Преобразовательная установка контейнерного типа

 

Изобретение относится к преобразовательной технике. Технический результат заключается в обеспечении охлаждения силовых модулей за счет циркуляции охлаждающего воздуха в замкнутом объеме вдоль стенок несущей конструкции. Силовые модули, система управления и система принудительного воздушного охлаждения с втяжными вентиляторами установлены внутри транспортного контейнера с гофрированными стенками. Дополнительная внутренняя стенка с вмонтированными в нее силовыми модулями отстоит от основной стенки на 0,1-0,2 ширины контейнера и разделяет его на два объема - область высокого и область низкого давления. Дополнительный приподнятый фальшпол начинается от дополнительной стенки и отстоит от основного пола на высоту 0,1-0,2 высоты контейнера и заканчивается, не доходя до противоположной стенки контейнера на расстояние 0,1-0,2 его ширины, образуя тем самым окно для поступления воздуха в пространство между основным полом и фальшполом. 2 ил.

Использование: электротехническая, электроэнергетическая, электрометаллургическая, электрохимическая промышленность.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях для электротехнической, энергетической, электрометаллургической, электрохимической промышленности.

Известны мощные полупроводниковые преобразователи с принудительным масляным охлаждением [1] , в которых масло, циркулирующее в замкнутом контуре, охлаждается в маслоохладителе, где в качестве охлаждающей среды могут использоваться вода, воздух или другой теплоноситель.

Известны также преобразователи [2], по своему внешнему виду напоминающие масляные трансформаторы с естественным охлаждением: бак с системой охлаждения из радиаторов или труб, на котором имеются расширитель, изоляторы и др. Такая конструкция преобразователей позволяет применять их как для наружной, так и для внутренней установки.

Недостатками системы охлаждения вышеперечисленных преобразователей являются низкая надежность, неремонтопригодность, высокая пожароопасность, плохие массогабаритные показатели.

Наиболее близкой к предлагаемой является преобразовательная установка контейнерного типа, описанная в [3]. Контейнер разделен на два помещения: в одном - полупроводниковые преобразователи, в другом - вспомогательное оборудование и система управления. Каждый преобразовательный блок имеет систему водяного охлаждения. Основными недостатками этой установки являются невозможность ее использования при отрицательных температурах, что допускает ее эксплуатацию только в отапливаемом помещении или мягких климатических условиях, а также необходимость дополнительного комплекса оборудования для подготовки воды. Могут быть использованы другие охлаждающие жидкости, которые имеют точку замерзания ниже 0^oС - этиленгликоливые смеси, полиметилсилоксановые жидкости, органические масла. Однако для таких жидкостей требуется не только сложный комплекс специального оборудования для подготовки хладагента, но и ряд профилактических мер по ограничению эрозии и загрязнению стенок канала протекания охлаждающей жидкости, что исключает установку всего оборудования в единый контейнер.

Задача изобретения - обеспечение охлаждения силовых полупроводников преобразовательной установки за счет циркуляции охлаждающего воздуха в замкнутом объеме вдоль стенок несущей конструкции, выступающей в роли охладителя нагретого воздуха, что позволяет иметь полностью готовую установку "под ключ", способную функционировать в широком диапазоне климатических условий.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в преобразовательной установке контейнерного типа, в которой силовые модули, система управления и система принудительного воздушного охлаждения с втяжными вентиляторами размещаются внутри транспортного контейнера с гофрированными стенками, установлены дополнительная внутренняя стенка с вмонтированными в нее силовыми модулями, отстоящая от основной стенки на 0,1...0,2 ширины контейнера и разделяющая контейнер на два объема - область высокого и область низкого давления, и дополнительный приподнятый фальшпол, начинающийся от дополнительной стенки и отстоящий от основного пола на высоту 0,1...0,2 высоты контейнера, причем фальшпол заканчивается не доходя до противоположной стенки контейнера на расстояние 0,1...0,2 ширины контейнера, образуя тем самым окно для поступления воздуха в пространство между полом и фальшполом.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами (фиг.1, фиг.2).

На фиг. 1 показана схематичная конструкция предлагаемой преобразовательной установки. Для большей наглядности контейнер изображен с прозрачными стенками.

