CN114765425B - 一种整流模块并联组件及其整流柜与直流供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施方式公开了一种整流模块并联组件及其整流柜与直流供电系统。该整流模块并联组件包括若干个并联连接的整流模块以及用于所述整流模块投入和切出的开关，还包括：内部具有开关收容空间以及整流模块收容空间的组件框架；设置在所述组件框架的顶部的直流母排；固定在与所述组件框架的背面相接近的一端的若干组连接器；固定在与所述组件框架的正面相接近的一端的交流铜排；固定在于所述组件框架的背面相接近的一端的转接铜排。通过上述方式，本发明实施方式通过合理的布局设计，提高了供电系统的功率密度，减小了供电系统的体积和占地面积，有效的降低了成本，方便了系统的设计、生产、安装和维护。

Description

一种整流模块并联组件及其整流柜与直流供电系统
技术领域
本发明实施方式涉及电源技术领域，特别是涉及一种整流模块并联组件及其整流柜与直流供电系统。
中大功率电源是数据中心、电动汽车充电、新能源及储能等领域的重要基础设备。受功率器件性能限制，中大功率电源一般通过功率器件并联、功率模块或称为功率单元并联、电源系统并联这三种方法或其组合应用来实现。电源系统除了要求高效率与高可靠性外，对功率密度和成本的要求也越来越高。
背景技术
目前的高压直流供电系统是将三相中压市电经过中压开关接到移相变压器变成多绕组的低压三相交流电、然后再分别经过低压开关输入到多个并联的整流模块，所有的整流模块输出接至正负直流母线，经过直流配电分别接负载与电池组。即当前的大功率直流供电是通过众多整流模块的并联来实现的。
多个整流模块并联的大功率直流供电方案相对于传统的数据中心供电系统在体积和效率及成本方面有比较明显的优势。因此，目前得到了快速的发展与应用。
但是，基于这样供电方案设立的大型数据中心供电系统存在额定功率大和移相变压器输出的交流电压低(240VAC或336VAC)的特点。这使得移相变压器输出绕组到整流模块的交流电缆需要具备较大的电流承载能力。而且，并联的整流模块数量较多，所需的电缆总长度也较大。因此，这使得低压交流电缆的成本较高。
另外，也期待能够提供更为合理的布局设计来尽可能减少由数量众多的整流模块及其直流汇集输出与负载支路所组成的整流柜的占地面积。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种整流模块并联组件，包括若干个并联连接的整流模块以及用于所述整流模块投入和切出的开关，还包括：组件框架，所述组件框架的内部具有依次沿高度方向排列的开关收容空间以及整流模块收容空间；直流母排，所述直流母排设置在所述组件框架的顶部，位于所述组件框架的外部；所述直流母排包括：直流母排正极和直流母排负极；若干组连接器，所述连接器固定在与所述组件框架的背面相接近的一端，位于所述整流模块收容空间之内；一组所述连接器包括：输入连接器和输出连接器；交流铜排；所述交流铜排固定在与所述组件框架的正面相接近的一端，位于所述开关收容空间内；所述交流铜排包括：交流输入铜排和交流输出铜排；转接铜排，所述转接铜排固定在与所述组件框架的背面相接近的一端，位于所述开关收容空间内；其中，所述交流输入铜排和所述交流输出铜排与所述开关电连接，所述转接铜排与所述交流输出铜排电连接，所述转接铜排与所述输入连接器电连接；所述输出连接器与所述直流母排电连接；所述整流模块的外表面设置有与一组所述连接器相适配的一对插接接口，以使安装在所述整流模块收容空间内的整流模块通过所述插接接口与所述输入连接器和输出连接器电连接。
在一些实施例中，所述组件框架包括：若干个层板，所述层板跨设在所述组件框架上，相邻的两个层板之间具有在所述高度方向上的间隔，以使所述整流模块收容空间被划分为两层或以上；连接器支架；所述连接器支架固定连接于所述层板接近所述组件框架背面的末端；所述连接器固定在所述连接器支架上。
在一些实施例中，所述层板上开设有导向槽；所述导向槽用于引导所述整流模块移动至所述整流模块收容空间内的目标安装位置，以使所述整流模块的插接接口与对应的连接器相插接。
在一些实施例中，所述整流模块包括：机箱，所述机箱的两个相对表面开设有若干个通风孔以形成允许空气通过的气流通道；散热风扇，所述散热风扇固定在所述机箱的其中一端，用于驱动所述气流通道内的空气流动；电路器件，所述电路器件被收容在所述机箱内。
在一些实施例中，所述机箱还包括：拉手，所述拉手设置在所述机箱的第一表面；安装孔，所述安装孔设置在所述机箱的第一表面，用于固定所述整流模块；指示灯，所述指示灯设置在所述机箱的第一表面；其中，所述插接接口设置在所述机箱的第二表面；所述第一表面和第二表面为相对的表面。
在一些实施例中，整流模块并联组件还包括：若干个滚轮，所述滚轮设置在所述组件框架的底部；通信接口，所述通信接口设置在所述组件框架的正面顶部；所述整流模块的通信连接端和所述控制开关的控制端均与所述通信接口电连接。
