JPH037037A - Gas-insulated water-cooled thyristor valve - Google Patents

Gas-insulated water-cooled thyristor valve

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JPH037037A
JPH037037A JP14052489A JP14052489A JPH037037A JP H037037 A JPH037037 A JP H037037A JP 14052489 A JP14052489 A JP 14052489A JP 14052489 A JP14052489 A JP 14052489A JP H037037 A JPH037037 A JP H037037A
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JP
Japan
Prior art keywords
thyristor
module
tank
cooling water
header
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14052489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Hatano
畑野 雅幸
Hisaaki Matsumoto
寿彰 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Development Co Ltd
Toshiba Corp
Original Assignee
Electric Power Development Co Ltd
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Development Co Ltd, Toshiba Corp filed Critical Electric Power Development Co Ltd
Priority to JP14052489A priority Critical patent/JPH037037A/en
Publication of JPH037037A publication Critical patent/JPH037037A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the number of components and to obtain a compact thyristor valve by employing a cooling water header as a means for relieving the field stress in a thyristor module and the side wall of tank. CONSTITUTION:Ring headers 28a, 28b are arranged vertically in two stages while surrounding components such as a thyristor module 1, an insulating pole 2 and a light guide 10. Cooling water is distributed uniformly to the ring headers 28a, 28b from the outside of a tank 4. The ring headers 28a, 28b are made of material having high electrical conductivity and function as shield rings for relieving the electrical field in the thyristor module 1 and the tank 4 arranged therein. By such arrangement, installation space or insulating distance need not be secured.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、直流送電あるいは異周波数電力系統間の連系
等に用いられるサイリスタバルブに係り、特に冷却を水
で行なうガス絶縁サイリスタバルブに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a thyristor valve used for direct current power transmission or interconnection between power systems with different frequencies, and particularly relates to a thyristor valve that is used for direct current power transmission or interconnection between different frequency power systems, and in particular, a thyristor valve that uses water for cooling. Regarding insulated thyristor valves.

(従来の技術) 近年、半導体素子の進歩はめざましく、信頼性の高い高
電圧、大電流のサイリスタ素子が開発され、このサイリ
スタ素子を使用したサイリスタバルブは年々大容量化の
傾向にある。従ってその高電圧化及び大電流化に伴い、
いかに装置をコンパクトにかつ効率良く冷却するかが問
題となってきた。前者についてはサイリスタバルブを絶
縁性能の高いSF6ガス等が充填されたタンク内に収納
することにより、コンパクト化が可能である。また後者
は、冷却効果が高くかつ低コストでどこでも入手可能な
冷却媒体として水を利用するとよい。
(Prior Art) In recent years, semiconductor devices have made remarkable progress, and highly reliable high-voltage, large-current thyristor elements have been developed, and thyristor valves using these thyristor elements are increasing in capacity year by year. Therefore, with the increase in voltage and current,
The problem has been how to cool the equipment compactly and efficiently. The former can be made more compact by housing the thyristor valve in a tank filled with SF6 gas or the like having high insulation performance. In the latter case, it is preferable to use water as a cooling medium which has a high cooling effect and is available at low cost and anywhere.

以下ガス絶縁水冷式サイリスタバルブの従来例を第4図
乃至第6図を用いて説明する。
A conventional example of a gas insulated water-cooled thyristor valve will be described below with reference to FIGS. 4 to 6.

第4図乃至第6図において、1は直列に接続された複数
個のサイリスタ素子20とヒートシンク21で構成した
スタック22とその付属回路である水冷抵抗器24、コ
ンデンサ23、リアクトル25等をフレーム26上に配
置してなるサイリスタモジュールである。
4 to 6, reference numeral 1 denotes a stack 22 consisting of a plurality of thyristor elements 20 and a heat sink 21 connected in series, and its attached circuits such as a water-cooled resistor 24, a capacitor 23, a reactor 25, etc., mounted on a frame 26. This is a thyristor module placed on the top.

