CN103050203A - 一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻 - Google Patents

一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，所述阻尼电阻为绝缘材料制的内设有通道的阻尼件，所述阻尼件包括输入端输出端为耐腐蚀端的电阻丝体，所述电阻丝体设置于所述通道的轴线上，所述阻尼件底端设有排水口。本发明的阻尼电阻中的电阻丝体与冷却水直接接触，通过强迫方式使水循环，迅速达到冷却效果。此外，为了减小换流阀整体的体积，还创造性的将阻尼回路中两电阻合并于一个壳体中，简化了换流阀的结构。

Description

一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻
技术领域：
本发明涉及电力系统器件，更具体涉及一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻。
背景技术：
特高压直流输电由于在远距离、大容量输电工程中展现了独特的优势，故是解决我国能源分布不均和优化资源配置的有效途径。目前已投入工程运行的特高压直流换流阀均采用晶闸管换流技术，从上世纪中叶至今晶闸管研究和制造已趋于成熟，但受其功率因素的限制，单个晶闸管的耐压能力相较于特高压工程的电压等级依旧相差甚远，所以在工程中使用的晶闸管阀需要由大量的晶闸管器件串联构成。由于构成阀的各个晶闸管很难具有完全一致的电气特性，所以实现串联晶闸管器件的均压便成为了晶闸管阀必须解决的问题。而并联于各晶闸管两端阻尼回路，很好的解决了晶闸管阀关断过程中的均压问题。阻尼电容在保障串联各晶闸管两端电压均衡同时其自身也积累了一定的能量，大部分都会消耗在与之串联的阻尼电阻上，且以脉冲的性质释放。因此，阻尼电阻需要具备良好脉冲功率耐受能力以及散热性。目前投入使用的换流阀阻尼电阻大多采用间接水冷方式，首先将热量传至与阻尼电阻接触的散热器表面，后由散热器内部循环冷却水将热量带走。
发明内容：
本发明的目的是提供一种用于特高压直流换流阀的一体化直接水冷阻尼电阻，电阻丝体与冷却水直接接触，通过强迫方式使水循环，迅速达到冷却效果。此外，为了减小换流阀整体的体积，还创造性的将阻尼回路中两电阻合并于一个壳体中，简化了换流阀的结构。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，所述阻尼电阻为绝缘材料制的内设有通道的阻尼件，所述阻尼件包括输入端输出端为耐腐蚀端的电阻丝体，设置在所述阻尼件两侧所述两电阻端子经所述耐腐蚀端与电阻丝体连接；所述通道呈螺旋形，所述电阻丝体设置于所述通道的轴线上，所述阻尼件底端设有排水口。
本发明提供的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，所述通道转角处有弧度。
本发明提供的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，所述电阻丝体分为电阻丝体1和电阻丝体2，所述最外层通道的轴线上放置电阻丝体1，所述剩余部分通道的轴线上放置电阻丝体2，所述电阻丝体2呈螺旋形；
所述电阻丝体1两端通过带孔密封垫与所述耐腐蚀端连接；
所述电阻丝体2两端通过焊接与所述耐腐蚀端连接。
本发明提供的另一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，所述电阻丝体包括电阻带和电阻丝，所述电阻带表面光滑并分成若干等距段，在每个分段处两侧对称设有绝缘塑料突起，所述电阻带上下沿设有等距不对称凹槽，所述电阻带两端设有小孔；
所述电阻丝表面镀上一薄层绝缘包络线，并沿着电阻带的上下沿凹槽、均匀倾斜缠绕于长方形绝缘塑料电阻带上，所述电阻丝两端分别固定在电阻带两的小孔上。
本发明提供的再一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，所述电阻丝体1连接的耐腐蚀端与至少一块耐腐蚀端经贴合、固定和/或压紧形成密封。
本发明提供的再一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，在所述电阻丝体2连接的耐腐蚀端的顶端设置一个半圆型中空不锈钢金属罩，将电阻丝体2中的电阻丝与耐腐蚀端的焊接点置于金属罩内，在所述耐腐蚀端上开孔并通过阻尼件外部的螺栓固定在通道内。
本发明提供的又一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，所述绝缘塑料阻尼件通过焊接绝缘塑料阻尼件壳体和绝缘塑料面板密封而成。