在一些实施例中，所述交流铜排从所述开关的壳体向外延伸形成；所述转接铜排包括：位于与所述组件框架的背面相接近的一端的铜排主体以及延伸至所述交流输出铜排的导电连接片；其中，所述转接铜排与所述输入连接器之间以及所述输出连接器与所述直流母排之间通过柔性线缆电连接。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种整流柜，所述整流柜包括：整流柜体；所述整流柜体相对的两侧表面分别设置有第一柜门和第二柜门，所述整流柜体的侧板下部均开有过线孔，整流柜体的顶板靠柜门两侧开有过线孔，所述整流柜体还包括安装框架、底座、侧板和顶板，其中，所述安装框架将整流柜体内部空间自下而上划分为两层或以上，其中，整流柜体的底层用于布置输入线缆，所述安装框架将所述整流柜体内部空间沿与所述第一柜门平行的平面划分为第一收容空间、散热风道和第二收容空间，所述散热风道位于所述整流柜体的中央位置；以及如上所述的整流模块并联组件；所述整流模块并联组件包括：位于所述散热风道和所述第一柜门之间的第一收容空间内的第一整流模块并联组件以及位于所述散热风道和所述第二柜门之间的第二收容空间内的第二整流模块并联组件；其中，位于所述第一整流模块并联组件一端的非接线面与所述第一柜门相接近，位于所述第一整流模块并联组件另一端的接线面与所述散热风道相接近；位于所述第二整流模块并联组件一端的非接线面与所述第二柜门相接近，位于所述第二整流模块并联组件另一端的接线面与所述散热风道相接近；所述第一柜门的左门和右门，及所述第二柜门的左门和右门在高度方向上均开有通风孔，所述通风孔的位置的高度不高于所述第一整流模块并联组件及所述第二整流模块并联组件。
在一些实施例中，所述整流柜还包括：分别位于所述若干个整流模块并联组件上方的汇集母排；所述汇集母排包括：位于所述第一整流模块并联组件上方的第一汇集母排和位于所述第二整流模块并联组件的第二汇集母排，其中，所述第一汇集母排包括第一汇集母排正极和第一汇集母排负极，所述第一汇集母排正极的安装连接面朝向所述第一柜门，所述第一汇集母排负极的安装连接面朝向所述整流柜体的顶部；所述第二汇集母排包括第二汇集母排正极和第二汇集母排负极，所述第二汇集母排正极的安装连接面朝向所述第二柜门，所述第二汇集母排负极的安装连接面朝向所述整流柜体的顶部；直流母排正极连接至第一汇集母排正极或第二汇集母排正极，直流母排负极连接至第一汇集母排负极或第二汇集母排负极。
在一些实施例中，所述整流柜还包括：若干个负载铜排、若干个熔断器以及若干个电流传感器；所述负载铜排包括负载铜排正极和负载铜排负极；其中，若干个负载铜排正极、若干个负载铜排负极、若干个熔断器以及若干个电流传感器沿所述整流柜体的高度方向错位布置；若干个负载铜排正极、若干个负载铜排负极、若干个熔断器以及若干个电流传感器在沿所述整流柜体的宽度方向并列布置；所述若干个负载铜排正极和所述若干个负载铜排负极的安装连接面均朝向所述第一柜门或所述第二柜门。
在一些实施例中，所述整流柜体包括：位于所述整流柜体的底部的安装框架；所述整流模块并联组件安装框架与所述整流模块并联组件的组件框架相适配；所述整流模块并联组件通过可拆卸安装的方式，固定在所述整流模块并联组件安装框架上。
在一些实施例中，所述整流柜体还包括：安装在所述整流柜体的顶部的风机，所述风机的进风口与所述整流柜的中间散热风道的出风口相接。
在一些实施例中，所述整流柜体还包括：连接至所述第一整流模块并联组件的第一监控电路以及连接至所述第二整流模块并联组件的第二监控电路；所述第一监控电路布置在所述第一柜门的内侧；所述第二监控电路布置在所述第二柜门的内侧；连接至所述第一监控电路的第一显示屏和第一指示灯，连接至所述第二监控电路的第二显示屏和第二指示灯；所述第一显示屏和所述第一指示灯布置在所述第一柜门的外侧；所述第二显示屏和所述第二指示灯布置在所述第二柜门的外侧。
在一些实施例中，每个所述整流模块并联组件的通信接口与距离最近的所述监控电路连接。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种直流供电系统，所述直流供电系统包括：变压器柜，所述变压器柜相对的两侧表面分别设置有第三柜门和第四柜门，所述变压器柜内靠第三柜门的一侧以及靠第四柜门的一侧均布置有低压绕组接线端子；以及如上所述的整流柜；所述变压器柜的交流输出端连接至所述整流柜，所述整流柜位于所述变压器柜布置有所述低压绕组接线端子的一侧。
本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施方式公开了一种整流模块并联组件及其整流柜与直流供电系统。该整流模块并联组件包括若干个并联连接的整流模块以及用于所述整流模块投入和切出的开关，还包括：内部具有开关收容空间以及整流模块收容空间的组件框架；设置在所述组件框架的顶部的直流母排；固定在与所述组件框架的背面相接近的一端的若干组连接器；固定在与所述组件框架的正面相接近的一端的交流铜排；固定在于所述组件框架的背面相接近的一端的转接铜排。通过上述方式，本发明实施方式通过合理的布局设计，提高了供电系统的功率密度，减小了供电系统的体积和占地面积，有效的降低了成本，方便了系统的设计、生产、安装和维护。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的一种整流模块并联组件的电路原理图；
