6kv矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，属于交流配电网络的电路装置【技术领域】，其包括冷却主管道，冷却主管道的一端为冷却水进水口、另一端为冷却水出水口，特征在于：冷却主管道中安装有冷却水循环泵和板式换热器，冷却水循环泵位于冷却水进口和板式换热器之间，板式换热器的另一侧连接冷冻水管道。能够将该水冷装置安装在防爆壳体内，仅通过在冷却水进、出水口之间连接冷却水管，使冷却水管从靠近功率元件处穿过，通过热量辐射将功率元件散发的热量带回板式换热器，再次与冷冻侧进行热交换，将冷却主管道中的热量置换出，如此往复，对功率元件实现封闭式水冷，实现矿用隔爆链式静止无功发生器安全可靠运行。
【专利说明】 6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于交流配电网络的电路装置【技术领域】，具体涉及一种6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置。
【背景技术】
[0002]随着现代矿山生产向大型化、集约化方向发展，井下供电线路被延伸加长，加之电力电子设备等非线性装置大量应用，使得供电系统存在严重的电能质量问题，矿用隔爆静止无功发生器越来越被推广应用。
[0003]静止无功发生器的散热方式不外乎两种:一种为强迫风冷式，通常是从静止无功发生器所在柜体的前门进风，风通过功率元件后被位于柜体顶部或背部的风机抽出，从而将功率元件产生的热量带走，达到风冷的目的；另一种为热管式散热方式，该种散热方式是将所有功率元件集中在热管上，利用热管超强的导热性能将功率元件产生的热量迅速地传导出去。
[0004]6KV链式静止无功发生器由于主回路大多采用功率器件串联拓扑结构，装置运行中各个功率单元对地的电位差异较大，有的已超过功率器件本身的对地耐压要求，因而不能像低压隔爆静止无功发生器一样，将各功率元件集中起来采用热管方式进行散热。
[0005]目前，6KV链式静止无功发生器基本都采用强迫风冷方式散热。但在实际应用的过程中，由于煤矿井下特殊的工作环境，所有的元器件要求全部密封在防爆壳体内，尤其6KV矿用隔爆静止无功发生器，隔爆结构大，功率器件多且散热量大，采用风冷散热方式，一方面散热效果较差，另一方面噪音比较大，致使6KV矿用隔爆静止无功发生器在井下的应用受到限制。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，能够通过水循环带出其功率元件产生的热量。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:设计一种6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，包括冷却主管道，冷却主管道的一端为冷却水进水口、另一端为冷却水出水口，其特征在于:冷却主管道中安装有冷却水循环泵和板式换热器，冷却水循环泵位于冷却水进口和板式换热器之间，板式换热器的另一侧连接冷冻水管道。
[0008]优选的，还包括缓冲罐，缓冲罐的进水管和出水管之间通过设置在冷却主管道上的第一球阀相连接。
[0009]优选的，缓冲罐的顶部通过止回阀连接补气泵。
[0010]优选的，还包括由精密过滤器和离子过滤器构成的处理支路，处理支路的后端连接在缓冲罐与冷却水循环泵之间的冷却主管道上、前端连接在板式换热器与冷却水出水口之间的冷却主管道上。
[0011]优选的，处理支路的前端通过第一电动三通阀连通冷却主管道，第一电动三通阀的另一端口连通补液口。
[0012]优选的，板式换热器的两端的冷却主管道上并联有调节支路，调节支路通过第二电动三通阀与冷却主管道相连，调节支路中安装有第二球阀。
[0013]优选的，调节支路和处理支路之间的冷却主管道上设置主循环过滤器。
[0014]优选的，还包括控制器，在靠近冷却水出水口端的冷却主管道上设置供水温度变送器、供水压力变送器和电导率变送器；
[0015]在靠近冷却水进水口端的冷却主管道上设置回水温度变送器；
[0016]在冷却水循环泵的前端设置进水压力变送器、后端设置出水压力变送器；
[0017]在缓冲罐中自上至下依次设置第一液位开关、第二液位开关和第三液位开关；
[0018]供水温度变送器、供水压力变送器、电导率变送器、回水温度变送器、进水压力变送器、出水压力变送器、第一液位开关、第二液位开关和第三液位开关为控制器提供检测信号，控制器控制第一电动三通阀、第二电动三通阀和补气泵的启停。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0020]1、能够将该水冷装置安装在防爆壳体内，仅通过在冷却水出水口和冷却水进水口之间连接冷却水管，使冷却水管从靠近功率元件的空间内穿过，通过热量辐射将功率元件散发的热量带回板式换热器，再次与冷冻侧进行热交换，将冷却主管道中的热量置换出，如此往复，对功率元件实现封闭式水冷，实现6KV矿用隔爆链式静止无功发生器安全可靠运行。
