第一部分：高壓電力設(shè)備系統(tǒng)概述及工作要求

一、系統(tǒng)概述
近年來，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,作為節(jié)能降耗產(chǎn)品的變頻設(shè)備已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域（例如水泥、化工、石油、冶金、發(fā)電、煤礦等不同行業(yè)）得到了廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮著越來越重要的作用。

由于變頻器中的電力電子功率器件在正常的運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)熱，而這些熱量又都散失在柜體內(nèi)部，最終使得變頻器內(nèi)的溫度升高，產(chǎn)生過熱保護(hù)，自動(dòng)跳閘。據(jù)資料表明,在高壓電力設(shè)備運(yùn)行過程中,其故障率隨溫度升高而成指數(shù)上升，使用壽命隨溫度升高而成指數(shù)下降。
工作要求
為保證設(shè)備的正常工作，把大量的熱量散發(fā)出去，優(yōu)化散熱與通風(fēng)方案，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與計(jì)算，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效散熱，對(duì)于提高設(shè)備的可靠性是十分必要的。
設(shè)備工藝
冷卻裝置成套供貨，包括冷卻器本體、風(fēng)機(jī)、電氣控制盤及管路附件和冷卻塔、冷卻泵及管路附件。
冷卻裝置具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，框架采用焊接結(jié)構(gòu)，裝置外殼采用高強(qiáng)度彩鋼板，顏色：灰白色，外形美觀。
冷卻裝置設(shè)計(jì)有起吊裝置裝孔或吊環(huán)，設(shè)計(jì)有檢修門，方便安裝、檢修、維護(hù)。
冷卻裝置安裝在室外，屬于戶外安裝型設(shè)備，并設(shè)計(jì)有防漏水的積液水盤。
冷卻裝置內(nèi)配置增壓風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品牌高品質(zhì)高風(fēng)量符合現(xiàn)場(chǎng)工況的風(fēng)機(jī)。增壓風(fēng)機(jī)安裝可靠，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓、風(fēng)量冗余設(shè)計(jì)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)電源單獨(dú)控制，可隨時(shí)切換，電氣控制部分連接方便、可靠。按要求設(shè)計(jì)檢修門，保證風(fēng)機(jī)的安裝、更換、維護(hù)方便。
冷卻裝置設(shè)計(jì)有冷卻器運(yùn)行、故障檢測(cè)功能，冷卻器預(yù)留遠(yuǎn)方啟、停操作接口，提供漏水報(bào)警、風(fēng)機(jī)故障報(bào)警信號(hào)（無源觸點(diǎn)，閉合時(shí)表示故障），并提供與變頻器的信號(hào)連接端子。
冷卻器采用銅管套鋁鉑結(jié)構(gòu)，冷卻水工作水壓為0.2-0.4Mpa；變頻在滿負(fù)荷運(yùn)行、進(jìn)水溫度在最高32℃時(shí)，冷卻器出風(fēng)溫度維持在38℃以下。
冷卻器保證在現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)寒的條件下可靠運(yùn)行。
 
第二部分：冷卻方案

一、空-水冷密閉冷卻
 空－水冷卻系統(tǒng)是一種利用高效、環(huán)保、節(jié)能的冷卻系統(tǒng)，其應(yīng)用技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。在水泥、電力、鋼鐵、化工等行業(yè)的高壓大功率變頻應(yīng)用中得到廣泛的推廣應(yīng)用。該系統(tǒng)從根本上解決了單位散熱密度高、功率大，有效提高系統(tǒng)安全可靠性、降低運(yùn)營成本的問題。由于其采用完全機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，較空調(diào)等電力、電子設(shè)備而言具有明顯的安全、可靠性。
安裝方式
空-水冷卻設(shè)備一般安裝在室外（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況），通過風(fēng)管連接至變頻器散熱風(fēng)扇，其運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量由空-水冷系統(tǒng)直接回收，經(jīng)熱交換后在排至室內(nèi)。
基本原理
將變頻器的熱風(fēng)通過風(fēng)道直接通過空-水冷裝置進(jìn)行熱交換，由冷卻水直接將變頻器散失的熱量帶走；經(jīng)過降溫的冷風(fēng)排回至室內(nèi)?？?水冷裝置內(nèi)通過冷水溫度低于33 ℃，即可以保證熱風(fēng)經(jīng)過散熱片后，將變頻器室內(nèi)的環(huán)境溫度控制在40℃以下，滿足設(shè)備對(duì)環(huán)境運(yùn)行的要求，從而保證了室內(nèi)良好的運(yùn)行環(huán)境。
 