图2是本发明实施方式提供的一种整流模块并联组件的原理示意图；
图3是为本发明实施方式提供的一种组件框架的结构示意图；
图4是本发明实施方式提供的一种整流模块并联组件的微观结构图；
图5是本发明实施方式提供的一种整流模块并联组件的通信接口和滚轮的微观结构图；
图6a和图6b是本发明实施方式提供的一种整流模块的结构示意图；
图7是本发明实施方式提供的一种整流模块的结构示意图；
图8a和图8b是本发明实施方式提供的一种整流柜体的结构示意图；
图9a和图9b是本发明实施方式提供的一种整流柜的结构示意图；
图10是本发明实施方式提供的一种直流供电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种整流模块并联组件的电路原理图。该并联组件可以由多个并联连接的整流模块100以及开关200所组成，用以实现从三相交流电到直流电的转换和并联输出。
其中，低压三相交流电可以经过开关200后，被分到多个并联支路上，为各个并联之路上的整流模块100供电。多个整流模块100的输出并联连接到直流母线正极B+与负极B-，从而实现直流电的并联输出。
开关200(例如断路器)可以根据实际情况的需要，在闭合和断开两种状态之间切换，控制与其连接的整流模块100的投入和切出，从而起到保护作用。
为了实现减少体积和占地面积、降低成本以及便于维护等一系列的效果，可以采用合适的结构布局形式来设置图1所示的整流模块并联组件。请参阅图2，图2为本发明实施方式提供的一种整流模块并联组件的结构示意图。图2中以4个整流模块100为例进行描述，但本领域技术人员还可以根据实际情况的需要而选择增加或者减少每个组件中包含的整流模块数量。
除了多个整流模块100和开关200以外，该整流模块并联组件还包括：组件框架300、直流母排400、连接器500、交流铜排600以及转接铜排700。
其中，组件框架300是整个组件的主体框架结构，用以为各个功能部件提供安装固定位置，以使其形成所需要的结构布局。在本实施例中，为陈述简便，如图3所示，图3为本发明实施方式提供的一种组件框架的结构示意图，将组件框架300的靠近附图左侧的一面称为“正面F”，而将组件框架300与正面F相对的一面称为“背面B”。另外，将组件框架300接近附图顶端的部分称为“顶部T”，而将其接近附图底端的部分称为“底部G”。
在组件框架300的内部，可以通过隔板等类似的间隔结构形成用于收容整流模块100的整流模块收容空间310以及用于收容开关200的开关收容空间320。
在一些实施例中，上述间隔结构可以是跨设在组件框架300上的层板330。该层板330可以有多个，分别设置在组件框架300的不同高度上。在本实施例中，以两个层板(即第一层板330a和第二层板330b)为例进行描述。
请参阅图3，该第一层板330a将组件框架分为了上下两个部分，从而形成了位于下部的开关收容空间320以及位于上部的整流模块收容空间310。而第二层板330b位于第一层板330a和组件框架300的顶部之间，将整流模块收容空间310划分为上下两层。
直流母排400是设置在框架组件300顶部的部件，其可以通过任何合适的方式与框架组件300的外表面固定连接。如图3所示，该直流母排包括直流母排正极410和直流母排负极420，分别作为该整流模块并联组件的直流母线正极和直流母线负极。具体的，直流母排400的表面可以铆接有若干组接线螺母430，用于连接线缆。
在较佳的实施例中，为了便于输出连接器520与直流母排400之间的电连接，直流母排400可以布置在接近组件框架的背面的位置，以缩短所需要使用的线缆长度。
连接器500设置有若干组。每组连接器500可以与一个整流模块100相对应，包括一个输入连接器510和输出连接器520，用于使整流模块100接入到某条并联支路上。如图3所示，该连接器500位于整流模块收容空间310内，被固定在所述组件框架300的背面B相接近的一端。
在一些实施例中，请继续参阅图3，该组件框架300在层板330接近所述组件框架背面的末端设置有连接器支架340。连接器500可以通过固定在该连接器支架340的方式，使连接器500位于整流模块收容空间310与组件框架300的背面B相接近的一端。连接器500具体可以采用任何合适类型的固定连接方式固定在所述连接器支架340上，在此不作具体限定。
交流铜排600是用于实现外部低压三相交流电输入的连接端口。作为与开关200相邻的部件，其可以固定在与所述组件框架的背面相接近的一端，位于开关收容空间320内。如图3所示，该交流铜排600可以包括交流输入铜排610和交流输出铜排620，分别是开关200之前和之后的节点，均与开关200之间存在电连接。
在一些实施例中，请参阅图4，交流输入铜排610和交流输出铜排620可以是从开关200的壳体向外延伸的板状结构。
其中，交流输入铜排610和交流输出铜排620分别从开关200外壳不同的侧边延伸。例如，交流输出铜排620可以位于开关的上方，交流输出铜排620则可以位于开关的下方。
