CN110932570B - 一种模块化积木式svg功率装置 - Google Patents

Abstract

本发明的模块化积木式SVG功率装置，包括功率单元模块、后备电容模块、底座模块和风机模块，特征在于：电容模块外壳的上端面和下端面上、后备电容安装座的上端面上设置有外凹槽、外凸块、内凹槽和内凸块，功率单元安装座和功率单元外壳两侧的上端面上均设置有相互平行的导向条，功率单元外壳两侧的下端面上开设有与导向条相配合的导向槽。本发明的模块化积木式SVG功率装置，解决了现有需根据不同要求需设计不同安装柜体和框架，节约了设计时间及成本；模块单独运输，避免了含有柜体设备运输过程中可能产生的超高问题；模块化的组合设计，减少了产品种类，有利于产品标准化生产。

Description

一种模块化积木式SVG功率装置

技术领域

本发明涉及一种模块化积木式SVG功率装置，更具体的说，尤其涉及一种功率单元模块、后备电容模块可通过积木式组装的模块化积木式SVG功率装置。

背景技术

目前国内外高压SVG动态无功补偿装置的功率装置采用以下结构方式：将普通的SVG功率模块安装到具有一定IP防护等级和绝缘等级等防护功能的柜体或框架中，根据不同的电压等级或不同的级联数量来设计不同的柜体或框架结构，来保证成套装置的IP防护等级和绝缘防护等级等防护要求，个别现场空间受限或布局较特殊，则需要重新设计成套装置的柜体或框架结构，来满足不同现场的要求；成套装置外部的外壳或框架，仅为成套装置提供具有一定IP防护等级和绝缘等级等防护要求的外壳，无具体的功能性作用。此种做法带来以下问题：不同电压等级、不同级联数量以及不同的容量范围的功率装置，均需要设计不同的安装柜体或框架，导致柜体或框架的种类繁多，不合适批量化生产；部分柜体或安装框架运输超高，造成运输费用增加，成套设备的整体成本增加；柜体或框架仅提供IP防护和绝缘防护等防护功能，无具体的功能性作用，而内部单元外壳也可以提供一定的防护作用，部分防护作用重复；成套装置的适应性不足，往往由于现场空间布置等原因，造成成套装置需重新设计，增加产品生产周期。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种模块化积木式SVG功率装置。

本发明的模块化积木式SVG功率装置，包括功率单元模块、后备电容模块、底座模块和风机模块，底座模块上固定有功率单元安装座，功率单元安装座后方的底座模块上固定有后备电容安装座，功率单元安装座、后备电容安装座上分别堆叠有多个功率单元模块和多个后备电容模块；后备电容模块由电容模块外壳及设置于其中的直流支撑电容组成，功率单元模块由功率单元外壳及设置于其中的控制板组件、IGBT模块、直流电容模块和散热器组成，功率单元外壳上背向后备电容模块的侧面上设置有进风口过滤组件；其特征在于：所述电容模块外壳的上端面和下端面、后备电容安装座的上端面上设置有外凹槽、外凸块、内凹槽和内凸块，外凹槽和外凸块位于外侧并间隔设置，内凹槽和内凸块位于内侧并间隔设置；相邻电容模块外壳之间及电容模块外壳与后备电容安装座之间经凸块与凹槽的配合实现固定连接；

所述功率单元安装座和功率单元外壳两侧的上端面上均设置有相互平行的导向条，功率单元外壳两侧的下端面上开设有与导向条相配合的导向槽，相邻功率单元外壳之间以及功率单元外壳与功率单元安装座之间通过导向槽与导向条的配合实现固定连接；电容模块外壳的上下两端均开口，风机模块设置于最上端电容模块外壳的上方，风机模块的进风口与电容模块外壳的内部空腔相通，出风口与外界相通，所述功率单元外壳和电容模块外壳的相邻面上分别开设有相连通的出风口和进风口。

本发明的模块化积木式SVG功率装置，所述进风口过滤组件为可拆卸形式，控制板组件、IGBT模块和散热器固定在一起，控制板组件和散热器经导轨结构安装于功率单元外壳中，控制板组件朝向进风口过滤组件的一侧固定有拉手。

本发明的模块化积木式SVG功率装置，所述电容模块外壳和功率单元外壳均为长方体壳体形状，电容模块外壳内部空腔的中央固定有电容安装框架，直流支撑电容安装于电容安装框架上；电容模块外壳与功率单元外壳相贴合的面上设置有分别与直流支撑电容和交流母排相连接的柔性触指和连接母排，功率单元外壳上设置有插入柔性触指和连接母排中的金属插片。

