用于母线风冷系统的强迫风冷装置的制作方法

本实用新型涉及电力系统降温技术领域，特别涉及一种用于母线风冷系统的强迫风冷装置。

背景技术：

金属封闭母线是电力传输系统中不可或缺的基础设备，其连接发电机出口与变压器、断路器、变电柜等设备，广泛应用于核电、火电、水电、风电等各种发电厂、变电站及大型工矿企业的配电系统。大电流离相封闭母线用强迫风冷设备则是通过向母线内部吹入冷却风，进而对母线导体和外壳起到强迫冷却的作用，使母线的载流量大幅度提高。

但是，目前的强迫风冷设备基本仅配置一台风机，若该风机发生故障，则强迫风冷设备就无法运行，整体可靠性有待提高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于母线风冷系统的强迫风冷装置，以提高现有风冷设备的可靠性。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于母线风冷系统的强迫风冷装置，包括风机、换热器，所述风机包括第一风机、第二风机，所述换热器包括第一换热器、第二换热器；所述第一风机的入风口、第二风机的入风口分别连接于所述第一换热器的出风口、第二换热器的出风口。

优选地，所述第一换热器的冷却水入口、所述第二换热器的冷却水入口连接于同一根冷却水入水管；所述第一换热器的冷却水出口、所述第二换热器的冷却水出口连接于同一根冷却水出水管。

优选地，所述第一换热器的冷却水入口、所述第二换热器的冷却水入口均设有电动水阀；所述第一换热器的冷却水出口、所述第二换热器的冷却水出口均设有手动水阀。

优选地，所述第一风机的出风口、第二风机的出风口分别连接于一供风三通阀的两个入风口，所述供风三通阀的出风口用于连接至封闭母线的A、C相，并且所述供风三通阀还连接有温度开关、流量开关；回风三通阀的两个出风口分别连接至所述第一换热器的入风口和第二换热器的入风口，所述回风三通阀的入风口则用于引入从封闭母线B相引出的回风。

优选地，所述供风三通阀和所述回风三通阀均包括阀体、阀板和转轴，所述阀体具有第一输出入口、第二输出入口、第三输出入口，所述转轴设于所述阀板上以随所述阀板的转动而转动，所述阀板及转轴位于所述阀体内部，且所述转轴的两端可转动地设于所述阀体的侧壁上，并且当所述阀板受风吹而旋转至不同位置时，将所述第一输出入口和第三输出入口贯通或者将第二输出入口和第三输出入口贯通。

优选地，所述第三输出入口为进风口，所述第一输出入口和所述第二输出入口均为出风口；所述第三输出入口择一地与所述第一输出入口和所述第二输出入口贯通时，所述阀板为单阀板，且以倾斜方式分别与所述第一输出入口的侧壁和所述第二输出入口的侧壁接触；所述第三输出入口为出风口，所述第一输出入口和所述第二输出入口均为进风口，所述风动三通阀还包括形成于所述第一输出入口的侧壁上的第一挡板和形成于所述第二输出入口的侧壁上的第二挡板，所述第一输出入口与所述第三输出入口贯通时，所述阀板为单阀板，且以倾斜方式分别与所述第三输出入口的侧壁和所述第一挡板接触，所述第二输出入口与所述第三输出入口贯通时，所述阀板为单阀板，且以倾斜方式分别与所述第三输出入口的侧壁和所述第二挡板接触。

优选地，所述第一风机、第二风机及相应的所述第一换热器、第二换热器呈中心镜像对称布置。

优选地，还包括多个圆形橡胶波纹管，用于设置在接口连接处。

优选地，所述第一风机、第二风机的入风口、出风口均连接有橡胶套，且所述第一风机、第二风机及所述第一换热器、第二换热器的底部设有弹性支撑件。

优选地，所述第一换热器、第二换热器结构相同，其中，所述第一换热器采用箱式结构装配，从侧面推入、拉出。

分析可知，本实用新型采用双风机结构以及相应的控制逻辑，在实现稳定可靠供风的同时，并且还具有结构简单、便于加工制造、现场安装快捷高效等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的原理结构示意图；

