[发明专利]用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机

说明书

本发明提供一种用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机。电气柜的内部有发热电气件，冷却系统包括：第一换热设备，包括壳体和液态的第一冷却介质，其中：壳体密封地容纳第一冷却介质和发热电气件；第一冷却介质占据壳体的部分内部空间以在第一冷却介质的表面上方形成换热空间，并且，第一冷却介质与发热电气件电气绝缘并且能够至少部分地浸没发热电气件；第二换热设备包括：冷却通道，其出口和入口分别与设置于电气柜外部的第二冷却介质冷却器的入口和出口连通，以形成换热回路，循环装置设置在换热回路中，以使第二冷却介质能够在换热回路中循环流动。使得冷却通道能够通过第二冷却介质对换热空间中的热量进行冷却。

技术领域

本发明涉及电气设备冷却控制技术领域，尤其涉及一种用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机。

背景技术

开关柜是一种电气设备，内部的组成部件主要包括断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器等。开关柜作为电路中的保护装置，能够应用于多种需要对电能进行分配、控制的电力系统中，在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合控制，保护用电设备。例如能够应用于风力发电机的电力系统中。但是开关柜内部的部件在工作过程中，由于需要承载较大电流，因此部件会随着产生功率的增加，其自身的发热量也会增加。如果产生的热量不能及时地进行移除，将会造成开关柜内部热量严重积累现象，温升会直接危害部件的电气绝缘性能，严重的还会引发火灾，进而造成不必要的经济损失。

风力发电机组的发电机开关柜即发电机断路器，是发电机与电网之间的一个可以控制的断开点，起到隔离发电机故障，控制发电机并网运行操作等作用，是风力发电机组内部较为重要的电气部件。风力发电机组发电机的开关柜内部的发热部件主要是输入、输出接线铜排及端子。目前采用的冷却方式为传统的风冷方式，通过在柜体上安装风扇并设计出风口，采用引进外部新风的方式直接对发电机开关柜内部发热部件进行出风冷却。这一冷却方式具有较好的经济性，且对于发热量较少的中、小容量陆地的风力发电机组具有较好的应用性。

然而，当风力发电机组容量增加后，动力电缆承载的电流增大，则会直接导致发电机开关柜内部的空气温度增大。针对开关柜产生较大发热量的情况，传统的风冷降温方式则要采用更大功耗、更大尺寸的风扇进行冷却，这会使得发电机开关柜尺寸增大，进而导致风力发电机外形尺寸的增加，同时导致风力发电机功率损耗增大。而且海上的风力发电机所处空气环境中带有盐雾且湿度较高，如果采用传统风冷方式对发电机开关柜进行冷却，将会把湿度较高、并含有盐雾的空气引入发电机开关柜中，这样将会直接影响输入、输出铜线及铜排的电气绝缘性，加快了这些部件的腐蚀速度，同时降低了发电机开关柜的稳定性和可靠性，减少了发电机开关柜内部部件的使用寿命，给风力发电机运行带来了严重的安全隐患。

因此，亟需一种新的用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种用于电气柜的冷却装置、系统、方法以及风力发电机，能够在对电气柜进行冷却的过程中，避免湿度较高、并含有盐雾的空气进入电气柜，对电气柜内部的电器件造成影响，保证电气柜的稳定性和可靠性，同时提升了对电气柜内部的发热电气件的冷却效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于电气柜的冷却装置，电气柜的内部装配有发热电气件，冷却装置包括第一换热设备和第二换热设备，第一换热设备包括壳体和液态的第一冷却介质，其中：壳体设置在电气柜的内部并且密封地容纳第一冷却介质和发热电气件；第一冷却介质占据壳体的部分内部空间以在第一冷却介质的表面上方形成换热空间，并且，第一冷却介质与发热电气件电气绝缘并且能够至少部分地浸没发热电气件，从而使对发热电气件进行冷却的第一冷却介质能够在换热空间中进行蒸发散热；第二换热设备包括填充有第二冷却介质的冷却通道、第二冷却介质冷却器以及循环装置，其中：冷却通道设置在换热空间中，其出口和入口分别与设置于电气柜外部的第二冷却介质冷却器的入口和出口连通，以形成换热回路，循环装置设置在换热回路中，以使第二冷却介质能够在换热回路中循环流动，使得冷却通道能够通过第二冷却介质对换热空间中的热量进行冷却。