本發(fā)明主要涉及風(fēng)力發(fā)電
技術(shù)領(lǐng)域：
，特指一種風(fēng)電機(jī)組液冷系統(tǒng)多并聯(lián)支路的流量調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
：通常在風(fēng)電機(jī)組液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，多并聯(lián)的各支路根據(jù)實(shí)際散熱量進(jìn)行流量設(shè)計(jì)，并為了減少漏點(diǎn)及節(jié)約成本沒有在各支路上安裝流量調(diào)節(jié)裝置，設(shè)計(jì)完成后的多并聯(lián)液冷支路往往不能對(duì)單個(gè)支路的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。隨著被冷卻部件運(yùn)行年限增長(zhǎng)，液冷系統(tǒng)冷卻性能下降，被冷卻部件熱阻增大，熱負(fù)載較大的支路上部件散熱無法滿足要求而過溫，導(dǎo)致部件限功或無法運(yùn)行。目前大多通過并聯(lián)一個(gè)散熱器增加散熱面積來提高散熱能力，但液冷系統(tǒng)或被冷卻部件結(jié)構(gòu)緊湊，無足夠空間進(jìn)行安裝，且成本較高；或者在每個(gè)支路上增加球閥，減小其他支路流量，增大特定支路流量，從而滿足散熱要求，但增加支路球閥會(huì)增大額外轉(zhuǎn)接頭，增加液冷系統(tǒng)漏點(diǎn)，且因增加球閥和轉(zhuǎn)接頭后，流阻增大且原液冷系統(tǒng)支路水冷管長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化，可能無法滿足現(xiàn)有系統(tǒng)的安裝尺寸要求。另外，在已經(jīng)投入運(yùn)行的未安裝流量調(diào)節(jié)裝置的液冷系統(tǒng)中，因運(yùn)行過程中每個(gè)支路熱負(fù)載不一樣，熱阻發(fā)生改變，此時(shí)熱負(fù)載較大的支路會(huì)因冷卻能力下降而產(chǎn)生過熱故障。目前改善液冷系統(tǒng)多并聯(lián)支路部件過溫方法之一為并聯(lián)散熱器增大散熱面積來增大系統(tǒng)散熱能力，但該方式成本較高、受安裝空間限制且不能有針對(duì)性地改善某一支路的散熱效果；也有通過在單個(gè)支路上增加球閥來改善液冷系統(tǒng)各支路流量調(diào)節(jié)的方式，但增加支路球閥會(huì)增加額外轉(zhuǎn)接頭，進(jìn)而增加液冷系統(tǒng)漏點(diǎn)，且因增加球閥和轉(zhuǎn)接頭后，原液冷系統(tǒng)支路水冷管長(zhǎng)度及布局會(huì)發(fā)生偏差，可能會(huì)受限于安裝空間。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種操作簡(jiǎn)便、改動(dòng)小、可靠性高的風(fēng)電機(jī)組液冷系統(tǒng)多并聯(lián)支路的流量調(diào)節(jié)方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種風(fēng)電機(jī)組液冷系統(tǒng)多并聯(lián)支路的流量調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：S01、根據(jù)風(fēng)電機(jī)組電氣柜中各電氣部件的設(shè)計(jì)發(fā)熱功率得到對(duì)應(yīng)各電氣部件的散熱量，再根據(jù)散熱量得到各電氣部件對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量；S02、根據(jù)各電氣部件對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量以及實(shí)際冷卻液流量，得到對(duì)應(yīng)電氣部件上冷卻液管道上接頭的標(biāo)準(zhǔn)孔徑；S03、在不更換原有冷卻液管道的情況下，將各電氣部件對(duì)應(yīng)的冷卻液管道中的原有接頭更換為標(biāo)準(zhǔn)孔徑的接頭，實(shí)現(xiàn)冷卻液流量的調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，所述步驟S01中各電氣部件的散熱量的計(jì)算過程為：S11、根據(jù)風(fēng)電機(jī)組電氣柜中各電氣部件的設(shè)計(jì)發(fā)熱功率，以及散熱材質(zhì)的特性，按照公式(1)得到對(duì)應(yīng)電氣部件在額定工況下的溫升ΔTm；ΔTm＝(T1-T2)＝RQ1(1)其中ΔTm為溫升，Q1為設(shè)計(jì)發(fā)熱功率；R＝R0+RS；R0為散熱材料的熱阻；RS為散熱材料與電氣部件之間的接觸電阻；S12、將ΔTm代入公式(2)中，得到冷卻液出口溫度；ΔTm＝(ΔT1-ΔT2)/ln(ΔT1-ΔT2)(2)其中ΔT1為冷卻液進(jìn)口溫度減去冷流出口溫度；ΔT2為冷卻液出口溫度減去冷流進(jìn)口溫度；S13、根據(jù)冷卻液出口溫度計(jì)算冷卻液溫差ΔT，并根據(jù)傳熱公式(3)，計(jì)算得到散熱量Q2：Q2＝C*M*ΔT(3)其中Q2為散熱量；C為冷卻液比熱；ΔT為冷卻液溫差；M為冷卻液流量。