转接铜排700是用于实现交流铜排600与连接器500之间转接的部件。如图3所示，该转接铜排700被布置在固定在与所述组件框架的背面B相接近的一端，但位于开关收容空间320内。在一些实施例中，请继续参阅图4，转接铜排700除了位于背面B的铜排主体710以外，还可以具有延伸至交流输出铜排620的连接片720，以实现两者之间的电连接。具体地，转接铜排700通过固定件将首尾两端分别固定在与所述组件框架的背面B相接近的一端。另外，转接铜排700还可以通过线缆与各个输入连接器510电连接。
在另一些实施例中，请参阅图5，该整流模块并联组件还可以进一步包括：若干个滚轮800以及通信接口900。
其中，滚轮800设置在组件框架300的底部，以便于对该整流模块并联组件进行安装与拆卸。
通信接口900被设置在组件框架的正面。多个整流模块100的通信连接端和开关200的控制端均与通信接口900电连接，从而满足对整流模块100的运行状态信息读取以及控制开关200的控制需要。具体的，该通信接口900可以是CAN接口。
应当说明的是，在本申请实施例中所描述的方向和位置术语仅用于说明各个部件之间的位置关系的相对性，而不用于对其具体方向或者位置进行限定。本领域技术人员可以根据实际情况进行替换或者调整(例如，组件框架300的正面和背面之间可以相互替换)，所有这些替换和调整都属于本申请的保护范围之内。
在实际使用过程中，当整流模块100被安装到位后，位于整流模块100外表面的插接接口能够与对应的连接器相插接，从而使整流模块100被接入到相应的并联支路之中。
来自外部的低压三相交流电通过交流输入铜排610进入，经过控制开关200后，依次通过交流输出铜排620以及转接铜排700被馈送至各个并联连接的输入连接器510，为整流模块100供电。各个整流模块100输出的直流电经由输出连接器520，可以被提供至直流母排400，进而提供给后端负载使用。
在出现异常情况，需要触发保护动作时，则可以通过断开开关200而使整个整流模块并联组件从电路中切出。
本申请实施例提供的整流电源模块并联组件的其中一个有利方面是：整个整流电源模块并联组件对外只有三个接口，即交流输入端、直流汇集输出端和通信端口。其具备结构简洁、层次清晰、功率密度较高、模块化程度较高、便于生产管理和维护等的优势。而且，这样的模块化组件通过并联设计可以方便获得不同功率等级的整流器，具有良好的应用前景。
申请实施例提供的整流电源模块并联组件的另一个有利方面是：基于开关(比如断路器)的额定电流、短路开断电流、整流模块的额定电流和短路电流和整流模块的数量等参数，通过精确计算与匹配，可以选择更合适的开关，在充分应用开关的保护能力前提下实现对并联模块可靠短路保护，从而达成较高的性价比。
相适应地，本申请还提供了一种整流模块。该整流模块可以在上述实施例的组件框架中使用，以取得相应的技术效果。图6a和图6b为本申请实施例提供的一种整流模块的结构示意图。请参阅图6a和图6b，该整流模块100包括：机箱110、拉手120、插接接口130以及电路器件(图未示)。
其中，机箱110是整流模块的外壳体。在本实施例中，机箱110的形状可以呈与组件框架相适配的长方体。当然，也可以根据实际情况的需要而设计为不同的形状结构。具体的，如图7所示，机箱可以由位于正面的第一面板110a，位于背面的第二面板110b以及位于两侧的一对侧板110c围合形成。
在机箱相对的第一面板110a和第二面板110b的至少一部分面积开设有通风孔111，以实现机箱内部电路器件的风冷散热。具体的，该通风孔111的布置密度、形状以及通孔尺寸均可以根据实际情况的需要而设置，在此不作具体限定。
把手120设置在机箱110的正面，插接接口130设置在机箱110的背面。这样的设计可以方便操作人员通过握持把手120将整流模块100从组件框架300中推人或拉出，并实现插接接口130与连接器500之间的电连接。
电路器件是指整流模块中为了实现整流功能所需要的电子元件。其被收容保护在机箱内，气流透过通风孔111对机箱内部的电路器件实现散热。
在一些实施例中，为了帮助整流模块100能够顺利安装到目标安装位置，请继续参阅图3，层板330上还可以开设导向槽331。该导向槽331沿层板330的轴线方向开设并具有合适的长度，能够引导和限制整流模块100的移动，从而确保整流模块100背面的插接接口130能够插接到连接器500上。
在实际的整流模块装卸过程中，通过整流模块100正面的拉手120将整流模块100推入。整流模块100在导向槽331的导向作用下，被推入到目标安装位置，使位于背面的插接接口130与连接器500相插接，实现两者之间的电连接。
在一些实施例中，请参阅图7，整流模块100的正面还可以设置有安装孔112以及一个或者多个指示灯140。
其中，该安装孔112用于固定整流模块100。在整流模块100被推入到位后，通过紧固螺丝等的紧固件将整流模块100固定在组件框架300上。而在需要将整流模块100取出时，则松开紧固螺丝等紧固件，通过拉手120将整流模块100从组件框架100中取出。当然，本领域技术人员还可以使用其他任何合适类型的，可拆的固定结构(例如卡扣)来实现整流模块100与组件框架300之间的固定连接。