Контейнер содержит дополнительную стенку 1 с вмонтированными в нее силовыми модулями с радиаторами 2. Стенка разделяет контейнер на два объема - область низкого и область высокого давления - и расположена на расстоянии k= 0,1. . .0,2b от боковой стенки контейнера. На расстоянии h=0,1...0,2с от основного пола установлен дополнительный фальшпол, который начинается от дополнительной стенки и заканчивается на расстоянии 1=0,1...0,2b от противоположной стенки контейнера. В нижней части дополнительной стенки под фальшполом установлены втяжные вентиляторы 3. Вентиляторы забирают воздух из области между полом и фальшполом и выдувают его в область высокого давления между стенкой контейнера и дополнительной стенкой 1. Холодный воздух естественным образом под воздействием избыточного давления проходит через радиаторы силовых модулей в область низкого давления и, охлаждая модули, нагревается. Воздух втягивается вентиляторами 3, проходит, охлаждаясь, вдоль гофрированных стенок контейнера и поступает через окно в фальшполе в пространство между основным полом и фальшполом, проходит вдоль холодного пола, охлаждается и выбрасывается в область высокого давления. Воздуховод замкнулся.

Схема движения воздуха в предлагаемой преобразовательной установке поясняется фиг.2. Обозначения сохраняются такие же, как для фиг.1: В - область высокого давления, Н - область низкого давления. Благодаря такой конструкции контейнера забираемый вентиляторами из области между обычным и приподнятым фальшполом воздух проходит через радиаторы силовых модулей, охлаждая их, а затем охлаждается сам, проходя вдоль гофрированных стенок контейнера, являющихся, по сути охладителем, и вдоль обычного пола в пространстве между обычным и приподнятым фальшполом.

Предлагаемая конструкция установки позволяет охлаждать силовые модули за счет циркуляции воздуха внутри контейнера без забора воздуха извне.

В ОАО НИИПТ имеется опыт изготовления и успешного функционирования преобразовательных установок такого типа. В частности, в контейнере для наружного размещения выполнена установка для плавки гололеда на проводах ЛЭП на базе управляемого шестипульсного тиристорного выпрямителя. Диапазон плавного изменения выходных значений: напряжение - 0...50 кВ, ток - 0...1200 А. Установка имеет принудительную воздушную систему охлаждения, реализованную на одном вентиляторе, что усложняет конструкцию, но не нарушает выше изложенного принципа охлаждения. В настоящее время установки этого типа эксплуатируются в энергосистемах Дальнего Востока со сложными природными условиями.

Источники информации 1. Температурный режим тиристоров мощного преобразователя с принудительным масляным охлаждением // В.В. Кормышев, Л.Д. Эпштейн / Электротехническая промышленность. Серия: Преобразовательная техника. Вып.1, 1975, с. 10-13.

2. Высоковольтные полупроводниковые выпрямители с масляным охлаждением // И.Е. Либов / Электротехническая промышленность. Серия: Преобразовательная техника. Вып. 1, 1973, с.10-12.

3. Containerized static frequency converter for back-to-back coupling of two MV power grids. // P.Dachler, B.Wiley, M.Strittmatter, E. Suter, J. Frisch / ABB Review, 2/96, с.25-31.

Формула изобретения

Преобразовательная установка контейнерного типа, в которой силовые модули, система управления и система принудительного воздушного охлаждения с втяжными вентиляторами установлены внутри транспортного контейнера с гофрированными стенками, отличающаяся тем, что она содержит дополнительную внутреннюю стенку с вмонтированными в нее силовыми модулями, отстоящую от основной стенки на 0,10,2 ширины указанного контейнера и разделяющую указанный контейнер на два объема - область высокого и область низкого давления, и дополнительный приподнятый фальшпол, начинающийся от дополнительной стенки и отстоящий от основного пола на высоту 0,10,2 высоты указанного контейнера, причем фальшпол заканчивается, не доходя до противоположной стенки указанного контейнера на расстояние 0,10,2 его ширины, образуя тем самым окно для поступления воздуха в пространство между основным полом и фальшполом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2