CN103354235B - 晶闸管换流阀组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大功率电力电子整流和逆变装置，特别是一种用于高压直流输电、直流融冰设备、SVC等的晶闸管换流阀组件。该晶闸管换流阀组件包括阀模块和与之对应的电抗器，所述阀模块包括框架，所述阀模块和电抗器可拆的固定装配在一个矩形的框架式底座上并沿底座的左右方向分布，所述底座包括前边框、后边框、左边框、右边框和桥接在前、后边框之间的支撑梁，左、右边框的长度小于前、后边框的长度，并且左、右边框由铝型材构成，前、后边框中的一个由铝型材构成，另一个由绝缘材料制成。该晶闸管换流阀组件同时具备便于运输和便于现场装配的优点。

Description

晶闸管换流阀组件

技术领域

本发明涉及大功率电力电子整流和逆变装置，特别是一种用于高压直流输电、直流融冰设备、SVC等的晶闸管换流阀组件。

背景技术

晶闸管换流阀组件作为高压直流输电系统的核心部件，其发展和应用已经有多年的历史。

目前晶闸管换流阀组件主要有两种结构形式，一种是大框架式，另外一种是小模块式。大框架式阀组件将晶闸管级控制回路和水冷电抗器装配在一起，其主要存在以下弊端：第一，大框架式晶闸管换流阀组件采用边框铝型材和支撑绝缘子的固定方式，其整体尺寸较大，装配、转运、试验和运输相对比较困难；第二，大框架式晶闸管阀组件采用并联小口径水路设计，设计难度较大，水路接头多，漏水风险大，水路容易堵塞；第三，大框架式晶闸管换流阀组件所有水路接头都朝下并且位于底部，上层阀组件漏水很容易引起下层阀组件电气元件发生短路事故。小模块式晶闸管阀组件不含水冷电抗器，其主要存在以下弊端：第一，试验时需要额外设备将阀组件和水冷电抗器连接在一起，比较繁琐；第二，小模块式晶闸管阀组件虽然紧凑小巧，但是数量很多，现场阀塔安装工作量很大；第三，现场需要连接的分支水管较多，现场连接的水管接头较多，漏水几率相对较大。

公告号为CN201937444U的中国专利公开了一种晶闸管换流阀阀模块，该阀模块包括框架、阀段和水冷系统，阀段包括若干个晶闸管串联构成的晶闸管单元，水冷系统由一组水冷散热器和水管组成，晶闸管单元的每个晶闸管两侧都对应连接有一个水冷散热器，整体水冷系统分为至少两个并联连接的独立单元，每个单元都设有独立的进水口和出水口，并且每个单元中的进水口和出水口在不同的水冷散热器上。进水口与出水口之间连接有串接所有水冷散热器的串联水路。在该发模块中，由于采用了串并联水路设计，首先减少了水路结点和管路，并且优化了散热效果，从而可在一个阀模块上安装更多的晶闸管，另外，该发模块将阀段、晶闸管控制单元、阻尼电容单元等电器元件和水冷系统都集中在了一个框架上，各电气单元之间连接导线最短、各种电磁干扰降到了最小，因此能够在较小的工位上装配。加入能够将上述阀模块与换流阀组件的电抗器快速集成以形成晶闸管换流阀组件，则集成后形成的换流阀组件势必能够同时具备现有大框架式晶闸管换流阀组件和小框架式晶闸管换流阀组件的优点，既便于运输，又便于现场装配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既便于运输，又便于现场装配的晶闸管换流阀组件。

为了解决上述问题，晶闸管换流阀组件采用以下技术方案：晶闸管换流阀组件，包括阀模块和与之对应的电抗器，所述阀模块包括框架，所述阀模块和电抗器可拆的固定装配在一个矩形的框架式底座上并沿底座的左右方向分布，所述底座包括前边框、后边框、左边框、右边框和桥接在前、后边框之间的支撑梁，左、右边框的长度小于前、后边框的长度，并且左、右边框由铝型材构成，前、后边框中的一个由铝型材构成，另一个由绝缘材料制成。

