CN103632986A - 一种组装晶闸管阀串的装置及方法 - Google Patents

一种组装晶闸管阀串的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种组装晶闸管阀串的装置，采用激光几何测量系统和电动同步液压空心千斤顶对晶闸管阀串进行组装，首先通过激光几何测量系统将晶闸管和散热器定位，然后使用电动同步液压空心千斤顶将晶闸管和散热器挤压至额定工作位置。缓慢释放千斤顶压力，使碟形弹簧产生的压力确保晶闸管和散热器保持在工作状态。和现有技术比，本发明提供的组装晶闸管阀串的装置及方法，确保了晶闸管和散热器的准确定位，由测量系统控制电动液压千斤顶施加载荷，使整个压接过程处于缓慢匀速施压状态，力传导更均匀。

Description

一种组装晶闸管阀串的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种组装晶闸管阀串的装置，具体讲涉及一种组装晶闸管阀串的装置及方法。
背景技术
直流输电最核心的技术集中于换流站设备，换流站实现了直流输电工程中直流和交流相互能量转换，除在交流场具有交流变电站相同的设备外，还有以下特有设备:换流阀、控制保护系统、换流变压器、交流滤波器和无功补偿设备、直流滤波器、平波电抗器以及直流场设备，而换流阀是换流站中的核心设备，其主要功能是进行交直流转换，从最初的汞弧阀发展到现在的电控和光控晶闸管阀，换流阀单位容量在不断的增大。
晶闸管阀组件，如图1所示，包括晶闸管阀堆、RC回路、机械夹件支架及绝缘子、晶闸管阀组件内水路和高电位电子单元（TE板）。其中，晶闸管阀堆是由两串晶闸管阀串反并联组成，每串晶闸管阀串是由n个晶闸管与散热器交叉串联叠装组成。由于晶闸管器件本身特殊的内部构造，要通过大电流时，为降低接触热阻，减少发热，必须在其两端面施加足够大的压力。
晶闸管，如图2所示，其外形为圆饼形，圆饼形IGBT与其结构相似，上、下两端面有用于安装使用的定位销孔。组装时由散热器与晶闸管交叉相互叠装，在散热器和晶闸管之间用定位销用来确保散热器与晶闸管同心，如图3所示，通过一侧的碟形弹簧变形产生压力，使整串阀体工作在额定状态。
在组装过程中，由于阀串需要承受较大压力，通常为几十kN或者更大。如果散热器及晶闸管中心不在同一直线，伴随着不断增加的压力，极有可能将阀串崩断。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种组装晶闸管阀串的装置及方法，确保了晶闸管和散热器的准确定位，由测量系统控制电动液压千斤顶施加载荷，使整个压接过程处于缓慢匀速施压状态，力传导更均匀。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供的一种组装晶闸管阀串的装置，所述装置包括激光几何测量单元和电动同步液压空心千斤顶，所述激光几何测量单元的激光接收器与所述电动同步液压空心千斤顶的控制器通过信号连接；所述晶闸管阀串包括在竖直设置的绝缘拉杆上由上而下分别水平设置的上端机械夹件、碟形弹簧、晶闸管、散热器和下端机械夹件，所述晶闸管和散热器间隔叠加排列；其改进之处在于，所述上、下端机械夹件的水平面上分别设有激光几何测量单元的激光接收器，所述散热器的侧面分别设有激光几何测量单元的激光发射器和激光接收器，所述电动同步液压空心千斤顶设置在所述上、下端机械夹件的内侧并且压紧所述碟形弹簧、晶闸管和散热器。
其中，所述散热器为方形，其相邻两侧面各设有一对所述激光发射器和激光接收器，并且所述激光发射器和激光接收器形成L型立面。
其中，所述上、下端机械夹件的水平面上设置激光接收器的数量大于等于3。
其中，所述上、下端机械夹件设置的激光接收器中分别最少有3个激光接收器同时接收到所述激光几何测量单元中以重力为基准设置的水平激光发射器发射的信号。
其中，所述晶闸管为圆饼形。
其中，或为圆饼形IGBT。
其中，所述上、下端机械夹件通过紧固螺母固定。
其中，所述上端机械夹件与碟形弹簧之间设有顶紧螺栓。
本发明基于另一目的提供的组装晶闸管阀串的方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：
1、首先，以重力为基准安装水平激光发射器和绝缘拉杆，同时将下端机械夹件水平设置在绝缘拉杆的一端，并在下端机械夹件的水平面上布置激光接收器；
