水冷變頻器主要由水冷空調(diào)柜、移相變壓器、功率單元柜、控制柜與循環(huán)純水冷卻柜（簡稱水冷柜）組成，如圖所示：

1. 水冷空調(diào)柜、2. 移相變壓器、3. 功率單元柜、4控制柜、5. 循環(huán)純水冷卻柜

1.變壓器柜組成部分

工作原理

變壓器柜包括變壓器柜和水冷空調(diào)柜兩部分，如圖3、 4所示，其中水冷空調(diào)柜用來冷卻移相變壓器，即通過強(qiáng)迫風(fēng)冷方式將變壓器產(chǎn)生熱量攜帶到風(fēng)道中，集中收集后的熱風(fēng)通過熱交換器，將熱量傳遞給熱交換器管道中的冷卻水進(jìn)行降溫，降溫后的冷風(fēng)回到變壓器柜，使得變壓器柜內(nèi)的溫度維持在一定的范圍內(nèi)。同時(shí)，流入熱交換器管道中的冷卻水吸收熱量后從出口流出，將熱量帶走。熱交換器管道中的冷卻水溫度低于33℃，就能使得冷卻后的變頻器室內(nèi)環(huán)境溫度（熱交換器出風(fēng)口溫度）維持在40℃以下，從而保證變頻器穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)境。

特點(diǎn)：

• 冷源水流經(jīng)管路設(shè)有儀表監(jiān)測(cè)參數(shù)，準(zhǔn)確顯示循環(huán)水溫度、流量參數(shù)；

• 熱交換器頂部處設(shè)排氣閥，底部處設(shè)有排水閥門，能夠?qū)⒀h(huán)水排凈，防止凍裂；

• 風(fēng)機(jī)入口位置和熱交換器出風(fēng)口位置分別設(shè)置溫度變送器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行環(huán)境溫度。

• 移相變壓器本體原邊繞組、副邊繞組風(fēng)筒內(nèi)均設(shè)有PT100溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控變壓器繞組風(fēng)道內(nèi)溫度。

變壓器柜

2.功率單元柜

功率單元散熱方式：采用水冷為主，風(fēng)冷為輔的散熱方式

功率單元柜

方案與特點(diǎn)

單元冷卻水管采用并聯(lián)接入方式，保證流量均勻分布；

獨(dú)立的單元電解電容散熱風(fēng)道，電容運(yùn)行溫度低、壽命長；

采用疊層母排設(shè)計(jì)，寄生電感小、單元結(jié)構(gòu)緊湊；

功率單元散熱器采用真空釬焊式水冷散熱器、水冷散熱器進(jìn)水口、出水口為雙截流快速接頭，方便功率單元的更換；

功率單元柜主管道為不銹鋼管道，單元與主管道間采用橡膠軟管，保證單元絕緣。

3.循環(huán)純水冷卻機(jī)組

循環(huán)原理圖

工作原理

冷卻水在主循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下，沿管道以恒定的流速通過功率單元散熱器，不斷帶出熱量，冷卻水升溫后沿主管回路進(jìn)入換熱器設(shè)備進(jìn)行熱量交換，降溫后的冷卻水回流至主循環(huán)泵的進(jìn)口，形成一個(gè)封閉的循環(huán)冷卻系統(tǒng)。系統(tǒng)控制模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的冷卻水溫度值自動(dòng)調(diào)節(jié)換熱比例，從而精確地控制水的溫度。

根據(jù)冷卻容量、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件的不同，系統(tǒng)可以采用水—水、水—風(fēng)等各種二次熱交換形式將熱量釋放到環(huán)境中。

因高壓變頻器是在高壓的環(huán)境下運(yùn)行，冷卻水必須具備*的電阻率，因此在主循環(huán)冷卻回路上并聯(lián)了去離子水處理旁路，一定比例的冷卻水流經(jīng)離子交換器，不斷去除設(shè)備及管路中析出的離子。為保持管路的壓力恒定和冷卻水的沖滿，及緩沖冷卻水因溫度變換而產(chǎn)生的體積變化，系統(tǒng)中設(shè)置了緩沖罐及補(bǔ)水裝置。

