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¿Cómo funciona el sistema de refrigeración por agua del inversor?

1 Principio de funcionamiento del SFC refrigerado por agua

1.1 Principio de funcionamiento del SFC

El convertidor de frecuencia estacionario transmite alternativamente electricidad al estator del generador a una frecuencia que aumenta gradualmente De acuerdo con la posición del rotor del generador, cuando la corriente pasa a través de ciertas dos fases, se genera un campo magnético giratorio del estator que está por delante del campo magnético del rotor. A través de la interacción entre el campo magnético del estator y el campo magnético del rotor, se produce una aceleración. Se genera un par para acelerar el rotor a una velocidad especificada. Como se muestra en la Figura 1, la conducción secuencial y la conmutación de los tiristores del convertidor del lado de la máquina se controlan para garantizar que el campo magnético del estator generado por la corriente CC Id que fluye en el devanado bifásico del estator esté siempre por delante. del campo magnético del rotor ?f.

Como sistema de accionamiento de frecuencia variable de motor síncrono autocontrolado, es necesario observar con precisión la posición del rotor del generador en tiempo real como base para la conmutación del puente inversor. Al mismo tiempo, dado que el tiristor es un dispositivo semicontrolado, cuando la velocidad del generador es baja, el potencial inducido del motor síncrono no puede cumplir con los requisitos de apagado del tiristor y es necesario utilizar el método de conmutación de pulsos. Cuando la velocidad del generador es mayor que la velocidad nominal de 10, la amplitud potencial inducida aumenta y se puede utilizar el método de conmutación de carga.

Figura 1 Principio de funcionamiento básico del SFC

1.2 Principio del sistema de refrigeración por agua

Durante el funcionamiento del inversor estático, el tiristor genera una gran cantidad de El calor, que se puede disipar eficientemente mediante refrigeración por agua, elimina rápidamente el calor. El diagrama de flujo del sistema de refrigeración por agua se muestra en la Figura 2. El sistema de refrigeración por agua incluye dos circuitos: circulación interna y circulación externa.

En el circuito de circulación interna, la bomba de circulación principal proporciona la presión adecuada para permitir que el medio de enfriamiento fluya a través del disipador de calor del tiristor y elimine el calor del tiristor. Después del intercambiador de calor de placas, el calor del medio refrigerante en el circuito de circulación interior se transfiere al medio de refrigeración en el circuito de circulación exterior. La temperatura del medio refrigerante en el circuito de circulación interno disminuye y fluye nuevamente hacia el radiador de tiristores, formando un ciclo cerrado.

En el circuito de circulación externo, el calor del intercambiador de calor de placas fluye de regreso a la fuente de agua de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo a través del medio de enfriamiento. Debido al gran volumen de la fuente de agua, se puede lograr un enfriamiento natural. Realizar la reutilización del medio de refrigeración de circulación externa. Además, para garantizar la capacidad estable del sistema de enfriamiento, proteger la tubería de enfriamiento del inversor estático y cumplir con los requisitos de operación eléctrica, es necesario agregar filtros, ramas de desionización, ramas estabilizadoras de voltaje, etc. circuitos de circulación externos para aumentar la calidad del medio de enfriamiento.

Figura 2 Diagrama de principio del sistema de refrigeración por agua

2 Diseño del grupo de válvulas compacto SFC refrigerado por agua

El grupo de válvulas compacto proporcionado esta vez utiliza un 12-6 topología de pulsación La estructura es la base del diseño, y se realizan diseños especiales en términos de dimensiones, mantenimiento y confiabilidad para satisfacer las necesidades de espacios pequeños, modificaciones de equipos y mantenimiento regular.

2.1 Descripción general del diseño general

Como se muestra en la Figura 3, esta solución incluye el gabinete de control, el gabinete de refrigeración por agua, el gabinete puente de red, el gabinete del reactor de CC y el gabinete puente de la máquina. de izquierda a derecha. El cable entrante se inserta desde la parte inferior del gabinete del puente de red y se transfiere al gabinete del reactor de CC y al gabinete del puente de la máquina a través de barras de cobre. En el diseño, el gabinete de control y el gabinete de refrigeración por agua están dispuestos espalda con espalda, lo que puede ahorrar la dimensión horizontal y mantener constante el ancho del gabinete.

Figura 3 Diagrama de diseño general del SFC

Según este diseño, la parte de control secundario general del equipo se concentra en el gabinete de control y está alejada de la parte del dispositivo de potencia, que mejora la seguridad de la operación. El gabinete puente de red, el gabinete del reactor de CC y el gabinete puente de la máquina son gabinetes triples, y el cableado y los canales entre los gabinetes están preinstalados para reducir el trabajo en el sitio.

