CN104392986B - 一种晶闸管换流阀组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶闸管换流阀组件，包括托架，托架上的各个阀单元均包括阀段和电抗器组件，阀段包括相间设置的晶闸管和晶闸管散热器，换流阀组件还包括水冷系统，水冷系统包括通过并联设置的两支水路连通的主进水路和主回水路，左阀单元中的电抗器组件和晶闸管散热器串接于其中一个支水路上，右阀单元中的电抗器组件和晶闸管散热器串接于另一个支水路上，各个阀单元中的电抗器组件均设置有两个以上，各个阀单元中的电抗器组件依次并列的串接在对应的支水路上。各个阀单元中的两个以上的电抗器组件依次并列的串接在对应的支水路上，当冷却水流过支水路时，水压压降较小，不会额外增加换流阀组件的设计、制作成本。

Description

一种晶闸管换流阀组件

技术领域

本发明涉及一种晶闸管换流阀组件。

背景技术

晶闸管换流阀是直流输电工程的核心设备，换流阀主要由晶闸管、阻尼电容、均压电容、阻尼电阻、均压电阻、饱和电抗器、晶闸管控制单元等零部件组成，其中，晶闸管是换流阀的核心部件，其决定了换流阀的通流能力，通过将多个晶闸管元件串联可得到具有设定系统电压的晶闸管阀段。

在申请公布号为CN103354234A的中国发明专利申请中公开了一种晶闸管换流阀组件，包括托架，托架上布置有左右对称的左阀单元和右阀单元，每一个阀单元均包括电抗器组件和阀模块，阀模块包括阀段和阻尼电阻单元，阻尼电阻单元包括阻尼电阻和电阻散热器，阀段包括相间设置的晶闸管和晶闸管散热器，晶闸管换流阀组件还包括对所述电抗器组件、电阻散热器和晶闸管散热器进行冷却的水冷系统，该水冷系统包括主进水路和主回水路，主进水路和主回水路通过并联设置的第一、第二和第三支水路连通，左阀单元中的电抗器组件和各晶闸管散热器均串接于第一支水路中，右阀单元中的电抗器组件和各晶闸管散热器均串接于第二支水路中，左、右阀单元中的各电阻散热器均串接于第三支水路中，并且在托架上于所述左、右阀单元之间设置有分水器，分水器具有与主进水路联通的主进水口、与主回水路连通的主回水口，第一、第二和第三支水路的进水端和回水端均设置于分水器上。

上述水冷系统中与各个阀单元中的电抗器组件和各晶闸管散热器均串接在各支路上，当电抗器组件及晶闸管散热器数目较多时，要求支水路中需要具有较高水压来满足水流损耗，进而要求在水冷系统中设置加压装置，进而会增加换流阀组件的设计、制作成本。

发明内容

本发明提供一种晶闸管换流阀组件，以解决现有技术中各阀单元的电抗器组件串接在各支水路上使得电抗器组件较多时支水路所需水压较高的技术问题。

本发明所提供的晶闸管换流阀组件的技术方案是：晶闸管换流阀组件，包括托架，托架上左右对称的布置有结构相同的左、右阀单元，各个阀单元均包括阀模块和电抗器组件，阀模块包括阀段，阀段包括相间设置的晶闸管和晶闸管散热器，所述的晶闸管换流阀组件还包括对所述电抗器组件、晶闸管散热器进行冷却的水冷系统，水冷系统包括主进水路和主回水路，主进水路和主回水路通过并联设置的两个支水路连通，左阀单元中的电抗器组件和晶闸管散热器串接于其中一个支水路上，右阀单元中的电抗器组件和晶闸管散热器串接于另一个支水路上，所述的各个阀单元中的电抗器组件均设置有两个以上，各个阀单元中的电抗器组件依次并列的串接在对应的支水路上。

所述的各个阀单元中的晶闸管散热器均分为两个以上的散热器串联组，各散热器串联组中的晶闸管散热器串接连接，各个阀单元中的各散热器串联组依次并列的串接在对应的支水路上。