[0021]2、由于设置了缓冲罐，能够使冷却水在进入冷却水循环泵之前先进入缓冲罐，一方面降低水流流速，流体介质中的气体得以分离析出，避免冷却水循环泵被运行过程中产生的气体汽蚀；另一方面可以在缓冲罐内预充空气，能够缓冲冷却介质因温度引起的体积变化。
[0022]3、由于缓冲罐的顶部通过止回阀连接补气泵，可以在冷却水循环泵前端的压力降低时，通过补气泵来补气增压。
[0023]4、由于增设了由精密过滤器和离子过滤器构成的处理支路，处理支路的前端通过第一电动三通阀连通冷却主管道，第一电动三通阀的另一端口连通补液口，可以在初次使用或缓冲罐液位降低至补液液位时，通过控制第一电动三通阀，使处理支路接通补液口进行补液，并在补液的过程中，自动实现补液水的离子去除和精密过滤；在系统运行的过程中，通过对冷却介质中离子的不断脱除，达到长期维持极低电导率的目的。
[0024]5、由于板式换热器的两端的冷却主管道上并联有调节支路，可以通过第二电动三通阀调节流经板式换热器的冷却水流量，用于冬天温度低及被冷却器件低负荷运行时的冷却水温度调节，避免冷却水温度过低。
[0025]6、由于加设了控制器，控制器采集供水温度变送器、供水压力变送器、电导率变送器、回水温度变送器、进水压力变送器、出水压力变送器、第一液位开关、第二液位开关和第三液位开关的信号，从而能够监控冷却水循环泵的运行状态、缓冲罐的液位信息，并控制补气泵、第一电动三通阀和第二电动三通阀的运行情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型的应用状态示意图；[0027]图2是本实用新型的控制结构图。
[0028]图中标记:1、缓冲罐；2、冷却水循环泵；3、板式换热器；4、补气泵；5、第一液位开关；6、第二液位开关；7、第三液位开关；8、回水温度变送器；9、进水压力变送器；10、出水压力变送器；11、第二电动三通阀；12、第二球阀；13、主循环过滤器；14、第一球阀；15、第一电动三通阀；16、离子过滤器；17、补液口 ；18、精密过滤器；19、电导率变送器；20、供水压力变送器；21、供水温度变送器；22、控制器；23、功率元件；24、止回阀。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0030]如图1所示，本实用新型中，冷却主管道的一端为冷却水进水口、另一端为冷却水出水口，冷却主管道中安装有冷却水循环泵2和板式换热器3，冷却水循环泵2位于冷却水进口和板式换热器3之间，板式换热器3的另一侧连接冷冻水管道。并加设了缓冲罐1，缓冲罐I的进水管和出水管之间通过设置在冷却主管道上的第一球阀14相连接，缓冲罐I的顶部通过止回阀24连接补气泵4。板式换热器3的两端的冷却主管道上并联有调节支路，调节支路通过第二电动三通阀11与冷却主管道相连，调节支路中安装有第二球阀12。
[0031]本实用新型中，还设置了由精密过滤器18和离子过滤器16构成的处理支路，处理支路的后端连接在缓冲罐I与冷却水循环泵2之间的冷却主管道上、前端连接在板式换热器3与冷却水出水口之间的冷却主管道上。处理支路的前端通过第一电动三通阀15连通冷却主管道，第一电动三通阀15的另一端口连通补液口 17。在调节支路和处理支路之间的冷却主管道上设置主循环过滤器13。
[0032]为了实现水冷装置的自动检测与控制，在靠近冷却水出水口端的冷却主管道上设置供水温度变送器21、供水压力变送器20和电导率变送器19 ;在靠近冷却水进水口端的冷却主管道上设置回水温度变送器8 ;在冷却水循环泵2的前端设置进水压力变送器9、后端设置出水压力变送器10 ;在缓冲罐I中自上至下依次设置第一液位开关5、第二液位开关6和第三液位开关7 ；
[0033]如图2所示，供水温度变送器21、供水压力变送器20、电导率变送器19、回水温度变送器8、进水压力变送器9、出水压力变送器10、第一液位开关5、第二液位开关6和第三液位开关7为控制器22提供检测信号，控制器22控制第一电动三通阀15、第二电动三通阀11和补气泵4的启停。
[0034]本实用新型的工作过程如下:
[0035]在水冷装置安装完毕初次使用或者缓冲罐I中的液位低于第三液位开关7时，第三液位开关7将信号传递给控制器22，控制器22控制第一电动三通阀15，使得处理支路与补液口 17相连通，通过补液口 17进行补水，水经过离子过滤器16脱除其中的离子，降低电导率，再经过精密过滤器18，滤出水中的杂质，提高其热传导能力，水经过处理支路后进入缓冲罐I，进入冷却主管道的循环系统中。当液位高于第一液位开关5时，控制器22则自动关闭第一电动三通阀15，停止补液。在系统运行一段时间后，当控制器22检测到电导率变送器19的数值高于设定值时，控制器22自动控制第一电动三通阀15动作，使得处理支路连通冷却主管道，实现冷却主管道内水中离子去除和过滤，来降低离子率。
