CN109586170B - 一种直流断路器主支路 - Google Patents
一种直流断路器主支路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109586170B CN109586170B CN201910095381.9A CN201910095381A CN109586170B CN 109586170 B CN109586170 B CN 109586170B CN 201910095381 A CN201910095381 A CN 201910095381A CN 109586170 B CN109586170 B CN 109586170B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor device
- power semiconductor
- main branch
- branch valve
- valve group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 100
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 21
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 14
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 14
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
- H02B1/015—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor
- H02B1/04—Mounting thereon of switches or of other devices in general, the switch or device having, or being without, casing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
- H02B1/56—Cooling; Ventilation
- H02B1/565—Cooling; Ventilation for cabinets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
- H02H7/268—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Patch Boards (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种直流断路器主支路，包括：快速机械开关及其触发回路、主支路阀组、旁路开关、供能模块、通风风道、冷却风扇；所述主支路进行分层布置，其中主支路阀组、通风风道、冷却风扇、供能模块和旁路开关布置在直流断路器柜体上层，快速机械开关及其触发回路布置在下层；所述主支路阀组与旁路开关并联连接；所述主支路阀组与快速机械开关串联连接；所述触发回路电气连接于快速机械开关；所述供能模块与主支路阀组之间既存在机械连接又存在电气连接；所述通风风道的一端连接主支路阀组，另一端连接冷却风扇。本发明结构紧凑、布局合理、易于装配及维护。
Description
技术领域
本发明专利属于柔性直流输电领域，具体涉及一种直流断路器主支路。
背景技术
随着新能源、新材料、信息技术和电力电子技术的长足发展和广泛应用，用户对用电需求、电能质量及供电可靠性等要求不断提高。国内外研究资料表明，基于直流的配电网在输送容量、可控性及提高供电质量等方面具有比交流更好的性能，可以有效提高电能质量、减少电力电子换流器的使用、降低电能损耗和运行成本、协调大电网与分布式电源之间的矛盾，充分发挥分布式能源的价值和效益。作为直流配网的关键组成部分，直流断路器起到关合、承载和开断正常回路条件下的电流、转换系统运行方式以及切断故障电流对系统实行保护等重要作用，是建设直流配网的重要设备之一。
直流断路器合位运行时，仅主支路流通电流，需要对主支路结构布置进行合理设计，以满足直流断路器长期稳定的运行，以及高可靠性要求。
发明内容
本发明的目的是，提供一种结构紧凑、布局合理、易于装配及维护的直流断路器的主支路。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种直流断路器主支路，包括：快速机械开关及其触发回路、主支路阀组、旁路开关、供能模块、通风风道、冷却风扇；所述主支路进行分层布置，其中主支路阀组、通风风道、冷却风扇、供能模块和旁路开关布置在直流断路器柜体上层，快速机械开关及其触发回路布置在下层；所述主支路阀组与旁路开关并联连接；所述主支路阀组与快速机械开关串联连接；所述触发回路电气连接于快速机械开关；所述供能模块与主支路阀组之间既存在机械连接又存在电气连接；所述通风风道的一端连接主支路阀组，另一端连接冷却风扇。
在上述技术方案中，所述主支路阀组包括主支路阀组主体部分和绝缘工字梁，所述主支路阀组主体部分包括功率半导体器件硅堆、功率半导体器件驱动模块、功率半导体器件适配器、功率半导体器件缓冲回路；所述主支路阀组主体部分整体立式安装在底部绝缘工字梁上；所述主支路阀组采用强迫风冷散热，功率半导体器件硅堆正常工作时产生的热量经过通风风道，由冷却风扇排出；所述功率半导体器件驱动模块通过支撑件机械连接在功率半导体器件硅堆上；所述功率半导体器件适配器插接在功率半导体器件硅堆上；所述功率半导体器件驱动模块、功率半导体器件适配器通过同轴电缆连接；所述功率半导体器件缓冲回路与功率半导体器件硅堆并联。
