CN217984867U - 一种t型三电平储能变流器机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种T型三电平储能变流器机柜，将交流侧与直流侧独立分开，结合各器件功能对其安装位置进行区域划分，采用模块化安装，结构紧凑，保证了各元器件间的绝缘距离，同时便于各器件的安装及后续维护。采用强迫风冷散热方式，合理布局交流侧与直流侧散热通道，避免了热量的涡流现象，选取合适的交流三相散热风机及直流单相散热风机，及时将电抗器及IGBT产生大量的热量从柜体内部排出，满足PCS不同工况下的安全可靠运行。

Description

一种T型三电平储能变流器机柜

技术领域

本实用新型涉及储能变流器技术领域，特别是涉及基于T型三电平储能变流器的机柜。

背景技术

随着电力电子器件的不断更新换代以及DSP控制技术的普及，T型三电平PCS因其效率高、输出谐波少，在EMI方面也有优势，逐渐成为市场需求的主流。由于主电路模块、直流电容环节、电抗器和变压器所占空间，布局不合理等因素导致PCS装置整体结构不紧凑，接线复杂，不便于安装维护；同时由于过分追求降低整体体积，导致PCS各模块产生大量的热无法及时有效散发出去，直接影响PCS整机安全、可靠运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种T型三电平PCS机柜，合理布局各元器件，模块化安装，采取有效的散热方式并设计散热通道，解决PCS装置结构不紧凑、维护困难以及散热效率低的问题。

为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种T型三电平储能变流机柜，包括机柜本体、设置在机柜本体内并且在机柜高度方向上并列设置的直流侧部件和交流侧部件，直流侧部件从上到下依次为单相风机、电路主板、IGBT模块、母线电容模块、阻尼电阻、阻尼电感、直流断路器、AC滤波电容、风机供电变压器和内供电变压器；交流侧部件从上到下依次为交流三相风机、并网辅助接触器、开关电源、供电切换接触器、风机供电接触器、端子排、开关电源、熔断器、电源模块、并网主接触器、供电控制断路器、直流防雷器、交流防雷器、交流断路器和交流三相电抗器；位于直流侧部件前方的机柜主体下部开有第一进风口，位于直流侧部件后方的机柜主体上部开有第一出风口，单相风机、第一进风口、第一出风口以及第一进风口与第一出风口之间的空间形成直流侧的散热通道；位于交流处部件前方的机柜主体下部开有第二进风口，位于交流侧部件后方的机柜主体上方开有第二出风口，交流三相风机、第二进风口、第二出风口以及第二进风口与第二出风口之间的空间形成交流侧的散热通道。

进一步的，单相风机安装在单相风机支架上，单相风机支架通过单相风机安装板安装在机柜本体上；电路主板与单相风机处于相同高度，位于单相风机的背面；IGBT模块、母线电容模块高度相同，高度相同的IGBT模块、母线电容模块的上下两端分别通过单元体风道组件、单元体底板组件安装在机柜本体上，单元体风道组件包括多个平行间隔设置的隔板，隔板之间的间隔与IGBT模块之间的间隔相连通，形成直流侧的散热通道的一部分；阻尼电阻和阻尼电感安装在电阻固定板上，直流断路器安装在直流断路器固定板上，AC滤波电容安装在AC滤波电容固定板上，阻尼电阻和阻尼电感、直流断路器、AC滤波电容交错相对设置，它们之间的空间为直流侧散热通道的一部分，风机供电变压器和内供电变压器安装在机柜本体的底板上。

进一步的，交流三相风机安装在交流三相风机支架上，交流三相风机支架通过交流三相风机支架安装板安装在机柜本体上，交流三相风机支架安装在交流三相风机支架安装板的正面，并网辅助接触器、开关电源、供电切换接触器、风机供电接触器、端子排、开关电源、熔断器安装在交流三相风机支架安装板的背面；交流接触器固定板位于交流三相风机支架安装板的下方，电源模块、并网主接触器安装在交流接触器固定板上；交流器件安装板位于交流接触器固定板下方，微型断路器固定板、交流断路器固定板、防雷器固定板安装在交流器件安装板上，供电控制断路器、直流防雷器安装在微型断路器固定板上，交流断路器安装在交流断路器固定板上，交流防雷安装在防雷器固定板上，电抗器固定板位于机柜本体底板上，交流三相电抗器安装在电抗器固定板上；交流三相风机支架安装板、交流接触器固定板、交流器件安装板依次连接形成在交流侧纵向延伸的隔板，隔板底部与机柜本体底板之间存在一定空间，该空间与第二进风口相连通，隔板从纵向将交流侧分为两部分，除交流三相电抗器以外的交流侧部件位于隔板正面，交流三相电抗器、交流三相风机、交流侧的散热通道位于隔板背面。

