南片水厂富春取水泵站高压变频器通风管道的应用

2017年18期

来炜

杭州萧山供水公司南片水厂的原水来自富春江，取水泵站内采用卧式离心泵取水、送水，为了更好地节能，南片水厂取水泵站安装三台东芝三菱TMdriver-MVGC-1 500kVA-10kV/10kV变频器作为动力调速，在运行中每台高压变频器有3％的发热量即30kW传递到空气中，如何把这些发热量冷却、或把热量转移到室外的自然界中是-个非常重要的问题。高压变频器的发热部件主要有两部分：一是整流变压器；二是功率元件，变频器的冷却方式-般采用空气冷却或者水冷却。在动力功率较小时，采用自然空气冷却或空调冷却满足要求。在功率较大时，通过在散热器中通水，利用循环水流带走热量。单纯从散热的角度，水冷是非常理想，即有冷却效果又节能环保。但是，水循环系统工艺对密封要求很高，安装复杂，维护量大，水循环系统一旦漏水，会带来严重安全隐患。所以，能够用空气冷却解决问题的场合，就不采用水冷。

为了解决变频器冷却及防尘问题，南片水厂取水泵站配置4台五匹吸顶式空调对变频器发热进行室内循环冷却，在2017年6月开始的高峰供水期间，南片水厂取水泵站的两台高压变频器24h常态在45Hz运行。但是当气象温度在35℃以上时，安装在室内的4套五匹空调全部开启，却还是无法将室温降低至变频器允许的环境温度40℃以下。变频器发热量近似值=变频器容量X55W即1000kVAX0.9X55W=49.5kW；-匹空调制冷量近似值为2000kcal×1.162=2324W(其中，1.162为热能能量转换系数)；五匹空调制冷量2324W×5匹=11.62kW，也就是说4台五匹空调的制冷功率相当与-台变频器的发热量。

如果任由这种运行情况持续下去，将使变频器出现故障的概率剧增，届时不仅会产生高额的维修费用，还会导致取水泵站取水能力下降，进而影响南片水厂的高峰供水。南片水厂取水泵站从实际检测数据显示整流变压器发热大于功率单元元件的发热量。如能把这部分的热量引走，不仅可以降低室温，还能减轻空调的负荷，减少空调的开启台数，实现节能降耗。

南片水厂的技术人员利用高压变频器自带的轴流风机作为源动力，在整流变压器柜体的轴流风机外边加直径为0.85m的通风管道到室外，整根通风管道不另行设置排风机，以实现变频器热量外循环，降低室内温度，保护变频器电子元件的目的。投运后，效果明显：室温由原先的43℃降低至32℃，变压器的温度也由原先的51℃降低至35℃，变频器的其它部件也大幅度降至正常工作允许的限值之下(如下页表1所示)。

安装通风管道是解决变频器散热简单而有效的方式，投入少见效快，高压变频器发热量与外界自然空气循环后，室内即不会产生空气负压，又降低室内环境温度，由于空调少开、温度降低后变频器的效率提升等因素带来的节能效益，初步测算，一年可以节省电费约4万元。值得注意的是，直接与外界空气循环后，需要增加变频器的防尘设施空气通过散热通道时，空气中的尘埃容易附着或堆积在变频器内的电子元件上，从而影响散热，严重时会缩短变频器的寿命。