在上述技术方案中，所述功率半导体器件硅堆包括上下两个压紧板、功率半导体器件边散热器、反向串联的功率半导体器件、功率半导体器件中间散热器、碟簧组件、拉杆、上下两个进出铜排、垫块；其中，所述拉杆的两端分别和上下两个压紧板固定连接，所述功率半导体器件边散热器与反向串联的功率半导体器件的集电极接触；所述功率半导体器件中间散热器与反向串联的功率半导体器件的发射极接触；所述功率半导体器件边散热器、反向串联的功率半导体器件、功率半导体器件中间散热器构成功率半导体器件组件，所述功率半导体器件组件放置在上下两个压紧板之间，功率半导体器件组件的两端均装设有进出铜排，一端的进出铜排和压紧板之设有簧组件，一端的进出铜排和压紧板之设有垫块。
在上述技术方案中，所述旁路开关通过转接铜排与上下两个进出铜排连接。
在上述技术方案中，所述供能模块安装在绝缘支撑梁上，支撑梁固定于上下两个压紧板侧边，供能模块与功率半导体器件驱动模块之间电气连接。
在上述技术方案中，所述通风风道，一端与功率半导体器件边散热器连接，另一端与冷却风扇连接。
本发明的有益效果：
(1)主支路阀组单元采用立式压装结构，方便旁路开关、供能系统、风道的集成安装；
(2)采用强迫风冷散热，使主支路整体结构简单、成本低、可靠性高；
(3)可通过增加功率半导体器件硅堆串联级数来满足不同电压等级要求。
附图说明
图1所示为本发明主支路一种具体实施方式的结构示意图；
图2所示为本发明主支路阀组一种具体实施方式的结构示意图；
图3所示为本发明功率半导体器件硅堆的一种具体实施方式的结构示意图。
其中：1-快速机械开关，2-快速机械开关触发回路、3-主支路阀组、4-旁路开关、5-供能模块、6-通风风道、7-冷却风扇、8-柜体、31-功率半导体器件硅堆、32-功率半导体器件驱动模块、33-功率半导体器件适配器、34-绝缘工字梁，35-功率半导体器件缓冲回路；311-压紧板、312-功率半导体器件边散热器、313-反向串联的功率半导体器件、314-功率半导体器件中间散热器、315-碟簧组件、316-拉杆、317-进出铜排、318-垫块。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明的目的是，提供一种结构紧凑、布局合理、易于装配及维护的直流断路器的主支路。一种直流断路器主支路，包括：快速机械开关1及其触发回路2、主支路阀组3、旁路开关4、供能模块5、通风风道6、冷却风扇7。
主支路进行分层布置，其中主支路阀组3、通风风道6、冷却风扇7、供能模块5和旁路开关4布置在直流断路器柜体8上层，快速机械开关1及其触发回路2布置在下层；主支路阀组3与旁路开关4并联连接；主支路阀组3与快速机械开关1串联连接；触发回路2电气连接于快速机械开关1；供能模块5与主支路阀组3之间既存在机械连接又存在电气连接；通风风道6的一端连接主支路阀组3，另一端连接冷却风扇7。
主支路阀组3包括主支路阀组主体部分和绝缘工字梁34，主支路阀组主体部分包括功率半导体器件硅堆31、功率半导体器件驱动模块32、功率半导体器件适配器33、功率半导体器件缓冲回路35；主支路阀组主体部分整体立式安装在底部绝缘工字梁34上；主支路阀组3采用强迫风冷散热，功率半导体器件硅堆31正常工作时产生的热量经过通风风道6，由冷却风扇7排出；功率半导体器件驱动模块32通过支撑件机械连接在功率半导体器件硅堆31上；功率半导体器件适配器33插接在功率半导体器件硅堆上31；功率半导体器件驱动模块32、功率半导体器件适配器33通过同轴电缆连接；功率半导体器件缓冲回路35与功率半导体器件硅堆31并联。
功率半导体器件硅堆31包括上下两个压紧板311、功率半导体器件边散热器312、反向串联的功率半导体器件313、功率半导体器件中间散热器314、碟簧组件315、拉杆316、上下两个进出铜排317、垫块318；其中，拉杆316的两端分别和上下两个压紧板311固定连接，功率半导体器件边散热器312与反向串联的功率半导体器件313的集电极接触；功率半导体器件中间散热器314与反向串联的功率半导体器件313的发射极接触；功率半导体器件边散热器312、反向串联的功率半导体器件313、功率半导体器件中间散热器314构成功率半导体器件组件，所述功率半导体器件组件放置在上下两个压紧板311之间，功率半导体器件组件的两端均装设有进出铜排317，一端的进出铜排317和压紧板311之设有簧组件315，一端的进出铜排317和压紧板311之设有垫块318。
旁路开关4通过转接铜排与上下两个进出铜排317连接。供能模块5安装在绝缘支撑梁上，支撑梁固定于上下两个压紧板311侧边，供能模块5与功率半导体器件驱动模块32之间通过电气连接。通风风道6，一端与功率半导体器件边散热器312连接，另一端与冷却风扇7连接。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种直流断路器主支路，其特征在于，包括：快速机械开关及其触发回路、主支路阀组、旁路开关、供能模块、通风风道、冷却风扇；
所述主支路进行分层布置，其中主支路阀组、通风风道、冷却风扇、供能模块和旁路开关布置在直流断路器柜体上层，快速机械开关及其触发回路布置在下层；所述主支路阀组与旁路开关并联连接；所述主支路阀组与快速机械开关串联连接；所述触发回路电气连接于快速机械开关；所述供能模块与主支路阀组之间既存在机械连接又存在电气连接；所述通风风道的一端连接主支路阀组，另一端连接冷却风扇；