进一步的，直流侧部件和交流侧部件通过中间隔板隔开。

进一步的，机柜本体是由机柜框架和连接在机柜框架上的柜体组件组成的开合式矩形柜体。

本实用新型的有益效果：本实用新型将交流侧与直流侧独立分开，结合各器件功能对其安装位置进行区域划分，采用模块化安装，结构紧凑，保证了各元器件间的绝缘距离，同时便于各器件的安装及后续维护。采用强迫风冷散热方式，合理布局交流侧与直流侧散热通道，避免了热量的涡流现象，选取合适的交流三相散热风机及直流单相散热风机，及时将电抗器及IGBT产生大量的热量从柜体内部排出，满足PCS不同工况下的安全可靠运行。

附图说明

图1是T型三电平PCS机柜；

图2是T型三电平PCS机柜内部布局；

图3是T型三电平PCS机柜框架；

图4是T型三电平PCS机柜安装支板；

图5是T型三电平PCS机柜散热通道示意；

图中：1、左门，2、右门，3、左侧面板，4、上面板，5、右侧面板，6、背面上封板，7、背面中封板，8、背面下封板，9、底板，10、电路主板，11、母线电容，12、直流断路器，13、风机供电变压器，14、内供电变压器，15、并网辅助接触器，16、开关电源，17、供电切换接触器，18、风机供电接触器，19、端子排，20、开关电源，21、熔断器，22、电源模块，23、并网主接触器，24、供电控制断路器，25、直流防雷器，26、交流返给器，27、交流断路器，28、交流三相风机，29、交流三相电抗器，30、单相风机，31、IGBT模块，32、阻尼电阻，33、阻尼电感，34、AC滤波电容，101、后左立柱，102、前左立柱，103、单元底板支撑梁，104、后中立柱，105、前中立柱，106、后下横梁，107、左下侧梁，108、左上侧梁，109、后上横梁，110、右上侧梁，111、前上横梁，112、框架加强横梁，113、前右立柱，114、后右立柱，115、右下侧梁，116，前下横梁，117，基座，201、单相风机安装板，202、单元体风道组件，203、单元体底板组件，204、电阻固定板，205、直流断路器固定板，206、绝缘子固定板， 207、A C滤波电容固定板，208、交流三相风机安装板，209、交流接触器固定板，210、微型断路器固定板，211、交流器件安装板，212、交流断路器固定板，213、防雷器固定板，214、电抗器固定板，215交流三相风机支架，216单相风机支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例1

本实施例公开一种T型三电平储能变流器机柜，包括机柜本体、设置在机柜本体内并且在机柜高度方向上并列设置的直流侧部件和交流侧部件。机柜本体是由机柜框架和连接在机柜框架上的柜体组件组成的开合式矩形柜体。

如图3所示，机柜框架是由后左立柱101、前左立柱102、单元底板支撑梁103、后中立柱104、前中立柱105、后下横梁106、左下侧梁107、左上侧梁108、后上横梁109、右上侧梁110、前上横梁111、框架加强横梁112、前左立柱113、后左立柱114、右下侧梁115和前下横梁116围合连接而成，基座117位于左下侧梁107和右下侧梁115下方。各零件选用2.0mm覆铝锌板加工制作，采用螺栓连接固定。