循環(huán)純水冷切機(jī)柜

特點(diǎn)：

• 管道回路中的所有器件均采用不銹鋼材質(zhì)，防腐性好；

• 主循環(huán)泵采用冗余設(shè)計(jì)，可在線更換與維修。

•  獨(dú)立的去離子水處理旁路裝置；

• 獨(dú)立的PLC監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

• 全面的預(yù)警保護(hù)功能。例如：漏水監(jiān)控與報(bào)警、凝露監(jiān)控與控制、水的恒溫控制與水溫高報(bào)警、水的電導(dǎo)率監(jiān)控與報(bào)警等等。

5.現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件

由于水冷變頻器單元柜內(nèi)除了水冷板上主要電子器件發(fā)熱通過循環(huán)水冷卻外，柜內(nèi)還有電解電容、連接銅排等其他發(fā)熱器件產(chǎn)生熱量，因此單元柜頂部配置了冷卻風(fēng)機(jī)，將單元柜內(nèi)的熱空氣抽到環(huán)境中，故水冷變頻器放置房間需要配置安裝空調(diào)，空調(diào)制冷量為變頻器額定功率的0.5%。

• 安裝于獨(dú)立的封閉空間，根據(jù)變頻器容量大小配備散熱空調(diào)?？照{(diào)功率選擇公式：

        P空調(diào)=（P變頻器（kVA）*0.5%）/2.5，單位匹。

• 現(xiàn)場(chǎng)提供5-32℃冷卻水源，其流量與變頻器容量有關(guān)。如無冷卻水源，供貨時(shí)可提供二次水冷卻設(shè)備。

水冷變頻器水循環(huán)系統(tǒng)包括內(nèi)水循環(huán)系統(tǒng)和外水循環(huán)系統(tǒng)兩部分。如圖2所示，水冷柜中板式換熱器與功率單元之間的水循環(huán)稱為內(nèi)水循環(huán)系統(tǒng)，又稱一次循環(huán)，即水冷柜中恒定壓力和流速的去離子水源源不斷地流經(jīng)板式換熱器進(jìn)行熱交換，換熱后再進(jìn)入變頻器功率單元帶走熱量，溫升水流回至主循環(huán)泵的進(jìn)口，通過電動(dòng)三通閥調(diào)節(jié)進(jìn)入板式換熱器的流量，達(dá)到精確控制純水冷卻裝置中冷卻水溫度的目的。同時(shí)一部分水會(huì)通過離子交換器進(jìn)行離子交換，以達(dá)到滿足要求的去離子水。

水冷空調(diào)中換熱器和板式換熱器內(nèi)的熱量通過外面源源不斷的冷源水將熱量帶出，此水循環(huán)稱為外水循環(huán)系統(tǒng)，又稱二次循環(huán)。

方案1  現(xiàn)場(chǎng)提供滿足條件外水

外水水質(zhì)及溫度要求：

方案2 采用閉式冷切塔

工作流體（純水）在閉式冷切塔的盤管中循環(huán)，工作流體熱量經(jīng)過盤管散入流過盤管中的水。同時(shí)機(jī)組外的空氣從側(cè)面上的進(jìn)風(fēng)格柵進(jìn)入，與水的流動(dòng)方向垂直，橫向流經(jīng)盤管一小部分水蒸發(fā)而吸走熱量，熱濕空氣由冷切塔頂部的水落入底部水盤，由水泵再循環(huán)至水分布系統(tǒng)經(jīng)過通風(fēng)機(jī)排出到大氣中。其余的水落入底部水盤，由水泵再循環(huán)至水分布系統(tǒng)經(jīng)過預(yù)冷填料又回淋到盤管上。

方案3 采用精密冷水機(jī)

系統(tǒng)工作原理：冷切系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、板式換熱器、冷切風(fēng)機(jī)、水箱、內(nèi)水循環(huán)泵、外水循環(huán)泵等組成。一方面，水箱中的冷水通過外水循環(huán)泵訊循環(huán)流入水冷柜的外水進(jìn)水管，在水冷柜內(nèi)的板式換熱器中進(jìn)行熱量交換后流回水箱，達(dá)到降低水冷柜內(nèi)水溫度目的；另一方面，流回水箱的熱水通過制冷系統(tǒng)中的板式換熱器與低溫制冷劑進(jìn)行熱量交換，降低溫度，從而維持水箱中冷水溫度；吸熱后的高溫制冷劑通過冷切風(fēng)機(jī)與周圍環(huán)境進(jìn)行熱量交換，降低溫度。