指示灯140是用于提示当前整流模块100的运行状态的信号灯。其具体可以根据实际情况的需要而设置任何合适数量，例如图7所示的三个。通过指示灯140的亮灭或者其他信号组合形式，技术人员可以方便直观的看到整流模块100的运行状态。
在另一些实施例中，请继续参阅图7，该整流模块100内还可以包括散热风扇150以加强对内部电路器件的散热效果。其中，该散热风扇150可以被固定在风扇支架113之上。
当然，本领域技术人员还可以根据实际情况的需要而在整流模块中增加或者减少一个或者多个功能部件，而不限于本申请说明书附图所示。
请参阅图8a和图8b，图8a和图8b为本发明实施方式提供的一种整流柜体的结构图，整流柜体包括安装框架810、底座820、侧板830、第一柜门840、第二柜门850、顶板860和风机870。
其中，安装框架810是整流柜的主体支撑结构，为各个功能部件提供安装固定基础，以使其形成所需要的结构布局。在本实施例中，为陈述简便，将安装框架810靠近附图左侧的一面称为“正面A”，而将安装框架810与正面F相对的一面称为“背面B”。另外，将安装框架810接近附图顶端的部分称为“顶部D”，而将其接近附图底端的部分称为“底部C”。
在一些实施例中，侧板830通过固定件连接在安装框架810的右面，此处所述右面是以正面A为正面而论的，顶板860通过固定件连接在安装框架810的顶部D相接近的一面，第一柜门840和第二柜门850均通过铰链分别连接在安装框架810的正面A和背面B相接近的一面。当然，本领域技术人员还可以使用其他任何合适类型的，可拆的固定结构(例如卡扣)来实现侧板830与安装框架810、顶板860与安装框架810、第一柜门840和第二柜门850与安装框架810之间的连接与固定。
在一些实施例中，第一柜门840和第二柜门850都为双开门结构，并且在第一柜门840的左右门开有通风窗841，通风窗841高度起止位置大致与柜内整流模块并联组件的模块面板高度的起止位置一致；在第一柜门840的右门外侧上布置了第一显示屏842和第一指示灯843，第一显示屏842位于通风窗841的上方，第一指示灯843位于第一显示屏842的上方；在水平方向上，第一指示灯843和第一显示屏842均处于在第一柜门840右门的宽度方向的中间位置；
第二柜门850的左右门上开有通风窗851，通风窗851高度起止位置大致与柜内整流模块并联组件的模块面板高度的起止位置一致，第二柜门850的右门外侧上均布置了第二显示屏852和第二指示灯853，第二显示屏852位于通风窗851的上方，第二指示灯853位于第二显示屏852的上方；在水平方向上，第二指示灯853和第二显示屏852均处于在第二柜门850右门的宽度方向的中间位置。
第一指示灯843和第二指示灯853是分别用于提示当前第一监控电路和第二监控电路的运行情况的信号灯。其具体可以根据实际情况的需要而设置任何合适数量，例如图8a和图8b所示的两个。
在一些实施例中，在侧板830靠近底座820一端布置有过线孔831，过线孔831沿着侧板830的宽度方向布置；在顶板860分别靠第一柜门840和第二柜门850两侧各布置一个过线孔861。
在一些实施例中，还在柜顶303布置了两个风机870，风机870布置在顶板860的两个过线孔861的中间；可以依据实际的需要设置合适的风机数量。
在一些实施例中，风机870可以是离心风机、轴流风机和混流风机，在本发明实施例中，优选离心风机。
需要说明的是，若沿着垂直于侧板830平面的切割平面将该整流柜体分为前后两个部分，整流柜体的后半部分通过绕着切割平面的铅锤对称轴旋转180度，即可与流柜体的前半部分重合。
区别于现有技术，采用上述实施例能够实现散热空气从第一柜门和第二柜门进入柜内，从整流模块并联组件的面板通风孔进入整流模块的机箱腔体给元器件散热、并且从整流模块的背板通风口排出热风，热风流到整流柜内中间共享的散热风道，经过柜顶的出风口，通过风机排出。整流柜体、整流模块并联组件及第一收容空间、第二收容空间与散热风道之间的风道封板等可有效防止漏风与散热气流回流。
请参阅图9a和图9b，图9a和图9b为本发明实施方式提供的一种整流柜的结构图，整流柜包括整流柜体10、散热风道13、第一整流模块并联组件11、第一汇集母排正极911、第一汇集母排负极912、第一漏电流传感器913、第一电流传感器914、第一熔断器915、第一负载铜排负极916、第一负载铜排正极917、第一监控电路918、第二整流模块并联组件12、第二汇集母排正极921、第二汇集母排负极922、第二漏电流传感器923、第二电流传感器924、第二熔断器925、第二负载铜排负极926、第二负载铜排正极927和第二监控电路928。
在本实施例中，为陈述简便，将整流柜沿X轴方向，可以通过隔板、框架等类似的间隔结构，从左到右将整流柜划分为第一收容空间804、散热空间805和第二收容空间806，而将整流柜沿Y轴方向，可以通过隔板、框架等类似的间隔结构，自上而下将整流柜划分直流汇集与负载支路层803、整流层802和输入线缆层801。
