一种紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构

摘要

本发明公开了一种紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构，包括阀组件底座、功率模块和压接组件；所述功率模块有若干组，并列依次放置在所述阀组件底座上；所述压接组件包括左端板、右端板、左圆轴和右圆轴；所述左圆轴连接在所述左端板和若干组所述功率模块之间；所述右圆轴连接在所述右端板和若干组所述功率模块之间。本发明提供了一种紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构，由若干个功率模块串联压接构成一个组件，若干个功率模块的IGCT等功率器件共用一套压接组件，从而减少了换流阀整体的尺寸和重量；同时阀组件结构合理分区，具有安装、维护便利等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及柔性直流输电换流阀技术领域，特别涉及一种紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构。

背景技术

IGCT具有所需器件少、电流大、耐压高和导通损耗低等优点，在更高电压、更大容量的柔性直流工程以及需要节省占地面积、减轻重量的海上柔性直流输电工程中具有广阔的应用前景。

目前，国内基于IGCT技术的柔性直流换流阀均处于设计研发阶段，如申请号为2018100019612的专利所示的结构，这种单模块式结构存在以下弊端：(1)每个模块内部均需要1套IGCT功率器件压接机构，造成换流阀整体尺寸大且相对笨重；(2)子模块内部各元件维护不便。其在需要尽可能的减少占地面积、减轻重量、减少维护的海上柔性直流输电工程应用中不占优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构，用于解决上述至少一个技术问题，其能够减少了换流阀整体的尺寸和重量，方便安装和维修。

本发明的实施例是这样实现的：

一种紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构，其包括阀组件底座、功率模块和压接组件。

所述功率模块有若干组，并列依次放置在所述阀组件底座上。

所述压接组件包括左端板、右端板、左圆轴和右圆轴。

所述左圆轴连接在所述左端板和若干组所述功率模块之间。

所述右圆轴连接在所述右端板和若干组所述功率模块之间。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述左圆轴的端点伸出所述左端板。

所述右圆轴的端点伸出所述右端板。

所述左圆轴的左端通过螺栓旋紧。

所述右圆轴的右端通过碟簧锁紧。

其技术效果在于：实现压接组件对功率模块的锁紧。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述压接组件还包括连接杆。

所述连接杆至少有两根，分别连接在所述左端板和所述右端板之间，形成框架。

所述功率模块安装在所述左端板、所述右端板和所述连接杆形成的框架中。

其技术效果在于：将若干功率模块集成在一起，通过一套框架结构进行安装固定。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述压接组件还包括绝缘板。

所述绝缘板至少有一根，分别连接在所述左端板和所述右端板之间。

所述绝缘板位于若干组所述功率模块的前侧和/或后侧。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的每组所述功率模块均包括均压电容、均压电阻、旁路开关、散热器、IGCT、二极管、控制机箱和RC回路。

所述均压电阻、所述散热器、所述IGCT、所述二极管、所述控制机箱和所述RC回路位于所述左端板、所述右端板和所述连接杆形成的框架中。

若干组的功率模块所述均压电阻、所述散热器、所述IGCT、所述二极管、所述控制机箱和所述RC回路组成阀段。

其技术效果在于：各部分可独立安装、配线和维护，共用一套压接结构，减少了换流阀整体的尺寸和重量，同时结构合理分区，具有安装、维护便利等特点。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述散热器有若干个，形成散热器组。

所述二极管至少有一个。

每个所述二极管安装在两个所述散热器之间。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述IGCT至少有一个。

每个所述IGCT的基座安装在两个所述散热器之间。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述控制机箱和所述RC回路均安装在所述散热器的上方。

所述RC回路安装在所述控制机箱的一侧。

所述均压电阻安装在所述散热器组的一侧。

其技术效果在于：控制机箱在阀段的上部，采用集成式设计，对外只留有通讯接口，具有防火、防水、防尘、防电磁干扰等特点。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述均压电容安装在所述控制机箱的后侧。

所述旁路开关安装在所述散热器组的前侧。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构还包括冷却水管。

所述冷却水管安装在所述功率模块的前侧。

其技术效果在于：冷却水管远离功率器件及控制器件，可避免水管泄露对各元器件的影响。

主回路接口、冷却水路接口、旁路开关操作接口、通讯接口等均设计在阀组件前部，便于操作。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供了一种紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构，由若干个功率模块串联压接构成一个组件，若干个功率模块的IGCT等功率器件共用一套压接组件，从而减少了换流阀整体的尺寸和重量；同时阀组件结构合理分区，具有安装、维护便利等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的立体结构示意图；

