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

1. 水冷空調柜、2. 移相變壓器、3. 功率單元柜、4控制柜、5. 循環純水冷卻柜

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柜兩部分，如圖3、 4所示，其中水冷空調柜用來冷卻移相變壓器，即通過強迫風冷方式將變壓器產生熱量攜帶到風道中，集中收集后的熱風通過熱交換器，將熱量傳遞給熱交換器管道中的冷卻水進行降溫，降溫后的冷風回到變壓器柜，使得變壓器柜內的溫度維持在一定的范圍內。同時，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環境溫度（熱交換器出風口溫度）維持在40℃以下，從而保證變頻器穩定運行環境。

特點：

• 冷源水流經管路設有儀表監測參數，準確顯示循環水溫度、流量參數；

• 熱交換器頂部處設排氣閥，底部處設有排水閥門，能夠將循環水排凈，防止凍裂；

• 風機入口位置和熱交換器出風口位置分別設置溫度變送器，實時監測變壓器運行環境溫度。

• 移相變壓器本體原邊繞組、副邊繞組風筒內均設有PT100溫度傳感器，實時監控變壓器繞組風道內溫度。

變壓器柜

2.功率單元柜

功率單元散熱方式：采用水冷為主，風冷為輔的散熱方式

功率單元柜

方案與特點

單元冷卻水管采用并聯接入方式，保證流量均勻分布；

獨立的單元電解電容散熱風道，電容運行溫度低、壽命長；

采用疊層母排設計，寄生電感小、單元結構緊湊；

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.循環純水冷卻機組

循環原理圖

工作原理

冷卻水在主循環泵的驅動下，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入換熱器設備進行熱量交換，降溫后的冷卻水回流至主循環泵的進口，形成一個封閉的循環冷卻系統。系統控制模塊根據預設的冷卻水溫度值自動調節換熱比例，從而精確地控制水的溫度。

根據冷卻容量、現場環境條件的不同，系統可以采用水—水、水—風等各種二次熱交換形式將熱量釋放到環境中。

因高壓變頻器是在高壓的環境下運行，冷卻水必須具備*的電阻率，因此在主循環冷卻回路上并聯了去離子水處理旁路，一定比例的冷卻水流經離子交換器，不斷去除設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生的體積變化，系統中設置了緩沖罐及補水裝置。

循環純水冷切機柜

特點：

• 管道回路中的所有器件均采用不銹鋼材質，防腐性好；

• 主循環泵采用冗余設計，可在線更換與維修。

•  獨立的去離子水處理旁路裝置；

• 獨立的PLC監控系統可實現遠程控制。

• 全面的預警保護功能。例如：漏水監控與報警、凝露監控與控制、水的恒溫控制與水溫高報警、水的電導率監控與報警等等。

5.現場運行條件

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

• 安裝于獨立的封閉空間，根據變頻器容量大小配備散熱空調。空調功率選擇公式：

        P空調=（P變頻器（kVA）*0.5%）/2.5，單位匹。

• 現場提供5-32℃冷卻水源，其流量與變頻器容量有關。如無冷卻水源，供貨時可提供二次水冷卻設備。

水冷變頻器水循環系統包括內水循環系統和外水循環系統兩部分。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稱為內水循環系統，又稱一次循環，即水冷柜中恒定壓力和流速的去離子水源源不斷地流經板式換熱器進行熱交換，換熱后再進入變頻器功率單元帶走熱量，溫升水流回至主循環泵的進口，通過電動三通閥調節進入板式換熱器的流量，達到精確控制純水冷卻裝置中冷卻水溫度的目的。同時一部分水會通過離子交換器進行離子交換，以達到滿足要求的去離子水。

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

方案1  現場提供滿足條件外水

外水水質及溫度要求：

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，工作流體熱量經過盤管散入流過盤管中的水。同時機組外的空氣從側面上的進風格柵進入，與水的流動方向垂直，橫向流經盤管一小部分水蒸發而吸走熱量，熱濕空氣由冷切塔頂部的水落入底部水盤，由水泵再循環至水分布系統經過通風機排出到大氣中。其余的水落入底部水盤，由水泵再循環至水分布系統經過預冷填料又回淋到盤管上。

方案3 采用精密冷水機

系統工作原理：冷切系統主要由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、板式換熱器、冷切風機、水箱、內水循環泵、外水循環泵等組成。一方面，水箱中的冷水通過外水循環泵訊循環流入水冷柜的外水進水管，在水冷柜內的板式換熱器中進行熱量交換后流回水箱，達到降低水冷柜內水溫度目的；另一方面，流回水箱的熱水通過制冷系統中的板式換熱器與低溫制冷劑進行熱量交換，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機與周圍環境進行熱量交換，降低溫度。