CN216436510U - 一种基于串联模块的水冷svg设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于串联模块的水冷SVG设备，包括：箱体，设置有容腔；至少一个阀堆组件，位于容腔中，阀堆组件包括多个相互串联的功率模块，功率模块包括壳体以及均设置于壳体的水冷板、第一H桥单元和第二H桥单元，第一H桥单元与第二H桥单元均设置于水冷板上，第一H桥单元与第二H桥单元串联。每个功率模块包括第一H桥单元和第二H桥单元，即功率模块包括两个H桥，有利于提高功率密度，并且第一H桥单元和第二H桥单元均设置在同一水冷板上，能够充分利用水冷板的面积，减少两个H桥所占用的体积，使用多个该种功率模块串联构成阀堆组件，有利于减少整体的占地面积，便于实际应用。

Description

一种基于串联模块的水冷SVG设备

技术领域

本实用新型涉及静止无功发生器领域，特别涉及一种基于串联模块的水冷SVG设备。

背景技术

SVG(静止无功发生器)设备用于与电网连接以吸收或者发出满足要求的无功功率，实现动态无功补偿的目的。SVG设备包括多个阀堆组件，阀堆组件包括多个功率模块，功率模块之间串联连接，为了增大SVG设备的容量，功率模块的数量较多。

现有技术中，功率模块中一般仅包括一个H桥电路，功率密度较低，功率模块数量较多，使得SVG的整体占地面积较大，不便于实际应用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种基于串联模块的水冷SVG设备，其能够提高功率密度，并且减少整体占地面积。

根据本实用新型实施例的一种基于串联模块的水冷SVG设备，包括：箱体，设置有容腔；至少一个阀堆组件，位于所述容腔中，所述阀堆组件包括多个相互串联的功率模块，所述功率模块包括壳体以及均设置于所述壳体的水冷板、第一H桥单元和第二H桥单元，所述第一H桥单元与所述第二H桥单元均设置于所述水冷板上，所述第一H桥单元与所述第二H桥单元串联。

根据本实用新型实施例的一种基于串联模块的水冷SVG设备，至少具有如下有益效果：每个功率模块包括第一H桥单元和第二H桥单元，即功率模块包括两个H桥，有利于提高功率密度，并且第一H桥单元和第二H桥单元均设置在同一水冷板上，能够充分利用水冷板的面积，减少两个H桥所占用的体积，使用多个该种功率模块串联构成阀堆组件，有利于减少整体的占地面积，便于实际应用。

根据本实用新型的一些实施例，还包括设置于所述箱体的控制模块以及水冷模块，所述功率模块还包括子控板，所述子控板分别与所述第一H桥单元以及所述第二H桥单元连接，所述控制模块与所述子控板连接，所述水冷模块与所述水冷板连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括设置于箱体的空调模块，所述控制模块与所述空调模块连接，所述空调模块能够调节所述容腔的温度和/或湿度。

根据本实用新型的一些实施例，所述阀堆组件还包括支架，多个所述功率模块由下至上分为至少两层排列在所述支架上，所述支架的长度方向与所述箱体的宽度方向平行。

根据本实用新型的一些实施例，所述阀堆组件还包括绝缘件，所述绝缘件的一端与所述支架的底部连接，所述绝缘件的另一端与所述箱体连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述水冷模块包括水冷主机、散热组件以及管路组件，所述水冷主机以及所述管路组件位于所述容腔内，所述散热组件位于所述箱体外，所述水冷主机分别与所述散热组件以及所述管路组件连接，所述管路组件与所述水冷板连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述管路组件包括进水管、出水管、与阀堆组件一一对应的第一支水管、与阀堆组件一一对应的第二支水管以及多根连接管，所述水冷主机分别与所述进水管以及所述出水管连接，所述第一支水管与所述进水管连接，最下层所述功率模块中的所述水冷板通过所述连接管与所述第一支水管连接，相邻两层所述功率模块中的所述水冷板通过所述连接管串联，所述第二支水管与所述出水管连接，最上层所述功率模块中的所述水冷板通过所述连接管与所述第二支水管连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述箱体设置有间隔层，所述间隔层将所述容腔分隔为第一腔室以及第二腔室，所述阀堆组件以及所述管路组件位于所述第一腔室内，所述控制模块以及所述水冷主机位于所述第二腔室内。