 
第三部分：冷卻設(shè)備的選型

根據(jù)本項(xiàng)目共有1臺(tái)高壓變頻器，分別在1個(gè)變頻器室如下：
◆高壓變頻器電氣室
   變頻器（電機(jī)）功率（1400KW/6k'v*1）
按照每臺(tái)空水冷設(shè)備分別對(duì)應(yīng)每一臺(tái)高壓變頻器設(shè)備來配置，具體空水冷配置對(duì)應(yīng)如下：
當(dāng)前配置

 

高壓變頻器室設(shè)備配置空水冷系統(tǒng)方案如下:

備注：保證進(jìn)水壓力為0.3Mpa，水質(zhì)為無腐蝕水源。
空水冷卻系統(tǒng)水管連接原理圖

 
空-水冷卻系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)
設(shè)備整體安裝于高壓變頻配電室外（個(gè)別因?yàn)槭彝馕恢镁窒抟部刹捎梅胖糜谑覂?nèi)），采用風(fēng)道與變頻器的柜頂排氣口直接連接，提高了冷卻設(shè)備的換熱效率，能夠?qū)ψ冾l器排出的熱量直接降溫處理。
冷卻水管道分布于高壓變頻配電室外，避免冷卻水管道泄漏或破漏時(shí)漏水危機(jī)高壓設(shè)備運(yùn)行安全，避免了嚴(yán)重安全事故的發(fā)生。
在空-水冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，為了防止空-水冷裝置冷卻過程中產(chǎn)生冷凝水，由出風(fēng)口排入室內(nèi)，對(duì)空-水冷卻系統(tǒng)的出風(fēng)口、風(fēng)速、風(fēng)壓等指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；在保證良好的排壓情況下，是設(shè)備運(yùn)行安全穩(wěn)定。
完整的冷卻系統(tǒng)解決方案，有效減低了輔助系統(tǒng)的故障率，以及對(duì)主要設(shè)備的運(yùn)行安全影響程度。

第四部分：冷卻設(shè)備的使用與維護(hù)
 
一、設(shè)備安裝
1、機(jī)組在搬運(yùn)過程中應(yīng)小心輕放，嚴(yán)禁手執(zhí)葉輪或蝸殼搬動(dòng)機(jī)組。
2、機(jī)組在安裝時(shí)應(yīng)保持水平，基礎(chǔ)高度一般為150~200mm，以保持冷凝水盤排水暢通。
3、機(jī)組不可承受風(fēng)管、水管及其他物體外力，安裝位置要留有足夠空間以方便檢修保養(yǎng)。
4、 回風(fēng)口應(yīng)安裝過濾網(wǎng)，以防止灰塵堵塞熱交換器散熱片，確保其換熱能力。
二、水管連接
1、連接水管為下進(jìn)上出，進(jìn)出水管接管時(shí)應(yīng)注意扭力，以免損壞接管。
2、進(jìn)出水管應(yīng)注意保溫，采用螺紋連接時(shí)，建議連接處使用聚四氟乙烯生膠帶密封。
3、冷凝水排水管要有足夠的坡度，以保證排水暢通。
三、 電氣連接
1、接線前請(qǐng)檢查電源電壓，注意電源波動(dòng)不得超過±10％。
2、接線時(shí)應(yīng)參照線路圖連接，切勿接錯(cuò)，以免燒壞設(shè)備。
3、 機(jī)組需可靠接地。
四、 設(shè)備開啟
1、機(jī)組內(nèi)部出水管上有手動(dòng)排氣閥，首次運(yùn)行及冷熱轉(zhuǎn)換前需將排氣閥打開，待換熱器及管路內(nèi)空氣排盡后再關(guān)閉此閥，否則會(huì)影響換熱效果。
2、冷熱供應(yīng)水應(yīng)為清潔軟化水，換熱器工作壓力一般情況應(yīng)≤1.6MPa。
3、在冰凍地區(qū)，機(jī)組于冬季運(yùn)行時(shí)如需短期停機(jī)，應(yīng)保持換熱器內(nèi)連續(xù)供水，并關(guān)閉新風(fēng)閥，以免凍壞換熱器管路。長期停機(jī)則應(yīng)將換熱器管路內(nèi)水放盡，設(shè)備內(nèi)部換熱器下端設(shè)有排水閥門。
 