所述阀模块和电抗器各有两个，两个电抗器位于底座的左右两端处，阀模块位于两个电抗器之间。

所述支撑梁由绝缘阻燃材料制成。

底座的相邻两边框之间设有斜撑。

所述阀模块包括晶闸管控制单元和水冷散热器，晶闸管控制单元封装在铝盒中并固定在相应的水冷散热器上。

在该晶闸管换流阀组件中，由于阀模块具有框架，其本身便是具备高集成度的部件，具备体积小的优点，另外，阀模块和电抗器均是可拆的固定装配在底座上，当运输的时候，仅需将阀模块和对应的电抗器卸下单独运输即可，从而可实现对晶闸管换流阀组件的方便运输；同时，在装配该换流阀组件本身时，仅需将阀模块和电抗器分别固定在底座上的相应位置处即可，当将该换流阀组件应用至阀塔时，由于底座的左、右边框为铝型材，前、后框架中的一个为铝型材，底座本身就可以起到高压屏蔽的作用，不需要再专门设置相应的屏蔽结构，从而也简化了对阀塔的装配过程，在实际使用的过程中，为了满足功率的需要，还可以在阀塔的同一层将两套该换流阀组件前后并排串联设置，这在一定程度上也为换流阀组件体积的减小提供了条件。综上所述，该晶闸管换流阀组件同时具备便于运输和便于现场装配的优点。

更进一步的，两个阀模块与电抗器的对称设置能够为冷却水管的排布提供方便，简化冷却水管的设计；斜撑起到加强底座的作用；将晶闸管控制单元独立封装在铝盒内固定在水冷散热器，不仅使控制单元到晶闸管门级的距离最小，而且铝盒不仅具有电磁屏蔽功能，而且具有防潮，防水，防潮，散热等功能，大大延长了晶闸管控制单元的使用寿命。

附图说明

图1是晶闸管换流阀组件的结构示意图；

图2是图1中的底座的结构示意图；

图3是图1中的阀模块的结构示意图。

具体实施方式

晶闸管换流阀组件的实施例，如图1-3所示，该晶闸管换流阀组件包括阀模块11和与之对应的电抗器12，阀模块11和电抗器12各有两个并且均是可拆的固定装配在一个框架式的底座13上，其中两个电抗器12位于底座13的左右两端处，阀模块11位于两个电抗器12之间。

底座13呈矩形，其包括前边框131、后边框132、左边框133、右边框134和桥接在前、后边框之间的支撑梁135，本实施例中，左边框133、右边框134、后边框132均采用铝型材制成，前边框131和支撑梁135采用绝缘材料制成，支撑梁135桥接在前、后边框之间，其前端与前边框131上所设的固定连接块14连接，后端通过支撑绝缘子15与后边框132固定连接在一起。另外，前边框131与左、右边框之间以及后边框与左、右边框之间分别设有斜撑16，斜撑16一方面将相应的边框连接在一起，另一方面起到加固底座13的作用。

阀模块11包括框架和固定装配在框架上的晶闸管111、晶闸管控制单元112、电容支架113、阻尼电容114、绝缘夹紧环115、阻尼电阻116、直流均压电阻117、水冷散热器118和PVDF水管119，其中框架包括U形绝缘梁17和铝支撑梁18，所述晶闸管控制单元112封装在相应的铝盒中并且固定在相应的散热器上，PVDF水管119互相串联后与一个主水管连接，阀模块11的结构为现有技术，此处不予赘述。

电抗器12为水冷电抗器，其与相应的阀模块之间通过铝软带19连接。

Claims (5)

1.晶闸管换流阀组件，包括阀模块和与之对应的电抗器，所述阀模块包括框架，其特征在于，所述阀模块和电抗器可拆的固定装配在一个矩形的框架式底座上并沿底座的左右方向分布，所述底座包括前边框、后边框、左边框、右边框和桥接在前、后边框之间的支撑梁，左、右边框的长度小于前、后边框的长度，并且左、右边框由铝型材构成，前、后边框中的一个由铝型材构成，另一个由绝缘材料制成，阀模块和电抗器设于底座的支撑梁上。

2.根据权利要求1所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于，所述阀模块和电抗器各有两个，两个电抗器位于底座的左右两端处，阀模块位于两个电抗器之间。

3.根据权利要求1所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于，所述支撑梁由绝缘阻燃材料制成。

4.根据权利要求1所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于，底座的相邻两边框之间设有斜撑。

5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于，所述阀模块包括晶闸管控制单元和水冷散热器，晶闸管控制单元封装在铝盒中并固定在相应的水冷散热器上。