一種換流閥組件冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種換流閥組件冷卻系統(tǒng)，所述組件由冷卻元件和發(fā)熱元件依次順序間隔布置組成，組件至少包括兩只冷卻元件和一只發(fā)熱元件，所述冷卻系統(tǒng)包括至少兩條冷卻液輸送支路，第一支路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分最后一只流出，第二支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分第一只流出；或者，第一支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分最后一只流出，第二只路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分第一只流出。
【專利說明】一種換流閥組件冷卻系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子的冷卻系統(tǒng)，特別涉及一種基于電力電子器件的換流閥組件冷卻系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]換流閥是電力電子設(shè)備的核心組件，在運(yùn)行過程中換流閥內(nèi)的電力電子器件、阻尼電阻等元件會(huì)產(chǎn)生大量熱量，若得不到有效散熱會(huì)導(dǎo)致?lián)Q流閥運(yùn)行溫度過高，影響整體性能，甚至損壞換流閥。因此，換流閥須配置相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)將內(nèi)部元件產(chǎn)生的熱量交換出去，使其工作在合理的溫度范圍內(nèi)。
[0003]由于換流閥內(nèi)有多個(gè)需要冷卻的元件，其內(nèi)部的冷卻管路布置對(duì)散熱效果、系統(tǒng)可靠性也有很大的影響?，F(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)對(duì)換流閥內(nèi)元件的散熱效果不佳，系統(tǒng)可靠性不聞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種換流閥組件冷卻系統(tǒng)，以提高換流閥內(nèi)元件的散熱效果和冷卻系統(tǒng)的可靠性。
[0005]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0006]一種換流閥組件冷卻系統(tǒng)，所述組件包括依次順序間隔布置的冷卻元件和發(fā)熱元件，所述組件至少包括兩只冷卻元件和一只發(fā)熱元件，所述冷卻系統(tǒng)包括至少兩條冷卻液輸送支路，第一支路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分最后一只流出，第二支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分第一只流出；或者，第一支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分最后一只流出，第二只路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分第一只流出。
[0007]其中，所述組件還包括分流器和匯流器，冷卻液首先進(jìn)入所述分流器，經(jīng)所述分流器分為兩個(gè)支路，兩個(gè)支路分別與所述第一支路和第二支路的入口連接，匯流器與所述第一支路和第二支路的出口連接。
[0008]其中，所述組件還包括電抗器，冷卻液首先進(jìn)入所述電抗器，經(jīng)所述電抗器流出后進(jìn)入所述分流器。
[0009]一種換流閥組件冷卻系統(tǒng)，所述組件包括依次順序間隔布置的冷卻元件和發(fā)熱元件，所述組件至少包括兩只冷卻元件和一只發(fā)熱元件，所述組件還包括電抗器一和電抗器二 ；所述冷卻系統(tǒng)包括至少兩條冷卻液輸送支路，冷卻液分別進(jìn)入所述電抗器一和電抗器二，經(jīng)所述電抗器一流出后連接第一支路，經(jīng)所述電抗器二流出后連接第二支路；第一支路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分最后一只流出，第二支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分第一只流出；或者，第一支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分最后一只流出，第二只路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分第一只流出。
[0010]采用上述方案后，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0011]I)系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)施；
[0012]2)減少了接口數(shù)量，降低了發(fā)生泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，提高了可靠性；