所述主支路阀组包括主支路阀组主体部分和绝缘工字梁，所述主支路阀组主体部分包括功率半导体器件硅堆、功率半导体器件驱动模块、功率半导体器件适配器、功率半导体器件缓冲回路；所述主支路阀组主体部分整体立式安装在底部绝缘工字梁上；所述主支路阀组采用强迫风冷散热，功率半导体器件硅堆正常工作时产生的热量经过通风风道，由冷却风扇排出；所述功率半导体器件驱动模块通过支撑件机械连接在功率半导体器件硅堆上；所述功率半导体器件适配器插接在功率半导体器件硅堆上；所述功率半导体器件驱动模块、功率半导体器件适配器通过同轴电缆连接；所述功率半导体器件缓冲回路与功率半导体器件硅堆并联。
2.如权利要求1所述的一种直流断路器主支路，其特征在于，所述功率半导体器件硅堆包括上下两个压紧板、功率半导体器件边散热器、反向串联的功率半导体器件、功率半导体器件中间散热器、碟簧组件、拉杆、上下两个进出铜排、垫块；其中，所述拉杆的两端分别和上下两个压紧板固定连接，所述功率半导体器件边散热器与反向串联的功率半导体器件的集电极接触；所述功率半导体器件中间散热器与反向串联的功率半导体器件的发射极接触；所述功率半导体器件边散热器、反向串联的功率半导体器件、功率半导体器件中间散热器构成功率半导体器件组件，所述功率半导体器件组件放置在上下两个压紧板之间，功率半导体器件组件的两端均装设有进出铜排，一端的进出铜排和压紧板之设有簧组件，一端的进出铜排和压紧板之设有垫块。
3.如权利要求2所述的一种直流断路器主支路，其特征在于，所述旁路开关通过转接铜排与上下两个进出铜排连接。
4.如权利要求2所述的一种直流断路器主支路，其特征在于，所述供能模块安装在绝缘支撑梁上，支撑梁固定于上下两个压紧板侧边，供能模块与功率半导体器件驱动模块之间电气连接。
5.如权利要求2所述的一种直流断路器主支路，其特征在于，所述通风风道，一端与功率半导体器件边散热器连接，另一端与冷却风扇连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910095381.9A CN109586170B (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 一种直流断路器主支路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910095381.9A CN109586170B (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 一种直流断路器主支路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109586170A CN109586170A (zh) | 2019-04-05 |
| CN109586170B true CN109586170B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=65918613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910095381.9A Active CN109586170B (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 一种直流断路器主支路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109586170B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113991619A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-01-28 | 平高集团有限公司 | 一种直流断路器用电流转移电路以及电流转移装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203445030U (zh) * | 2013-09-18 | 2014-02-19 | 德力西电气有限公司 | 一种带风冷装置智能型框架断路器 |
| CN103681021A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 施耐德电器工业公司 | 用于断路器的风冷结构 |
| CN106298756A (zh) * | 2016-08-18 | 2017-01-04 | 平高集团有限公司 | 一种igbt串联压接封装单元及使用该封装单元的直流断路器 |
| EP3276764A1 (en) * | 2015-03-27 | 2018-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dc circuit breaker device and method for controlling same |
| CN108962835A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-12-07 | 平高集团有限公司 | Igbt封装组件的封装方法及igbt封装组件、直流断路器 |
| CN209448220U (zh) * | 2019-01-31 | 2019-09-27 | 国网江苏电力设计咨询有限公司 | 一种直流断路器主支路 |
-
2019
- 2019-01-31 CN CN201910095381.9A patent/CN109586170B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103681021A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 施耐德电器工业公司 | 用于断路器的风冷结构 |
| CN203445030U (zh) * | 2013-09-18 | 2014-02-19 | 德力西电气有限公司 | 一种带风冷装置智能型框架断路器 |