图2为本实用新型实施例的外观结构示意图；

图3为图1中三通阀的立体结构示意图；

图4a为图3中回风三通阀的内部结构示意图(剖开)；

图4b为图3中供风三通阀的内部结构示意图(剖开)；

图5为图1中三通阀的转轴端部结构示意图；

图6-图10分别为其他实施例的三通阀的内部结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型实施例包括风机、换热器、三通阀(回风三通阀)2、三通阀(供风三通阀)1等，为了清楚的说明本实施例的应用，图1还示出了发电机11及其母线12。为了提高系统运行可靠性，风机包括第一风机4、第二风机5，换热器包括第一换热器31、第二换热器32，互为备份。第一风机4的入风口、第二风机5的入风口分别连接于第一换热器31的出风口、第二换热器32的出风口。

在换热部分，第一换热器31的冷却水入口、第二换热器32的冷却水入口分别通过相应的入水管支管6连接于同一根冷却水入水管61。第一换热器31的冷却水出口、第二换热器32的冷却水出口则分别通过相应的出水管支管连接于同一根冷却水出水管62。优选地，第一换热器31的冷却水入口、第二换热器32的冷却水入口均设有电动水阀82(也即在入水管支管6上设置电动水阀82)；第一换热器31的冷却水出口、第二换热器32的冷却水出口均设有手动水阀81。

进一步地，冷却水入水管61上设有温度开关91、流量开关92。更优选地，第一风机4的出风口、第二风机5的出风口分别连接于一三通阀1的两个入风口，三通阀1的出风口用于连接至封闭母线的A、C相，并且三通阀1还连接有温度开关91、流量开关92。三通阀2的两个出风口分别连接至第一换热器31的入风口和第二换热器32的入风口，三通阀2的入风口则用于引入从封闭母线B相引出的回风。

为了实现良好的减震效果，各风机的入风口、出风口均连接有橡胶套(未标记)，各风机、换热器底部的支架设有弹性支撑件，例如橡胶垫、弹簧垫等。该弹性支撑件不但实现减震效果，而且能够避免将风机等的震动传递至其他部件。进一步地，本实施例的各管道、接口连接处均通过橡胶波纹管连接，例如各风机、各换热器、各阀门等各部件的接口处均设有圆形橡胶波纹管。

本实用新型对结构相同的第一换热器31、第二换热器32均进行了改进。改进后的换热器装配采用箱式结构，换热器可从侧面推入、拉出，可在厂内组装，结构紧凑，便于拆装维护，密封性好，两侧采用橡胶套连接，现场安装十分方便，并且便于检修。

本实用新型还对三通阀的结构进行了改进，如图3-图9所示，三通阀包括阀体40、阀板46和转轴47，阀体40具有第一输出入口44、第二输出入口45、第三输出入口43，转轴47设于阀板46上，阀板46及转轴47位于阀体40内部，且转轴47的两端可转动地设于阀体40的侧壁。当阀板46受风吹动至不同位置时，将第一输出入口44、第三输出入口43贯通或者将第二输出入口45、第三输出入口43贯通。阀体40优选呈T形，第一输出入口44的中心和第二输出入口45的中心的连线以相对水平方向平行的方式布置。由于供风三通阀和回风三通阀的驱动能为风能，所以将两者也称为风动三通阀。为了方便说明供风三通阀1和回风三通阀2的结构，下面采用风动三通阀进行描述。

优选地，转轴47的一端端面设有与阀板46平行的标志471，并且该端端面穿过阀体40的侧壁，以使标志471露出至阀体40外侧，支撑该端的轴承48及相应的轴承座结构也位于阀体40外侧。进一步地，该标志471为设于转轴47一端端面的凹槽。更优选地，转轴47设置标志471的一端外部覆盖有透明外罩49。转轴47外露端面设置标志471，同时在轴承48外侧设置可拆卸的透明外罩(端盖)49，可以在保证密封的情况下直观显示阀板46的旋转角度，同时也便于轴承48的维护。