所述的各个阀单元中的阀模块还包括对应插装在该阀模块中的晶闸管散热器上的阻尼电阻和/或直流均压电阻。

所述的各个阀单元中的阀段还包括支撑装配相应晶闸管及晶闸管散热器的中间框体，晶闸管固连在晶闸管散热器上，晶闸管散热器滑动撑托的安装在中间框体上，中间框体包括沿左右方向延伸并沿前后方向间隔设置于相应晶闸管散热器两侧的两绝缘拉杆，晶闸管散热器包括壳体，壳体具有与所述两绝缘拉杆对应的前、后侧面，两绝缘拉杆为导向绝缘拉杆，所述壳体的前、后侧面上分别设有用于对应滑动卡装在两导向绝缘拉杆上的导向卡槽，导向卡槽为沿左右方向延伸通槽。

所述的导向卡槽具有用于朝向对应的导向绝缘拉杆布置的内槽壁，导向卡槽的内槽壁具有用于与对应的导向绝缘拉杆的外周面顶压接触配合的凸出顶压部和用于与导向绝缘拉杆的外周面间隔布置以形成爬电间隙的间隙凹部。

所述的导向卡槽的凸出顶压部为所述导向卡槽的内槽壁上于所述导向卡槽在左右方向上的中部位置处设有的凸条段，凸条段具有用于与对应绝缘拉杆的外周面吻合接触的顶压面，所述间隙凹部为所述导向卡槽的内槽壁上设有的从所述凸条段的左、右侧面背离所述凸条段延伸至所述导向卡槽对应端部的两凹槽段。

所述的两导向绝缘拉杆均为圆柱形，所述导向卡槽为半圆型槽，所述凸条段为沿半圆形槽周向延伸的弧形凸条段。

所述的中间框体上还包括沿左右方向延伸并设置于所述晶闸管散热器下方以撑托晶闸管散热器的撑托绝缘拉杆。

所述的中间框体上安装有由相间设置的晶闸管和所述晶闸管散热器组成的阀组，阀组的两端分别导电连接有导电板，至少一端的导电板从所述导向绝缘拉杆和所述撑托绝缘拉杆之间形成的位于前侧或后侧的安装间隙中引出。

本发明的有益效果是：本发明所提供的晶闸管换流阀组件中的左阀单元中的电抗器组件和晶闸管散热器串接于一条支水路上，而右阀单元中的电抗器组件和晶闸管散热器串接于另一条支水路上，并且，各个阀单元中的两个以上的电抗器组件依次并列的串接在对应的支水路上，当冷却水流过支水路时，水压压降较小，不需要加装加压装置，不会额外增加换流阀组件的设计、制作成本。

进一步的，各个阀单元中的晶闸管散热器均分为两个以上的散热器串联组，且各个阀单元中的各散热器串联组依次并列的串接在对应的支水路上，这样即便增加较多的晶闸管散热器也不会增大支水路的压降，不会提高对水冷系统中的水压要求。

进一步的，将阀模块上的阻尼电阻和/或直流均压电阻插装在晶闸管散热器上，可以由晶闸管散热器对阻尼电阻和/或直流均压电阻进行冷却散热，不需要另外设置专用的散热装置。

进一步的，晶闸管散热器的壳体的前、后侧面上设置有导向卡槽，使用时，将晶闸管散热器的壳体上的导向卡槽与中间框体上的两导向绝缘拉杆滑动卡装，这样可以通过导向卡槽与导向绝缘拉杆的卡装配合晶闸管散热器导向装配在中间框体上，这种导向装配方式所需零部件较少，只需要在散热器的壳体上增加与导向绝缘拉杆滑动卡装配合的导向卡槽即可，装配快捷方便。

进一步的，导向卡槽的内槽壁上设置凸出顶压部与对应导向绝缘拉杆的外周面接触顶压配合以实现导向卡槽与导向绝缘拉杆的滑动卡装，同时，在导向卡槽的内槽壁上还设置有间隙凹部以与导向绝缘拉杆的外周面形成爬电间隙，这样可以增加散热器爬电距离，满足散热器电气性能要求。