[0013]3)組件中每個(gè)電力電子器件的熱應(yīng)力基本相同，提高了換流閥組件的利用率；
[0014]4)減小了支路管路的流阻，降低了流量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型換流閥組件冷卻系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型換流閥組件冷卻系統(tǒng)中冷卻液的溫升示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型換流閥組件冷卻系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；
[0018]圖4為本實(shí)用新型組件包括分流器和匯流器的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)施例；
[0019]圖5為本實(shí)用新型組件包括一個(gè)電抗器的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)施例；
[0020]圖6為本實(shí)用新型組件包括兩個(gè)電抗器的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)施例。
[0021]其中，R1-R9為冷卻元件，H1-H8為發(fā)熱元件，I為分流器，2為匯流器，L1、L2為電抗器。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種換流閥組件冷卻系統(tǒng)，其組件包括依次順序間隔布置的冷卻元件和發(fā)熱元件，所述組件至少包括兩只冷卻元件和一只發(fā)熱元件，所述冷卻系統(tǒng)包括至少兩條冷卻液輸送支路，第一支路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分最后一只流出，第二支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分第一只流出；或者，第一支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分最后一只流出，第二只路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分第一只流出。
[0024]在上述方案中，所述組件還可以包括分流器和匯流器，冷卻液首先進(jìn)入分流器，經(jīng)分流器分為兩個(gè)支路，兩個(gè)支路分別與第一支路和第二支路的入口連接，匯流器與所述第一支路和第二支路的出口連接。分流器的作用是將進(jìn)入組件的冷卻液分為兩個(gè)支路，在相同進(jìn)出冷卻液溫差的條件下減小支路的流量，降低對(duì)散熱器的要求，匯流器用于匯集兩個(gè)支路的冷卻液。
[0025]在上述方案中，所述組件還可以包括電抗器，冷卻液首先進(jìn)入電抗器，經(jīng)電抗器流出后進(jìn)入分流器，經(jīng)分流器分為兩個(gè)支路，兩個(gè)支路分別與第一支路和第二支路的入口連接，匯流器與所述第一支路和第二支路的出口連接。電抗器的作用是限制組件中發(fā)熱元件開通過程的電流上升率、承受沖電壓，保護(hù)發(fā)熱元件。
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種換流閥組件冷卻系統(tǒng)，其組件包括依次順序間隔布置的冷卻元件和發(fā)熱元件，所述組件至少包括兩只冷卻元件和一只發(fā)熱元件，所述組件還包括電抗器一和電抗器二；所述冷卻系統(tǒng)包括至少兩條冷卻液輸送支路，冷卻液分別進(jìn)入所述電抗器一和電抗器二，經(jīng)所述電抗器一流出后連接第一支路，經(jīng)所述電抗器二流出后連接第二支路；第一支路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分最后一只流出，第二支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分第一只流出；或者，第一支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分最后一只流出，第二只路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分第一只流出。其中，電抗器的作用是限制組件中發(fā)熱元件開通過程的電流上升率、承受沖電壓，保護(hù)發(fā)熱元件。
[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例的換流閥組件冷卻系統(tǒng)屬于串并聯(lián)組合結(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)能夠減少換流閥組件內(nèi)部冷卻系統(tǒng)的接口數(shù)量，降低冷卻液泄漏風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)可靠性?’另夕卜，采用本實(shí)用新型實(shí)施例的方案還能均衡組件內(nèi)器件的熱應(yīng)力、提高組件利用率的同時(shí)，降低支路管路的流量、減小流阻。