中间散热风道13存在于整流柜体10的散热空间805，第一整流模块并联组件11布置在第一收容空间804中，在高度上，第一整流模块并联组件11布置在整流层802中；第一汇集母排正极911、第一汇集母排负极912、第一漏电流传感器913、第一电流传感器914、第一熔断器915、第一负载铜排负极916、第一负载铜排正极917和第一监控电路918布置在第一收容空间904中，在高度上，则均布置在直流汇集与负载支路层803中；
在一些实施例中，第一收容空间804中布置有7个第一整流模块并联组件11，第二收容空间中805布置有7个第二整流模块并联组件12。当然，本领域技术人员还可以根据实际情况的需要而在整流柜中增加或者减少一个或者多个整流模块并联组件，而不限于本申请说明书附图所示。
第二整流模块并联组件12布置在第二收容空间805中，在高度上，第二整流模块并联组件12布置在整流层802中；第二汇集母排正极921、第二汇集母排负极922、第二漏电流传感器923、第二电流传感器924、第二熔断器925、第二负载铜排负极926、第二负载铜排正极927和第二监控电路928布置在第二收容空间805中，在高度上，则均布置在直流汇集与负载支路层803中。
在一些实施例中，第一整流模块并联组件11的带有把手的非接线面面向第一柜门840，第一整流模块并联组件11与非接线面相对的接线面则面向中间散热风道13；第二整流模块并联组件11的带有把手的非接线面面向第二柜门850，第二整流模块并联组件12与非接线面相对的接线面则面向中间散热风道13。
在一些实施例中，第一汇集母排正极911的安装连接面朝向第一柜门840，第一汇集母排负极912的安装连接面朝向整流柜体10的顶板860；第二汇集母排正极921的安装连接面朝向第二柜门850，第二汇集母排负极922的安装连接面朝向整流柜体10的顶板860；
在一些实施例中，若干个第一整流模块并联组件11之间的通信接口通过信号线束连接，若干个第二整流模块并联组件12之间的通信接口通过信号线束连接。
在一些实施例中，若干个第一整流模块并联组件11的直流母排正极410均连接至第一汇集母排正极911，若干个第一整流模块并联组件11的直流母排负极420均连接至第一汇集母排负极912；若干个第二整流模块并联组件12的直流母排正极410均连接至第二汇集母排正极921，若干个第二整流模块并联组件12的直流母排负极420均连接至第二汇集母排负极922。
在一些实施例中，第一整流模块并联组件11的直流母排正极410通过柔性线缆连接至第一汇集母排正极911，第一整流模块并联组件11的直流母排负极420通过柔性线缆连接至第一汇集母排负极912；第二整流模块并联组件12的直流母排正极410通过柔性线缆连接至第二汇集母排正极921，第二整流模块并联组件12的直流母排负极420通过柔性线缆连接至第二汇集母排负极922。
第一漏电流传感器913布置在第一汇流母排负极912的上方，第一电流传感器914布置在第一漏电流传感器913的上方，第一熔断器915布置在第一电流传感器914的上方，第一负载铜排负极916布置在第一熔断器915的上方；在水平方向上，第一漏电流传感器913、第一电流传感器914、第一熔断器915和第一负载铜排负极916均布置在第一收容空间的中间位置。第一负载铜排正极917布置在靠中间散热风道13侧，垂直高度上，第一负载铜排正极917在第一负载铜排负极916的上方，在第一负载铜排正极917的正下方还布置有一个第一熔断器915；第一监控电路918布置在第一柜门840内侧，第一柜门840的左右门内侧各布置有一个第一监控电路918；
第一监控电路918分别连接至第一漏电流传感器913、第一电流传感器914、第一熔断器915；
第一汇集母排负极912通过第一漏电流传感器913、第一电流传感器915和第一熔断器915连接至第一负载铜排负极916，第一汇集母排正极911通过第一电流传感器914和另一第一熔断器915连接至第一负载铜排正极917；
第二漏电流传感器923布置在第二汇流母排负极922的上方，第二电流传感器924布置在第二漏电流传感器923的上方，第二熔断器925布置在第二电流传感器924的上方，第二负载铜排负极926布置在第二熔断器925的上方；在水平方向上，第二漏电流传感器923、第二电流传感器924、第二熔断器925和第二负载铜排负极926均布置在第二收容空间的中间位置。第二负载铜排正极927布置在靠中间散热风道13侧，垂直高度上，第二负载铜排正极927在第二负载铜排负极926的上方，在第二负载铜排正极927的正下方还布置有一个第二熔断器925；第二监控电路928布置在第二柜门850内侧，第二柜门850的左右门内侧各布置有一个第二监控电路928；
第二监控电路928分别连接至第二漏电流传感器923、第二电流传感器924、第二熔断器925；
第二汇集母排负极922通过第二漏电流传感器923、第二电流传感器925和第二熔断器925连接至第二负载铜排负极926，第二汇集母排正极922通过第二电流传感器924和另一第二熔断器925连接至第二负载铜排正极927。
