[发明专利]基于热泵原理的集约型直流融冰装置风冷系统

说明书

本发明公开了一种电气工程领域的基于热泵原理的集约型直流融冰装置风冷系统，包括大功率风冷系统和热泵机组冷却系统，大功率风冷系统包括热风回收单元、热量回收及交换单元、冷风回收单元，热风回收单元的输入端连接融冰装置功率部件的输出端，热风回收单元的输出端连接热量回收及交换单元的输入端，热量回收及交换单元的输出单元连接冷风回收单元的输入端，冷风回收单元的输出端连接融冰装置的功率部件的输入端，热量回收及交换单元还与热泵机组冷却系统连接。本发明实现了融冰装置的散热问题。

技术领域

本发明涉及电气工程领域，具体涉及一种基于热泵原理的集约型直流融冰装置风冷系统。

背景技术

我国的贵州、湖南、湖北等南方地区冰雪灾害频发，由于近年气候变化异常乃至北京、辽宁等北方地区也时有冰雪灾害发生，输电线路覆冰后易引起倒塔断线，严重威胁到电网安全稳定运行和供电可靠性。为了提高输电线路抵抗冰灾的能力，国内多家单位研制了多种型号的直流融冰装置，为电网冬季安全稳定运行提供了坚实的技术保障。其中兼具SVG无功补偿功能的集约型直流融冰装置，由于运行谐波小，可与变电站内固定无功设备联合运行，实现区域电压优化控制，运行可靠性高等优点，逐渐得到广泛应用。集约型直流融冰装置采用电力电子器件实现整流直流输出或逆变交流输出，但随着容量增加，输出电压与电流均会提高，电力电子器件发热显著增多，其散热效果直接影响装置运行可靠性，严重时甚至损坏器件。

采用现有融冰装置常用散热方法，存在以下问题：问题1，采用水冷散热，冷却效果好，但因水管接头多易发生渗水危险，影响运行可靠性，且需采用昂贵的去离子水设备。问题2，采用风冷散热，结构简单，但存在灰尘进入装置内影响绝缘及腐蚀内部器件等问题，且随着装置容量增加，风冷方式难以满足散热要求。问题3，装置自身热损耗大，尤其在不需要无功调节输出时，装置自身能量消耗较大。因此，针对集约型直流融冰装置特点，迫切需要开展大功率集约型直流融冰装置冷却方法研究，满足电力电子开关器件散热及稳定运行要求，针对器件自身热损耗，开展热量回收利用研究，为大功率集约型直流融冰装置冷却系统设计与最终研制提供指导，以便有效解决大功率电力电子装置散热问题。

发明内容

本发明目的在提供一种基于热泵原理的集约型直流融冰装置风冷系统，以解决现有技术中融冰装置缺乏散热装置的技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于热泵原理的集约型直流融冰装置风冷系统，包括大功率风冷系统和热泵机组冷却系统，大功率风冷系统包括热风回收单元、热量回收及交换单元、冷风回收单元，热风回收单元的输入端连接融冰装置功率部件的输出端，热风回收单元的输出端连接热量回收及交换单元的输入端，热量回收及交换单元的输出单元连接冷风回收单元的输入端，冷风回收单元的输出端连接融冰装置的功率部件的输入端，热量回收及交换单元还与热泵机组冷却系统连接。

优选地，大功率风冷系统还包括冷却风分配器，冷却风分配器的输出端与融冰装置功率部件连接，冷却风分配器的输入端与冷风回收单元的输出端连接。

优选地，热泵机组冷却系统包括工质吸热单元、工质状态转换单元和工质放热单元，工质吸热单元的输出端与工质状态转换单元的输入端连接，工质状态转换单元的输出端与工质放热单元的输入端连接，工质吸热单元的输入端与热量回收及交换单元的输出端连接。

优选地，大功率风冷系统还包括冷却风温度调节部件，冷却风温度调节部件的输出端与工质转换单元的输入端连接，冷却风温度调节部件的输入端与融冰装置功率部件的输出端连接。

优选地，风冷系统还包括热量回收利用系统，热量回收利用系统的输入端分别与大功率风冷系统的输出端以及热泵机组冷却系统的输出端连接。

优选地，热量回收利用系统包括自来水输入单元、热量回收单元以及生活热水供应单元，自来水输入单元的输入端与冷却风温度调节部件的输出端连接，自来水输入单元的输出端与热量回收单元的输入端连接，热量回收单元的输出端与生活热水供应单元的输入端连接，热量交换单元的输入端还与工质放热单元的输出端连接。