[0028]以下將基于直流輸電系統(tǒng)換流閥，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及有益效果進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型雖以直流輸電系統(tǒng)換流閥作為說明對(duì)象，但并不專門只針對(duì)于直流輸電系統(tǒng)換流閥，也并非專門只針對(duì)換流閥組件的冷卻，也適用于具有與換流閥組件類似結(jié)構(gòu)的其他組件的冷卻。
[0029]圖1顯示了本實(shí)用新型所述組件冷卻系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，組件包括7個(gè)散熱器(Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7)和 6 個(gè)晶閘管(H1、H2、H3、H4、H5、H6)，散熱器和晶閘管按 Rl、Hl、R2、H2、R3、H3、R4、H4、R5、H5、R6、H6、R7的順序依次間隔布置。所述組件的冷卻系統(tǒng)包括兩條冷卻液輸送支路，第一支路Wl冷卻液從順序布置散熱器的奇數(shù)部分第一只散熱器Rl流入，按Rl、R3、R5、R7順序串聯(lián)奇數(shù)部分散熱器，從奇數(shù)部分最后一只散熱器R7流出；第二支路W2冷卻液從順序布置散熱器的偶數(shù)部分最后一只散熱器R6流入，按R6、R4、R2順序串聯(lián)偶數(shù)部分散熱器，從偶數(shù)部分第一只散熱器R2流出。
[0030]如圖2所示，圖1中每個(gè)支路的冷卻液在流經(jīng)方向上溫度不斷上升，圖2只是示意了溫度上升的趨勢(shì)，實(shí)際的溫度上升曲線不一定是直線。對(duì)于單個(gè)晶閘管，雖然其兩側(cè)散熱器的冷卻液溫度有可能不同，但總體來說，每個(gè)散熱器的散熱條件是基本相同的。通過上述本實(shí)用新型實(shí)施例，均衡了組件中每個(gè)晶閘管的散熱條件，提高了晶閘管組件的利用率。
[0031]圖3顯示了本實(shí)用新型所述組件冷卻系統(tǒng)的另外一個(gè)實(shí)施例，組件包括8個(gè)散熱器(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8)和 7 個(gè)晶閘管(H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7)，散熱器和晶閘管按 RUHU R2、H2、R3、H3、R4、H4、R5、H5、R6、H6、R7、H7、R8 的順序依次間隔布置。所述組件的冷卻系統(tǒng)包括兩條冷卻液輸送支路，第一支路Wl冷卻液從順序布置散熱器的偶數(shù)部分第一只散熱器R2流入，按R2、R4、R6、R8順序串聯(lián)偶數(shù)部分散熱器，從偶數(shù)部分最后一只散熱器R8流出；第二支路W2冷卻液從順序布置散熱器的奇數(shù)部分最后一只散熱器R7流入，按R7、R5、R3、Rl順序串聯(lián)奇數(shù)部分散熱器，從奇數(shù)部分第一只散熱器Rl流出。
[0032]圖4顯示了本實(shí)用新型所述組件冷卻系統(tǒng)的一個(gè)變更實(shí)例，組件包括6個(gè)散熱器(R1、R2、R3、R4、R5、R6)和5個(gè)晶閘管(H1、H2、H3、H4、H5)，還包括分流器I和匯流器2。散熱器和晶閘管按Rl、H1、R2、H2、R3、H3、R4、H4、R5、H5、R6的順序依次間隔布置。所述組件的冷卻系統(tǒng)中，冷卻液進(jìn)入分流器I后分為兩條支路，第一支路Wl從順序布置散熱器的奇數(shù)部分第一只散熱器Rl流入，按R1、R3、R5順序串聯(lián)奇數(shù)部分散熱器，從奇數(shù)部分最后一只散熱器R5流出，進(jìn)入?yún)R流器2 ;第二支路W2從順序布置散熱器的偶數(shù)部分最后一只散熱器R6流入，按R6、R4、R2順序串聯(lián)偶數(shù)部分散熱器，從偶數(shù)部分第一只散熱器R2流出，也進(jìn)入?yún)R流器2。其中，分流器I的作用是將進(jìn)入組件的冷卻液分為兩個(gè)支路，在相同進(jìn)出冷卻液溫差的條件下減小支路的流量，降低對(duì)散熱器的要求，匯流器2用于匯集兩個(gè)支路的冷卻液。
[0033]圖5顯示了本實(shí)用新型所述組件冷卻系統(tǒng)的另外一個(gè)變更實(shí)施例，組件包括7個(gè)散熱器(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9)和 8 個(gè)晶閘管(H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8)，還包括電抗器L1、分流器I和匯流器2。散熱器和晶閘管按Rl、H1、R2、H2、R3、H3、R4、H4、R5、H5、R6、H6、R7、H7、R8、H8、R9的順序依次間隔布置。所述組件的冷卻系統(tǒng)中，冷卻液首先流入電抗器LI，從電抗器LI流出進(jìn)入分流器I后分為兩條支路，第一支路Wl從順序布置散熱器的奇數(shù)部分第一只散熱器Rl流入，按Rl、R3、R5、R7、R9順序串聯(lián)奇數(shù)部分散熱器，從奇數(shù)部分最后一只散熱器R9流出，進(jìn)入?yún)R流器2 ;第二支路W2從順序布置散熱器的偶數(shù)部分最后一只散熱器R8流入，按R8、R6、R4、R2順序串聯(lián)偶數(shù)部分散熱器，從偶數(shù)部分第一只散熱器R2流出，也進(jìn)入?yún)R流器2。其中，電抗器LI的作用是限制組件中晶閘管開通過程的電流上升率、承受沖電壓，保護(hù)晶閘管。
