高壓變頻器的集中冷卻措施

一、 引言
　　在電力、化工、煤礦、冶金等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域要求高壓變頻器有極高的可靠性。影響高壓變頻器的可靠性指標有多項，其中在設計過程中其散熱與通風是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。目前高壓變頻器有高-低-高式、元件直接串聯(lián)式、中點箝位多電平式、單元級聯(lián)式等多種方式，一般來講，上述各種方式的高壓變頻器，其效率一般都可達到96~98%;但由于設備功率大，在正常工作時，仍要產(chǎn)生大量的熱量。為保證設備的正常工作，把大量的熱量散發(fā)出去，優(yōu)化散熱與通風方案，進行合理的設計與計算，實現(xiàn)設備的高效散熱，對于提高設備的可靠性是十分必要的。
　　高壓變頻器設備功率較大，4％的功率損耗主要以熱量形式散失在運行環(huán)境當中。如果不能及時有效的解決變頻器室的工作環(huán)境溫度問題，將直接危及變頻器本體的運行安全；最終因為溫度過高，導致變頻器過熱保護動作跳閘。為保證變頻器具有良好的運行環(huán)境，必須對變頻器及運行環(huán)境的溫度控制采取措施。
二、 冷卻方式
　　通過變頻器工程應用經(jīng)驗的積累，針對不同的應用環(huán)境現(xiàn)場提供完整的變頻器冷卻系統(tǒng)解決方案。常用的幾種冷卻方式主要包括：⑴ 風道開放式冷卻；⑵ 空調(diào)密閉冷卻；⑶ 空－水冷密閉冷卻；⑷ 設備本體水冷卻；⑸ 上述方式組合冷卻。
1. 風道開放式冷卻
1.1冷卻過程
　　冷風經(jīng)變頻室通風入口濾網(wǎng)進入變頻器，經(jīng)過對機體進行冷卻后，再由變頻器風道出風口將熱風排出。
1.2安裝方式
　　風道開放式冷卻安裝比較簡單，只需在變頻室的墻壁上開兩個通風入口，安裝上濾網(wǎng)，然后在變頻器的柜頂風罩上向外引出出風口風道即可，如下圖1所示：

1.3系統(tǒng)特點
(1)施工簡單，維護量大；
(2)費用低廉；
(3)運行穩(wěn)定性依賴于當?shù)丨h(huán)境
2. 空調(diào)密閉冷卻
2.1容量選擇原則
　　按照變頻器的發(fā)熱量和控制室環(huán)境實用面積來選擇空調(diào)的容量。
2.2安裝方式
　　變頻器室安裝空調(diào)時，要求變頻器控制室空間要盡可能小，并且做好密封，避免夏季室外溫度高帶來的加熱效應�？照{(diào)的安裝位置可根據(jù)現(xiàn)場實際情況布置在變頻器兩側(cè)。具體設備布局如下圖2所示。

　　　　　　　　　　
2.3系統(tǒng)特點
(1)急速高效制冷
(2)童鎖功能，防止誤操作
(3)廣角送風，室溫均勻舒適
(4)防冷風設計，送風舒適
(5)獨立除濕
(6)低溫、低電壓啟動
(7)室外機耐高溫運轉(zhuǎn)
(8)室內(nèi)密閉冷卻
(9)冷卻功率留有余量
3．空－水冷密閉冷卻
3.1基本原理
　　空－水冷卻系統(tǒng)是一種利用高效、環(huán)保、節(jié)能的冷卻系統(tǒng)，其應用技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。其外形及原理如下圖3所示：

　　從變頻器出來的熱風，經(jīng)過風管連接到內(nèi)有固定水冷管的散熱器中，散熱器中通過溫度低于33℃的冷水，熱風經(jīng)過散熱片后，將熱量傳遞給冷水，變成冷風從散熱片吹出，熱量被循環(huán)冷卻水帶走，保證變頻器控制室內(nèi)的環(huán)境溫度不高于40℃。
　　安裝空冷器要求必須在密閉環(huán)境中，為了提高冷卻效果，安放設備的空間盡可能小。流入空冷器的水為工業(yè)循環(huán)水，為保護設備，要求循環(huán)水的PH值為中性，且無腐蝕損壞銅鐵的雜質(zhì)，進水的水壓一般為0.2～0.3Mpa，進水溫度≤33℃。
空冷器的維護簡單易行，一般半年維護1次，進行冷卻管道沖洗。
3.2施工安裝
　　單套系統(tǒng)一臺變頻器配備兩臺空冷器；單臺故障時，不會對系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。具體設備布局如圖4、5所示。空冷器的安裝位置可根據(jù)現(xiàn)場實際情況布置在變頻器正面或背面。

　　　　　　　　　　　　圖4
　

　　　　　　　　　　　　圖5

　　假如現(xiàn)場供水量不足，為適應現(xiàn)場情況，還可提供獨立的冷卻水系統(tǒng)方案。該方案在現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加獨立的機力冷卻塔、水處理裝置、增壓泵站等設備，滿足現(xiàn)場設備變頻改造項目獨立冷卻的要求，同時還可為現(xiàn)場工業(yè)冷卻水系統(tǒng)保留一定的冷卻水量為現(xiàn)場今后增加設備提供相應的冷卻水量裕度。