进一步的，导向卡槽的凸出顶压部为设置于导向卡槽中部的凸条段，而导向卡槽的间隙凹部则为设置于凸条段左右两侧的凹槽段，两侧凹槽段所形成的爬电间隙对称布置，进一步提高整个散热器的电气性能。

进一步的，中间框体包括撑托绝缘拉杆和导向绝缘拉杆，撑托绝缘拉杆位于晶闸管散热器下方以撑托散热器，同时，导向绝缘拉杆与晶闸管散热器上的导向卡槽导向滑动配合，便于对晶闸管散热器进行安装。

进一步的，在导向绝缘拉杆和撑托绝缘拉杆之间形成位于前侧或后侧的安装间隙，这样，可以将设置于阀组端部的导电板从安装间隙中引出，引出导电板较为方便，便于实现导电板的导电连接。

附图说明

图1是本发明所提供的晶闸管换流阀组件的一种实施例的结构示意图；

图2是图1所示换流阀组件中左阀单元中阀模块的结构示意图；

图3是图2中阀模块中阀段的结构示意图；

图4是图3中晶闸管散热器的结构示意图；

图5是图3中框架的结构示意图；

图6是装配有顶压装置及弹性夹紧装置的框架的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图6所示，，一种晶闸管换流阀组件的实施例，该实施例中的换流阀组件包括托架100，托架100上左右对称的布置有结构相同的左阀单元200和右阀单元300，两个阀单元的结构基本相同，各个阀单元均包括阀模块210和电抗器组件201，阀模块210包括阀段，阀段包括相间设置的晶闸管5和晶闸管散热器4。

本实施例中的换流阀组件还包括对所述电抗器组件、晶闸管散热器进行冷却的水冷系统，水冷系统包括主进水路104和主回水路105，主进水路104和主回水路105通过并联设置的两个支水路连通，左阀单元200中的电抗器组件201和晶闸管散热器串接于左支水路上，左支水路包括左支路进水管106和右支路出水管107，而右阀单元300中的电抗器组件和晶闸管散热器串接于右支水路上，右支水路包括右支路进水管108和右支路出水管109，在托架100上于所述左、右阀单元之间设置有分水器103，分水器103具有与主进水路联通的主进水口、与主回水路连通的主回水口，左、右支水路的进水端和回水端均设置于分水器上。

在本实施例中，各个阀单元中的电抗器组件201均设置有两个，各个阀单元中的两电抗器组件201依次并列的串接在对应的支水路上。并且，各个阀单元中的晶闸管散热器4均分为两个散热器串联组，两散热器串联组分别为第一散热器串联组303和第二散热器串联组304，各散热器串联组中的晶闸管散热器串接连接，各个阀单元中的各散热器串联组依次并列的串接在对应的支水路。

另外，在各个阀单元中的阀模块210还包括对应插装在该阀模块210中的晶闸管散热器4上的阻尼电阻301和直流均压电阻302。且在各个阀模块上还设有电容安装架202，在电容安装架202上依次设置有多个电容单元203，在电容安装架202上设有与电容单元203对应的散热孔。