在本实用新型的强迫风冷装置运行时，某一风机(如第一风机)启动后，形成的风力将阀板46推动旋转，连通本风机(即第一风机)回路的同时关闭另一风机(如第二风机)，形成自动开启与闭合。当系统切换到另一风机时，本风机停止，风力逐渐减弱至零，另一风机启动后的风冷逐渐加强，风力将阀板46逐渐推动旋转至另一侧而无撞击，顺利完成风机回路的切换。

如图4a所示，在第三输出入口43位置有流回风动三通阀的回风气流，第三输出入口43接收封闭母线B相引出的回风，第一输出入口44与第一换热器31的入风口连接，第二输出入口45与第二换热器32的入风口连接，此时如果第二风机5在运行，则第一输出入口44处形成负压，第二输出入口45处为正压，气流方向为43→45，气流推动阀板46逆时针旋转，43→45方向通路打开，44→45方向关闭，完成切换，反之亦然。该风动三通阀为回风三通阀2，此时第三输出入口43称为入风口(或称回风口)，第一输出入口44和第二输出入口45均称为出风口。

如图4b，在第三输出入口43位置有流出风动三通阀的气流，第三输出入口43分别连接至封闭母线的A、C相，第一输出入口44与第一风机4的出风口连接，第二输出入口45与第二风机5的出风口连接，此时如果第一风机在运行，则第二输出入口45处形成负压，第一输出入口44处为正压，气流方向为44→43，气流推动阀板46顺时针旋转，44→43方向通路打开，44→45方向关闭，完成切换，反之亦然。该风动三通阀为供风三通阀1，此时第三输出入口43称为出风口(或称供风口)，第一输出入口44和第二输出入口45均称为入风口(或称进风口)。

此外，上述风动三通阀的阀体结构可采用多种外形，如圆形、椭圆形、矩形、多边形或是组合等，如图6(对应矩形阀体结构)、图7(对应多边形阀体结构)、图8(对应组合阀体结构)。阀体可以采用单阀板或采用多阀板或组合等，如图9-10(对应多阀板结构)。

下面以阀板为单阀板结构为例对风动三通阀的工作过程进行说明：

风动三通阀按位于风机的哪一侧分为回风阀(即位于风机的进风口一侧的风动三通阀称为回风阀)和供风阀(即位于风机的出风口一侧的风动三通阀称为供风阀)。参见图4a，图中箭头方向表示风向，回风阀时，第三输出入口43为进风口(或称入风口)，第一输出入口44和第二输出入口45均为出风口；第三输出入口43择一地与第一输出入口44和第二输出入口45贯通时，阀板46以倾斜方式分别与第一输出入口44的侧壁和第二输出入口45的侧壁接触，同时第三输出入口43与第一输出入口44和第二输出入口45中的另一个不贯通。参见图4b(图中箭头方向表示风向)及图6～8，供风阀时，第三输出入口43为供风口，第一输出入口44和第二输出入口45均为入风口；风动三通阀还包括形成于第一输出入口44的侧壁上的第一挡板441和形成于第二输出入口45的侧壁上的第二挡板451；第一输出入口44与第三输出入口43贯通时，阀板46以倾斜方式分别与第三输出入口43的侧壁和第一挡板441接触，同时，第二输出入口45不与第三输出入口43贯通；第二输出入口44与第三输出入口43贯通时，阀板46以倾斜方式分别与第三输出入口43的侧壁和第二挡板451接触，同时，第一输出入口45不与第三输出入口43贯通。

