Активное фильтрокомпенсирующее устройство шкафного исполнения

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к конструктивным элементам общего назначения для активных фильтрокомпенсирующих устройств шкафного исполнения, а именно к вариантам выполнения, облегчающим охлаждение, вентиляцию или подогрев.
Станции с активными фильтрокомпенсирующими устройствами широко используются на удаленных объектах с длинными линиями, при питании от генераторов и т.д. Данные устройства обеспечивают возможность полного использования мощности генератора, снижение потерь от высших гармоник и реактивных токов.
Одной из наиболее распространенных причин отказа подобного оборудования являются проблемы в работе системы охлаждения. В связи с этим постоянно предлагаются различные конструктивные решения в данной области.
Из уровня техники известно устройство шкафа электротехнического оборудования с функциями рассеивания тепла [Pat. CN106654930, IPC H02B 1/24; H02B 1/46; H02B 1/56; H02J 13/00; H02J 3/18. Transformer distribution box with heat dissipation and remote control functions / Han Yongguang; applicant Guangdong zhongxing electric Switch Co Ltd. - Appl. No. CN2017142750; applied 20.01.2017; pub. date 10.05.2017.], которое содержит интеллектуальный контроллер, двухступенчатый автоматический выключатель, трансформатор тока, компенсатор реактивной мощности. Исполнение шкафа предполагает множество вентиляционных отверстий. Основным техническим результатом данной разработки является улучшение характеристик рассеивания тепла с использованием соответствующих датчиков и системы дистанционного управления и обнаружения неисправностей в соответствии с сигналом тока обратной связи по цепи.
Недостатками приведенного устройства является следующее:
- повышенная себестоимость конструкции за счет включения в нее системы интеллектуального контроля;
- повышенная вероятность выхода из строя устройства за счет использования дополнительных элементов конструкции;
- данное конструктивное исполнение, направленное в большей мере на пассивное охлаждение, не обеспечивает в достаточной мере безотказной работы в условиях низкой температуры.
Известной является также конструкция для рассеивания тепла устройства фильтрации активной мощности [Pat. CN106376210, IPC H02J 3/01; H02J 3/18; H05K 7/20. Heat dissipation apparatus for pole-mounted power active filtering apparatus / Shu Guanlan ; applicant Livesine Electric (Shanghai) Co Ltd. - Appl. No. CN20151435132; applied 22.07.2015; pub. date 01.02.2017]. Активное фильтрующее устройство содержит корпус, модуль основной цепи и реактор, которые установлены в корпусе. Устройство для рассеивания тепла использует режим выхода сверху вниз и содержит впускные воздухозаборники, воздушную разделительную пластину, охлаждающие вентиляторы и воздуховыпускной узел, в котором изолирующая пластина расположена между модулем главной цепи и реактором, воздухозаборные узлы сообщаются с воздуховыпускным узлом через первую воздушную камеру и вторую воздушную камеру, а охлаждающие вентиляторы устанавливают с двух сторон для охлаждения в первой воздушной камере и второй воздушной камере. Устройство обладает преимуществами хорошего эффекта рассеивания тепла, интеллектуализации и т. д.
Недостатками данного устройства является следующее:
- повышенная себестоимость конструкции за счет создания двух зон охлаждения и дублирования элементов, обеспечивающий данный процесс;
- повышенная вероятность выхода из строя устройства за счет использования дополнительных элементов конструкции;
- данное конструктивное исполнение, предполагающее использование двух вентиляторов в зоне впуска воздуха, не обеспечивает в достаточной мере безотказной работы в условиях низкой температуры.
Известна конструкция, обеспечивающая повышение эффективности распределения тепловых потоков путем перепроектирования размещения вентиляторов электрического шкафа [Pat. CN 204205606, IPC H02J 3/18; H02M 7/00; H05K 7/20. Heat radiation system / Wu Min ; applicant Zhejiang Electric Co Ltd Tianan Electrical Group. - Appl. No. CN 20142612874 U; applied 22.10.2014; pub. date 11.03.2015]. Данная конструкция выбрана в качестве прототипа заявляемой полезной модели. Вентиляторы закреплены на боковой стенке шкафа. При их работе воздушный поток всасывается или выдувается изнутри шкафа, а циркуляционный воздушный поток, протекающий через силовые агрегаты статического генератора переменного тока, формируется в шкафу. Канал, направляющий воздух, содержит ветрозащитную разделительную пластину, которая снабжена множеством воздухоуправляющих отверстий, соответствующих силовым агрегатам.
Недостатками данного устройства является следующее:
- повышенная себестоимость конструкции за счет создания дополнительных зон охлаждения и отверстий, а также применения дополнительных охлаждающих устройств и фильтров;
- повышенная вероятность выхода из строя устройства за счет использования дополнительных элементов конструкции;
- повышенные габариты конструкции за счет выноса вентиляторов на стенку шкафа.
- конструктивное исполнение, не обеспечивает в достаточной мере безотказной работы в условиях низкой температуры, что является значительным недостатком решений с выносом вентиляторов на стенку шкафа.
Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение безотказной работы в условиях как в летнее, так и в зимнее время года.
Полезная модель характеризуется следующей совокупностью существенных признаков. Активное фильтрокомпенсирующее устройство шкафного исполнения включает в себя блок конденсаторов, реактор, по меньшей мере, один блок вентилятора, силовой блок. По меньшей мере, один блок вентилятора установлен в средней части шкафа на пути прохождения воздуха между силовым блоком и реактором, при этом вентилятор, входящий в данный блок, выполнен с возможностью регулировки частоты вращения.
Полезная модель объясняется, но не ограничивается сборочным чертежом активного фильтрокомпенсирующего устройства шкафного исполнения - вид спереди (фиг. 1); вид сзади (фиг. 2).
На изображениях представлены следующие позиции: шкаф, 1, реактор, 2, блок трубчатого электронагревателя, 3, панель электроники, 4, блок вентилятора, 5, силовой блок, 6, блок конденсаторов, 7, панель включения, 8, блок ограничителя перенапряжений, 9, блок трансформатора тока, 10, разъемные крепления элементов конструкции устройства 11.
Таким образом, расположение вентилятора в средней части шкафа на пути прохождения воздуха между силовым блоком и реактором обеспечивает его защиту от налипания снега при работе в зимних условиях, что предотвращает разбалансировку его ротора или полный выход из строя вентилятора, что, в свою очередь, повышает надежность работы активного фильтрокомпенсирующего устройства шкафного исполнения. Вентилятор также обогревается работающим силовым блоком, что является эффективным техническим решением для работы устройства при низких температурах. Выполнение вентилятора с возможностью регулировки частоты вращения обеспечивает корректировку необходимых условий теплоотвода как в летнее, так и зимнее время года.