区别于现有技术，通过上述实施例，本发明实现了整流柜内各零部件布局合理、结构紧凑、功率密度高、功率导体路径短、节省成本、零组件安装与维护方便。本方案的整流柜架构还适用于大型数据中心高压直流供电系统、电动汽车大型充电系统和储能系统等众多领域。
请参阅图10，图10为本发明实施方式提供的一种直流供电系统的结构示意图，该直流供电系统包括变压器柜1、第一整流柜2和第二整流柜3。
变压器柜1、第一整流柜2和第二整流柜3并列布置，从左到右的顺序分别是变压器柜1、第一整流柜2和第二整流柜3，并且第一整流柜2的左侧靠近变压器柜1布置有低压绕组接线端子的那一侧；
变压器柜1相对的两侧表面分别设置有第三柜门15和第四柜门16，变压器柜内靠第三柜门15的一侧以及靠第四柜门16的一侧各有若干个低压绕组接线端子14，变压器柜1的柜内靠第三柜门15的一侧的若干个低压绕组接线端子14分别通过低压交流线缆，穿过第一整流柜2的侧板830上的过线孔831连接至第一整流柜2内第一收容空间804中的若干个第一整流模块并联组件11的交流输入铜排610，变压器柜1的柜内靠第四柜门16的一侧的若干个低压绕组接线端子14分别通过低压交流线缆，穿过第一整流柜3的侧板830上的过线孔831接至第一整流柜2内第二收容空间805中的若干个第二整流模块并联组件12的交流输入铜排610；低压交流线缆放置在第一整流柜2的线缆层801；
变压器柜1的柜内靠第三柜门15的一侧的若干个低压绕组接线端子14分别通过低压交流线缆，穿过第一整流柜2的侧板830上的过线孔831以及第一整流柜2的线缆层空间连接至第二整流柜3内第一收容空间804中的若干个第一整流模块并联组件11的交流输入铜排610，变压器柜1的柜内靠第四柜门16的一侧的若干个低压绕组接线端子14分别通过低压交流线缆，穿过第一整流柜3的侧板830上的过线孔831以及第一整流柜2的线缆层空间，连接至第二整流柜3内第二收容空间805中的若干个第二整流模块并联组件12的交流输入铜排610；低压交流线缆放置在第一整流柜2和第二整流柜3的线缆层801。
当然，本领域技术人员还可以根据实际情况的需要而在直流供电系统中增加或者减少一个或者多个整流柜，而不限于本申请说明书附图所示。
区别于现有技术，通过上述实施例，本发明通过在整流柜前后布置整流电路，使系统结构紧凑，变压器柜和整流柜之间低压交流连接电缆路径短，显著节省了电缆成本；另外系统体积小，占地面积小，也大大节省了用户的成本；最后系统热风全部从柜顶排风，给热风集中收集处置提供了便利。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种整流模块并联组件，包括若干个并联连接的整流模块以及用于所述整流模块投入和切出的开关，其特征在于，还包括：
组件框架，所述组件框架的内部具有依次沿高度方向排列的开关收容空间以及整流模块收容空间；
直流母排，所述直流母排设置在所述组件框架的顶部，位于所述组件框架的外部；所述直流母排包括：直流母排正极和直流母排负极；
若干组连接器，所述连接器固定在与所述组件框架的背面相接近的一端，位于所述整流模块收容空间之内；一组所述连接器包括：输入连接器和输出连接器；
交流铜排；所述交流铜排固定在与所述组件框架的正面相接近的一端，位于所述开关收容空间内；所述交流铜排包括：交流输入铜排和交流输出铜排；
转接铜排，所述转接铜排固定在与所述组件框架的背面相接近的一端，位于所述开关收容空间内；
其中，所述交流输入铜排和所述交流输出铜排与所述开关电连接，所述转接铜排与所述交流输出铜排电连接，所述转接铜排与所述输入连接器电连接；所述输出连接器与所述直流母排电连接；
所述整流模块的外表面设置有与一组所述连接器相适配的一对插接接口，以使安装在所述整流模块收容空间内的整流模块通过所述插接接口与所述输入连接器和所述输出连接器电连接。
2.根据权利要求1所述的整流模块并联组件，其特征在于，所述组件框架包括：
若干个层板，所述层板跨设在所述组件框架上，相邻的两个层板之间具有在所述高度方向上的间隔，以使所述整流模块收容空间被划分为两层或以上；
连接器支架；所述连接器支架固定连接于所述层板接近所述组件框架背面的末端；所述连接器固定在所述连接器支架上。
3.根据权利要求2所述的整流模块并联组件，其特征在于，所述层板上开设有导向槽；
所述导向槽用于引导所述整流模块移动至所述整流模块收容空间内的目标安装位置，以使所述整流模块的插接接口与对应的连接器相插接。
4.根据权利要求1所述整流模块并联组件，其特征在于，所述整流模块包括：
机箱，所述机箱的两个相对表面开设有若干个通风孔以形成允许空气通过的气流通道；
散热风扇，所述散热风扇固定在所述机箱的其中一端，用于驱动所述气流通道内的空气流动；
电路器件，所述电路器件被收容在所述机箱内。
5.根据权利要求4所述的整流模块并联组件，其特征在于，所述机箱还包括：
拉手，所述拉手设置在所述机箱的第一表面；
安装孔，所述安装孔设置在所述机箱的第一表面，用于固定所述整流模块；
指示灯，所述指示灯设置在所述机箱的第一表面；