2、水平激光发射器发射激光平面，调整下端机械夹件的紧固螺母，直至下端机械夹件上的三个接收器能同时接收到激光信号；
3、在绝缘拉杆的另一端设置与下端机械夹件相互平行的上端机械夹件，并在上端机械夹件的水平面上布置激光接收器，同时通过调整上端机械夹件的紧固螺母，使上端机械夹件上的三个接收器能同时接收到激光信号；
4、在上、下端机械夹件之间间隔叠加排列晶闸管和散热器，形成晶闸管阀串，并在上端机械夹件与晶闸管阀串之间设置碟形弹簧；
5、在方形散热器相邻的侧面上均安装激光发射器和激光接收器，并形成L形立面；同时确保散热器同心且相互平行，则每个散热器的激光接收器都保持在同一平面内；
6、使用电动同步液压空心千斤顶沿晶闸管与散热器中心线的方向压紧晶闸管阀串；在晶闸管阀串达到额定工作位置后，将顶紧螺栓拧至与顶压端接触；
7、缓慢释放电动同步液压空心千斤顶的压力，同时碟形弹簧由于变形产生的压力代替电动同步液压空心千斤顶产生的压力，使晶闸管阀串保持在工作状态；至此晶闸管阀串组装结束。
其中，所述步骤6，在电动同步液压空心千斤顶工作过程中，散热器上的激光接收器输出信号至电动同步液压空心千斤顶的控制器，通过控制器控制电动同步液压空心千斤顶的行程量工作；当其中任一散热器由于偏心而使激光接收器脱离平面后，控制器立即发出指令停止电动同步液压空心千斤顶工作。
与现有技术比，本发明达到的有益效果是：
1、采用激光测量技术，包含上下端机械夹件的水平平行度测量，晶闸管两端散热器平面平行度测量代替传动的水平仪、卡尺、直角尺测量，提供更高精度。
2、由测量系统控制电动液压千斤顶施加载荷，使整个压接过程处于缓慢匀速施压状态，力传导更均匀。
3、减少了人员投入，提高生产效率。
4、避免了顶紧螺栓在较大压力下，螺纹副之间因摩擦阻力过大而无法拧入的问题。
附图说明
图1是：晶闸管阀组件的结构示意图；
图2是：晶闸管的结构示意图；
图3是：晶闸管阀串的结构示意图；
图4是：本发明提供的组装晶闸管阀串的装置的激光几何测量单元的结构示意图；
图5是：本发明提供的组装晶闸管阀串的装置的激光几何测量单元的激光测量平面度原理图；
图6是：本发明提供的晶闸管阀串组装方法的流程图。
其中：1、上端机械夹件；2、弹簧导轨；3、碟形弹簧；4、晶闸管；5、散热器；6、定位销；7、下端机械夹件；8、定位螺母。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本实施例以组装晶闸管阀串的装置为例，如图4至图5所示，本发明实施例提供的组装晶闸管阀串的装置包括激光几何测量单元和电动同步液压空心千斤顶，激光几何测量单元的激光接收器与电动同步液压空心千斤顶的控制器通过信号连接；晶闸管阀串包括在竖直设置的绝缘拉杆上由上而下分别水平设置的上端机械夹件、碟形弹簧、晶闸管、散热器和下端机械夹件，晶闸管和散热器间隔叠加排列；上、下端机械夹件的水平面上分别设有3个激光接收器，并且3个激光接收器同时接收到激光几何测量单元中以重力为基准设置的水平激光发射器发射的信号；方形散热器的相邻两侧面各设有一对激光发射器和激光接收器，并且激光发射器和激光接收器形成L型立面；电动同步液压空心千斤顶设置在上、下端机械夹件的内侧并且压紧碟形弹簧、晶闸管和散热器。
其中，晶闸管为圆饼形；或为圆饼形IGBT。
其中，上、下端机械夹件通过紧固螺母固定；上端机械夹件与碟形弹簧之间设有顶紧螺栓。
本发明基于另一目的提供的组装晶闸管阀串的方法，如图6所示，包括下述步骤：
1、首先，以重力为基准安装水平激光发射器和绝缘拉杆，同时将下端机械夹件水平设置在绝缘拉杆的一端，并在下端机械夹件的水平面上布置激光接收器；
2、水平激光发射器发射激光平面，调整下端机械夹件的紧固螺母，直至下端机械夹件上的三个接收器能同时接收到激光信号；
3、在绝缘拉杆的另一端设置与下端机械夹件相互平行的上端机械夹件，并在上端机械夹件的水平面上布置激光接收器，同时通过调整上端机械夹件的紧固螺母，使上端机械夹件上的三个接收器能同时接收到激光信号；
4、在上、下端机械夹件之间间隔叠加排列晶闸管和散热器，形成晶闸管阀串，并在上端机械夹件与晶闸管阀串之间设置碟形弹簧；
5、在方形散热器相邻的侧面上均安装激光发射器和激光接收器，并形成L形立面；同时确保散热器同心且相互平行，则每个散热器的激光接收器都保持在同一平面内；
6、使用电动同步液压空心千斤顶沿晶闸管与散热器中心线的方向压紧晶闸管阀串；在晶闸管阀串达到额定工作位置后，将顶紧螺栓拧至与顶压端接触；