尚、10はサイリスタを点弧させる信号を伝送するライ
トガイドである。このサイリスタモジュール1が絶縁支
柱2を介して上下方向に複数段積重ねられSF6等の絶
縁ガス3が充填されたタンク4内に収納されている。5
は積重ねられたサイリスタモジュール1全体を絶縁支持
する支柱である。サイリスタモジュール1は電気的に直
列接続されており、その両端は主回路導体6によりタン
ク4外部に取付けられたブッシング7に接続されている
。サイリスタモジュール1内の発熱部品を冷却する冷却
水はタンク4外とのフランジ取合を行なう気密フランジ
9を介して絶縁物の冷却主配管8により沿面絶縁距離を
確保し、各サイリスタモジュール1に接地した各ヘッダ
ー12へ絶縁パイプ15を介して流れ込む。ヘッダー1
2に流れ込んだ冷却水は図中矢印27に示すような分配
配管13、絶縁パイプ14を通って発熱部品へ配水され
、再びヘッダー12へもどる。第6図は各サイリスタモ
ジュール1に分配され又モジュールから排水される冷却
水の回路図を示す系統図である。
Note that 10 is a light guide that transmits a signal to fire the thyristor. A plurality of thyristor modules 1 are stacked vertically in multiple stages via insulating columns 2 and housed in a tank 4 filled with an insulating gas 3 such as SF6. 5
is a column that insulates and supports the entire stacked thyristor module 1. The thyristor modules 1 are electrically connected in series, and both ends thereof are connected by a main circuit conductor 6 to a bushing 7 mounted outside the tank 4. The cooling water that cools the heat-generating components inside the thyristor module 1 is connected to the outside of the tank 4 through an airtight flange 9 that connects with the outside of the tank 4, ensuring a creepage insulation distance through the cooling main piping 8 made of insulating material, and is grounded to each thyristor module 1. The water flows into each header 12 via an insulated pipe 15. header 1
The cooling water flowing into the header 2 passes through the distribution pipe 13 and the insulating pipe 14 as shown by the arrow 27 in the figure, is distributed to the heat generating parts, and returns to the header 12 again. FIG. 6 is a system diagram showing a circuit diagram of cooling water distributed to each thyristor module 1 and drained from the module.

各箇所に絶縁パイプが用いられているのは電位の異なる
部品間を接続するためである。さらに絶縁上サイリスタ
モジュール1の積層方向の上端、下端はタンク内壁に対
し電界ストレスが厳しくなる為電界ストレス緩和の為の
上部シールド16、下部シールド17を設けている。又
モジュールフレーム26部品固定用の金具や絶縁パイプ
接続部となるヘッダー12のボス等はタンク4の内壁に
対し鋭いエツジとなる為、やはり電界ストレスが厳しく
なる為各サイリスタモジュール1の側面まわりは側面シ
ールド18を設けている。
The reason why insulated pipes are used at each location is to connect parts with different potentials. Furthermore, the upper and lower ends of the insulating thyristor module 1 in the stacking direction are provided with an upper shield 16 and a lower shield 17 for alleviating the electric field stress since the electric field stress is severe against the inner wall of the tank. In addition, the metal fittings for fixing the module frame 26 parts and the bosses of the header 12 that serve as insulating pipe connections have sharp edges against the inner wall of the tank 4, which results in severe electric field stress. A shield 18 is provided.

尚、図示しないが、サイリスタモジュール1内のコンデ
ンサ23、ヒートシンク21のパイプ接続ボス、水冷抵
抗器24のパイプ接続ボスは上段のモジュールフレーム
25に対し鋭いエツジとなるため、サイリスタモジュー
ル1の上面にもシールドカバーを設けている。
Although not shown, the capacitor 23 in the thyristor module 1, the pipe connection boss of the heat sink 21, and the pipe connection boss of the water-cooled resistor 24 have sharp edges with respect to the upper module frame 25. A shield cover is provided.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように各段のサイリスタモジュール1に対し、冷
却水用パイプ13と側面シールド18を取付けるには取
付はスペース又絶縁距離の確保などモジュール設計が繁
雑となり、モジュール外形が大きくなりバルブ全体とし
ても大きくなる。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in order to attach the cooling water pipe 13 and the side shield 18 to the thyristor module 1 at each stage, the module design becomes complicated, such as securing space and insulation distance. The outer size of the module becomes larger, and the valve as a whole also becomes larger.

本発明は上記のような問題点を解決し部品点数の少ない
コンパクトなガス絶縁水冷式サイリスタバルブを提供す
ることにある。
The present invention solves the above-mentioned problems and provides a compact gas-insulated water-cooled thyristor valve with a small number of parts.