图2为本发明紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的俯视结构示意图；

图3为本发明紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构去掉阀组件底座的侧视结构示意图；

图4为本发明紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的一个功率模块结构示意图；

图5为本发明紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的一个功率模块拓扑结构示意图。

图中：1-阀组件底座；2-功率模块；3-阀段；4-均压电容；5-冷却水管；6-均压电阻；7-旁路开关；8-散热器；9-IGCT；10-二极管；11-控制机箱；12-RC回路；13-左端板；14-右端板；15-左圆轴；16-连接杆；17-绝缘板；18-右圆轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。

请参照图1至图5，本发明的实施例提供一种紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构，其包括阀组件底座1、功率模块2和压接组件。

所述功率模块2有若干组，并列依次放置在所述阀组件底座1上。

所述压接组件包括左端板13、右端板14和左圆轴15。

所述左圆轴15连接在所述左端板13和若干组所述功率模块2之间。

所述右圆轴18连接在所述右端板14和若干组所述功率模块2之间。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述左圆轴15的端点伸出所述左端板13。

所述右圆轴18的端点伸出所述右端板14。

所述左圆轴15的左端通过螺栓旋紧。

所述右圆轴18的右端通过碟簧锁紧。

其技术效果在于：实现压接组件对功率模块2的锁紧。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述压接组件还包括连接杆16。

所述连接杆16至少有两根，分别连接在所述左端板13和所述右端板14之间，形成框架。

所述功率模块2安装在所述左端板13、所述右端板14和所述连接杆16形成的框架中。

其技术效果在于：将若干功率模块2集成在一起，通过一套框架结构进行安装固定。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述压接组件还包括绝缘板17。

所述绝缘板17至少有一根，分别连接在所述左端板13和所述右端板14之间。

所述绝缘板17位于若干组所述功率模块2的前侧和/或后侧。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的每组所述功率模块2均包括均压电容4、均压电阻6、旁路开关7、散热器8、IGCT9、二极管10、控制机箱11和RC回路12。

所述均压电阻6、所述散热器8、所述IGCT9、所述二极管10、所述控制机箱11和所述RC回路12位于所述左端板13、所述右端板14和所述连接杆16形成的框架中。

若干组的功率模块2所述均压电阻6、所述散热器8、所述IGCT9、所述二极管10、所述控制机箱11和所述RC回路12组成阀段3。

其技术效果在于：各部分可独立安装、配线和维护，共用一套压接结构，减少了换流阀整体的尺寸和重量，同时结构合理分区，具有安装、维护便利等特点。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述散热器8有若干个，形成散热器组。

所述二极管10至少有一个。

每个所述二极管10安装在两个所述散热器8之间。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述IGCT9至少有一个。

每个所述IGCT9的基座安装在两个所述散热器8之间。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述控制机箱11和所述RC回路12均安装在所述散热器8的上方。

所述RC回路12安装在所述控制机箱11的一侧。

所述均压电阻6安装在所述散热器组的一侧。

其技术效果在于：控制机箱11在阀段3的上部，采用集成式设计，对外只留有通讯接口，具有防火、防水、防尘、防电磁干扰等特点。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构的所述均压电容4安装在所述控制机箱11的后侧。

所述旁路开关7安装在所述散热器组的前侧。

在本发明较佳的实施例中，上述紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构还包括冷却水管5。

所述冷却水管5安装在所述功率模块2的前侧。

其技术效果在于：冷却水管5远离功率器件及控制器件，可避免水管泄露对各元器件的影响。

主回路接口、冷却水路接口、旁路开关操作接口、通讯接口等均设计在阀组件前部，便于操作。

图5为单个功率模块拓扑结构图，其中T1和T2为IGCT，D1和D2为二极管，K为旁路开关，C1为均压电容，R1为均压电阻。

本发明实施例旨在保护一种紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构，具备如下效果：

本发明的紧凑型串联压接式柔性直流换流阀结构，由若干个功率模块2串联压接构成一个组件，若干个功率模块的IGCT9等功率器件共用一套压接组件，从而减少了换流阀整体的尺寸和重量；同时阀组件结构合理分区，具有安装、维护便利等特点。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。