表2 乙二醇与丙二醇物性对比表  
3.2 风机导风筒  
水冷本体及相关部分安装在塔筒内平台上，水冷本体与空气散热器通过不锈钢管道和软管连接 。塔筒外壁安装了悬空支架平台，空气散热器水平安装在该支架上，即空气散热器的进风与地平面垂直 。  
如图3，在空气散热器出风口增加导风筒，防止雨雪进入散热器而结冰 。另外，为防止电动机叶片表面结冰和电动机润滑油冰冻，在三个风筒上增加三个空气加热带，加热带与散热电动机互锁，电动机停止时加热带同时起动 。  
图3 空气散热器  
90°风道会增加空气散热器通风风阻，从而在选型风机时提高风压或选型芯体时降低风阻 。风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，为摩擦阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，为局部阻力 。局部阻力的公式：Z=ξν2ρ/2 。  
矩形风道：  
空气散热器总风量54000m3/h（即单个风筒风量为18000m3/h），矩形风道截面h为2.8m、宽度b为0.8m 。ξ—局部阻力系数，查表3得到：ξ=0.2；ν—风管内空气的平均流速，m/s；ρ—空气的密度，1.396Kg/m3 。矩形风道截面见图4 。  
图4 矩形风道截面示意图  
表3 90°矩形弯道局部阻力系数表  
风管内平均风速:增加矩形通风管道后增加局部阻力0.695Pa 。风量54000m3/h条件下，空气散热器芯体风阻130Pa 。  
风机风压=160Pa>130+0.695=130.695Pa，满足要求，且裕量非常大 。圆形风道：圆形风道截面示意图见图5：  
图5 圆形风道截面示意图  
圆形弯道局部阻力系数的计算：总风阻=27.1+130Pa=157.1Pa＜160Pa  
满足要求，但是裕量非常小，散热效果肯定不如矩形风筒 。  
综合以上得出增加矩形导风筒是合理的 。  
3.3 芯体集水盒内的加热器  
风雪可以不留任何死角的粘在空气散热器的四周，即使是进风的空气散热器底部 。为了避免冰冻引发堵塞，将细长型加热棒安装到散热器芯体集水盒内，开启加热棒和水冷自带加热器，能快速将散热器表面的冰雪融化 。  
整个系统总水量200L，冷却介质的密度为1030kg/m3，冷却介质在-30℃的比热约为3.5kJ/(kg×K)，需要30min内将冷却液由-30℃加热至5℃，加热功率为：  
水冷系统自带4KW电加热器，因此加热棒为10kW 。  
4 风场冷却效果验证  
在最热的7月和最冷的3月对变流器的冷却效果进行分析 。现场使用风电机组的SCADA系统记录每天60min数据，然后在办公软件office Excel中将数据合成为整月的图形，详情见图6、图7 。  
图6 7月冷却系统与变流器温度曲线  
从图6看出变流器的冷却效果良好，各项指标均在正常范围内，具体情况：入变流器冷却水温度最大值基本稳定在30℃,网侧/机侧模块温度最大值基本稳定在70℃,入变流器冷却水压力最小值大约是3.8bar,出变流器冷却水压力最小值基本稳定在1.1bar 。  
图7 3月冷却系统与变流器温度曲线  
从图7看出变流器冷却系统的防冻措施足以保障机组在严酷的极寒天气中稳健运行 。  
5 结论  
该项目变流器水冷系统的设计严格依据选型计算书且满足CE认证和欧盟环保要求 。通过风场的运行数据得知冷却效果良好，希望本文能给同行以借鉴 。  
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