五、維護(hù)保養(yǎng)
1、定期對(duì)機(jī)組進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，實(shí)踐證明，對(duì)機(jī)組進(jìn)行有效的維護(hù)保養(yǎng)可延長機(jī)組的使用壽命。
2、用戶需要采取措施，保證水質(zhì)清潔，避免雜物堵塞換熱器管路。
3、換熱器應(yīng)定期吹掃或使用清潔劑清洗，保持清潔，以保持良好的傳熱性能。
4、過濾網(wǎng)應(yīng)定期清洗或更換，以保證回風(fēng)暢通。
 
第五部分、跟空調(diào)機(jī)組能效對(duì)比

我公司就客戶所提供的項(xiàng)目信息，為客戶高壓變頻配置冷卻系統(tǒng)，所用冷卻方案即為空-水冷密閉冷卻?，F(xiàn)以此冷卻方案與傳統(tǒng)空調(diào)冷卻方案做比較：因?yàn)橥ǔ８邏鹤冾l的發(fā)熱量為4%，所以按最大負(fù)荷發(fā)熱量計(jì)算公式為Qb=P×4% ，P為高壓變頻額定功率，Qb即為發(fā)熱量。
高壓變頻室：

按照高壓變頻一年使用330天計(jì)算，電費(fèi)0.6元/度，使用空水冷系統(tǒng)總費(fèi)用為10454元，柜式空調(diào)為95040元，那一年可以節(jié)省84586元。
 
第六部分、高寶礦業(yè)高壓變頻室安裝空水冷系統(tǒng)散熱的好處
 
一、高寶礦業(yè)空氣中含有強(qiáng)酸物質(zhì)（二氧化硫等），遇到水汽容易產(chǎn)生強(qiáng)酸腐蝕高壓變頻器，以前采用風(fēng)道散熱無法控制到腐蝕方面，建議采用空水冷系統(tǒng)進(jìn)行密閉循環(huán)冷卻，既可以隔離腐蝕的酸性氣體保護(hù)高壓變頻，延長高壓變頻的壽命，減少維護(hù)維修成本，又可以做到節(jié)能環(huán)保，一舉兩得。
二、高壓變頻專用空水冷散熱系統(tǒng)特點(diǎn)
1、設(shè)備安裝簡便、快捷；
2、設(shè)備使用故障率低、性能可靠；
3、設(shè)備使用壽命長、維護(hù)量低；
4、設(shè)備的運(yùn)營成本是同等熱交換功率空調(diào)的1/4～1/5；
5、室內(nèi)密閉冷卻、干凈衛(wèi)生，變頻器維護(hù)量低；
6、極大降低室內(nèi)粉塵積灰，延長變頻器使用壽命，
7、事故情況下可采用通風(fēng)冷卻，不影響設(shè)備運(yùn)行。