本发明的模块化积木式SVG功率装置，所述底座模块为槽钢底座，槽钢底座与后备电容安装座和功率单元安装座之间设置有绝缘底板。

本发明的模块化积木式SVG功率装置，所述功率单元外壳和电容模块外壳均满足10kV以上的电压绝缘等级要求。

本发明的模块化积木式SVG功率装置，所述功率单元外壳和电容模块外壳除其相接触的外表面外其余外表面上均涂覆有诸如石墨烯的导电涂料。

本发明的有益效果是：本发明的模块化积木式SVG功率装置，通过在后备电容安装座的上端面、电容模块外壳的上端面和下端面上间隔设置外凹槽和外凸块、内凹槽和内凸块，利用凸块与凹槽的配合实现了后备电容模块插积木式的拼接；通过在功率单元安装座和功率单元外壳的上端面设置导向条，在功率单元外壳的下端面设置导向槽，利用导向条与导向槽的配合，实现了功率单元模块插积木式的拼接，这样，可根据电压等级、级联数量以及容量范围要求，拼接出满足要求的SVG功率装置，解决了现有需根据不同要求需设计不同安装柜体和框架，所导致的柜体和框架种类繁多，不适于批量化生产的弊端，节约了设计时间及成本；各功能模块可以单独包装运输，可以对单个模块进行较好的防护，避免运输过程中造成设备损坏；模块单独运输，避免了含有柜体设备运输过程中可能产生的超高问题；模块化的组合设计，减少了产品种类，有利于产品标准化生产。

附图说明

图1为本发明的模块化积木式SVG功率装置的立体图；

图2为本发明中底座模块的立体图；

图3为图2中A区域的局部放大图；

图4、图5均为本发明中功率单元模块的立体图；

图6为本发明中功率单元模块的俯视图；

图7为图6中A-A截面的剖视图；

图8为本发明中后备电容模块的立体图；

图9为本发明中风机模块的立体图。

图中：1功率单元模块，2后备电容模块，3底座模块，4风机模块，5导向条，6外凹槽，7外凸块，8内凹槽，9内凸块，10出风口，11进风口，12导向槽；101功率单元外壳，102控制板组件，103 IGBT模块，104直流电容模块，105散热器，106拉手，107进风口过滤组件，108金属插片，201电容安装框架，202柔性触指，203连接母排，204电容模块外壳，205直流支撑电容；301槽钢底座，302后备电容安装座，303功率单元安装座，304绝缘底板；401风机罩，402风机。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了发明的模块化积木式SVG功率装置的立体图，其由底座模块3、若干功率单元模块1、若干后备电容模块2和风机模块4组成，功率单元模块1和后备电容模块2均采用堆积木的插接方式固定于底座模块3上，这样，可根据功率装置的电压等级、级联数量以及容量范围要求，来组装含有合适数量的功率单元模块1和后备电容模块2的SVG功率装置，已解决母线需要根据实际需求设计不同的安装柜体或框架的问题。

如图2所示，给出了本发明中底座模块的立体图，所示的底座模块3由槽钢底座301、后备电容安装座302、功率单元安装座303和绝缘底板304组成，槽钢底座301起固定和支撑作用，功率单元安装座303和后备电容安装座302均设置于槽钢底座301上，且其与槽钢底座301之间设置有绝缘底板304。功率单元安装座303的数量为多个（图中为3个），位于底座模块3的前排，后备电容安装座302的数量与功率单元安装座303的数量相等，位于底座模块3的后排。

如图8所示，给出了本发明中后备电容模块的立体图，所示的后备电容模块2由电容模块外壳204和设置于其中的直流支撑电容205组成，电容模块外壳204的上下端均开口，以便多个电容模块外壳204组装在一起后形成散热通道。电容模块外壳204可采用长方形壳体，电容模块外壳204的中央固定有电容安装框架201，直流支撑电容205固定于电容安装框架201上，亦不会影响散热通道。电容模块外壳204与功率单元模块1相贴合的面上设置有柔性触指202和连接母排203，柔性触指202与直流支撑电容205相连接。

如图3所示，给出了图2中A区域的局部放大图，可见，后备电容安装座302的上端面以及电容模块外壳204的上端面和下端面上均间隔设置有外凹槽6、外凸块7、内凹槽8和内凸块9，外凹槽6与外凸块7间隔设置并处于端面的外围，内凹槽8和内凸块9间隔设置并位于端面的内侧，外凹槽6的内侧为内凸块9，外凸块7的内侧为内凹槽8，这样，上下相邻的电容模块外壳204之间以及最底层的电容模块外壳与后备电容安装座302之间均通过凸块插入凹槽中的形式相连接，这种连接方式可有效避免电容模块外壳204在水平面的移动，实现了后备电容模块2插接式固定连接。

如图4和图5所示，均给出了本发明中功率单元模块的立体图，图6给出了图本发明中功率单元模块的俯视图，图7给出了图6中A-A截面的剖视图，所示的功率单元模块1由功率单元外壳101及位于其中的控制板组件102、IGBT模块103、直流电容模块104、散热器105和拉手106组成，所示功率单元安装座303两侧的上端面上、功率单元外壳201两侧的上端面上均设置有相平行的导向条5，功率单元外壳201两侧的下端面上均开设有导向槽12，功率单元安装座303以推入的形式固定于功率单元安装座303或下方相邻的功率单元安装座303上，这种级联方式亦可根据设计需要选取合适数量的功率单元模块1。

所示风机模块4设置于最上层后备电容模块2的上方，风机模块4由风机402和风机罩401组成，风机402的进风口与电容模块外壳204的内部空腔相通，出风口与外界相通。功率单元外壳101和电容模块外壳204相贴合的面上分别开设有出风口10和进风口11 ，功率单元外壳101的外侧面上设置有可拆卸的进风口过滤组件107，这样，在风机402的抽风作用下，即可将外部的风从进风口过滤组件107抽至功率单元外壳101中，将控制板组件102和IGBT模块103工作过程中产生的热量带入电容模块外壳204的空腔中，并被进一步抽至外界，实现对功率单元模块1的降温。

所示控制板组件102和散热器105通过导轨的机构设置于功率单元外壳101中，通过打开进风口过滤组件107，即可将控制板组件102、IGBT模块和散热器105抽出，以便于器件的更换、检修和维护。所示功率单元模块1与后备电容模块2相贴合的表面上还设置有金属插片108，金属插片108用于插入柔性触指202和连接母排203上。

功率单元外壳101和电容模块外壳204除其相接触的外表面外其余外表面上均涂覆有诸如石墨烯的导电涂料，以保证各功能模块之间的电位连接及与地之间的电位连接。功率单元外壳101和电容模块外壳（204）均满足10kV以上的电压绝缘等级要求。

Claims (6)

1.一种模块化积木式SVG功率装置，包括功率单元模块（1）、后备电容模块（2）、底座模块（3）和风机模块（4），底座模块上固定有功率单元安装座（303），功率单元安装座后方的底座模块上固定有后备电容安装座（302），功率单元安装座、后备电容安装座上分别堆叠有多个功率单元模块和多个后备电容模块；后备电容模块由电容模块外壳（204）及设置于其中的直流支撑电容（205）组成，功率单元模块由功率单元外壳（101）及设置于其中的控制板组件（102）、IGBT模块（103）、直流电容模块（104）和散热器（105）组成，功率单元外壳上背向后备电容模块（2）的侧面上设置有进风口过滤组件（107）；其特征在于：所述电容模块外壳（204）的上端面和下端面、后备电容安装座（302）的上端面上设置有外凹槽（6）、外凸块（7）、内凹槽（8）和内凸块（9），外凹槽和外凸块位于外侧并间隔设置，内凹槽和内凸块位于内侧并间隔设置；外凹槽（6）位于内凸块（9）的外侧，外凸块（7）位于内凹槽（8）的外侧；相邻电容模块外壳之间及电容模块外壳与后备电容安装座之间经凸块与凹槽的配合实现固定连接；

所述功率单元安装座（303）和功率单元外壳（101）两侧的上端面上均设置有相互平行的导向条（5），功率单元外壳两侧的下端面上开设有与导向条相配合的导向槽（12），相邻功率单元外壳之间以及功率单元外壳与功率单元安装座之间通过导向槽与导向条的配合实现固定连接；电容模块外壳（204）的上下两端均开口，风机模块（4）设置于最上端电容模块外壳的上方，风机模块的进风口与电容模块外壳的内部空腔相通，出风口与外界相通，所述功率单元外壳（101）和电容模块外壳（204）的相邻面上分别开设有相连通的出风口（10）和进风口（11）。

2.根据权利要求1所述的模块化积木式SVG功率装置，其特征在于：所述进风口过滤组件（107）为可拆卸形式，控制板组件（102）、IGBT模块（103）和散热器（105）固定在一起，控制板组件和散热器经导轨结构安装于功率单元外壳（101）中，控制板组件朝向进风口过滤组件（107）的一侧固定有拉手（106）。

3.根据权利要求1或2所述的模块化积木式SVG功率装置，其特征在于：所述电容模块外壳（204）和功率单元外壳（101）均为长方体壳体形状，电容模块外壳内部空腔的中央固定有电容安装框架（201），直流支撑电容安装于电容安装框架上；电容模块外壳（204）与功率单元外壳相贴合的面上设置有分别与直流支撑电容（205）和交流母排相连接的柔性触指（202）和连接母排（203），功率单元外壳（101）上设置有插入柔性触指（202）和连接母排（203）中的金属插片（108）。

4.根据权利要求1或2所述的模块化积木式SVG功率装置，其特征在于：所述底座模块（3）为槽钢底座（301），槽钢底座（301）与后备电容安装座（302）和功率单元安装座（303）之间设置有绝缘底板（304）。

5.根据权利要求1或2所述的模块化积木式SVG功率装置，其特征在于：所述功率单元外壳（101）和电容模块外壳（204）均满足10kV以上的电压绝缘等级要求。

6.根据权利要求1或2所述的模块化积木式SVG功率装置，其特征在于：所述功率单元外壳（101）和电容模块外壳（204）除其相接触的外表面外其余外表面上均涂覆有诸如石墨烯的导电涂料。

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