本发明提供的又一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，所述电阻丝体1和电阻丝体2通过串联方式水冷。
本发明提供的又一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，所述阻尼件底端的两个排水口分别为出水口和入水口。
本发明提供的又一优选的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：所述耐腐蚀端为刀把式结构。
由于采用了上述技术方案，本发明得到的有益效果是：
1、本发明中通过采用将阻尼电阻与冷却水直接接触的冷却方式，较大程度提升了冷却的效果；
2、本发明中通过将两电阻合并于一个阻尼件的方式，节省了特高压直流换流阀换流阀内部空间，简化了内部结构，减小了阀总体积；
3、本发明中通过采用螺旋型类似于“蚊香”结构的水道，转角地方均有明显弧度，不存在突兀的拐点，使得水冷阻尼电阻流阻小，使得水流通畅，死角少，不易发生堵塞；
4、本发明通过采用焊接方式完成电阻壳体密封，简便易行，节省成本；
5、本发明中通过电阻丝体两端均装设了耐腐蚀端，并将连接处密封的方式，实现电阻丝与完全水隔离，有效防止了电阻丝在冷却水中发生电化学反应；
6、本发明中通过将电阻丝倾斜缠绕于电阻件后嵌夹于一体化水冷电阻水道中的方式，增加了电阻丝与冷却水的接触面积，降低了对冷却水的阻力，达到了更好的冷却效果，提供了简单便捷的固定方式；
7、本发明中通过在电阻丝表面镀绝缘包络线，既能保证良好的冷却效果，又有效防止电阻丝在冷却水中发生电化学反应，保障了使用寿命；
8、本发明中电阻丝体2采用两侧对称单侧均为似字母“Ω”结构，有助于自身在水道中的固定，有助于降低对冷却水阻力，有助于提高水冷效果；
9、本发明中电阻带分为若干段，便于电阻丝的缠绕，稳固电阻丝的形态。
10、本发明中耐腐蚀端通过外阻尼件外的螺栓进行固定，既起到了引出电阻端子的作用，还能够对耐腐蚀端提供一定的保护；
11、本发明中通过采用金属罩屏蔽电阻丝与耐腐蚀端焊点方式，有效的保护了电阻与耐腐蚀端连接点。
附图说明
图1为本发明阻尼电阻结构示意图；
图2为本发明电阻丝侧面示意图；
图3为本发明的刀把式耐腐蚀端示意图；
图4为本发明电阻丝体1与耐腐蚀端连接示意图；
图5为本发明的电阻丝体2的耐腐蚀端侧面示意图；
其中，1-阻尼件，2-通道，3-电阻丝体，4-刀把式耐腐蚀端，5-电阻端子，6-水口，7-电阻带，8-小孔，9-突起，10-凹槽，11-密封垫，12-金属罩，13-焊点，。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本例的发明的所述通道呈螺旋形，所述电阻丝体设置于所述通道的轴线上，所述阻尼件底端设有排水口。
阻尼电阻为绝缘塑料制备的内设有通道2的阻尼件1，阻尼件1包括输入端输出端为耐腐蚀端4的电阻丝体3，设置在所述阻尼件两侧所述两电阻端子5经所述耐腐蚀端4与电阻丝体3连接；所述通道2呈螺旋形，这种结构的沟道2为流线型，转角地方均有明显弧度，不存在突兀的拐点。所述电阻丝体3设置于所述通道2轴线上，电阻丝体3分为电阻丝体1和电阻丝体2，所述最外层通道2轴线上放置电阻丝体1，电阻丝体1绕置于带有电阻带7上，以便将其固定于水道2中。由于电阻丝直径较小，通过采用电阻率高的冷却水和其两端的耐腐蚀端，能够保障其使用寿命，所述剩余部分通道2轴线上放置电阻丝体2，所述电阻丝体2两侧对称单侧均为似字母“Ω”结构，整体放置呈螺旋形，将阻尼回路中两电阻丝体3放入同一个阻尼件中的方式，简化了阻尼回路，节省了换流阀内部空间；此外将两电阻丝体置于同一水路中，间隔一段距离，通过串联方式水冷，简化了冷却回路，节省了成本。所述耐腐蚀端4焊接在电阻丝首尾端上，所述壳体底端设有两个水口6，分别为冷却水的进、出口。工作中冷却水从入水口以适当流量进入阻尼件中，直接与因消耗能量而发热的电阻丝体3接触，迅速带走电阻丝产生的热量，然后从出水口流出，冷却效果较通过散热器带走电阻热量的方式要优良很多。缘塑料阻尼件1通过焊接绝缘塑料阻尼件壳体和绝缘塑料面板密封而成，分别将阻尼件壳体和面板固定，然后通过高温平板对塑料进行加热至其融化后，施加外力将融化后的壳体和面板压紧一段时间，达到密封效果。
如图2所示，电阻丝体1包括电阻带7和电阻丝，所述电阻带7表面光滑并分成若干等距段，在每个分段处两侧对称设有绝缘塑料突起9，以便能够让电阻带7通过其两侧的突起9嵌夹于水冷电阻通道2轴线上，同时固定电阻丝。所述电阻带7上下沿设有等距凹槽10且所述上下沿凹槽10相互错开，所述电阻带7首尾端设有小孔8。
