水冷系统应用案例

水冷系统应用案例介绍

1、电力系统中电力电子器件的水冷却

1、高压直流输变电：是目前各种电能长距离传送方式中效果

最好，科技含量也最高的一种。高压直流输变电，避免了

交流电远距离传输中因电晕，感应电流等带来的额外电能

损失，电线的根数也可从3根变成2根甚至1根，降低了成

本。但要解决在发电端和受电端交流变直流和直流变交流

的问题，这要用到电力电子器件做的整流器和逆变器，其

中离不开大功率电子器件的水冷却系统。

2、静态无功功率补偿器（SVC）和谐波滤波器 :这两种装置对

电力系统提高效率和正常运行至关重要。过去多使用常规

笨重的电感器、电容器等实现，除了体积大以外，要改变

其运行参数，操作也是很麻烦的，在负载快速变化时，根

本跟不上改变。但采用了电力电子器件来实现同样功能，

就可以做得非常好，并可实现实时跟踪负载的改变。这其

中也离不开水冷系统。

3、大型发电机和电动机的散热问题常常制约着其运行可靠性

和技术的进一步的发展，由于技术上的困难，以前用的是

氢气冷却，但效果最好的还是高纯水冷却，把高纯水通进

电机内部，把热量带出来，就可以把电机的运行功率大大

提高。

4、电力系统用融冰机：为了解决冬季高压电线结冰带来的难

题，最近各电力系统均采用把低压大电流电源通到高压线

上，使其发热融冰，这要使用大功率电力电子器件，也要

使用水冷却系统。

5、风力发电：为了得到最高的发电效率，风力发电站多采用

变转速的发电机，风速越高电机转速越快。为了实现电能

联网，又必须保证交流电的频率与大电网一致，这需要使

用电力电子器件做的变频器对发电的频率进行变换。变频

器的冷却离不开水冷系统。

2、运输工具及工业领域

1、高速电力机车：目前在所有的各类型机车中，功率最大的

就数电力机车了，它是我国铁路线上的主力。过去电力机

车的调速是个难题，现在有了使用电力电子器件做的大功

率变频器，它可以把发电厂发出的50周的交流电变成从几

周到50多周之间任意频率的交流电，再送给机车上的电动

机，电动机的转速随之改变，机车的速度也就方便的控制

了。这其中也离不开水冷系统。

2、舰船：老式舰船的螺旋桨是靠一个大直径的钢轴来传递动

力的，很笨重，且发动机与螺旋桨的位置受到很大限制。

现在如果先用发动机发电，经变频器变频后，再把电送到

与螺旋桨相连的电动机上，既解决了螺旋桨速度调整的问

题，也可不用机械轴传递动力，使船体结构设计变得更灵

活，更合理。这也离不开水冷系统。

3、工业上的大型风机、水泵用的变频调速装置：可以随负荷

大小随时改变电机转速，从而大大提高电机的电能转换效

率，节能显著。例如在炼铁高炉的送风机上采用了变频调

速设备后，节能效果有的甚至高达30%以上，它也需高纯

水冷却。

3、科研领域

1、可控核聚变（托卡马克）装置：这个被誉为人类未来绿色

能源希望的科研项目，其运行时要产生1亿度高温，其中

许多部分要用到高纯水冷却，例如其点火装置运行时就要

产生8兆瓦以上的热量，其中大部分需要由冷却水带走。

2、 重离子加速器：在原子物理、材料科学、生命科学、新

能源研究、天体物理等领域的研究具有重大意义。它在

运行时，其环形磁场线圈通电后产生的热量也需要高纯水

的冷却。

3、强磁中心：用于在强磁场条件下物质性质的研究。超强磁

铁运行时要产生20兆瓦以上的热量，都要用高纯水冷却。