如图1所示，柜体组件包括左门1、右门2、左侧面板3、上面板4、右侧面板5、背面上封板6、背面中封板7、背面下封板8和底板9，各组件采用螺栓固定在柜体框架上。

所述的左门1采用1.5mm冷轧钢板进行折弯焊接，在左门下侧加工第一进风口，作为PCS机柜直流侧进风口。

所述的右门采用1.5mm冷轧钢板进行折弯焊接，在右门上侧加工按钮、开关及触摸屏安装位置孔，在右门组件下侧加工第二进风口，作为PCS机柜交流侧进风口。

所述的上面板4，采用采用1.5mm冷轧钢板制作2件，封堵柜体的顶部。

所述的背面上封板6、背面中封板7、背面下封板8，采用1.5mm冷轧钢板进行折弯焊接，同时在上封板6风机位置留有风机出风口，即第一出风口和第二出风口。

所述的底板9，采用2.0mm冷轧钢板制作，开有进出线口，安装在柜体底部。在其上面安装固定风机供电变压器13和内供电变压器14。

如图2所示，2a为机柜内部的正面示意图，2b为机柜内部的背面示意图，直流侧部件从上到下依次为单相风机30、电路主板10、IGBT模块31、母线电容模块11、阻尼电阻32、阻尼电感33、直流断路器12、AC滤波电容34、风机供电变压器13和内供电变压器14。交流侧部件从上到下依次为交流三相风机28、并网辅助接触器15、开关电源16、供电切换接触器17、风机供电接触器18、端子排19、开关电源20、熔断器21、电源模块22、并网主接触器23、供电控制断路器24、直流防雷器25、交流防雷器26、交流断路器27和交流三相电抗器29。

本实用新型采用从下至上、从前至后的散热方式，具体是位于直流侧部件前方的机柜主体（左门1）下部开有第一进风口，位于直流侧部件后方的机柜主体上部开有第一出风口，单相风机30、第一进风口、第一出风口以及第一进风口与第一出风口之间的空间形成直流侧的散热通道；位于交流处部件前方的机柜主体（右门2）下部开有第二进风口，位于交流侧部件后方的机柜主体上方开有第二出风口，交流三相风机、第二进风口、第二出风口以及第二进风口与第二出风口之间的空间形成交流侧的散热通道。

如图4所示，给出了T型三电平PCS机柜安装支板，4a为机柜安装的正面示意图，4b为机柜安装的背面示意图，包括单相风机安装板201、单元体风道组件202、单元体底板组件203、电阻固定板204、直流断路器固定板205、绝缘子固定梁206、AC滤波电容固定梁207、交流三相风机安装板208、交流接触器固定板209、微型断路器固定板210、交流器件安装板211、交流断路器固定板212、防雷器固定板213、电抗器固定板214、交流三相风机支架215和单相风机支架216。

具体的，单相风机30安装在单相风机支架216上，单相风机支架216通过单相风机安装板201安装在机柜本体上；电路主板10与单相风机30处于相同高度，位于单相风机30的背面。IGBT模块31、母线电容11模块高度相同，高度相同的IGBT模块31、母线电容11的上下两端分别通过单元体风道组件202、单元体底板组件203安装在机柜本体上，单元体风道组件202包括多个平行间隔设置的隔板217，隔板217之间的间隔与IGBT模块31之间的间隔相连通，形成直流侧的散热通道的一部分；阻尼电阻32和阻尼电感33安装在电阻固定板204上，直流断路器12安装在直流断路器固定板205上，AC滤波电容34安装在AC滤波电容固定板206上，阻尼电阻32和阻尼电感33、直流断路器12、AC滤波电容34交错相对设置，它们之间的空间为直流侧散热通道的一部分，风机供电变压器13和内供电变压器14安装在机柜本体的底板上。

交流三相风机28安装在交流三相风机支架215上，交流三相风机支架215通过交流三相风机支架安装板208安装在机柜本体上，交流三相风机支架215安装在交流三相风机支架安装板208的正面，并网辅助接触器15、开关电源16、供电切换接触器17、风机供电接触器18、端子排19、开关电源20、熔断器21安装在交流三相风机支架安装板208的背面。交流接触器固定板209位于交流三相风机支架安装板208的下方，电源模块22、并网主接触器23安装在交流接触器固定板209上。交流器件安装板211位于交流接触器固定板209下方，微型断路器固定板210、交流断路器固定板212、防雷器固定板213安装在交流器件安装板211上，供电控制断路器24、直流防雷器25安装在微型断路器固定板210上，交流断路器27安装在交流断路器固定板212上，交流防雷器26安装在防雷器固定板213上，电抗器固定板214位于机柜本体底板上，交流三相电抗器29安装在电抗器固定板214上。

本实施例中，交流三相风机支架安装板208、交流接触器固定板209、交流器件安装板211依次连接形成在交流侧纵向延伸的隔板，隔板底部与机柜本体底板之间存在一定空间，该空间与第二进风口相连通，隔板从纵向将交流侧分为两部分，除交流三相电抗器29以外的交流侧部件位于隔板正面，交流三相电抗器、交流三相风机、交流侧的散热通道位于隔板背面。