由于一体化水冷电阻采用直接水冷方式，电阻丝与冷却水直接接触，电阻丝中流过电流时，冷却水中同样会有电流流过，将会导致电化学反应发生，电阻丝本身极细，电化学反应极易导致其断裂。为了防止电阻丝在冷却水中发生电化学反应，在电阻丝表面镀上一层极薄且导热优良的绝缘包络线，既使得电阻丝与水隔离，又能保障快速散热。且电阻丝沿着电阻带的上下沿凹槽10、均匀倾斜缠绕于长方形绝缘塑料电阻带7上，降低电阻丝对冷却水的阻力。同时电阻丝首尾端分别固定在电阻带首尾端的小孔8上。
如图3所示，为防止电阻丝在冷却水中发生电化学腐蚀，电阻丝两端均装设了刀把式耐腐蚀端4，使得电化学反应发生在金属电极与水接触面上。所选用的刀把式耐腐蚀端4为结构分为刀身和刀柄。将电阻丝首、末端与刀把式耐腐蚀端4连接，刀把式耐腐蚀端4上开有孔洞，同时在外壳背部相应位置开个孔，通过外壳外部的螺栓从外壳背部的孔穿过耐腐蚀端的孔并固定子通道2中。该螺栓既起到了引出电阻端子的作用，还能够对耐腐蚀端提供一定的保护。
如图4所示，在刀把式耐腐蚀端4中部装有开孔的密封垫11，将电阻丝体1的电阻丝首末端分别置于密封垫孔洞中，然后与另外一块刀把式耐腐蚀端4贴合、固定、压紧，形成密封。如此便实现了电阻丝与冷却水的完全隔离，电化学反应将会在刀把式耐腐蚀端4与冷却水的接触面上发生，有效保护电阻丝体1中的电阻丝。
如图5所示，电阻丝体2的电阻丝两端分别通过焊接与刀把式耐腐蚀端4连接，并在刀把式耐腐蚀端4顶端设计一个半圆型中空不锈钢金属罩12，将电阻丝体2的电阻丝两端与刀把式耐腐蚀端4焊接而成的焊点13置于金属罩12内，金属罩12对外电场起到屏蔽作用，内部场强为零，不会存在电流，能有效防止电化学反应的发生。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：所述阻尼电阻为绝缘材料制的内设有通道的阻尼件，所述阻尼件包括输入端输出端为耐腐蚀端的电阻丝体，设置在所述阻尼件两侧所述两电阻端子经所述耐腐蚀端与电阻丝体连接；所述通道呈螺旋形，所述电阻丝体设置于所述通道的轴线上，所述阻尼件底端设有排水口。
2.如权利要求1所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：所述通道转角处有弧度。
3.如权利要求1所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：所述电阻丝体分为电阻丝体1和电阻丝体2，所述最外层通道的轴线上放置电阻丝体1，所述剩余部分通道的轴线上放置电阻丝体2，所述电阻丝体2呈螺旋形；
所述电阻丝体1两端通过带孔密封垫与所述耐腐蚀端连接；
所述电阻丝体2两端通过焊接与所述耐腐蚀端连接。
4.如权利要求3所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：所述电阻丝体1包括电阻带和电阻丝，所述电阻带表面光滑并分成若干等距段，在每个分段处两侧对称设有绝缘塑料突起，所述电阻带上下沿设有等距不对称凹槽，所述电阻带两端设有小孔；
所述电阻丝表面镀上一薄层绝缘包络线，并沿着电阻带的上下沿凹槽、均匀倾斜缠绕于长方形绝缘塑料电阻带上，所述电阻丝两端分别固定在电阻带两的小孔上。
5.如权利要求3所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：所述电阻丝体1连接的耐腐蚀端与至少一块耐腐蚀端经贴合、固定和/或压紧形成密封。
6.如权利要求3所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：在所述电阻丝体2连接的耐腐蚀端的顶端设置一个半圆型中空不锈钢金属罩，将电阻丝体2中的电阻丝与耐腐蚀端的焊接点置于金属罩内，在所述耐腐蚀端上开孔并通过阻尼件外部的螺栓固定在通道内。
7.如权利要求1所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：所述绝缘塑料阻尼件通过焊接绝缘塑料阻尼件壳体和绝缘塑料面板密封而成。
8.如权利要求3所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：所述电阻丝体1和电阻丝体2通过串联方式水冷。
9.如权利要求1所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：所述阻尼件底端的两个排水口分别为出水口和入水口。
10.如权利要求1所述的一种用于特高压直流换流阀的一体化水冷阻尼电阻，其特征在于：所述耐腐蚀端为刀把式结构。
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