根据本实用新型的一些实施例，所述阀堆组件有三个，每个所述阀堆组件中的多个所述功率模块以四层五列的结构排列设置在所述支架上，每个所述阀堆组件中的多个功率模块之间通过铜排串联，三个所述阀堆组件能够与外部三相电网的连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括设置于所述箱体的穿墙套管以及穿设于所述穿墙套管中的导电件，所述阀堆组件通过所述导电件能够与外部三相电网连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型其中一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型其中一种实施例的立体示意图；

图3为本实用新型其中一种实施例中阀堆组件的正视图；

图4为本实用新型其中一种实施例中阀堆组件的侧视图；

图5为本实用新型其中一种实施例中功率模块的立体图；

图6为本实用新型其中一种实施例中功率模块的水冷板、第一H桥单元以及第二H桥单元的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图6所示，根据本实用新型实施例的一种基于串联模块的水冷SVG设备，包括：箱体100，设置有容腔110；至少一个阀堆组件200，位于容腔110中，阀堆组件200包括多个相互串联的功率模块210，功率模块210包括壳体211以及均设置于壳体211的水冷板212、第一H桥单元213和第二H桥单元214，第一H桥单元213与第二H桥单元214均设置于水冷板212上，第一H桥单元213与第二H桥单元214串联。

每个功率模块210包括第一H桥单元213和第二H桥单元214，即功率模块210包括两个H桥，有利于提高功率密度，并且第一H桥单元213和第二H桥单元214均设置在同一水冷板212上，能够充分利用水冷板212的面积，减少两个H桥所占用的体积，使用多个该种功率模块210串联构成阀堆组件200，有利于减少整体的占地面积，便于实际应用。

第一H桥单元213可以是包括四个IGBT管的实施方式，四个IGBT管连接形成H桥电路；第一H桥单元213还可以是包括四个MOS管等功率管连接形成H桥电路的实施方式。第二H桥单元214可以是包括四个IGBT管的实施方式，四个IGBT管连接形成H桥电路；第二H桥单元214还可以是包括四个MOS管等功率管连接形成H桥电路的实施方式。

功率模块210一般还包括第一电容组件以及第二电容组件，第一H桥单元213的直流侧与第一电容组件连接，第二电容组件的直流侧与第二电容组件连接，第一H桥单元213的交流侧与第二H桥单元214的交流侧串联。第一H桥单元213的交流侧与另外功率模块210中的第二H桥单元214串联，以使得两个功率模块210之间串联。

参照图1、图2和图5，在本实用新型的一些实施例中，还包括设置于箱体100的控制模块300以及水冷模块400，功率模块210还包括子控板215，子控板215分别与第一H桥单元213以及第二H桥单元214连接，控制模块300与子控板215连接，水冷模块400与水冷板212连接。

子控板215根据控制模块300信号命令控制第一H桥单元213和第二H桥单元214工作，控制模块300使得多个功率模块210之间协调工作，进而令SVG能够稳定运行。水冷模块400与每个功率模块210中的水冷板212连接，以控制维持水冷循环，调节功率模块210的工作温度。

子控板215可以是包括电路板以及设置在电路板上的单片机或嵌入式芯片等处理器的实施方式。控制模块300可以是包括单片机、FPGA、DSP、CPLD或嵌入式芯片等器件的实施方式。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，还包括设置于箱体100的空调模块500，控制模块300与空调模块500连接，空调模块500能够调节容腔110的温度和/或湿度。

控制模块300控制空调模块500调节箱体100容腔110内的环境温度和/或湿度，以令环境温度、湿度更加适合阀堆组件200工作，有利于提高可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，空调模块500包括工业空调，工业空调安装在箱体100的外侧壁面上并且与内腔连通。

参照图1至图4，在本实用新型的一些实施例中，阀堆组件200还包括支架220，多个功率模块210由下至上分为至少两层排列在支架220上，支架220的长度方向与箱体100的宽度方向平行。

