[发明专利]一种车载大功率变流器冷却方法及冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种输配电的辅助作业方法及装置，更具体地说涉及一种用于车载大功率变流器装置使用的冷却方法及系统装置。可广泛运用于移动式柔性输电、融冰电源等车载作业中。

背景技术

在亚热带地区，冬、春季阴湿多雨，其气候、地理条件都易发生架空线路覆冰，对电力系统安全运行威胁甚大。移动式车载融冰电源提供了有效解决方案;大柔性输电系统旨在提高电力系统的高度灵活性和安全稳定性，使得现有输电线路的输送能力大大提高。柔性输电系统的建设，需要选择利用灵活输电系统技术及功率电子设备；移动式车载柔性输电设备提供了有效的解决方案；以上两种方案都是大功率变流器在车载装置上的应用。由于这些设计的特殊性，对电力电子散热技术上提出了新的要求；车载变流器装置的基本组成可分为两个主体：半挂式平板拖车+车载变流器装置；其车体设计中按照国家公路车辆相关标准在高度、宽度及长度方面都有严格规定，并且由于使用区域性，要求其车体必须具备良好的通用性，因此对车体设计的空间性有严格限制；车载变流器的应用性决定了设计向超大功率发展；这就必须保证电力电子器件良好温控性，其冷却散热设计至关重要。因车载装置在空间及使用性方面的严格要求，就必须在提高整机装置的功率密度的同时提高冷却系统的功率密度。

以往的强迫风冷方式对变流器装置主体设备的功率损耗进行强迫风冷散热，或单纯利用水冷却技术，对变流器装置主体设备功率损耗进行水冷散热的方式尚不能满足现有车载大功率变流器的要求；主要存在以下一些不足：

1、采用强迫风冷方式在冷却效率上不能满足大功率设备的散热要求，且占用空间体积较大,功率密度低。

2、单纯的水冷却方式很难满足大功率变流器装置中的综合散热问题，且对运行环境有特殊要求；具有局限性。

因此很有必要对此加以改进。

发明内容

本发明主要目的是提供一种应用于车载大功率变流器冷却系统中，解决现有车载大功率变流器综合散热问题的技术方案；实现了高效的车载大功率设备的综合散热冷却技术方法及系统装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种车载大功率变流器冷却方法，采用水风油混合冷却方式对车载变流器装置进行冷却，有机的把水和油两散热介质性能参数相结合，形成高纯水加变压器油的密闭式循环冷却系统，再将水和油两散热介质通过水油风换热器与外界空气进行二次散热；最终由空气将热量带走，实现车载大功率设备的综合散热冷却。其中，变流器功率柜散热冷却采用介质为纯水；变压器选择为油浸式变压器，在实现散热的同时必须保证绝缘性能，散热冷却采用介质为变压器油；由冷却介质为高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统和冷却介质为变压器油的变压器密闭式循环系统，以及水风油混合换热器组成车载水风油混合冷却系统。该系统将水冷系统、油冷系统及水油风换热器的设计有机的结合在一起；实现了高效的车载大功率设备的散热冷却。

车载水风油混合冷却系统的原理是：由高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统和冷却介质为变压器油的变压器密闭式循环系统分别对变流器功率柜需要散热的器件和变压器进行散热，经管路将热量带入水风油混合换热器，然后通过水风油混合换热器进行热交换，并通过风机的强迫风冷将热量排出水风油混合换热器外，实现了高效的车载大功率设备的散热冷却。

根据上述方法所提出的车载大功率设备的综合散热冷却系统装置，采用水风油混合冷却方式对车载变流器装置进行冷却，由冷却介质为高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统和冷却介质为变压器油的变压器密闭式循环系统，以及水风油混合换热器组成车载水风油混合冷却系统；高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统与变压器油的变压器密闭式循环系统分别与水风油混合换热器组合形成两套冷却循环系统。

所述的高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统的构成是：