CN104376940A - 一种用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器，包括电阻器本体和封盖；电阻器本体包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳内部的电阻丝；绝缘外壳内部设置有水道壁，相邻水道壁之间形成水道。和现有技术相比，本发明提供的用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器，将均为无感电阻的直流换流阀用阻尼电阻和取能电阻改进为与特殊设计的水道的配合；使得该电阻器功率大、额定流量低、散热效果好、水和耐受静态压力能力强，运行稳定性高，使得高压直流输电换流阀结构设计更加简单、总体布局更加简洁大方。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压直流设备，具体讲涉及一种用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器。
背景技术
据文献报道，较之高压交流输电，直流输电的优势日渐明显，比如输送相同功率时，线路造价更低、线路损耗小、适宜于海下输电、系统稳定等。作为直流输电中的重要设备之一的高压直流换流阀，已经在直流输电建设中被普遍应用，阻尼电阻和取能电阻是高压直流换流阀关键元器件。
而现有的高压直流换流阀用阻尼电阻和取能电阻的核心问题之一是：均压回路中的阻尼电阻和取能电阻运行功率大，冷却要求高，因此要求高压直流换流阀的散热性好，否则会由于温度过高，均压回路存在火灾隐患；长期高温下运行的器件，不但影响使用寿命，同时还会降低稳定性。
为解决上述问题，对投入使用的工程项目一般采用阻尼电阻和取能电阻直接水冷的方式散热，对水冷却流量和温度的要求较高，且效果不理想，并且也加重了运行成本。
对输电容量更大的特高压直流换流阀，上述问题将更加突出。此外，随着电网的不断发展，高压直流输电工程建设的需求也越来越大，因此，如何改进高压直流换流阀中的阻尼电阻和取能电阻的散热效果，并在满足高压直流换流阀中的阻尼电阻和取能电阻的散热要求的同时，降低整个直流工程的运行成本，提高直流换流阀运行稳定性，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器，该电阻采用将均为无感电阻的直流换流阀用阻尼电阻和取能电阻一体化组合型的设计，采用接触式直接水冷的方式冷却。该电阻功率大、额定流量低、散热效果好、耐受静态压力能力强，运行稳定性高，使高压直流输电换流阀结构设计更加简单、总体布局更加简洁大方。
一种用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器，所述水冷电阻器包括阻尼电阻丝和取能电阻丝，还包括电阻器本体和封盖；所述电阻器本体包括绝缘外壳；所述阻尼电阻丝和取能电阻丝设置在绝缘外壳内部；所述绝缘外壳内部设置有水道壁，相邻水道壁之间形成水道。
优选的，所述水道壁呈螺旋状盘绕在绝缘外壳内部，相邻水道壁之间形成水道。
优选的，所述阻尼电阻丝安装在水道壁上；所述取能电阻丝外部涂覆防腐蚀层，并安装在水道内。
优选的，所述绝缘外壳的下端板上设有进水口和出水口。
优选的，所述进水口连接所述水道的首端；所述出水口连接水道的末端。
优选的，所述下端板的、与所述绝缘外壳的侧壁同向的两侧均设有矩形固定板；所述矩形固定板上设有连接通孔。
优选的，两个所述侧壁上均设有取能电阻接线端子和阻尼电阻接线端子。
优选的，所述封盖上设有封盖水道壁，且相邻的所述封盖水道壁之间形成封盖水道；所述封盖与所述电阻器本体配合时，所述水道壁与所述封盖水道壁重合。
优选的，所述水道的横截面为U形，所述水道的横截面积为150mm2。
优选的，所述进水口和所述出水口均采用尺寸为G3/8的标准接口。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器，通过设置电阻器本体与封盖，电阻器本体包括绝缘外壳和设置在绝缘外壳内部的电阻丝；并通过在绝缘外壳内部设置有水道壁，相邻水道壁之间形成水道；将均为无感电阻的直流换流阀用阻尼电阻和取能电阻改进为一体化组合后的电阻器和与特殊设置的水道的配合；使得该电阻器功率大、额定流量低、散热效果好、耐受静态压力能力强，运行稳定性高，使得高压直流输电换流阀结构设计更加简单、总体布局更加简洁大方。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
1、本发明提供的技术方案将无感电阻的直流换流阀用阻尼电阻和取能电阻改进为一体化的组合结构，大大节省了高压直流换流阀的空间，提高了高压直流换流阀的使用效率。
2、本发明提供的技术方案中，将阻尼电阻丝和取能电阻丝分别直接安装在水道壁上和水道内，大大提高了高压直流换流阀的散热效果；从另一角度讲，减少了冷却水用量，从而降低了运行成本并使得高压直流输电换流阀结构设计更加简单、总体布局更加简洁。
3、本发明提供的技术方案中由于采用螺旋状水道盘绕在绝缘外壳，其内部无盲区，水道内的气泡易于排出，大大提高了安全性和稳定性。
4、本发明提供的技术方案将水道设计为150mm2的‘U’型大截面水道，由于水道截面足够大，从而保证了运行过程中存储水容量大，断水能力强。
5、本发明提供的技术方案，阻尼电阻、取能电阻均采用循环水直接冷却方式，电阻部分与水之间的热阻小，表面温度极低，改善了冷却效果。
6、本发明提供的技术方案，进出水口采用G3/8的标准接口，额定冷却水流量为4L/min，能应用于低流量小水口换流阀模块，安装和检修方便。
7、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器的电阻器本体的结构示意图。