在本实施例中，各个阀单元中的阀模块210中的阀段包括框架，框架包括中间框体6及设置于中间框体6左右两端的左端板7和右端板1，其中，在右端板1上设有弹性夹紧装置2，在左端板上7上设置有顶压装置8，弹性夹紧装置2和顶压装置8之间安装有由相间设置的晶闸管5和晶闸管散热器4组成的阀组，各晶闸管分别通过对应穿装在晶闸管散热器的销孔41中的销钉支撑在对应的晶闸管散热器上。此处的中间框体6包括连接于左、右端板之间的沿左右方向并行延伸的四根绝缘拉杆，四根绝缘拉杆分别为位于上方的两导向绝缘拉杆61和位于下方的用于撑托晶闸管散热器的两撑托绝缘拉杆62，两导向绝缘拉杆61沿前后方向间隔分布。本实施例中，晶闸管散热器4位于两导向绝缘拉杆之间，晶闸管散热器4的壳体具有与所述两导向绝缘拉杆61对应的前侧面45、后侧面46，在壳体的前、后侧面上分别设有用于对应滑动卡装在所述两导向绝缘拉杆61上的导向卡槽42，导向卡槽42为沿左右方向延伸通槽，并且，导向卡槽42具有用于朝向对应的导向绝缘拉杆布置的内槽壁，导向卡槽42的内槽壁具有用于与对应的导向绝缘拉杆的外周面顶压接触配合的凸出顶压部43和用于与绝缘拉杆的外周面间隔布置以形成爬电间隙的间隙凹部44，本实施例中，两导向绝缘拉杆均为圆柱形，相应的，导向卡槽42为对应的半圆形槽，导向卡槽42的凸出顶压部43为所述导向卡槽42的内槽壁上于所述导向卡槽在左右方向上的中部位置处设有的凸条段，凸条段为沿半圆形槽周向延伸的弧形凸条段，弧形凸条段具有用于与对应导向绝缘拉杆的外周面吻合接触的顶压面，所述间隙凹部44为所述导向卡槽42的内槽壁上设有的从所述凸条段的左、右侧面背离所述凸条段延伸至所述导向卡槽对应端部的两凹槽段。

并且，本实施例中，在由相间设置的晶闸管5和晶闸管散热器4组成的阀组的左右两端分别导电连接有左导电板9和右导电板3，左导电板9从所述导向绝缘拉杆61和所述撑托绝缘拉杆62之间形成的位于前侧的安装间隙中引出以便于实现导电板的导电连接。

本实施例中，弹性夹紧装置2包括压紧销钉23和通过挡圈21定位套装于压紧销钉23上的碟簧22，顶压装置包括轴线沿左右方向延伸的球头螺栓81及旋装在球头螺栓81的外螺纹段上的压紧螺母82，球头螺栓81的朝向弹性夹紧装置2的端部设置有球头结构以与对应设置于阀组端部的压盘上设有的球窝对应配合。

在进行阀段装配时，在框架上依次装入弹性夹紧装置2、右导电板3、阀组、左导电板9和顶压装置8，阀组中各晶闸管散热器4依次滑动卡装在导向绝缘拉杆61上，导向卡槽42与对应的导向绝缘拉杆61滑动卡装配合，导向卡槽42的内槽壁上的弧形凸条段的顶压面与导向绝缘拉杆的外周面上吻合接触，而导向卡槽42的内槽壁上位于弧形凸条段左右两侧的两凹槽段分别与导向绝缘拉杆62形成爬电间隙以增加爬电距离，导向绝缘拉杆61不仅保证各晶闸管散热器的中心线处于同一直线上，而且可以保证在对阀组加压过程中，散热器可以在绝缘支撑板上自由滑动，从而保证了晶闸管压紧力的均匀性，同时还能够保证在压紧力完全释放后，散热器和晶闸管可以快速更换。

在本实施例所提供的晶闸管换流阀组件工作时，由水冷系统向换流阀组件供应冷却水以对换流阀组件中的电抗器组件及晶闸管散热器进行冷却，因为各个阀单元中的各电抗器组件和各散热器串联组均并列的串接在对应支水路上，这样，各个支水路上压降不大，不需要另外增加加压装置，且整个水路均流性较好。

上述实施例中，各个阀模块中的电抗器组件设置有两个，在实施例中，各个阀模块上的电抗器组件也可以设置三个以上。各个阀模块上的散热器串联组设置有两个，在其他实施例中，各个阀模块上的散热器串联组设有三个以上，各个散热器串联组中的晶闸管散热器的个数最好相同，数目相差不多亦可。

上述实施例中，导向卡槽为与圆柱形导向绝缘拉杆相对应的半圆形卡槽，在其他实施例中，如果导向绝缘拉杆为方形杆，导向卡槽相对应的则为矩形槽。

上述实施例中，导向卡槽的凸出顶压部为设置在导向卡槽中部位置处的凸条段，而间隙凹部则为设置在凸条段左右两侧的两凹槽段。在其他实施例中，导向卡槽的凸出顶压部也可以根据实际需要设置在导向卡槽的端部，而将间隙凹部设置在凸出顶压部的一侧。当然，导向卡槽的凸出顶压部也可以在间隔均布在内槽壁上的凸起，相邻凸起之间构成间隙凹部以增加爬电距离。

上述实施例中，撑托绝缘拉杆设置有两根，在其他实施例中，撑托绝缘拉杆也可以设置一根或三根以上。

Claims (8)

1.晶闸管换流阀组件，包括托架，托架上左右对称的布置有结构相同的左、右阀单元，各个阀单元均包括阀模块和电抗器组件，阀模块包括阀段，阀段包括相间设置的晶闸管和晶闸管散热器，晶闸管换流阀组件还包括对所述电抗器组件、晶闸管散热器进行冷却的水冷系统，水冷系统包括主进水路和主回水路，主进水路和主回水路通过并联设置的两个支水路连通，左阀单元中的电抗器组件和晶闸管散热器串接于其中一个支水路上，右阀单元中的电抗器组件和晶闸管散热器串接于另一个支水路上，其特征在于：所述各个阀单元中的电抗器组件均设置有两个以上，各个阀单元中的电抗器组件依次并列的串接在对应的支水路上，所述各个阀单元中的阀段还包括支撑装配相应晶闸管及晶闸管散热器的中间框体，晶闸管固连在晶闸管散热器上，晶闸管散热器滑动撑托的安装在中间框体上，中间框体包括沿左右方向延伸并沿前后方向间隔设置于相应晶闸管散热器两侧的两绝缘拉杆，晶闸管散热器包括壳体，壳体具有与所述两绝缘拉杆对应的前、后侧面，两绝缘拉杆为导向绝缘拉杆，所述壳体的前、后侧面上分别设有用于对应滑动卡装在两导向绝缘拉杆上的导向卡槽，导向卡槽为沿左右方向延伸通槽。

2.根据权利要求1所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于：所述各个阀单元中的晶闸管散热器均分为两个以上的散热器串联组，各散热器串联组中的晶闸管散热器串接连接，各个阀单元中的各散热器串联组依次并列的串接在对应的支水路上。

3.根据权利要求1所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于：所述各个阀单元中的阀模块还包括对应插装在该阀模块中的晶闸管散热器上的阻尼电阻和/或直流均压电阻。

4.根据权利要求1所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于：所述导向卡槽具有用于朝向对应的导向绝缘拉杆布置的内槽壁，导向卡槽的内槽壁具有用于与对应的导向绝缘拉杆的外周面顶压接触配合的凸出顶压部和用于与导向绝缘拉杆的外周面间隔布置以形成爬电间隙的间隙凹部。

5.根据权利要求4所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于：所述导向卡槽的凸出顶压部为所述导向卡槽的内槽壁上于所述导向卡槽在左右方向上的中部位置处设有的凸条段，凸条段具有用于与对应绝缘拉杆的外周面吻合接触的顶压面，所述间隙凹部为所述导向卡槽的内槽壁上设有的从所述凸条段的左、右侧面背离所述凸条段延伸至所述导向卡槽对应端部的两凹槽段。

6.根据权利要求5所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于：两导向绝缘拉杆均为圆柱形，所述导向卡槽为半圆型槽，所述凸条段为沿半圆形槽周向延伸的弧形凸条段。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于：所述中间框体上还包括沿左右方向延伸并设置于所述晶闸管散热器下方以撑托晶闸管散热器的撑托绝缘拉杆。

8.根据权利要求7所述的晶闸管换流阀组件，其特征在于：所述中间框体上安装有由相间设置的晶闸管和所述晶闸管散热器组成的阀组，阀组的两端分别导电连接有导电板，至少一端的导电板从所述导向绝缘拉杆和所述撑托绝缘拉杆之间形成的位于前侧或后侧的安装间隙中引出。