功率模块210以分层的结构设置在支架220上，并且支架220的长度方向与箱体100的宽度方向平行，有利于充分利用箱体100的空间，提高空间利用率。

参照图1至图4，在本实用新型的一些实施例中，阀堆组件200还包括绝缘件230，绝缘件230的一端与支架220的底部连接，绝缘件230的另一端与箱体100连接。

由于功率模块210设置在支架220上，支架220的底部通过绝缘件230与箱体100连接，使得支架220与箱体100之间可靠地电气隔离，有利于提高安全性和可靠性。

参照图1、图3和图4，在本实用新型的一些实施例中，水冷模块400包括水冷主机410、散热组件420以及管路组件430，水冷主机410以及管路组件430位于容腔110内，散热组件420位于箱体100外，水冷主机410分别与散热组件420以及管路组件430连接，管路组件430与水冷板212连接。

水冷主机410分别与散热组件420以及管路组件430连接，管路组件430与功率模块210中的水冷板212连接，以使得水冷板212、管路组件430、水冷主机410以及散热组件420之间形成水冷回路，水冷主机410驱使水在水冷回路中循环流动，当水流经水冷板212时吸收第一H桥单元213与第二H桥单元214产生的热量，当水流经散热组件420时释放热量至箱体100外，以此实现对功率模块210进行降温。

水冷主机410可以是包括循环泵以及控制器的实施方式。散热组件420可以是包括水风换热器等器件的实施方式。

参照图3和图4，在本实用新型的一些实施例中，管路组件430包括进水管431、出水管432、与阀堆组件200一一对应的第一支水管433、与阀堆组件200一一对应的第二支水管434以及多根连接管435，水冷主机410分别与进水管431以及出水管432连接，第一支水管433与进水管431连接，最下层功率模块210中的水冷板212通过连接管435与第一支水管433连接，相邻两层功率模块210中的水冷板212通过连接管435串联，第二支水管434与出水管432连接，最上层功率模块210中的水冷板212通过连接管435与第二支水管434连接。

进水管431通过连接管435与最下层功率模块210的水冷板212连接，相邻层功率模块210中的水冷板212通过连接管435串联，最上层功率模块210的水冷板212通过连接管435与出水管432连接，以此，水从进水管431分流进入入最下层的各个水冷板212中，然后水逐层往上传输，最终从最上层水冷板212汇流进入出水管432，以此使得水能够流经每个功率模块210的水冷板212，并且水从下往上传输，能够减少水路中的气体，有利于提高热传导效率。出水管432的水在水冷主机410的驱使下流向散热组件420，然后从新回流至进水管431进行循环。

参照图1和图2，在本实用新型的一些实施例中，箱体100设置有间隔层120，间隔层120将容腔110分隔为第一腔室111以及第二腔室112，阀堆组件200以及管路组件430位于第一腔室111内，控制模块300以及水冷主机410位于第二腔室112内。

通过间隔层120将容腔110分为第一腔室111以及第二腔室112，将高压工作的阀堆组件200以及与阀堆组件200连接的管路组件430设置在第一腔室111中，将低压工作的控制模块300以及水冷主机410设置在第二腔室112中，以此将高压工作区域与抵压工作区域分隔，有利于提高安全性和可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，间隔层120为钢丝网。钢丝网将内腔分割的同时，亦能够使第一腔室111与第二腔室112连通，以此空调模块500能够同时调节第一腔室111与第二腔室112的温度和湿度。

间隔层120还可以为墙体或隔板等实施方式。

参照图1至图3，在本实用新型的一些实施例中，阀堆组件200有三个，每个阀堆组件200中的多个功率模块210以四层五列的结构排列设置在支架220上，每个阀堆组件200中的多个功率模块210之间通过铜排串联，三个阀堆组件200能够与外部三相电网的连接。

通过阀堆组件200设置有三个，能够与三相电网的每一相对应连接，以实现对三相电网的无功补偿。功率模块210以四层五列的结构排列在支架220上，能够充分利用箱体100的高度和宽度空间，有利于提高空间利用率。功率模块210之间通过铜排串联，有利于令功率模块210之间的连接更加可靠。

参照图1，在本实用新型的一些实施例中，还包括设置于箱体100的穿墙套管600以及穿设于穿墙套管600中的导电件，阀堆组件200通过导电件能够与外部三相电网连接。

导电件穿设在穿墙套管600中，阀堆组件200通过导电件与三相电网连接，穿墙套管600能够提高绝缘性、防水性，有利于提高可靠性。

导电件可以是为叠片软排或叠层母排等器件的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然，本实用新型创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于串联模块的水冷SVG设备，其特征在于，包括：