優(yōu)選地，根據(jù)散熱量得到各電氣部件對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量的過程為：在步驟S13中，在散熱量大于設(shè)計(jì)發(fā)熱功率并預(yù)留余量的基礎(chǔ)上，根據(jù)式(3)得到各電氣部件對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量。優(yōu)選地，在步驟S02中，如果標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量小于實(shí)際冷卻液流量，則所述標(biāo)準(zhǔn)孔徑按公式(4)進(jìn)行選?。浩渲衐新為標(biāo)準(zhǔn)孔徑，Q新為標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量；Q舊為實(shí)際冷卻液流量；d舊為原有接頭的孔徑。優(yōu)選地，在步驟S02中，計(jì)算各孔徑的接頭在不同流量下的壓力損失ΔP1，以及在不同流量下冷卻液管道的壓力損失ΔP2；則對(duì)應(yīng)單支軟管的壓力損失ΔP3為：ΔP1＝2.25*ξ*ρ*Q2/d舊4(5)ΔP2＝6.78*Q*υ*L*ρ/d管4(6)ΔP3＝2(ΔP1+ΔP2)(7)其中Q為冷卻液流量；ξ為接頭的阻力系數(shù)；υ為冷卻液粘度；ρ為冷卻液密度，L為單支軟管的長(zhǎng)度；d管為管道的通徑；在只更換接頭而不更換管道的模式下，ΔP2忽略不計(jì)的情況下，要求更換后的接頭壓力ΔP新>ΔP3，即2.25*ξ*ρ*Q新2/d新4>2*2.25*ξ*ρ*Q舊2/d舊4，從而得到標(biāo)準(zhǔn)孔徑。優(yōu)選地，在步驟S03中，更換標(biāo)準(zhǔn)孔徑的接頭后，風(fēng)電機(jī)組電氣柜中的冷卻液總流量與初始總流量基本保持一致。優(yōu)選地，所述接頭為即插式管接頭。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的風(fēng)電機(jī)組液冷系統(tǒng)多并聯(lián)支路的流量調(diào)節(jié)方法，在不改變?cè)泄艿酪约敖涌谛问降那疤嵯?，通過改變各并聯(lián)支路接頭的孔徑大小，調(diào)節(jié)各并聯(lián)支路的冷卻液流量，改動(dòng)小、可靠性高、適用于現(xiàn)有系統(tǒng)的改造。附圖說明圖1為本發(fā)明中水冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明方法中得到冷卻液流量的方法流程圖。圖3為本發(fā)明方法中得到孔徑的方法流程圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。如圖1至圖3所示，本實(shí)施例的風(fēng)電機(jī)組液冷系統(tǒng)多并聯(lián)支路的流量調(diào)節(jié)方法，適用于已經(jīng)投入運(yùn)行的未安裝流量調(diào)節(jié)裝置的液冷系統(tǒng)中，具體包括以下步驟：S01、根據(jù)風(fēng)電機(jī)組電氣柜中各電氣部件的設(shè)計(jì)發(fā)熱功率得到對(duì)應(yīng)各電氣部件的散熱量，再根據(jù)散熱量得到各電氣部件對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量；S02、根據(jù)各電氣部件對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量以及實(shí)際冷卻液流量，得到對(duì)應(yīng)電氣部件上冷卻液管道上接頭的標(biāo)準(zhǔn)孔徑；S03、在不更換原有冷卻液管道的情況下，將各電氣部件對(duì)應(yīng)的冷卻液管道中的原有接頭更換為標(biāo)準(zhǔn)孔徑的接頭，實(shí)現(xiàn)冷卻液流量的調(diào)節(jié)。