7、缓慢释放电动同步液压空心千斤顶的压力，同时碟形弹簧由于变形产生的压力代替电动同步液压空心千斤顶产生的压力，使晶闸管阀串保持在工作状态；至此晶闸管阀串组装结束。
其中，所述步骤6，在电动同步液压空心千斤顶工作过程中，散热器上的激光接收器输出信号至电动同步液压空心千斤顶的控制器，通过控制器控制电动同步液压空心千斤顶的行程量工作；当其中任一散热器由于偏心而使激光接收器脱离平面后，控制器立即发出指令停止电动同步液压空心千斤顶工作。
最后应当说明的是：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的说明，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，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种组装晶闸管阀串的装置，所述装置包括激光几何测量单元和电动同步液压空心千斤顶，所述激光几何测量单元的激光接收器与所述电动同步液压空心千斤顶的控制器通过信号连接；所述晶闸管阀串包括在竖直设置的绝缘拉杆上由上而下分别水平设置的上端机械夹件、碟形弹簧、晶闸管、散热器和下端机械夹件，所述晶闸管和散热器间隔叠加排列，
其特征在于，所述上、下端机械夹件的水平面上分别设有激光几何测量单元的激光接收器，所述散热器的侧面分别设有激光几何测量单元的激光发射器和激光接收器，所述电动同步液压空心千斤顶设置在所述上、下端机械夹件的内侧并且压紧所述碟形弹簧、晶闸管和散热器。
2.如权利要求1所述的组装晶闸管阀串的装置，其特征在于，所述散热器为方形，其相邻两侧面各设有一对所述激光发射器和激光接收器，并且所述激光发射器和激光接收器形成L型立面。
3.如权利要求1所述的组装晶闸管阀串的装置，其特征在于，所述上、下端机械夹件的水平面上设置激光接收器的数量大于等于3。
4.如权利要求3所述的组装晶闸管阀串的装置，其特征在于，所述上、下端机械夹件设置的激光接收器中分别最少有3个激光接收器同时接收到所述激光几何测量单元中以重力为基准设置的水平激光发射器发射的信号。
5.如权利要求1所述的组装晶闸管阀串的装置，其特征在于，所述晶闸管为圆饼形。
6.如权利要求5所述的组装晶闸管阀串的装置，其特征在于，或为圆饼形IGBT。
7.如权利要求1所述的组装晶闸管阀串的装置，其特征在于，所述上、下端机械夹件通过紧固螺母固定。
8.如权利要求1所述的组装晶闸管阀串的装置，其特征在于，所述上端机械夹件与碟形弹簧之间设有顶紧螺栓。
9.如权利要求1～8中任一权利要求所述的组装晶闸管阀串的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
（1）首先，以重力为基准安装水平激光发射器和绝缘拉杆，同时将下端机械夹件水平设置在绝缘拉杆的一端，并在下端机械夹件的水平面上布置激光接收器；
（2）水平激光发射器发射激光平面，调整下端机械夹件的紧固螺母，直至下端机械夹件上的三个接收器能同时接收到激光信号；
（3）在绝缘拉杆的另一端设置与下端机械夹件相互平行的上端机械夹件，并在上端机械夹件的水平面上布置激光接收器，同时通过调整上端机械夹件的紧固螺母，使上端机械夹件上的三个接收器能同时接收到激光信号；
（4）在上、下端机械夹件之间间隔叠加排列晶闸管和散热器，形成晶闸管阀串，并在上端机械夹件与晶闸管阀串之间设置碟形弹簧；
（5）在方形散热器相邻的侧面上均安装激光发射器和激光接收器，并形成L形立面；同时确保散热器同心且相互平行，则每个散热器的激光接收器都保持在同一平面内；
（6）使用电动同步液压空心千斤顶沿晶闸管与散热器中心线的方向压紧晶闸管阀串；在晶闸管阀串达到额定工作位置后，将顶紧螺栓拧至与顶压端接触；
（7）缓慢释放电动同步液压空心千斤顶的压力，同时碟形弹簧由于变形产生的压力代替电动同步液压空心千斤顶产生的压力，使晶闸管阀串保持在工作状态；至此晶闸管阀串组装结束。
10.如权利要求7所述的晶闸管阀串组装方法，其特征在于，所述步骤（6），在电动同步液压空心千斤顶工作过程中，散热器上的激光接收器输出信号至电动同步液压空心千斤顶的控制器，通过控制器控制电动同步液压空心千斤顶的行程量工作；当其中任一散热器由于偏心而使激光接收器脱离平面后，控制器立即发出指令停止电动同步液压空心千斤顶工作。
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