CN108990375B - 一种车载箱式水冷statcom装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车载箱式水冷STATCOM装置，所述装置包括集装箱箱体、由功率模块构成的换流阀、电抗器、水冷系统、控制柜和开关柜；所述电抗器、水冷系统以及换流阀依次布置在集装箱箱体的中部，所述水冷系统布置在电抗器与换流阀之间，与电抗器以及换流阀构成水循环回路；所述控制柜与开关柜分别布置在集装箱箱体的两端。该装置一次、二次设备分区布置，具有抗电磁干扰能力强、结构紧凑、冷却效率高、结构强度高、密封性好及便于整体运输的优势。
Description
技术领域
本发明属于电网输配电技术领域，具体涉及一种车载箱式水冷STATCOM装置。
背景技术
现代电力系统对无功补偿的适用性和灵活性需求日益增强，在不同的时间段内，无功补偿的容量和在电网中的位置需要灵活变化。因此，越来越多的大容量无功补偿设备被应用于电力系统中以提升其适用性，此外，可移动式链式换流器的构想使得无功补偿在电网中不同位置的快速转移和运行成为可能。
然而，大功率链式换流器对功率元器件的散热需求提出了更高的要求，此前使用广泛、结构简单的强制风冷式冷却方法已不能有效解决大散热需求的问题。此外，在沙尘严重且发生频繁的恶劣环境中，采用风冷方式会使得设备受到沙尘破坏，极大地影响设备的正常运行和使用寿命。因此，采用强制水冷的冷却方式对功率元器件进行散热已成为发展的必要手段。
有鉴于此，有必要提供一种车载箱式水冷STATCOM装置，既能满足无功补偿在不同位置的灵活移动，也可满足大功率设备的散热需求，具有非常重要的现实意义。
发明内容
针对技术背景中提出的现状和不足，本发明的目的在于提供一种车载箱式水冷STATCOM装置，这种车载箱式水冷STATCOM装置采用集装箱的结构形式、强制水冷的冷却形式，以及紧凑型阀堆式功率模块布局，装置一次、二次设备分区布置，具有抗电磁干扰能力强、结构紧凑、冷却效率高、结构强度高、密封性好及便于整体运输的优势。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种车载箱式水冷STATCOM装置，所述装置包括集装箱箱体、由功率模块构成的换流阀、电抗器、水冷系统、控制柜和开关柜；所述电抗器与换流阀的散热方式为水冷却方式，所述电抗器、水冷系统以及换流阀依次布置在集装箱箱体的中部，所述水冷系统布置在电抗器与换流阀之间，与电抗器以及换流阀构成水循环回路；所述控制柜与开关柜分别布置在集装箱箱体的两端，开关柜布置在与电抗器更近的一端，控制柜布置在与换流阀更近的一端。
其中，所述集装箱箱体分为阀组室和控制室。
其中，所述装置还包括启动柜，启动柜与开关柜布置在一起，启动柜、开关柜、电抗器以及换流阀布置在阀组室。
其中，所述装置还包括监控后台柜和配电柜，监控后台柜和配电柜与控制柜布置在一起，布置在控制室。
其中，所述装置还包括换流阀框架、层间水管和主水管；功率模块放置在换流阀框架的导轨上；层间水管安装在换流阀框架上，为功率模块提供冷却水散热；层间水管汇总于主水管，与水冷系统相连；所述水冷系统经水管密封连接组件与外冷系统相连。
其中，所述装置还包括金属角件，所述换流阀框架与集装箱顶部和集装箱底座通过金属角件固定。
其中，所述换流阀框架与集装箱前、后壁之间均留有安装检修通道。
其中，所述换流阀框架采用绝缘工字梁作为支撑，换流阀框架沿集装箱长度方向紧凑布置。
其中，所述功率模块采用背靠背形式安装于所述换流阀框架上，便于从前后侧通道进行安装检修。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、所述车载箱式水冷STATCOM装置所述电抗器与换流阀为水冷却方式，采用水冷方式与风冷有利于减少装置的体积，且在沙尘严重且发生频繁的恶劣环境中，采用风冷方式会使得设备受到沙尘破坏，采用水冷方式整个箱体全密封，不会受到影响。
2、所述电抗器、水冷系统以及换流阀依次布置在集装箱箱体的中部，水冷系统布置在电抗器与换流阀之间，与电抗器以及换流阀构成水循环回路，这种布置方式中水冷系统为一拖二运行，可向两侧设备同时提供水冷回路，这种方式减少了水路的长度，提高了冷却效率；将水冷设备集中布置，有利于箱体空间优化。
3、将整个集装箱箱体分为控制室与阀组室，将一次设备布置于阀组室、二次设备布置于控制室，中间设置金属阻断墙，可消除一次二次设备之间的相互干扰，极大的提高了系统的可靠性。
4、所述车载箱式水冷STATCOM装置结构紧凑，背靠背式模块安装形式可满足多模组的高效安装检修，同时提升内部空间利用率；
附图说明
图1为本发明的车载箱式水冷STATCOM装置的外观前视图；
图2为本发明的车载箱式水冷STATCOM装置的外观后视图；
图3为本发明的车载箱式水冷STATCOM装置的外观左视图；
图4为本发明的车载箱式水冷STATCOM装置的外观右视图；
图5为本发明的车载箱式水冷STATCOM装置的布局前视图一；
图6为本发明的车载箱式水冷STATCOM装置的布局前视图二；
图7为本发明的车载箱式水冷STATCOM装置的布局俯视图；
图8为本发明的车载箱式水冷STATCOM装置的布局左视图；
