CN105071402A - 一种用于静止无功补偿器的晶闸管阀 - Google Patents

一种用于静止无功补偿器的晶闸管阀 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于静止无功补偿器的晶闸管阀，晶闸管阀包括至少三层晶闸管阀层、层间连接管母、水冷系统、第一绝缘子和第二绝缘子；晶闸管阀层之间通过第一绝缘子支撑，且通过层间连接管母呈Z字型连接，位于最底层的晶闸管阀层通过第二绝缘子固定在水平面上；水冷系统包括依次串联的进水管、分支水路和回水管；水通过进水管穿过分支水路，再通过回水管排出，分支水路位于晶闸管阀层内部。本发明提供的用于静止无功补偿器的晶闸管阀，晶闸管阀层分层布置，层间采用首尾相连的Z字型连接，该连接方式能使得两层之间的电压相等，从而使整个晶闸管阀内部电场均匀，晶闸管控制单元可以触发两个晶闸管单元，节约了成本，缩小了晶闸管阀的体积。

Description

一种用于静止无功补偿器的晶闸管阀
技术领域
本发明涉及一种晶闸管阀，具体设计一种用于静止无功补偿器的晶闸管阀。
背景技术
大规模特高压交直流混联跨大区互联电网形成后，部分特高压直流双极闭锁故障条件下，为了避免过大的功率转移，一般需要采取切除送端发电机组的措施。需要切机的量与故障时电网的状态密切相关，理论上存在切机不到位和切机量不足的可能性，这种条件下有可能导致区域间发电机群失去同步。而在大区电网之间通过交流线路传输的功率在上述情况下可能达到千万千瓦级的水平，在此条件下区域电网间解列将导致区域电网的功率严重失衡。
为了减少特高压直流双极闭锁条件下切机量，降低因切机不完全到位导致电网失稳的风险，除了采取多直流协调控制措施以减少直流系统发生故障后转移到交流电网的功率外，还需在交流输电通道的部分特高压变电站中适当配置一定容量的特高压静止无功补偿设备，能够在故障条件下将无功功率储备紧急释放出来，从而提高交流电网承受故障扰动和功率转移的能力。对于特高压电网而言，电压等级的提高使得充电功率增大，1000kV特高压交流线路的充电功率约为500kV线路的4倍。因此，更有必要在特高压电网中加装无功补偿装置来提供大量的动态无功补偿功率，以增强输电网的电压支撑，提高线路输送容量、降低电网的网损。
晶闸管阀是110kVTCR型SVC系统的核心设备，该设备的研制，可以为特大规模特高压交直流混联跨大区互联电网的安全、稳定运行水平提供有效途径，可以推进我国特高压电网中SVC技术的进步和产业发展，可以带动大功率电力电子开关器件等相关设备的快速发展，引导相关科研、设计、制造等企业的技术创新，提升我国电力电子设备的技术水平。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于静止无功补偿器的晶闸管阀，晶闸管阀层分层布置，层间采用首尾相连的Z字型连接，该连接方式能使得两层之间的电压相等，从而使整个晶闸管阀内部电场均匀，晶闸管控制单元可以触发两个晶闸管单元，节约了成本，缩小了晶闸管阀的体积。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种用于静止无功补偿器的晶闸管阀，所述静止无功补偿器为TCR型静止无功补偿器，所述TCR型静止无功补偿器直挂110kV电网；所述晶闸管阀包括至少三层晶闸管阀层、层间连接管母、水冷系统、第一绝缘子和第二绝缘子；
晶闸管阀层之间通过第一绝缘子支撑，且通过层间连接管母呈Z字型连接，位于最底层的晶闸管阀层通过第二绝缘子固定在水平面上；
水冷系统包括依次串联的进水管、分支水路和回水管；水通过进水管穿过分支水路，再通过回水管排出，所述分支水路位于晶闸管阀层内部。
位于最底层的晶闸管阀层的横向量两点间设有斜拉绝缘子。
晶闸管阀层包括晶闸管组、RC阻尼吸收回路、层间均压电容、晶闸管控制单元、压装机构和框架。
所述晶闸管组通过压装机构固定在框架上；
所述晶闸管组包括至少9个晶闸管单元和至少10个散热器，所述晶闸管单元和散热器间隔排列，且通过串联方式连接。