其中，所述插接接口设置在所述机箱的第二表面；所述第一表面和第二表面为相对的表面。
6.根据权利要求1所述的整流模块并联组件，其特征在于，还包括：
若干个滚轮，所述滚轮设置在所述组件框架的底部；
通信接口，所述通信接口设置在所述组件框架的正面；所述整流模块的通信连接端和所述开关的控制端均与所述通信接口电连接。
7.根据权利要求1所述整流模块并联组件，其特征在于，所述交流铜排从所述开关的壳体向外延伸形成；
所述转接铜排包括：位于与所述组件框架的背面相接近的一端的铜排主体以及延伸至所述交流输出铜排的导电连接片；
其中，所述转接铜排与所述输入连接器之间以及所述输出连接器与所述直流母排之间通过柔性线缆电连接。
8.一种整流柜，其特征在于，包括：
整流柜体；所述整流柜体相对的两侧表面分别设置有第一柜门和第二柜门，所述整流柜体的侧板下部均开有过线孔，整流柜体的顶板靠柜门两侧开有过线孔，所述整流柜体还包括安装框架、底座、侧板和顶板，其中，所述安装框架将整流柜体内部空间自下而上划分为两层或以上，其中，整流柜体的底层用于布置输入线缆，所述安装框架将所述整流柜体内部空间沿与所述第一柜门平行的平面划分为第一收容空间、散热风道和第二收容空间，所述散热风道位于所述整流柜体的中央位置；以及
如权利要求1-6任一项所述的整流模块并联组件；所述整流模块并联组件包括：位于所述散热风道和所述第一柜门之间的所述第一收容空间内的第一整流模块并联组件以及位于所述散热风道和所述第二柜门之间的所述第二收容空间内的第二整流模块并联组件；
其中，位于所述第一整流模块并联组件一端的非接线面与所述第一柜门相接近，位于所述第一整流模块并联组件另一端的接线面与所述散热风道相接近；
位于所述第二整流模块并联组件一端的非接线面与所述第二柜门相接近，位于所述第二整流模块并联组件另一端的接线面与所述散热风道相接近；
所述第一柜门的左门和右门，及所述第二柜门的左门和右门在高度方向上均开有通风孔，所述通风孔的位置的高度不高于所述第一整流模块并联组件及所述第二整流模块并联组件。
9.根据权利要求8所述的整流柜，其特征在于，还包括：
分别位于所述第一整流模块并联组件和所述第二整流模块并联组件上方的汇集母排；所述汇集母排包括：位于所述第一整流模块并联组件上方的第一汇集母排和位于所述第二整流模块并联组件的第二汇集母排，其中，
所述第一汇集母排包括第一汇集母排正极和第一汇集母排负极，所述第一汇集母排正极的安装连接面朝向所述第一柜门，所述第一汇集母排负极的安装连接面朝向所述整流柜体的顶部；
所述第二汇集母排包括第二汇集母排正极和第二汇集母排负极，所述第二汇集母排正极的安装连接面朝向所述第二柜门，所述第二汇集母排负极的安装连接面朝向所述整流柜体的顶部；
直流母排正极连接至第一汇集母排正极或第二汇集母排正极，直流母排负极连接至所述第一汇集母排负极或所述第二汇集母排负极。
10.根据权利要求8所述的整流柜，其特征在于，还包括：若干个负载铜排、若干个熔断器以及若干个电流传感器；
所述负载铜排包括负载铜排正极和负载铜排负极；
其中，若干个负载铜排正极、若干个负载铜排负极、若干个熔断器以及若干个电流传感器沿所述整流柜体的高度方向错位布置；
若干个负载铜排正极、若干个负载铜排负极、若干个熔断器以及若干个电流传感器在沿所述整流柜体的宽度方向并列布置；所述若干个负载铜排正极和所述若干个负载铜排负极的安装连接面均朝向所述第一柜门或所述第二柜门。
11.根据权利要求8所述的整流柜，其特征在于，所述整流柜体包括：
位于所述整流柜体的底部的安装框架；
所述整流模块并联组件安装框架与所述整流模块并联组件的组件框架相适配；所述整流模块并联组件通过可拆卸安装的方式，固定在所述整流模块并联组件安装框架上。
12.根据权利要求8所述的整流柜，其特征在于，所述整流柜体还包括：
安装在所述整流柜体的顶部的风机，所述风机的进风口与所述整流柜的中间散热风道的出风口相接。
13.根据权利要求8所述的整流柜，其特征在于，所述整流柜体还包括：
连接至所述第一整流模块并联组件的第一监控电路以及连接至所述第二整流模块并联组件的第二监控电路；
所述第一监控电路布置在所述第一柜门的内侧；
所述第二监控电路布置在所述第二柜门的内侧；
连接至所述第一监控电路的第一显示屏和第一指示灯，连接至所述第二监控电路的第二显示屏和第二指示灯；
所述第一显示屏和所述第一指示灯布置在所述第一柜门的外侧；
所述第二显示屏和所述第二指示灯布置在所述第二柜门的外侧。
14.根据权利要求13所述的整流柜，其特征在于，每个所述整流模块并联组件的通信接口与距离最近的所述监控电路连接。
15.一种直流供电系统，其特征在于，包括：
变压器柜，所述变压器柜相对的两侧表面分别设置有第三柜门和第四柜门，所述变压器柜内靠第三柜门的一侧以及靠第四柜门的一侧均布置有低压绕组接线端子；以及
如权利要求8-14任一项所述的整流柜；
所述变压器柜的交流输出端连接至所述整流柜，所述整流柜位于所述变压器柜布置有所述绕组接线端子的一侧。
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