循环回路只有海水管路的两端穿出塔筒的侧壁并连接至海水，所以可以只将与海水接触的管路、腔体设置成耐腐蚀的材质即可，其他的都放在塔筒内部，避免受到外界高盐高湿空气的腐蚀。
[0022]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本技术各较佳实例。
[0023]本技术的积极进步效果在于：
[0024]本技术提供的变流器冷却系统及包括其的风力发电机组通过设置海水循环回路和冷却液循环回路进行结合，海水循环回路的设置通过使其进、出水口端深入至海水中，从而利用海水作为进一步的冷却介质。相比于利用空气，针对高温环境下的冷却需求，海水温度更低，换热效果更好，并且两个冷却回路结合的方式能够实现双梯度冷却，更加利于成本控制；同时也可以降低对冷却系统内大部分设备的防腐要求，仅将接触海水的海水循环回路中的与海水接触的管路、腔体设置成防腐蚀材质，减少了成本，延长了该变流器冷却系统的使用寿命。
附图说明
[0025]图1为本技术较佳实施例的变流器冷却系统的结构示意图。
[0026]附图标记说明：
[0027]塔筒 1
[0028]变流器 2
[0029]冷却液循环回路 3
[0030]冷却液循环泵 31
[0031]冷却液管路 32
[0032]备用接头 33
[0033]膨胀罐 34
[0034]压力测控组件 35
[0035]排水阀 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变流器冷却系统，其应用于设在风力发电机组的塔筒底部的变流器中，其特征在于，所述变流器冷却系统包括冷却液循环回路和海水循环回路，所述冷却液循环回路用于对变流器进行冷却，所述海水循环回路连通于海水，所述冷却液循环回路包括冷却液循环泵、冷却液管路和换热器，所述冷却液管路穿过所述变流器，所述冷却液循环泵和所述换热器通过所述冷却液管路串联相接形成所述冷却液循环回路，所述换热器还连通于所述海水循环回路，所述冷却液循环回路和所述海水循环回路之间通过所述换热器进行热交换。2.如权利要求1所述的变流器冷却系统，其特征在于，所述冷却液循环回路还包括备用接头、膨胀罐和压力测控组件，所述备用接头、膨胀罐和压力测控组件均设置于所述冷却液循环回路上。3.如权利要求1所述的变流器冷却系统，其特征在于，所述冷却液循环回路还包括排水阀和/或安全阀，所述排水阀和/或所述安全阀均设置于所述冷却液管路上。4.如权利要求1所述的变流器冷却系统，其特征在于，所述冷却液循环回路还包括排气阀，所述排气阀设置于所述冷却液管路上。5.如权利要求1所述的变流器冷却系统，其特征在于，所述海水循环回路包括：海水管路，所述海水管路的进水端和出水端均连通于海水；海水循环泵，所述海水循环泵用于将海水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春光，刘俊沛，王立恒，胡双洋，杜晓娟，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：