设置在晶闸管组两端的晶闸管单元分别单独连接晶闸管控制单元，设置在晶闸管组中间的晶闸管单元，每两个晶闸管连接同一晶闸管控制单元。
所述RC阻尼吸收回路包括阻尼电阻Rs、阻尼电容Cs和静态均压电阻R0；
所述阻尼电阻Rs与阻尼电容Cs串联形成Rs-Cs支路，所述Rs-Cs支路与静态均压电阻R0并联。
所述晶闸管单元包括第一晶闸管和第二晶闸管，所述第一晶闸管和第二晶闸管反并联后，与Rs-Cs支路、静态均压电阻R0分别并联。
所述层间均压电容并联在晶闸管阀层之间，使得晶闸管阀在受到冲击或陡波电压时，冲击电压分布均匀，每层晶闸管阀层所承受的电压相同。
所述晶闸管阀层外部设有均压罩。
所述晶闸管组和RC阻尼吸收回路采用水冷方式散热，所述分支水路位于晶闸管阀层内部；
水自下而上通过进水管穿过分支水路，从晶闸管阀层中间向两侧分流；
水自上而下通过回水管排出，从晶闸管阀层两侧向中间回流。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、晶闸管阀层采用分层方式布置，晶闸管阀层之间采用首尾相连的Z字型连接，该连接方式能使得晶闸管阀层之间的电压相等，从而使整个阀体内部电场均匀；
2、晶闸管控制单元可以触发两只晶闸管，节约了成本，缩小了晶闸管阀的体积；
3、层间均压电容的设置使得晶闸管阀在受到冲击或陡波电压时，冲击电压分布均匀，每层阀所承受的电压相同，保证晶闸管阀体安全可靠地工作；
4、每层晶闸管阀层在最外侧装有均压罩，其目的在于降低对周围空气放电，减少臭氧产生；
5、分支水路串联设计，焊接零件量少，配水支路也少，加工安装量减少，相应降低了渗漏几率，提高了可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例中用于静止无功补偿器的晶闸管阀结构图；
图2是本发明实施例中晶闸管阀层平面布置图；
图3是本发明实施例中晶闸管单元和晶闸管控制单元连接图；
图4是本发明实施例中RC阻尼回路与晶闸管单元连接示意图；
图中，1-晶闸管阀层，2-层间连接管母，3-第一绝缘子，4斜拉绝缘子，5-第二绝缘子，6-进水管，7-回水管，8-层间均压电容，9-均压罩，10-阻尼电容Cs，11-阻尼电阻Rs，12-晶闸管单元，13-散热器，14-晶闸管控制单元，15-压装机构，16-框架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1，本发明提供一种用于静止无功补偿器的晶闸管阀，所述静止无功补偿器为TCR型静止无功补偿器，所述TCR型静止无功补偿器直挂110kV电网；所述晶闸管阀包括至少三层晶闸管阀层1、层间连接管母2、水冷系统、第一绝缘子和第二绝缘子；
晶闸管阀层之间通过第一绝缘子3支撑，且通过层间连接管母2呈Z字型连接，位于最底层的晶闸管阀层通过第二绝缘子5固定在水平面上；
水冷系统包括依次串联的进水管6、分支水路和回水管7；水通过进水管穿过分支水路，再通过回水管排出，所述分支水路位于晶闸管阀层内部。
位于最底层的晶闸管阀层的横向量两点间设有斜拉绝缘子4。
如图2，晶闸管阀层包括晶闸管组、RC阻尼吸收回路、层间均压电容8、晶闸管控制单元14、压装机构15和框架16。
所述晶闸管组通过压装机构15固定在框架16上；
所述晶闸管组包括至少9个晶闸管单元和至少10个散热器，所述晶闸管单元12和散热器13间隔排列，且通过串联方式连接。
如图3，设置在晶闸管组两端的晶闸管单元12分别单独连接晶闸管控制单元，设置在晶闸管组中间的晶闸管单元12，每两个晶闸管连接同一晶闸管控制单元。
所述RC阻尼吸收回路包括阻尼电阻Rs11、阻尼电容Cs10和静态均压电阻R0；图4中，Cj表示层间均压电容。
所述阻尼电阻Rs11与阻尼电容Cs10串联形成Rs-Cs支路，所述Rs-Cs支路与静态均压电阻R0并联。
所述晶闸管单元12包括第一晶闸管和第二晶闸管，所述第一晶闸管和第二晶闸管反并联后，与Rs-Cs支路、静态均压电阻R0分别并联。
所述层间均压电容8并联在晶闸管阀层之间，使得晶闸管阀在受到冲击或陡波电压时，冲击电压分布均匀，每层晶闸管阀层所承受的电压相同。