本發(fā)明的風(fēng)電機(jī)組液冷系統(tǒng)多并聯(lián)支路的流量調(diào)節(jié)方法，在不改變?cè)泄艿酪约敖涌谛问降那疤嵯拢ㄟ^改變各并聯(lián)支路接頭的孔徑大小，調(diào)節(jié)各并聯(lián)支路的冷卻液流量，改動(dòng)小、可靠性高、適用于現(xiàn)有系統(tǒng)的改造。本實(shí)施例中，步驟S01中各電氣部件的散熱量的計(jì)算過程為：S11、根據(jù)風(fēng)電機(jī)組電氣柜中各電氣部件的設(shè)計(jì)發(fā)熱功率，以及散熱材質(zhì)的特性，按照公式(1)得到對(duì)應(yīng)電氣部件在額定工況下的溫升ΔTm；ΔTm＝(T1-T2)＝RQ1(1)其中ΔTm為溫升，Q1為設(shè)計(jì)發(fā)熱功率；R＝R0+RS；R0為散熱材料的熱阻；RS為散熱材料與電氣部件之間的接觸電阻；S12、將ΔTm代入公式(2)中，得到冷卻液出口溫度；ΔTm＝(ΔT1-ΔT2)/ln(ΔT1-ΔT2)(2)其中ΔT1為冷卻液進(jìn)口溫度減去冷流出口溫度；ΔT2為冷卻液出口溫度減去冷流進(jìn)口溫度；S13、根據(jù)冷卻液出口溫度計(jì)算冷卻液溫差ΔT，并根據(jù)傳熱公式(3)，計(jì)算得到散熱量Q2：Q2＝C*M*ΔT(3)其中Q2為散熱量；C為冷卻液比熱；ΔT為冷卻液溫差；M為冷卻液流量；本實(shí)施例中，根據(jù)散熱量得到各電氣部件對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量的過程為：在步驟S13中，在散熱量大于設(shè)計(jì)發(fā)熱功率并預(yù)留余量的基礎(chǔ)上，根據(jù)式(3)得到各電氣部件對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量。本實(shí)施例中，在步驟S02中，如果標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量小于實(shí)際冷卻液流量，則所述標(biāo)準(zhǔn)孔徑按公式(4)進(jìn)行適當(dāng)選?。浩渲衐新為標(biāo)準(zhǔn)孔徑，Q新為標(biāo)準(zhǔn)冷卻液流量；Q舊為實(shí)際冷卻液流量；d舊為原有接頭的孔徑。本實(shí)施例中，在步驟S02中，計(jì)算各孔徑的接頭在不同流量下的壓力損失ΔP1，以及在不同流量下冷卻液管道的壓力損失ΔP2；則對(duì)應(yīng)單支軟管的壓力損失ΔP3為：ΔP1＝2.25*ξ*ρ*Q2/d舊4(5)ΔP2＝6.78*Q*υ*L*ρ/d管4(6)ΔP3＝2(ΔP1+ΔP2)(7)其中Q為冷卻液流量；ξ為接頭的阻力系數(shù)；υ為冷卻液粘度；ρ為冷卻液密度，L為單支軟管的長(zhǎng)度；d管為管道的通徑；在只更換接頭而不更換管道的情況下，ΔP2忽略不計(jì)的情況下，要求更換后的接頭壓力ΔP新>ΔP3，即2.25*ξ*ρ*Q新2/d新4>2*2.25*ξ*ρ*Q舊2/d舊4，從而得到標(biāo)準(zhǔn)孔徑。本實(shí)施例中，在步驟S03中，更換標(biāo)準(zhǔn)孔徑的接頭后，風(fēng)電機(jī)組電氣柜中的冷卻液總流量與初始總流量基本保持一致，接頭為即插式管接頭。以1.65MW雙饋風(fēng)電機(jī)組水冷系統(tǒng)為例，如圖1所示，各電氣部件發(fā)熱功率如表1所示，表1：IGBT11.35KW機(jī)側(cè)8.652KW，網(wǎng)側(cè)2.699KW電阻板2.8KW電抗器1.1KW電容150W熔斷器150W接觸器350W偏航變頻器300W接線端子500W根據(jù)機(jī)側(cè)、網(wǎng)側(cè)發(fā)熱及其散熱結(jié)構(gòu)推算出機(jī)側(cè)、網(wǎng)側(cè)IGBT基板的溫升。模塊與散熱器之間通過有效接觸的熱傳導(dǎo)面積傳導(dǎo)熱量，散熱器通過水冷方式將熱量散發(fā)出去。根據(jù)公式ΔTm＝(T1-T2)＝RQ1(1)其中R＝R0+RS；R0為散熱材料的熱阻；RS為散熱材料與電氣部件之間的接觸電阻；按照基板尺寸計(jì)算得1.51，RS選取經(jīng)驗(yàn)參數(shù)為0.5，從而得到機(jī)側(cè)ΔTm＝(1.51+0.5)×8.65＝17.39℃；而網(wǎng)側(cè)的ΔTm＝(1.51+0.5)×2.7＝5.42℃。其中散熱材料厚度L由元件自身參數(shù)拱度L1及散熱器加工精度平整度L2決定，L＝L1+L2。如IGBT緊固后拱度≤80μm，散熱器平整度≤30μm，LMAX＝110mm。LMAX將決定涂敷工藝參數(shù)或?qū)釅|材料厚度選擇。