[0034]圖6顯示了本實(shí)用新型所述組件冷卻系統(tǒng)的再一個(gè)變更實(shí)施例，組件包括7個(gè)散熱器(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7)和 6 個(gè)晶閘管(H1、H2、H3、H4、H5、H6)，還包括電抗器 L1、L2。散熱器和晶閘管按Rl、Hl、R2、H2、R3、H3、R4、H4、R5、H5、R6、H6、R7的順序依次間隔布置。所述組件的冷卻系統(tǒng)包括兩條冷卻液輸送支路，第一支路Wl冷卻液首先流入電抗器LI，從電抗器LI流出后從順序布置散熱器的奇數(shù)部分第一只散熱器Rl流入，按R1、R3、R5、R7順序串聯(lián)奇數(shù)部分散熱器，從奇數(shù)部分最后一只散熱器R7流出；第二支路W2冷卻液首先流入電抗器L2，從電抗器L2流出后從順序布置散熱器的偶數(shù)部分最后一只散熱器R6流入，按R6、R4、R2順序串聯(lián)偶數(shù)部分散熱器，從偶數(shù)部分第一只散熱器R2流出。其中，電抗器L1、L2的作用是限制組件中晶閘管開通過程的電流上升率、承受沖電壓，保護(hù)晶閘管。
[0035]綜上所述，采用本實(shí)用新型的上述實(shí)施方案后，具有至少以下有益效果:
[0036]I)系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)施；
[0037]2)減少了接口數(shù)量，降低了發(fā)生泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，提高了可靠性；
[0038]3)組件中每個(gè)電力電子器件的熱應(yīng)力基本相同，提高了換流閥組件的利用率；
[0039]4)減小了支路管路的流阻，降低了流量。
[0040]以上實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種換流閥組件冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述組件包括依次順序間隔布置的冷卻元件和發(fā)熱元件，所述組件至少包括兩只冷卻元件和一只發(fā)熱元件，所述冷卻系統(tǒng)包括至少兩條冷卻液輸送支路，第一支路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分最后一只流出，第二支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分第一只流出；或者，第一支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分最后一只流出，第二只路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分第一只流出。
2.如權(quán)利要求1所述的換流閥組件冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述組件還包括分流器和匯流器，冷卻液首先進(jìn)入所述分流器，經(jīng)所述分流器分為兩個(gè)支路，兩個(gè)支路分別與所述第一支路和第二支路的入口連接，匯流器與所述第一支路和第二支路的出口連接。
3.如權(quán)利要求2所述的換流閥組件冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述組件還包括電抗器，冷卻液首先進(jìn)入所述電抗器，經(jīng)所述電抗器流出后進(jìn)入所述分流器。
4.一種換流閥組件冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述組件包括依次順序間隔布置的冷卻元件和發(fā)熱元件，所述組件至少包括兩只冷卻元件和一只發(fā)熱元件，所述組件還包括電抗器一和電抗器二 ；所述冷卻系統(tǒng)包括至少兩條冷卻液輸送支路，冷卻液分別進(jìn)入所述電抗器一和電抗器二，經(jīng)所述電抗器一流出后連接第一支路，經(jīng)所述電抗器二流出后連接第二支路；第一支路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分最后一只流出，第二支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分第一只流出；或者，第一支路從順序布置冷卻元件的偶數(shù)部分第一只流入，依次升序串聯(lián)偶數(shù)部分冷卻元件，從偶數(shù)部分最后一只流出，第二只路從順序布置冷卻元件的奇數(shù)部分最后一只流入，依次降序串聯(lián)奇數(shù)部分冷卻元件，從奇數(shù)部分第一只流出。
【文檔編號(hào)】H05K7/20GK204102880SQ201420479188
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】丁峰峰, 劉磊, 方太勛, 張翔, 陳赤漢, 黃華, 孫健, 楊帆, 張子敬 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司