一种换流站冷却系统的制作方法

本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种换流站冷却系统。

背景技术：

在高压直流输电系统技术领域，直流换流站对于实现交直流电能变换起到至关重要的作用。换流站的主要设备包括换流阀、变压器等。换流站内各设备的电力电子元器件在电能变换过程中产生的热量通过冷却系统进行换热。

在现有技术中，直流换流站内的换流阀和变压器各自配备一套内冷却系统和外冷却系统。换流阀的外冷却系统一般采用闭式冷却塔方案，而变压器的外冷却系统一般采用空冷器方案。然而，在实施本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：考虑到换流阀和变压器的选址等实际问题，可能存在变压器的外冷却系统不适合采用空冷器方案的情况，需要将变压器的外冷却系统改为闭式冷却塔方案。此时，由于换流阀和变压器各自配备一套独立的冷却系统，增大了换流站冷却系统的建设成本和占地面积，且不利于对换流站的综合管理和运行维护。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种换流站冷却系统，其能实现换流阀和变压器的外冷却系统的一体化设计，有效减少换流站冷却系统的建设成本和占地面积，符合绿色换流站的发展理念。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种换流站冷却系统，包括：第一内冷却系统、第二内冷却系统和外冷却系统；所述外冷却系统包括第一冷却塔、第二冷却塔和喷淋水系统；其中，

换流阀与所述第一内冷却系统循环连接，所述第一内冷却系统与所述第一冷却塔循环连接，所述第一冷却塔与所述喷淋水系统循环连接；

变压器与所述第二内冷却系统循环连接，所述第二内冷却系统与所述第二冷却塔循环连接，所述第二冷却塔与所述喷淋水系统循环连接。

作为上述方案的改进，所述喷淋水系统的最大补充水量为q；

其中，q＝q1+q2+q3+q4；q1为所述喷淋水系统的蒸发水量；q2为所述喷淋水系统的排污损失水量，q3为所述第一冷却塔和第二冷却塔的风吹损失水总量；q4为所述喷淋水系统的正反洗及再生耗水量。

作为上述方案的改进，所述喷淋水系统的最大补充水量为q；

其中，q＝80％×q1；q1为所述喷淋水系统的蒸发水量；p1为所述换流阀的额定散热功率；p2为所述变压器的额定散热功率；§为水的汽化潜热。

作为上述方案的改进，其特征在于，所述第一内冷却系统为循环水冷却系统。

作为上述方案的改进，其特征在于，所述第二内冷却系统由循环油冷却系统和板式换热器水冷却系统组成；

所述变压器与所述循环油冷却系统循环连接，所述板式换热器水冷却系统与所述第二冷却塔循环连接。

作为上述方案的改进，其特征在于，所述第一冷却塔为闭式冷却塔。

作为上述方案的改进，其特征在于，所述第二冷却塔为闭式冷却塔。

与现有技术相比，本发明公开的一种换流站冷却系统，包括第一内冷却系统、第二内冷却系统和外冷却系统；其中，换流阀与所述第一内冷却系统循环连接，所述第一内冷却系统与所述外冷却系统循环连接；变压器与所述第二内冷却系统循环连接，所述第二内冷却系统与所述外冷却系统循环连接。在直流换流站的外冷却系统中，将换流阀设备和变压器设备的外冷却系统中的喷淋水系统共用，实现换流阀设备和变压器设备的外冷却系统的一体化设计，能够有效降低换流站冷却系统的建设成本，并减少换流站冷却系统整体的占地面积，更有利于进行换流站的运行维护、综合管理，符合绿色换流站的发展理念。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的第一种换流站冷却系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的第二种换流站冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明实施例一提供的第一种换流站冷却系统的结构示意图。本发明实施例一提供的一种换流站冷却系统10，包括：第一内冷却系统11、第二内冷却系统12和外冷却系统13。

在本发明实施例中，所述换流站冷却系统包括第一内冷却系统11、第二内冷却系统12和外冷却系统13。所述第一内冷却系统11被配置为换流站内的换流阀系统的内冷却系统，换流阀设备损耗产生的热量通过第一内冷却系统11换热。所述第二内冷却系统12被配置为换流站内的变压器设备的内冷却系统，变压器设备损耗产生的热量通过第二内冷却系统12进行换热。而所述第一内冷却系统11和所述第二内冷却系统12中的工作流体的降温均是通过所述外冷却系统13实现的。

具体地，所述外冷却系统13包括第一冷却塔131、第二冷却塔132和喷淋水系统133。其中，所述换流阀与所述第一内冷却系统11循环连接，所述第一内冷却系统11与所述第一冷却塔131循环连接，所述第一冷却塔131与所述喷淋水系统133循环连接。所述变压器与所述第二内冷却系统12循环连接，所述第二内冷却系统12与所述第二冷却塔132循环连接，所述第二冷却塔132与所述喷淋水系统133循环连接。

优选地，所述第一冷却塔为闭式冷却塔；所述第二冷却塔为闭式冷却塔。

在本发明实施例中，所述换流阀的外冷却系统采用现有的闭式冷却塔方案，通过所述第一冷却塔131与所述第一内冷却系统11进行换热，实现对第一内冷却系统11的工作流体的降温。而所述变压器的外冷却系统也同样采用闭式冷却塔方案，通过所述第二冷却塔132与所述第二内冷却系统12进行换热，实现对第二内冷却系统12的工作流体的降温。同时，选择外冷却系统中与其他结构的接口较少的点，也即所述喷淋水系统133进行一体化设计，将流阀设备和变压器设备的外冷却系统中的喷淋水系统共用，由同一个喷淋水系统133为所述第一闭式冷却塔和第二闭式冷却塔提供喷淋水补充水。