本实施例中，直流侧部件和交流侧部件通过中间隔板隔开。

如图5所示，给出了T型三电平PCS机柜散热通道示意，分为直流侧散热通道和交流侧散热通道。

所述的直流侧散热通道，由柜体左门1上的第一进风口进风，按照柜体内部安装的风道挡板组成的通道，经风机供电变压器13、内供电变压器14、AC滤波电容34、直流断路器12、母线电容模块11 、IGBT模块31，最终由单相风机30将热量从柜体背面上封板6留有的第二出风口排出柜体外部。

所述的交流侧散热通道，由柜体右侧2上的第二进风口进风，按照柜体内部交流侧交流器件安装板211、交流接触器固定板209、交流三相风机安装板208组成的风道，将交流三相电抗器29产生的热量由交流三相风机28从柜体背面上封板6留有的第二出风口排出柜体外部。

以上所示，只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种T型三电平储能变流器机柜，其特征在于：包括机柜本体、设置在机柜本体内并且在机柜高度方向上并列设置的直流侧部件和交流侧部件，直流侧部件从上到下依次为单相风机、电路主板、IGBT模块、母线电容模块、阻尼电阻、阻尼电感、直流断路器、AC滤波电容、风机供电变压器和内供电变压器；交流侧部件从上到下依次为交流三相风机、并网辅助接触器、开关电源、供电切换接触器、风机供电接触器、端子排、开关电源、熔断器、电源模块、并网主接触器、供电控制断路器、直流防雷器、交流防雷器、交流断路器和交流三相电抗器；位于直流侧部件前方的机柜主体下部开有第一进风口，位于直流侧部件后方的机柜主体上部开有第一出风口，单相风机、第一进风口、第一出风口以及第一进风口与第一出风口之间的空间形成直流侧的散热通道；位于交流处部件前方的机柜主体下部开有第二进风口，位于交流侧部件后方的机柜主体上方开有第二出风口，交流三相风机、第二进风口、第二出风口以及第二进风口与第二出风口之间的空间形成交流侧的散热通道。

2.根据权利要求1所述的T型三电平储能变流器机柜，其特征在于：单相风机安装在单相风机支架上，单相风机支架通过单相风机安装板安装在机柜本体上；电路主板与单相风机处于相同高度，位于单相风机的背面；IGBT模块、母线电容模块高度相同，高度相同的IGBT模块、母线电容模块的上下两端分别通过单元体风道组件、单元体底板组件安装在机柜本体上，单元体风道组件包括多个平行间隔设置的隔板，隔板之间的间隔与IGBT模块之间的间隔相连通，形成直流侧的散热通道的一部分；阻尼电阻和阻尼电感安装在电阻固定板上，直流断路器安装在直流断路器固定板上，AC滤波电容安装在AC滤波电容固定板上，阻尼电阻和阻尼电感、直流断路器、AC滤波电容交错相对设置，它们之间的空间为直流侧散热通道的一部分，风机供电变压器和内供电变压器安装在机柜本体的底板上。

3.根据权利要求1所述的T型三电平储能变流器机柜，其特征在于：交流三相风机安装在交流三相风机支架上，交流三相风机支架通过交流三相风机支架安装板安装在机柜本体上，交流三相风机支架安装在交流三相风机支架安装板的正面，并网辅助接触器、开关电源、供电切换接触器、风机供电接触器、端子排、开关电源、熔断器安装在交流三相风机支架安装板的背面；交流接触器固定板位于交流三相风机支架安装板的下方，电源模块、并网主接触器安装在交流接触器固定板上；交流器件安装板位于交流接触器固定板下方，微型断路器固定板、交流断路器固定板、防雷器固定板安装在交流器件安装板上，供电控制断路器、直流防雷器安装在微型断路器固定板上，交流断路器安装在交流断路器固定板上，交流防雷安装在防雷器固定板上，电抗器固定板位于机柜本体底板上，交流三相电抗器安装在电抗器固定板上；交流三相风机支架安装板、交流接触器固定板、交流器件安装板依次连接形成在交流侧纵向延伸的隔板，隔板底部与机柜本体底板之间存在一定空间，该空间与第二进风口相连通，隔板从纵向将交流侧分为两部分，除交流三相电抗器以外的交流侧部件位于隔板正面，交流三相电抗器、交流三相风机、交流侧的散热通道位于隔板背面。

4.根据权利要求1所述的T型三电平储能变流器机柜，其特征在于：直流侧部件和交流侧部件通过中间隔板隔开。

5.根据权利要求1所述的T型三电平储能变流器机柜，其特征在于：机柜本体是由机柜框架和连接在机柜框架上的柜体组件组成的开合式矩形柜体。

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