| EP3276764A1 (en) * | 2015-03-27 | 2018-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dc circuit breaker device and method for controlling same |
| CN106298756A (zh) * | 2016-08-18 | 2017-01-04 | 平高集团有限公司 | 一种igbt串联压接封装单元及使用该封装单元的直流断路器 |
| CN108962835A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-12-07 | 平高集团有限公司 | Igbt封装组件的封装方法及igbt封装组件、直流断路器 |
| CN209448220U (zh) * | 2019-01-31 | 2019-09-27 | 国网江苏电力设计咨询有限公司 | 一种直流断路器主支路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109586170A (zh) | 2019-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5847365B2 (ja) | 積層された遮断器モジュールを有する回路遮断器 | |
| CN105556787B (zh) | 用于高电压的模块化多点变流器 | |
| CN101290931B (zh) | 一种大功率自冷式晶闸管阀及其安装用车 | |
| CN103354232A (zh) | 一种用于柔性直流输电的并联子模块 | |
| CN109586170B (zh) | 一种直流断路器主支路 | |
| Furuse et al. | Feasibility study of low-voltage DC superconducting distribution system | |
| CN103354231B (zh) | 一种igbt功率单元及用于柔性直流输电的子模块 | |
| CN209448220U (zh) | 一种直流断路器主支路 | |
| CN102723878B (zh) | 一种大功率太阳能三相并网逆变器 | |
| CN209748181U (zh) | 一种配网直流断路器开关柜 | |
| CN201207393Y (zh) | 一种大功率自冷式晶闸管阀及其安装用车 | |
| CN104426403A (zh) | 一种适用于大容量模块化多电平电压源换流器的模块单元 | |
| CN107086761A (zh) | 一种直流断路器的双向通流主支路功率单元 | |
| CN103745975B (zh) | 一种模块化多电平换流器功率模块内的晶闸管压装结构 | |
| CN203522506U (zh) | 辅助变流充电机模块 | |
| CN109245290B (zh) | 一种高压在线ups装置 | |
| CN111564785A (zh) | 一种手车式直流断路器开关柜 | |
| CN112583235A (zh) | 一种应用于电力电子变压器的级联模组单元 | |
| CN220475449U (zh) | 一种并联型高可靠交直流电源 | |
| CN216794640U (zh) | 储能系统 | |
| CN215452235U (zh) | 基于热管技术的大电流开关柜自然散热系统 | |
| CN210668004U (zh) | 一种限流电抗器 | |
| CN211830198U (zh) | 直流断路器主支路阀 | |
| CN221102849U (zh) | 一种配电箱 | |
| CN213637551U (zh) | 一种阀组及应用该阀组的一体化mps |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 210008 No. 251, Gulou District, Jiangsu, Zhongshan Road, Nanjing Applicant after: STATE GRID JIANGSU ELECTRIC POWER DESIGN CONSULTATION CO.,LTD. Applicant after: STATE GRID JIANGSU ECONOMIC Research Institute Applicant after: NR ELECTRIC Co.,Ltd. Applicant after: NR ENGINEERING Co.,Ltd. Address before: 210008 No. 251, Gulou District, Jiangsu, Zhongshan Road, Nanjing Applicant before: STATE GRID JIANGSU ELECTRIC POWER DESIGN CONSULTATION CO.,LTD. Applicant before: ELECTRIC POWER ECONOMIC TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE OF STATE GRID ELECTRIC POWER Co.,Ltd. Applicant before: NR ELECTRIC Co.,Ltd. Applicant before: NR ENGINEERING Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |