CN112564453B - 一种变流器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变流器，包括第一变流器、直流控制装置和第二变流器。其中，第一变流器和第二变流器均与直流控制装置连接。本发明提供的变流器，具有通用性和灵活性，能够大大缩短研发周期，快速响应市场需求的变流器，并且，方便现场吊装，不用受到现场天井开孔尺寸大小的影响，安装运输比较方便。

Description

一种变流器

技术领域

本发明涉及变频产品技术领域，具体涉及一种变流器。

背景技术

随着新能源领域的不断发展，其中以可再生能源回收利用为代表的新兴产业的需求也越来越大，对交直流变流器系统容量的要求也越来越高。限于当前功率半导体器件的发展水平，变流器单模块一般功率不超过1MW。变流器模块多采用双模块并联形式，单柜容量多低于2MW。为了满足2MW以上的大功率需求，多采用多模块串并联的形式，对于2个以上的模块串并联形式，需要重新设计柜体，研发周期长，不具通用性和灵活性，市场竞争力不强。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有通用性和灵活性，能够大大缩短研发周期，快速响应市场需求的变流器。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种变流器，包括第一变流器、直流控制装置和第二变流器。其中，第一变流器和第二变流器均与直流控制装置连接。

根据本发明的变流器，采用两个独立的变流器与直流控制装置连接，方便现场吊装，不用受到现场天井开孔尺寸大小的影响，而且单个变流器和直流控制装置柜体尺寸小安装运输比较方便。并且，根据不同功率等级需求，这种独立变流器与直流控制器拼接的形式容易实现不同功率等级的自由组合。例如，在低功率等级要求下可以通过仅仅其中一个变流器与直流控制柜连接，在大功率等级等级要求下可以采用两个甚至两个以上的独立变流器与直流控制器拼接。这种自由灵活的拼接方式，能够大大缩短研发周期，快速响应市场需求。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

本发明的变流器，在一个优选的实施方式中，第一变流器直流正负极与直流控制装置正负极通过母排连接，第二变流器直流正负极与直流控制装置正负极通过母排连接。

第一变流器和第二变流器与直流控制装置之间通过母排连接，其好处在于母排连接路径短，可以大大减少电缆的用量，降低成本。同时，现场安装母排比安装电缆方便很多，安装电缆需要下到地沟里面，而且还要进行二次密封，而用母排安装，则简单很多，方便现场安装和维护。

具体地，在一个优选的实施方式中，直流控制装置的柜体安装梁上设有安装孔和铆接螺母。

通过螺纹连接的方式连接变流器和直流控制装置，能够使得变流器整体的结构尽可能简单紧凑，并且便于整个变流器的安装组合符合功率等级需求。

具体地，在一个优选的实施方式中，第一变流器和第二变流器的内部空间均包括第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体。第一腔体、第二腔体、第三腔体并列布置在第四腔体上方。第一腔体与第四腔体互相隔离。

将变流器内部空间进行合理分区，并将第一腔体和第四腔体互相隔离，能够使变流器具有较好的电磁兼容性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，第一变流器和第二变流器均包括二次布线板、模块和风机。其中，二次布线板位于第一腔体内，模块中的散热器位于第二腔体内，风机位于第三腔体内。并且，风机与第二腔体连通。第四腔体门上设有通风过滤装置。

第一变流器和第二变流器的具体散热过程是设备上电，风机运转，柜体内部为负压，外部冷风通过通风过滤装置进入柜体对内部器件进行散热，然后前后风集中进入第二腔体，集中通过前后模块中的散热器进行散热。最后由风机抽出，通过出风口将热风排出。这种抽风形式的散热方法能够确保柜体内部散热没有死角，内部风阻小，散热均匀，散热效果好。

进一步地，在一个优选的实施方式中，第一变流器和第二变流器均包括电容组件、断路器、放电电阻、预充电组件、电流传感器、和电抗器，第一变流器还包括电压传感器。其中，电容组件、断路器、放电电阻、预充电组件、电压传感器、电抗器和电流传感器均布置在第四腔体内。

所有一次电路位于同一个腔体，便于提高变流器内部的散热效果。并且第一变流器和第二变流器内部布局尽可能保持一致，能够使得两个变流器的零部件复用率最大化，符合产品简统化的原则，从而尽可能节省成本。并且通过设置电抗器能够保证第一变流和第二变流器的均流性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，第一变流器还包括转接母排，转接母排布置在第四腔体内。

通过设置转接母排，能够使得两个变流器的直流接线部分在不同的侧面，从而有效利用空间和简化结构，并且使得接线方便，内部结构简洁美观。

进一步地，在一个优选的实施方式中，第一变流器和第二变流器中的电抗器均变更为断路器。

这样可以实现第一变流器和第二变流器与直流控制装置的多样化组合，实现小容量需求装置的快速设计。具体地，当变流器为小容量需求时，可以仅仅是第一变流器与直流控制装置组合或者第二变流器与直流控制装置组合。电气连接直接通过两路模块并联到直流控制装置的直流侧，再经断路器连接到电网。

当变流器功率需求为大容量时，可以扩展到第一变流器和第二变流器与直流控制装置组合，电气连接直接通过两条支路与直流控制装置连接，并且每条支路分别通过两路模块并联到直流控制装置的直流侧，然后到断路器，再到电抗器，最后与电网连接。这里为了保证均流性，设置了起均流作用的电抗器。

进一步地，在一个优选的实施方式中，通风过滤装置沿竖直方向布置至少两个。

通过设置多个通风过滤装置，能够从上下多范围对内部器件进行散热，从而进一步确保散热效果。

具体地，在一个优选的实施方式中，第一变流器、第二变流器和直流控制装置底部均通过螺纹连接的方式与槽钢底座连接。

螺纹连接的方式便于整个变流器的安装和拆卸，并且能够尽可能简化整个装置的结构。

相比现有技术，本发明的优点在于：具有通用性和灵活性，能够大大缩短研发周期，快速响应市场需求的变流器，并且，方便现场吊装，不用受到现场天井开孔尺寸大小的影响，安装运输比较方便。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例的变流器的整体布局；

图2示意性显示了本发明实施例的变流器的电气连接结构；

图3示意性显示了本发明实施例的变流器的机械连接结构；

图4示意性显示了本发明实施例的变流器的底部局部机械连接结构；

图5示意性显示了本发明实施例的变流器的侧部局部机械连接结构；

图6示意性显示了本发明实施例的变流器的正面布局；

图7示意性显示了本发明实施例的变流器的背面布局；

图8示意性显示了本发明实施例的变流器的内部空间布局及散热路径；

图9示意性显示了本发明实施例的变流器的第一种组合形式；

图10示意性显示了本发明实施例的变流器的第二种组合形式；

图11示意性显示了本发明实施例的变流器的第三种组合形式。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例的变流器10的整体布局。图2示意性显示了本发明实施例的变流器10的电气连接结构。图3示意性显示了本发明实施例的变流器10的机械连接结构。图4示意性显示了本发明实施例的变流器10的底部局部机械连接结构。图5示意性显示了本发明实施例的变流器10的侧部局部机械连接结构。图6示意性显示了本发明实施例的变流器10的正面布局。图7示意性显示了本发明实施例的变流器10的背面布局。图8示意性显示了本发明实施例的第一变流器1和第二变流器3的内部空间布局及散热路径。图9示意性显示了本发明实施例的变流器10的第一种组合形式。图10示意性显示了本发明实施例的变流器10的第二种组合形式。图11示意性显示了本发明实施例的变流器10的第三种组合形式。

如图1至图3所示，本发明实施例的变流器10，包括第一变流器1、直流控制装置2和第二变流器3。其中，第一变流器1和第二变流器3均与直流控制装置2连接。根据本发明实施例的变流器，采用两个独立的变流器与直流控制装置连接，方便现场吊装，不用受到现场天井开孔尺寸大小的影响，而且单个变流器和直流控制装置柜体尺寸小安装运输比较方便。并且，根据不同功率等级需求，这种独立变流器与直流控制器拼接的形式容易实现不同功率等级的自由组合。例如，在低功率等级要求下可以通过仅仅其中一个变流器与直流控制柜连接，在大功率等级等级要求下可以采用两个甚至两个以上的独立变流器与直流控制器拼接。这种自由灵活的拼接方式，能够大大缩短研发周期，快速响应市场需求。

具体地，如图7至图9所示，在本实施例中，第一变流器1和第二变流器3的内部空间均包括第一腔体101、第二腔体102、第三腔体103和第四腔体104。第一腔体101、第二腔体102、第三腔体103并列布置在第四腔体104上方。第一腔体101与第四腔体104互相隔离。将变流器内部空间进行合理分区，并将第一腔体和第四腔体互相隔离，能够使变流器具有较好的电磁兼容性。

如图6至图8所示，进一步地，在本实施例中，第一变流器1和第二变流器3均包括二次布线板105、模块106和风机107。其中，二次布线板105位于第一腔体101内，模块106中的散热器1061位于第二腔体102，风机107位于第三腔体103，并且风机107与第二腔体102连通，第四腔体104门上设有通风过滤装置1041。第一变流器和第二变流器的具体散热过程是设备上电，风机运转，柜体内部为负压，外部冷风通过通风过滤装置进入柜体对内部器件进行散热，然后前后风集中进入第二腔体，集中通过前后模块中的散热器进行散热。最后由风机抽出，通过出风口将热风排出。这种抽风形式的散热方法能够确保柜体内部散热没有死角，内部风阻小，散热均匀，散热效果好。进一步地，在本实施例中，通风过滤装置1041沿竖直方向布置至少两个。通过设置多个通风过滤装置，能够从上下多范围对内部器件进行散热，从而进一步确保散热效果。

具体地，如图6至图8所示，在本实施例中，第一变流器1和第二变流器3均包括电容组件108、断路器109、放电电阻110、预充电组件111、电流传感器114、和电抗器113，第一变流器1还包括电压传感器112。其中，电容组件108、断路器109、放电电阻110、预充电组件111、电压传感器112、电抗器113和电流传感器114均布置在第四腔体104内。所有一次电路位于同一个腔体，便于提高变流器内部的散热效果。并且第一变流器和第二变流器内部布局尽可能保持一致，能够使得两个变流器的零部件复用率最大化，符合产品简统化的原则，从而尽可能节省成本。并且通过设置电抗器能够保证第一变流和第二变流器的均流性。