所述晶闸管阀层外部设有均压罩9。
所述晶闸管组和RC阻尼吸收回路采用水冷方式散热，所述分支水路位于晶闸管阀层内部；
水自下而上通过进水管穿过分支水路，从晶闸管阀层中间向两侧分流；
水自上而下通过回水管排出，从晶闸管阀层两侧向中间回流。
本发明提供的用于静止无功补偿器的晶闸管阀，晶闸管阀层采用分层方式布置，层间采用首尾相连的Z字型连接，该连接方式能使得两层之间的电压相等，从而使整个晶闸管阀内部电场均匀，晶闸管控制单元可以触发两个晶闸管单元，节约了成本，缩小了晶闸管阀的体积。层间均压电容的设置使得晶闸管阀在受到冲击或陡波电压时，冲击电压分布均匀，每层阀所承受的电压相同，保证晶闸管阀体安全可靠地工作；每层晶闸管阀层在最外侧装有均压罩，其目的在于降低对周围空气放电，减少臭氧产生；分支水路串联设计，焊接零件量少，配水支路也少，加工安装量减少，相应降低了渗漏几率，提高了可靠性。
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，所属领域的普通技术人员参照上述实施例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，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于静止无功补偿器的晶闸管阀，其特征在于：所述静止无功补偿器为TCR型静止无功补偿器，所述TCR型静止无功补偿器直挂110kV电网；所述晶闸管阀包括至少三层晶闸管阀层、层间连接管母、水冷系统、第一绝缘子和第二绝缘子；
晶闸管阀层之间通过第一绝缘子支撑，且通过层间连接管母呈Z字型连接，位于最底层的晶闸管阀层通过第二绝缘子固定在水平面上；
水冷系统包括依次串联的进水管、分支水路和回水管；水通过进水管穿过分支水路，再通过回水管排出，所述分支水路位于晶闸管阀层内部。
2.根据权利要求1所述的用于静止无功补偿器的晶闸管阀，其特征在于：位于最底层的晶闸管阀层的横向量两点间设有斜拉绝缘子。
3.根据权利要求1或2所述的用于TCR型静止无功补偿器的晶闸管阀，其特征在于：晶闸管阀层包括晶闸管组、RC阻尼吸收回路、层间均压电容、晶闸管控制单元、压装机构和框架。
4.根据权利要求3所述的用于静止无功补偿器的晶闸管阀，其特征在于：所述晶闸管组通过压装机构固定在框架上；
所述晶闸管组包括至少9个晶闸管单元和至少10个散热器，所述晶闸管单元和散热器间隔排列，且通过串联方式连接。
5.根据权利要求3所述的用于静止无功补偿器的晶闸管阀，其特征在于：设置在晶闸管组两端的晶闸管单元分别单独连接晶闸管控制单元，设置在晶闸管组中间的晶闸管单元，每两个晶闸管连接同一晶闸管控制单元。
6.根据权利要求3所述的用于静止无功补偿器的晶闸管阀，其特征在于：所述RC阻尼吸收回路包括阻尼电阻Rs、阻尼电容Cs和静态均压电阻R0；
所述阻尼电阻Rs与阻尼电容Cs串联形成Rs-Cs支路，所述Rs-Cs支路与静态均压电阻R0并联。
7.根据权利要求6所述的用于静止无功补偿器的晶闸管阀，其特征在于：所述晶闸管单元包括第一晶闸管和第二晶闸管，所述第一晶闸管和第二晶闸管反并联后，与Rs-Cs支路、静态均压电阻R0分别并联。
8.根据权利要求3所述的用于静止无功补偿器的晶闸管阀，其特征在于：所述层间均压电容并联在晶闸管阀层之间，使得晶闸管阀在受到冲击或陡波电压时，冲击电压分布均匀，每层晶闸管阀层所承受的电压相同。
9.根据权利要求3所述的用于静止无功补偿器的晶闸管阀，其特征在于：所述晶闸管阀层外部设有均压罩。
10.根据权利要求3所述的用于静止无功补偿器的晶闸管阀，其特征在于：所述晶闸管组和RC阻尼吸收回路采用水冷方式散热，所述分支水路位于晶闸管阀层内部；
水自下而上通过进水管穿过分支水路，从晶闸管阀层中间向两侧分流；
水自上而下通过回水管排出，从晶闸管阀层两侧向中间回流。
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