图2是本发明的用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器的封盖的结构示意图。
图3是本发明的用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器的侧视图。
图4是本发明的用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器的底部结构示意图。
图5是本发明的用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器的电阻器本体和封盖组装后的正视图。
其中，1—电阻器本体、2—水道、3—水道壁、4—矩形固定板、41—连接通孔、5—进水口、6—出水口、7—绝缘外壳、71—取能电阻接线端子、72—阻尼电阻接线端子、8—封盖、81—封盖水道、82—封盖水道壁、83—封盖绝缘外壳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，高压直流换流阀的水冷电阻器包括电阻器本体1和封盖8，其中，电阻器本体1为矩形，电阻器本体1的外壳为绝缘外壳7，在绝缘外壳7的内部设置有水道壁3和电阻丝(未在图中显示)，电阻丝采用含一定比例的镍铬合金丝，具有温度系数低、加工难度低、耐腐蚀能力强等特点；相邻的水道壁3之间形成水道2，其中，绝缘外壳为PVDF材料。
水道壁3呈螺旋状盘绕在绝缘外壳7内，最外圈的水道壁3周围安装有固定卡扣31，相邻的水道壁3之间形成水道2，水道2的横截面为U形，以保证水在水道2内流动顺滑、无滞留；水道2的横截面积为150mm2的大截面水道，使得运行过程中存储水容量大并且断水能力强。
设置在绝缘外壳7内部的电阻丝包括阻尼电阻丝和取能电阻丝(未在图中显示)，其中，阻尼电阻丝由于其横截面足够粗的特性，直接盘绕在水道壁3上；而取能电阻丝由于其横截面较细，耐腐蚀能力差，因此，在取能电阻丝上覆盖绝缘层，并将覆盖有绝缘层的阻尼电阻丝安装在水道2内。
封盖8的外壳为绝缘外壳83，封盖8的内部设有与电阻器本体1的绝缘外壳7内的水道2相应的由封盖水道壁82盘绕形成的封盖水道81。
如图3所示，绝缘外壳7的两侧均设置有上下分布的取能电阻接线端子71和阻尼电阻接线端子72，以实现电阻器本体1与其他电器的有效连接。
如图4所示，绝缘外壳7的底部设置有进水口5和出水口6，进水口5和出水口6均采用G3/8的标准接口，额定冷却水流量为4L/min，电阻额定功率运行工况下，断水能力可达12s。
绝缘外壳7的底部两侧还设有矩形固定板4,矩形固定板4上设置有连接通孔41。
如图5所示，安装本电阻器时，首先将电阻器本体1和封盖8通过模具注塑等方式浇铸而成，然后将阻尼电阻丝和覆盖有绝缘层的取能电阻丝按上述方式分别安装于水道壁3上和水道2内；再将封盖8通过热焊接方式电阻器本体1密封为一体，此时，封盖8内的水道壁82与电阻器本体1内的水道壁3完全无缝隙重合，水道2与封盖水道81一起形成密封水道，使得不导电的水流通过；然后通过矩形固定板4上的连接通孔41将组装后的电阻器固定于绝缘支撑支架上，并将提供水的水道与进水口5和出水口6用水接头螺纹连接，以满足低流量管路连接要求，同时耐水压能力强，可以长期承受1.6MPa工作水压；通径大，流阻小；自密封性能强、抗震性能良好，安装方便，可保证长时间、高可靠工作，同时在使用时接头可快速分离，以方便设备的更换维修。
其中，为保证封闭水道中的水流动无盲区，可在宽间隙通道(或进出口流道形成的宽间隙特殊结构中)增加了隔离挡板，保证在宽间隙通道(或进出口流道形成的宽间隙特殊结构中)光滑，流体流动顺畅、无滞留、无死区以及介质中固体颗粒物或悬浮物的沉积、堵塞通道等现象的发生。
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，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于高压直流换流阀的新型水冷电阻器，所述水冷电阻器包括阻尼电阻丝和取能电阻丝，其特征在于，
还包括电阻器本体和封盖；
所述电阻器本体包括绝缘外壳；
所述阻尼电阻丝和取能电阻丝设置在绝缘外壳内部；
所述绝缘外壳内部设置有水道壁，相邻水道壁之间形成水道。
2.如权利要求书1所述的水冷电阻器，其特征在于，所述水道壁呈螺旋状盘绕在绝缘外壳内部，相邻水道壁之间形成水道。
3.如权利要求书1所述的水冷电阻器，其特征在于，所述阻尼电阻丝安装在水道壁上；所述取能电阻丝外部涂覆防腐蚀层，并安装在水道内。
4.如权利要求书1所述的水冷电阻器，其特征在于，所述绝缘外壳的下端板上设有进水口和出水口。
5.如权利要求书4所述的水冷电阻器，其特征在于，所述进水口连接所述水道的首端；所述出水口连接水道的末端。
6.如权利要求书4所述的水冷电阻器，其特征在于，所述下端板的、与所述绝缘外壳的侧壁同向的两侧均设有矩形固定板；所述矩形固定板上设有连接通孔。
7.如权利要求书6所述的水冷电阻器，其特征在于，两个所述侧壁上均设有取能电阻接线端子和阻尼电阻接线端子。
8.如权利要求书1所述的水冷电阻器，其特征在于，所述封盖上设有封盖水道壁，且相邻的所述封盖水道壁之间形成封盖水道；所述封盖与所述电阻器本体配合时，所述水道壁与所述封盖水道壁重合。
9.如权利要求书1所述的水冷电阻器，其特征在于，所述水道的横截面为U形，所述水道的横截面积为150mm2。
10.如权利要求书4所述的水冷电阻器，其特征在于，所述进水口和所述出水口均采用尺寸为G3/8的标准接口。
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2014
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