本发明实施例的变流器10，优选地，如图2所示，第一变流器1直流正负极与直流控制装置2正负极通过母排115连接，第二变流器3直流正负极与直流控制装置2正负极通过母排115连接。第一变流器和第二变流器与直流控制装置之间通过母排连接，其好处在于母排连接路径短，可以大大减少电缆的用量，降低成本。同时，现场安装母排比安装电缆方便很多，安装电缆需要下到地沟里面，而且还要进行二次密封，而用母排安装，则简单很多，方便现场安装和维护。进一步地，在本实施例中，第一变流器1还包括转接母排116，转接母排116布置在第四腔体104内。通过设置转接母排，能够使得两个变流器的直流接线部分在不同的侧面，从而有效利用空间和简化结构，并且使得接线方便，内部结构简洁美观。

如图3至图5所示，具体地，在本实施例中，直流控制装置2的柜体两侧安装梁上设有安装孔21和铆接螺母22，第一变流器1和第二变流器3与直流控制装置并柜的侧板及安装梁上设有安装孔117，现场安装位置确定之后，从第一变流器1和第二变流器2的一侧通过紧固件118锁紧，从而达到柜体之间的可靠连接。通过螺纹连接的方式连接变流器和直流控制装置，能够使得变流器整体的结构尽可能简单紧凑，并且便于整个变流器的安装组合符合功率等级需求。具体地，在本实施例中，第一变流器1、第二变流器3和直流控制装置2柜体底部121均设有安装孔117，与现场槽钢底座122之间通过螺栓等紧固件118进行固定。并且，紧固件118上包裹有绝缘套管119，柜体底部121与槽钢底座122之间设有绝缘垫120。螺纹连接的方式便于整个变流器的安装和拆卸，并且能够尽可能简化整个装置的结构。通过绝缘套管和绝缘垫能够确保电气安全。

进一步地，在本实施例中，第一变流器1和第二变流器3中的电抗器113均变更为断路器109。这样可以实现第一变流器和第二变流器与直流控制装置的多样化组合，实现小容量需求装置的快速设计，如图9至图11所示。具体地，当变流器为小容量需求时，可以仅仅是第一变流器与直流控制装置组合或者第二变流器与直流控制装置组合。电气连接直接通过两路模块并联到直流控制装置的直流侧，再经断路器连接到电网。当变流器功率需求为大容量时，可以扩展到第一变流器和第二变流器与直流控制装置组合，电气连接直接通过两条支路与直流控制装置连接，并且每条支路分别通过两路模块并联到直流控制装置的直流侧，然后到断路器，再到电抗器，最后与电网连接。这里为了保证均流性，设置了起均流作用的电抗器。

根据上述实施例，可见，本发明涉及的变流器，具有通用性和灵活性，能够大大缩短研发周期，快速响应市场需求的变流器，并且，方便现场吊装，不用受到现场天井开孔尺寸大小的影响，安装运输比较方便。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种变流器，其特征在于，包括第一变流器、直流控制装置和第二变流器；其中，所述第一变流器和所述第二变流器均与所述直流控制装置连接；

所述第一变流器和所述第二变流器的内部空间均包括第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体，所述第一腔体、所述第二腔体、所述第三腔体并列布置在所述第四腔体上方，所述第一腔体与所述第四腔体互相隔离；

所述第一变流器和所述第二变流器均包括二次布线板、模块和风机，其中，所述二次布线板位于所述第一腔体内，所述模块中的散热器位于所述第二腔体内，所述风机位于所述第三腔体内并与所述第二腔体连通，所述第四腔体的门上设有通风过滤装置；

所述第一变流器和所述第二变流器均包括电容组件、断路器、放电电阻、预充电组件、电流传感器和电抗器，所述第一变流器还包括电压传感器，其中，所述电容组件、所述断路器、所述放电电阻、所述预充电组件、所述电压传感器、所述电抗器和所述电流传感器均布置在所述第四腔体内；

所述第一变流器还包括转接母排，所述转接母排布置在所述第四腔体内。

2.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述第一变流器直流正负极与所述直流控制装置正负极通过母排连接，所述第二变流器直流正负极与所述直流控制装置正负极通过母排连接。

3.根据权利要求1或2所述的变流器，其特征在于，所述直流控制装置的柜体安装梁上设有安装孔和铆接螺母。

4.根据权利要求1或2所述的变流器，其特征在于，所述第一变流器和所述第二变流器中的电抗器均变更为所述断路器。

5.根据权利要求1或2所述的变流器，其特征在于，所述通风过滤装置沿竖直方向布置至少两个。

6.根据权利要求1或2所述的变流器，其特征在于，所述第一变流器、所述第二变流器和所述直流控制装置底部均通过螺纹连接的方式与槽钢底座连接。

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