[0036]待缓冲罐I中液位正常后，水冷装置即可进入正常运行状态。在冷却水出水口和冷却水进水口之间连接冷却水管，使冷却水管从靠近功率元件23的空间内穿过，并开启冷却水循环泵2，使冷却主管道中的水循环起来，功率元件23散发出的热量辐射到冷却水管中的水中，并通过冷却主管道将吸收的热量带入板式换热器3，在板式换热器3中冷却侧与冷冻侧进行热交换，冷却侧的水释放出热量后再次返回功率元件23处吸热，而冷冻侧吸收冷却侧释放出的热量后带入外界，再次进入温度低的冷冻水来吸收冷却侧的热量，如此往复，实现对功率元件23的封闭式水冷，协助6KV矿用隔爆链式静止无功发生器安全可靠运行。
[0037]在运行的过程中，控制器22通过比较供水温度变送器21和回水温度变送器8的数值信息，控制第二电动三通阀11的开度。如果回水温度变送器8的数值远大于供水温度变送器21的数值，表明功率元件23散出的热量较大，控制器22会控制第二电动三通阀11完全打开到板式换热器3侧，使冷却主管道中的水全部进入板式换热器3进行热交换，以使其在下一循环中带走更多的热量。如果回水温度变送器8的数值稍大于供水温度变送器21的数值，或者二者差不多，则控制第二电动三通阀11开启部分调节支路，调节流经板式换热器3的冷却水流量，避免冷却水温度过低。
[0038]控制器22还自动检测第一液位开关5、第二液位开关6、进水压力变送器9和出水压力变送器10的信号。当液位处于第二液位开关6和第三液位开关7之间时，则开启补气泵4，通过补气来增强进水压力。当出水压力变送器10与进水压力变送器9之间的压差小于特定值或者二者相当时，说明冷却水循环泵2有故障，需要工作人员立即查看与检修。
[0039]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，包括冷却主管道，冷却主管道的一端为冷却水进水口、另一端为冷却水出水口，其特征在于:冷却主管道中安装有冷却水循环泵和板式换热器，冷却水循环泵位于冷却水进口和板式换热器之间，板式换热器的另一侧连接冷冻水管道。
2.按照权利要求1所述的6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，其特征在于:还包括缓冲罐，缓冲罐的进水管和出水管之间通过设置在冷却主管道上的第一球阀相连接。
3.按照权利要求2所述的6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，其特征在于:缓冲罐的顶部通过止回阀连接补气泵。
4.按照权利要求3所述的6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，其特征在于:还包括由精密过滤器和离子过滤器构成的处理支路，处理支路的后端连接在缓冲罐与冷却水循环泵之间的冷却主管道上、前端连接在板式换热器与冷却水出水口之间的冷却主管道上。
5.按照权利要求4所述的6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，其特征在于:处理支路的前端通过第一电动三通阀连通冷却主管道，第一电动三通阀的另一端口连通补液口。
6.按照权利要求1至5任一所述的6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，其特征在于:板式换热器的两端的冷却主管道上并联有调节支路，调节支路通过第二电动三通阀与冷却主管道相连，调节支路中安装有第二球阀。
7.按照权利要求6所述的6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，其特征在于:调节支路和处理支路之间的冷却主管道上设置主循环过滤器。
8.按照权利要求7所述的6KV矿用隔爆链式静止无功发生器用水冷装置，其特征在于:还包括控制器，在靠近冷却水出水口端的冷却主管道上设置供水温度变送器、供水压力变送器和电导率变送器； 在靠近冷却水进水口端的冷却主管道上设置回水温度变送器； 在冷却水循环泵的前端设置进水压力变送器、后端设置出水压力变送器； 在缓冲罐中自上至下依次设置第一液位开关、第二液位开关和第三液位开关； 供水温度变送器、供水压力变送器、电导率变送器、回水温度变送器、进水压力变送器、出水压力变送器、第一液位开关、第二液位开关和第三液位开关为控制器提供检测信号，控制器控制第一电动三通阀、第二电动三通阀和补气泵的启停。
【文档编号】H02B1/56GK203800441SQ201420205519
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月19日 优先权日:2014年4月19日
【发明者】相龙阳, 杨杰, 朱乃鹏, 王金泉, 刘文蔚, 张明, 刘孟芸, 谭光韧, 张传亮, 冯攀攀, 郭冠楠, 卢艳玲 申请人:兖州东方机电有限公司