下面以阀板为多阀板结构为例对风动三通阀的工作过程进行说明：阀板46的数量为多个，多个阀板46分为第一阀板组和第二阀板组，每个阀板组的阀板数量为多个，两个阀板组包含的阀板数量可以相同，在图9和图10中，阀板数量均为3个，在其他实施例中，也可以不同，本实施例对此不进行限定。第一阀板组和第二阀板组分别位于第一输出入口44内部和第二输出入口45内部，第一阀板组中多个阀板的每个阀板的倾斜方向一致，例如在图7中，第一阀板组位于左侧，第二阀板组位于右侧，第一阀板组的倾斜方向(或称转动方向)为向右，第二阀板组的倾斜方向(或称转动方向)为向左，图9所示为供风阀。在图10中，第一阀板组位于左侧，第二阀板组位于右侧，第一阀板组的倾斜方向(或称转动方向)为向左，第二阀板组的倾斜方向(或称转动方向)为向右，图10所示为回风阀。风动三通阀还包括形成于第一输出入口44的侧壁上的第一挡板441和形成于第二输出入口45的侧壁上的第二挡板451；第一输出入口44和第三输出入口43贯通时，第一阀板组中的多个阀板46之间形成有风道，而第二阀板组中的多个阀板46依次搭接，优选在竖直方向上依次搭接，且位于末尾的阀板46抵接于第二挡板451，从而使第二输出入口45和第三输出入口43之间封闭；第二输出入口45和第三输出入口43贯通时，第二阀板组中的多个阀板46之间形成有风道，而第一阀板组中的多个阀板46依次搭接，优选在竖直方向上依次搭接，且位于末尾的阀板抵接于第一挡板441，从而使第一输出入口44和第三输出入口43之间封闭。需要说明的是，第一挡板441和第二挡板451的形成可以是在侧壁上焊接形成，参见图4b、图6、图7，还可以依靠第一输入口和第二输入口两者相交形成的角度使得第一输入口的侧壁和第二输入口的侧壁可以作为挡板，该角度小于180度，优选为钝角，参见图8。

本实施例的大致工作流程为：处于工作状态的风机(例如第一风机4)将冷却风通过三通阀1经供风口吹入封闭母线12内，该三通阀为供风三通阀，冷风通过与封闭母线12进行换热后，形成热风并回到本实施例的另一三通阀2，该三通阀为回风三通阀，然后通过相应的换热器(例如第一换热器31)冷却后，再吹入到封闭母线12内部而形成循环。冷却水则是经冷却水入水管61流入换热器内，与热空气进行热交换后，形成热水，该热水则经冷却水出水管62流出并进行再冷却。

为了提高本实施例的效率及自动化控制水平，本实施例还包括PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，其设置在控制柜7内，本实施例的运行由包含控制程序在内的PLC等设备检测、控制。当某一风机启动，三通阀自动打开与该风机对应的风回路，另一风机处于停止状态，三通阀自动关闭与该风机对应的风回路，作为备用。当运行风机(正在工作的风机)出现故障而不能满足强迫风冷要求时，此风机自动关闭，另一风机自动启动，同时输出故障信号并进行故障处理、恢复。当备用风机出现故障时，检测另一风机是否存在故障，如果不存在故障则进行切换，否则停机并输出报警。

换言之，本实施例具有两种工作模式：自动工作模式与手动工作模式。

在自动工作模式下，系统检测水回路温度、流量、漏水、水阀开启和风回路的流量、温度、电机过载等状态，根据设定时间自动运行、切换，并及时对发生的故障作出就地报警、报警输出、单元切换、停机等反应动作。

在检修、调试、应急等条件下，可采用手动工作模式工作。手动工作模式可脱离PLC逻辑控制，手动控制按钮、电动水阀、手动水阀，直接强制启动某一单元，起到在特殊条件下本装置具备基本的风冷功能。

综上，本实用新型不但结构简单，便于加工制造及密封，现场安装快捷高效，而且电气部分、控制逻辑简单，故障率低，运行可靠。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。