針對(duì)機(jī)側(cè)，可根據(jù)ΔTm代入式(2)反推散熱量如下：ΔTm＝(ΔT1-ΔT2)/ln(ΔT1-ΔT2)，其中ΔTm＝17.39℃(計(jì)算所得IGBT基板溫升)，冷流(空氣側(cè))進(jìn)口溫度：27.6℃(實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù))；冷流(空氣側(cè))出口溫度：40.9℃(實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù))；熱流(水側(cè))進(jìn)口溫度：45℃(實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù))，從而推導(dǎo)出熱流(水側(cè))出口溫度為：58.3℃。此時(shí)介質(zhì)(冷卻液)對(duì)應(yīng)的溫差ΔT＝58.3-45＝13.3℃，代入公式(3)中，可計(jì)算得到：當(dāng)流量為10L/min時(shí)，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)機(jī)側(cè)散熱板的散熱量為9333W＞8652.4W,余量為7.8％；現(xiàn)有結(jié)構(gòu)網(wǎng)側(cè)散熱板的散熱量為9333W＞2699W，余量為245.8％；當(dāng)流量為11L/min時(shí)，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)機(jī)側(cè)散熱板的散熱量為10267W＞8652.4W,余量為18％；現(xiàn)有結(jié)構(gòu)網(wǎng)側(cè)散熱板的散熱量為10267W＞2699W，余量為280.4％；當(dāng)流量為12L/min時(shí)，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)機(jī)側(cè)散熱板的散熱量為11200W＞8652.4W,余量為29.4％；現(xiàn)有結(jié)構(gòu)網(wǎng)側(cè)散熱板的散熱量為11200W＞2699W，余量為315％。由此，為保證一定的散熱余量，機(jī)側(cè)IGBT流量應(yīng)≥12L/M，而網(wǎng)側(cè)IGBT流量只需8L/M即可。如圖3所示，根據(jù)現(xiàn)有冷卻液流量、接頭管徑，經(jīng)過相應(yīng)計(jì)算，最終得到標(biāo)準(zhǔn)管徑，具體過程為：?jiǎn)沃恢蓖ń宇^壓力損失△P1：已知：管道內(nèi)的流量：Q＝10L/min接頭的孔徑：d＝9mm阻力系數(shù)：直接接頭：ξ＝1.12介質(zhì)密度：ρ＝1.06kg/dm3(50％水+50％乙二醇混合液的粘度)由公式ΔP1＝2.25*ξ*ρ*Q2/d舊4得到單只直通接頭壓力損失ΔP1＝0.005bar單位長(zhǎng)度(1m)管道上的壓力損失ΔP2已知：管道內(nèi)的流量：Q＝10L/min管道的通徑：d＝15mm介質(zhì)粘度：υ＝10mm2/s(根據(jù)查表計(jì)算水+乙二醇混合液的粘度)單位長(zhǎng)度：L＝1000mm介質(zhì)密度：ρ＝1.06kg/dm3(50％水+50％乙二醇混合液的粘度)由公式ΔP2＝6.78*Q*υ*L*ρ/d管4得出：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度(1m)管道上的壓力損失ΔP2＝0.001bar；單根支路軟管長(zhǎng)度為2米的壓力損失為ΔP3＝2(ΔP1+ΔP2)＝0.012bar(假設(shè)單根軟管支路流量為10L/min)。由此，如果要調(diào)整單根支路流量小于10L/min，就必須增大單根支路的壓力損失＞0.012bar，由以上計(jì)算公式ΔP1＝2.25*ξ*ρ*Q2/d舊4可知，可通過減小支路接頭孔徑的辦法進(jìn)行。因只更換接頭，不更換管道，管道壓力損失ΔP1可以忽略不計(jì)，則總壓力損失計(jì)算公式可以簡(jiǎn)化如下：ΔP3＝2(ΔP1+ΔP2)≈2ΔP1。原則上要求更換接頭后導(dǎo)致的接頭壓力損失ΔP新>ΔP3，即2.25*ξ*ρ*Q新2/d新4>2*2.25*ξ*ρ*Q舊2/d舊4，簡(jiǎn)化后即得：需更換的接頭孔徑再按照接頭規(guī)格選取接頭。以上述例子進(jìn)行說明：原管道通徑為15、接頭孔徑為φ9，流量為10L/M的支路，要使該管道通徑為15的支路流量減少到6L/M,則更換的新接頭孔徑d新＜5.86，按照接頭規(guī)格(一般取整)，選取接頭孔徑為φ5。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3