[発明の構成] (課題を解決するだめの手段) 本発明は、各サイリスタモジュール1へ冷却水を分配又
は排出する冷却水用ヘッダーをサイリスタモジュールと
タンク壁面との電界ストレス緩和用として兼用すること
にある。その為、サイリスタモジュール、絶縁支柱、冷
却水用絶縁パイプ、ライトガイド等の全ての用品を内側
に囲うように構成した電気的に導電性の冷却水循環用リ
ングヘッダー(輪状パイプ)を各モジュールに設け、前
記タンク内壁との電界緩和用シールドリングとしての機
能と冷却水の分配排水用ヘッダーとしての機能を兼ね備
えたことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides that the cooling water header that distributes or discharges cooling water to each thyristor module 1 is also used for mitigating the electric field stress between the thyristor module and the tank wall surface. It is in. Therefore, each module is equipped with an electrically conductive cooling water circulation ring header (ring-shaped pipe) that surrounds all components such as the thyristor module, insulating column, cooling water insulating pipe, and light guide. , it is characterized by having both a function as a shield ring for mitigating an electric field with the inner wall of the tank and a function as a header for distributing and draining cooling water.

(作用) サイリスタバルブを構成するモジュール、絶縁碍子を囲
むように各モジュールノ上下2段に設置しヘッダーは、
冷却水を該当するモジュール及び上段のモジュール用ヘ
ッダーに冷却水を供給し、又モジュールから排水される
冷却水と上段モジュールヘッダーからの冷却水を排水す
ると同時にタンク内壁との電界緩和シールドの作用をも
つ。
(Function) The headers are installed in two stages above and below each module to surround the modules and insulators that make up the thyristor valve.
It supplies cooling water to the relevant module and the upper module header, and also drains the cooling water drained from the module and the upper module header, and at the same time acts as an electric field mitigation shield with the tank inner wall. .

(実施例) 以下、第1図第3図を用いて本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail using FIGS. 1, 3, and 3.

第1図は本発明によるサイリスタバルブの構成例を示す
図、第2図は本発明によるモジュール構成を示す図、第
3図は本発明によるリングヘッダーの冷却水系統図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a thyristor valve according to the invention, FIG. 2 is a diagram showing a module configuration according to the invention, and FIG. 3 is a cooling water system diagram of a ring header according to the invention.

尚、第4図乃至第6図と同一部には同一符号を付して記
す。冷却水はタンク4外より気密フランジ2を介して絶
縁物の冷却主配管8により沿面絶縁距離を確保し、各サ
イリスタモジュール1に設置した上下2段のうちの一方
のリングヘッダー28に至る。このリングヘッダー28
は各ヘッダー28間を接続するパイプ15用のボスが内
側に設けてあり、又モジュールフレーム26の部品固定
用金具等の鋭いエツジがタンク4の内壁と直接対向しな
いようになっており、さらにモジュール1、絶縁支柱2
、ライトガイド10等の部品を内側に囲って成るように
して構成した電気的に導電性の例えばステンレスや銅な
どのパイプからなる。
Note that the same parts as in FIGS. 4 to 6 are designated by the same reference numerals. Cooling water is supplied from the outside of the tank 4 via the airtight flange 2 to the insulating main cooling pipe 8 to ensure a creepage insulation distance, and reaches the ring header 28 at one of the two upper and lower stages installed in each thyristor module 1. This ring header 28
A boss for the pipe 15 connecting each header 28 is provided on the inside, and the sharp edges of the component fixing fittings of the module frame 26 are not directly opposed to the inner wall of the tank 4. 1. Insulating support 2
, the light guide 10, and other parts are enclosed inside the pipe and is made of electrically conductive material such as stainless steel or copper.

又第3図の系統図に示したように、少なくとも1本以上
の絶縁パイプ15で各モジュール1の上下2段のリング
ヘッダー28a、28bを接続し、各モジュールに対し
冷却水が均等に分配されるようヘッダーとしての81能
を兼ねている。上下2段のリングヘッダーとなっている
のは、電界緩和の効果を高めるためで、必要に応じて、
その段数を変更すればよい。
Furthermore, as shown in the system diagram of FIG. 3, the upper and lower ring headers 28a and 28b of each module 1 are connected by at least one or more insulated pipes 15, so that cooling water is evenly distributed to each module. It also serves as an 81 function as a header. The ring header has two layers, upper and lower, to enhance the effect of electric field relaxation, and if necessary,
All you have to do is change the number of stages.