具体地，所述外冷却系统的工作原理如下：工作流体(水或其他液体)在闭式冷却塔131或132的盘管内进行循环，工作流体的热量经过盘管散入流过盘管的水中。同时塔外四周的空气从进风格栅进入，与水的流动方向相反，向上流经盘管。热湿空气由通风机排放到周围大气中。其余的水落入底部水盘，由喷淋泵组再循环至喷淋水系统133，又回淋到盘管上。如此周而复始。

进一步地，由于将所述换流阀设备和所述变压器设备中的喷淋水系统133进行了一体化设计，因此在实际应用中，需要重新计算喷淋水系统的最大补充水量，以满足对两个闭式冷却塔的喷淋水补充水的供给。

在一种实施方式下，通过采集或计算得到所述喷淋水系统的蒸发水量q1、所述喷淋水系统的排污损失水量q2、所述第一冷却塔和第二冷却塔的风吹损失水总量q3和所述喷淋水系统的正反洗及再生耗水量q4，通过以下计算公式，计算所述喷淋水系统的最大补充水量q：

q＝q1+q2+q3+q4。

在另一种实施方式下，根据先验知识可以得到所述喷淋水系统的蒸发水量q1约占喷淋水系统的最大补充水量q的80％，因此，获取所述换流阀的额定散热功率p1和所述变压器的额定散热功率p2，通过以下计算公式，计算所述喷淋水系统的最大补充水量为q：

其中，§为水的汽化潜热，§＝2260kj/kg℃。

采用本发明实施例的技术手段，在换流站外冷却系统中，由于喷淋水系统133与其他节点的接口较少，将换流阀设备和变压器设备的外冷却系统中的喷淋水系统共用，采用同一个喷淋水系统133为所述第一闭式冷却塔和第二闭式冷却塔提供喷淋水补充水，便于所述外冷却系统在实际应用中的建成与实施，具有较大的实用性，从而实现了换流阀设备和变压器设备的外冷却系统的一体化设计，能够有效降低换流站冷却系统的建设成本和占地面积，方便进行换流站的运行维护、综合管理，符合绿色换流站的发展理念。同时，将所述变压器的外冷却系统设计为闭式冷却塔方案，还能够进一步改善现有的空冷器方案带来的噪声和占地面积较大的问题。

作为优选的实施方式，参见图2，是本发明实施例二提供的第二种换流站冷却系统的结构示意图。在实施例一的基础上，本发明实施例二提供的换流站冷却系统20包括：第一内冷却系统21、第二内冷却系统22和外冷却系统23。所述外冷却系统23包括第一冷却塔231、第二冷却塔232和喷淋水系统233。

其中，所述换流阀与所述第一内冷却系统21循环连接，所述第一内冷却系统21与所述第一冷却塔231循环连接，所述第一冷却塔231与所述喷淋水系统233循环连接。所述变压器与所述第二内冷却系统22循环连接，所述第二内冷却系统22与所述第二冷却塔232循环连接，所述第二冷却塔232与所述喷淋水系统233循环连接。

所述第一冷却塔231和所述第二冷却塔232均为闭式冷却塔，所述第一内冷却系统21为循环水冷却系统。所述第二内冷却系统22由循环油冷却系统221和板式换热器水冷却系统222组成。所述变压器与所述循环油冷却系统循环连接，所述板式换热器水冷却系统与所述第二冷却塔循环连接。

在本发明实施例中，所述换流阀的循环水冷却系统21将冷却的纯水送到阀片散热器上以带走阀片产生的热量，加热后的纯水泵到阀厅外的散热盘管内散热降温冷却，冷却后的纯水再送入阀片散热器上，如此循环往复。而所述外冷却系统23中的闭式冷却塔231和喷淋水系统233主要作用是带走所述循环水冷却系统21中纯水的热量。闭式冷却塔231内的水在散热盘管内进行循环，循环水冷却系统21内纯水的热量经过闭式冷却塔231的盘管散入流过盘管的水中。同时塔外四周的空气从进风格栅进入，与水的流动方向相反，向上流经盘管。部分水蒸发带走热量。热湿空气由通风机排放到周围大气中。其余的水落入底部水盘，由喷淋泵组再循环至喷淋水系统233，又回淋到盘管上。如此循环往复。

在本发明实施例中，所述变压器的循环油冷却系统221将冷油送到变压器设备以带走其产生的热量，加热后的热油与所述板式换热器水冷却系统222中的冷水进行换热，冷却后的冷油再次为所述变压器降温，如此循环往复。而所述板式换热器水冷却系统222中的被加热的热水则是通过所述闭式冷却塔332和所述喷淋水系统233进行冷却的。闭式冷却塔232和所述喷淋水系统233的工作原理如上述实施例，在此不做赘述。

本发明实施例提供了一种换流站冷却系统，在外冷却系统中，由于喷淋水系统233与其他节点的接口较少，采用同一个喷淋水系统233为所述第一闭式冷却塔和第二闭式冷却塔提供喷淋水补充水，便于所述外冷却系统在实际应用中的建成与实施，具有较大的实用性，从而实现了换流阀设备和变压器设备的外冷却系统的一体化设计，能够有效降低换流站冷却系统的建设成本和占地面积，方便进行换流站的运行维护、综合管理，符合绿色换流站的发展理念。同时，将换流站内的变压器设备的外冷却系统设计为闭式冷却塔方案，还能够进一步改善现有的空冷器方案带来的噪声和占地面积较大的问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。