箱体(100)，设置有容腔(110)；

至少一个阀堆组件(200)，位于所述容腔(110)中，所述阀堆组件(200)包括多个相互串联的功率模块(210)，所述功率模块(210)包括壳体(211)以及均设置于所述壳体(211)的水冷板(212)、第一H桥单元(213)和第二H桥单元(214)，所述第一H桥单元(213)与所述第二H桥单元(214)均设置于所述水冷板(212)上，所述第一H桥单元(213)与所述第二H桥单元(214)串联。

2.根据权利要求1所述的一种基于串联模块的水冷SVG设备，其特征在于：还包括设置于所述箱体(100)的控制模块(300)以及水冷模块(400)，所述功率模块(210)还包括子控板(215)，所述子控板(215)分别与所述第一H桥单元(213)以及所述第二H桥单元(214)连接，所述控制模块(300)与所述子控板(215)连接，所述水冷模块(400)与所述水冷板(212)连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于串联模块的水冷SVG设备，其特征在于：还包括设置于箱体(100)的空调模块(500)，所述控制模块(300)与所述空调模块(500)连接，所述空调模块(500)能够调节所述容腔(110)的温度和/或湿度。

4.根据权利要求2所述的一种基于串联模块的水冷SVG设备，其特征在于：所述阀堆组件(200)还包括支架(220)，多个所述功率模块(210)由下至上分为至少两层排列在所述支架(220)上，所述支架(220)的长度方向与所述箱体(100)的宽度方向平行。

5.根据权利要求4所述的一种基于串联模块的水冷SVG设备，其特征在于：所述阀堆组件(200)还包括绝缘件(230)，所述绝缘件(230)的一端与所述支架(220)的底部连接，所述绝缘件(230)的另一端与所述箱体(100)连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于串联模块的水冷SVG设备，其特征在于：所述水冷模块(400)包括水冷主机(410)、散热组件(420)以及管路组件(430)，所述水冷主机(410)以及所述管路组件(430)位于所述容腔(110)内，所述散热组件(420)位于所述箱体(100)外，所述水冷主机(410)分别与所述散热组件(420)以及所述管路组件(430)连接，所述管路组件(430)与所述水冷板(212)连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于串联模块的水冷SVG设备，其特征在于：所述管路组件(430)包括进水管(431)、出水管(432)、与阀堆组件(200)一一对应的第一支水管(433)、与阀堆组件(200)一一对应的第二支水管(434)以及多根连接管(435)，所述水冷主机(410)分别与所述进水管(431)以及所述出水管(432)连接，所述第一支水管(433)与所述进水管(431)连接，最下层所述功率模块(210)中的所述水冷板(212)通过所述连接管(435)与所述第一支水管(433)连接，相邻两层所述功率模块(210)中的所述水冷板(212)通过所述连接管(435)串联，所述第二支水管(434)与所述出水管(432)连接，最上层所述功率模块(210)中的所述水冷板(212)通过所述连接管(435)与所述第二支水管(434)连接。

8.根据权利要求6所述的一种基于串联模块的水冷SVG设备，其特征在于：所述箱体(100)设置有间隔层(120)，所述间隔层(120)将所述容腔(110)分隔为第一腔室(111)以及第二腔室(112)，所述阀堆组件(200)以及所述管路组件(430)位于所述第一腔室(111)内，所述控制模块(300)以及所述水冷主机(410)位于所述第二腔室(112)内。

9.根据权利要求4所述的一种基于串联模块的水冷SVG设备，其特征在于：所述阀堆组件(200)有三个，每个所述阀堆组件(200)中的多个所述功率模块(210)以四层五列的结构排列设置在所述支架(220)上，每个所述阀堆组件(200)中的多个功率模块(210)之间通过铜排串联，三个所述阀堆组件(200)能够与外部三相电网的连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于串联模块的水冷SVG设备，其特征在于：还包括设置于所述箱体(100)的穿墙套管(600)以及穿设于所述穿墙套管(600)中的导电件，所述阀堆组件(200)通过所述导电件能够与外部三相电网连接。

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