其中：1-集装箱箱体、2-阀组室、3-控制室、4-进线穿墙套管、6-开关柜、7-启动柜、8-电抗器、9-换流阀框架、10-绝缘工字梁、11-功率模块、12-层间水管、13-绝缘支撑、18-集装箱底座、20-集装箱左壁、21-集装箱后壁、22-空调、23-主水管、28-控制柜、29-监控后台柜、30-配电柜、32-水管密封连接组件、33-水冷系统、34-集装箱前壁、35-不锈钢板。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明的车载箱式水冷STATCOM装置具体实施方案如下：
如图1至图4所示为本发明的车载箱式水冷STATCOM装置的外观示意图，其中图1为前视图、图2为后视图、图3为左视图，图4为右视图。
布局主要包括集装箱箱体1、阀组室2和控制室3。车载箱式水冷STATCOM装置包含一次电气设备：进线穿墙套管4、开关柜6、启动柜7、电抗器8、功率模块11；二次控制设备：控制柜28、监控后台柜29、配电柜30。各一次电气设备进线穿墙套管4、开关柜6、启动柜7、电抗器8、功率模块11间通过铜排进行连接。水冷系统33布置在电抗器8和换流阀框架9之间，与电抗器以及换流阀构成水循环回路。集装箱箱体1分为两部分，分别为阀组室2和控制室3。所述集装箱箱体1安装在低平板半挂车体上。
所述阀组室2包括进线穿墙套管4、开关柜6、启动柜7、电抗器8、水冷系统33、链式换流器功率模块11、换流阀框架9、层间水管12、主水管23和空调22。进线穿墙套管4通过不锈钢板35安装于集装箱左壁20。开关柜6和启动柜7并柜安装，通过底部螺钉孔与集装箱底座18固定；换流阀框架9的每相均采用12根绝缘工字梁10作为支撑，有利于在较小的空间跨度内安装较多的功率模块11；三相换流阀框架9沿集装箱长度方向紧凑布置；换流阀框架9与集装箱前壁34、后壁21之间均留有安装检修通道，便于从前后侧对功率模块11进行安装及检修。功率模块11以背靠背形式放置在换流阀框架9上，便于从前后侧通道进行安装检修。层间水管12通过绝缘支撑13安装在换流阀框架9上，呈前后对称分布，为功率模块11提供冷却水散热；层间水管12汇总于主水管23，主水管与水冷系统33相连接；水冷系统33经水管密封连接组件32与外冷系统相连；电抗器8设置在水冷系统33和启动柜7之间，其散热所需冷却水由水冷系统33提供。如图5至图8所示为本发明的车载箱式水冷STATCOM装置的布局示意图，其中图5及图6为前视图，图7为俯视图，图8为左视图。
所述控制室3包括控制柜28、监控后台柜29和配电柜30。控制柜28和监控后台柜29并柜安装。如图5至图7所示。
本发明提供的车载箱式水冷STATCOM装置，采用集装箱的结构形式及强迫水冷的冷却形式，可在实现电网中快速转移、快速接线提供无功补偿的同时，有效应对大功率情况下的散热要求，保证装置在高温、高风沙等恶劣环境下的正常运行。具有较高的稳定性和灵活性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种车载箱式水冷STATCOM装置，其特征在于，所述装置包括集装箱箱体、由功率模块构成的换流阀、电抗器、水冷系统、控制柜和开关柜；所述电抗器与换流阀的散热方式为水冷却方式，所述电抗器、水冷系统以及换流阀依次布置在集装箱箱体的中部，所述水冷系统布置在电抗器与换流阀之间，与电抗器以及换流阀构成水循环回路；所述控制柜与开关柜分别布置在集装箱箱体的两端，开关柜布置在与电抗器更近的一端，控制柜布置在与换流阀更近的一端；
所述装置还包括换流阀框架、层间水管和主水管；功率模块放置在换流阀框架的导轨上；层间水管安装在换流阀框架上，为功率模块提供冷却水散热；层间水管汇总于主水管，与水冷系统相连。
2.如权利要求1所述的车载箱式水冷STATCOM装置，其特征在于，所述装置还包括启动柜，启动柜与开关柜布置在一起。
3.如权利要求1所述的车载箱式水冷STATCOM装置，其特征在于，所述装置还包括监控后台柜和配电柜，监控后台柜和配电柜与控制柜布置在一起。
4.如权利要求1所述的车载箱式水冷STATCOM装置，其特征在于，所述集装箱箱体分为阀组室和控制室。
5.如权利要求4所述的车载箱式水冷STATCOM装置，其特征在于，所述装置还包括启动柜，启动柜与开关柜布置在一起，启动柜、开关柜、电抗器以及换流阀布置在阀组室。
6.如权利要求4所述的车载箱式水冷STATCOM装置，其特征在于，所述装置还包括监控后台柜和配电柜，监控后台柜和配电柜与控制柜布置在一起，布置在控制室。
7.如权利要求1所述的车载箱式水冷STATCOM装置，其特征在于，所述水冷系统经水管密封连接组件与外冷系统相连。
8.如权利要求1所述的车载箱式水冷STATCOM装置，其特征在于，所述换流阀框架与集装箱前、后壁之间均留有安装检修通道。
9.如权利要求1所述的车载箱式水冷STATCOM装置，其特征在于，所述换流阀框架采用绝缘工字梁作为支撑，换流阀框架沿集装箱长度方向紧凑布置。
10.如权利要求1所述的车载箱式水冷STATCOM装置，其特征在于，所述功率模块采用背靠背形式安装于所述换流阀框架上，便于从前后侧通道进行安装检修。
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