2.2 Disposición del grupo de válvulas y diseño de estructura compacta

En el diseño general, el tamaño del grupo de válvulas y la posición de salida determinan el método de cableado del gabinete del puente de red y del puente de la máquina. gabinete. Sobre la base del cumplimiento de los requisitos de inspección y mantenimiento, reducir el tamaño del grupo de válvulas y organizar racionalmente la altura del grupo de válvulas puede aumentar el espacio de cableado en el gabinete y mejorar el margen de seguridad eléctrica. Los grupos de válvulas están dispuestos en tres capas tanto en el gabinete puente de la máquina como en el gabinete puente de la red, correspondientes a las tres fases A, B y C respectivamente.

Un solo grupo de válvulas incluye tiristores, radiadores, unidades de control de tiristores, resistencias, condensadores, dispositivos de presurización y otras piezas estructurales auxiliares. El bloque de válvulas se puede instalar y desmontar individualmente como un módulo completo. Como se muestra en la Figura 4, el grupo de válvulas tiene una estructura de tres capas. La pila de silicio compuesta por tiristores, radiadores, dispositivos de presurización y piezas estructurales auxiliares está ubicada en la capa media del grupo de válvulas, y las resistencias y condensadores están dispuestos en la capa superior del grupo de válvulas.

Según la frecuencia y dificultad del mantenimiento in situ de cada dispositivo, las resistencias que requieren refrigeración por agua están dispuestas en la parte frontal del grupo de válvulas, y los condensadores están dispuestos en la parte trasera para facilitar inspección anual de las resistencias y sustitución de juntas hidráulicas. Reserve 90 mm de espacio en la dirección de la altura entre la resistencia y la pila de silicio para facilitar la extracción y el montaje de los tornillos de fijación en la parte inferior de la resistencia. La unidad de control de tiristores está dispuesta en el nivel inferior del grupo de válvulas, fijada a través de las aletas del radiador de la pila de silicio y toma el potencial catódico del tiristor.

La toma de fibra óptica de la unidad de control de tiristores está orientada hacia el exterior y los terminales hacia el interior, lo que facilita el tendido in situ de las fibras ópticas. La fuerza de prensado del tiristor es de 135 kN. De acuerdo con la norma nacional GB/T 1972-2016, se selecciona el resorte de disco de la serie A con mayor capacidad de carga y rigidez, y se calcula la cantidad de compresión del resorte de disco único en el estado de funcionamiento. ser de 2,35 mm. Para garantizar que haya suficiente espacio para sacar el pasador de posicionamiento del tiristor durante el mantenimiento, es necesario asegurarse de que el mecanismo de presurización se expanda y contraiga aproximadamente 10 mm antes y después de la presurización. Por lo tanto, el número de resortes de disco se establece en 4. , y la expansión y contracción en este momento es de 9,4 mm.

La placa de montaje para fijar resistencias y condensadores está hecha de laminado de tela de vidrio epoxi, que tiene baja higroscopicidad y alta resistencia para evitar que el tiristor falle en un ambiente con alta humedad. La superficie exterior de la resistencia está cubierta con una carcasa de PVDF, que tiene una gran capacidad de aislamiento. Las placas de montaje entre los condensadores en todos los niveles están ranuradas para aumentar la distancia de fuga entre los condensadores.

Figura 4 Diagrama de disposición de la pila de silicio y el grupo de válvulas

2.3 Diseño del circuito de agua del grupo de válvulas

El SFC enfriado por agua utiliza agua pura para enfriar el radiador para indirectamente enfriar el tiristor y la resistencia. Cada radiador está provisto de una entrada de agua y una salida de agua. En la Figura 4, una tubería de entrada de agua y una tubería de retorno están instaladas horizontalmente frente al grupo de válvulas, y hay boquillas de agua según la posición del radiador. La boquilla de la tubería de entrada de agua está conectada a la entrada de agua del radiador a través de una tubería de PTFE, y la boquilla de la tubería de agua de retorno está conectada a la salida de agua del radiador para formar una circulación de agua del radiador.

Para reducir la resistencia al flujo de la ruta del agua y garantizar el efecto de disipación de calor de la resistencia, la resistencia y la ruta del agua del radiador están conectadas en paralelo. La tubería de entrada de agua y la tubería de retorno tienen boquillas de agua separadas correspondientes a las resistencias y están conectadas a las entradas y salidas de las resistencias a través de tuberías de PTFE para formar un circuito de circulación de agua con resistencias.

En los gabinetes puente de red y en los gabinetes puente de máquinas, los grupos de válvulas están dispuestos a la misma altura y profundidad de acuerdo con la relación correspondiente trifásica de A, B y C. Esta característica reduce los codos de las tuberías de agua principales en el gabinete y simplifica el diseño. Para bajar el punto más alto de la ruta de agua del grupo de válvulas y evitar que las tuberías de agua formen presión negativa en el sistema de enfriamiento de agua, causando acumulación de gas, las tuberías de agua principales están conectadas al grupo de válvulas desde la parte inferior del gabinete, y el ramal de agua del grupo de válvulas en la parte superior es el punto más alto del nivel de agua del equipo.

3 Diseño del sistema de refrigeración por agua

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