[発明の効果] 以上のように本発明によれば、従来必要であったモジュ
ール側面シールドを削除することが出来、その設置スペ
ースや、絶縁距離の確保が不要となり、コンパクトなガ
ス絶縁水冷式サイリスタバルブを提供することが出来る
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the module side shield that was conventionally required can be removed, and the installation space and insulation distance are no longer required, resulting in a compact gas-insulated water-cooled thyristor. We can provide valves.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す絶縁水冷式サイリスタ
バルブの構成図、第2図は本発明によるサイリスタモジ
ュールの構成図、第3図は本発明によるリングヘッダー
の冷却水系統図、第4図は従来のガス絶縁水冷式サイリ
スタバルブの構成図、第5図は従来のサイリスタモジュ
ールの構成図、第6図は従来のモジュールヘッダーの冷
却水系統図である。 1・・・サイリスタモジュール、2・・・絶縁支柱、3
・・・絶縁ガス、4・・・タンク、5・・・絶縁支柱、
6・・・主回路導体、7・・・ブッシング、8・・・冷
却主配管、9・・・気密フランジ、10・・・ライトガ
イド、11・・・気密端子、12・・・ヘッダー 13
・・・分配管、14゜15・・・絶縁パイプ、16・・
・上部シールド、17・・・下部シールド、18・・・
側面シールド、19・・・サイリスタバルブ、20・・
・サイリスタ素子、21・・・ヒートシンク、22・・
・スタック、23・・・コンデンサ、24・・・水冷抵
抗器、25・・・リアクトル、26・・・フレーム、2
8・・・リングヘッダー
FIG. 1 is a block diagram of an insulated water-cooled thyristor valve showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a thyristor module according to the present invention, and FIG. 3 is a cooling water system diagram of a ring header according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram of a conventional gas insulated water-cooled thyristor valve, FIG. 5 is a block diagram of a conventional thyristor module, and FIG. 6 is a cooling water system diagram of a conventional module header. 1... Thyristor module, 2... Insulating support column, 3
...Insulating gas, 4...Tank, 5...Insulating column,
6... Main circuit conductor, 7... Bushing, 8... Main cooling pipe, 9... Airtight flange, 10... Light guide, 11... Airtight terminal, 12... Header 13
...Distribution pipe, 14゜15...Insulated pipe, 16...
・Top shield, 17...Lower shield, 18...
Side shield, 19... Thyristor valve, 20...
・Thyristor element, 21... heat sink, 22...
・Stack, 23... Capacitor, 24... Water-cooled resistor, 25... Reactor, 26... Frame, 2
8...Ring header

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  絶縁ガスを充填されたタンクと複数個のサイリスタ素
子とその付属回路を収納したモジュールを絶縁支持物に
より数段積重ねて規定の電圧,電流となるように接続し
、前記サイリスタ素子を点弧するための信号を伝達する
ライトガイドと、前記モジュール内のサイリスタ素子用
冷却体及びその付属回路である抵抗、リアクトル等に流
体パイプを接続し前記タンク外から冷却水を導入し、循
環することにより冷却するガス絶縁水冷式サイリスタバ
ルブにおいて、絶縁支持物を用い積層状に多段積みとな
っているサイリスタモジュールとサイリスタ素子の点弧
信号を伝達するライトガイドを内側に囲うように構成し
た電気的に導電性の冷却水循環用のリングヘッダー(輪
状パイプ)を積層した各モジュールに設け、該リングヘ
ッダーが前記タンク内壁との電界緩和用シールドリング
としての機能と冷却水分配排水用ヘッダーとしての機能
を兼ね備えたことを特徴とするガス絶縁水冷式サイリス
タバルブ。
A module containing a tank filled with insulating gas, a plurality of thyristor elements, and their associated circuits are stacked in several stages using insulating supports, and connected to a specified voltage and current, and the thyristor elements are ignited. A fluid pipe is connected to the light guide that transmits the signal, the cooling body for the thyristor element in the module, and its attached circuits such as resistors and reactors, and cooling water is introduced from outside the tank and cooled by circulation. In a gas-insulated water-cooled thyristor valve, an electrically conductive thyristor module is constructed using an insulating support to surround the light guide that transmits the ignition signal of the thyristor element and the thyristor module stacked in multiple layers. A ring header (ring-shaped pipe) for circulating cooling water is provided in each stacked module, and the ring header has the function of a shield ring for mitigating the electric field with the inner wall of the tank and a header for distributing and draining the cooling water. Features a gas insulated water-cooled thyristor valve.
JP14052489A 1989-06-02 1989-06-02 Gas-insulated water-cooled thyristor valve Pending JPH037037A (en)

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