一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模塊化多電平電壓源換流器，具體涉及一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳的主回路設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]基于電壓源換流器的高電壓直流輸電技術(shù)，其特點(diǎn)是采用全控性電力電子器件構(gòu)成的電壓源換流器，取帶常規(guī)直流輸電中基于半控型晶閘管器件的電壓源換流器，目前廣泛采用模塊化多電平技術(shù)。
[0003]模塊化多電平技術(shù)就是將多個(gè)基本功能單元即子模塊進(jìn)行級(jí)聯(lián)來滿足實(shí)際的電壓等級(jí)，隨著電壓等級(jí)的提高，需要串聯(lián)的子模塊數(shù)量將會(huì)大量增加。目前，采用塔式結(jié)構(gòu)，即將若干個(gè)閥模塊串聯(lián)成為一個(gè)閥塔，然后閥塔與閥塔之間再進(jìn)行級(jí)聯(lián)。
[0004]目前，閥塔內(nèi)部一次走線都是采用螺旋式上升方式，并且閥塔頂部的均壓環(huán)僅僅用來均勻電場(chǎng)。這種走線方式存在如下幾方面的缺陷:
[0005](I)由于閥塔內(nèi)部主回路布線采用螺旋式上升方式，則閥塔底部進(jìn)線與頂部出線將會(huì)在閥塔的同一側(cè)。當(dāng)因系統(tǒng)電壓等級(jí)高而需要串聯(lián)多個(gè)閥塔時(shí)，2個(gè)閥塔之間的連接將會(huì)較為繁瑣，即連接母線需要跨過一個(gè)閥塔，這就需要考慮母線與閥塔之間的絕緣問題了，將會(huì)增加空間占地。
[0006](2)同時(shí)，由于母線需要跨過閥塔，這就要考慮母線的支撐問題，帶來了額外支撐裝置的費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳的主回路設(shè)計(jì)，本發(fā)明將閥塔頂部均壓環(huán)作為通流回路，既起到了均壓的效果，更重要的是大大簡(jiǎn)化母排連接難度，節(jié)省了寶貴的占地空間。
[0008]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]本發(fā)明提供一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳，所述模塊化多電平換流器設(shè)置在閥廳內(nèi)，模塊化多電平換流器采用塔式結(jié)構(gòu)，所述塔式結(jié)構(gòu)由級(jí)聯(lián)的閥塔組成，每個(gè)閥塔包括依次豎直設(shè)置，并通過母排串聯(lián)的閥模塊，其改進(jìn)之處在于，所述閥廳包括主回路，所述主回路包括作為通流回路且安裝在閥塔頂部的均壓環(huán)和安裝在閥塔底部的金具，且所述金具與閥塔中閥模塊的母排連接，并處于閥塔屏蔽罩包圍范圍內(nèi)；
[0010]作為通流回路的均壓環(huán)用于均壓以及簡(jiǎn)化母排連接方式，能夠使主回路節(jié)省占地面積。
[0011 ] 優(yōu)選的，在閥模塊周圍安裝閥塔屏蔽罩，用于均勻電場(chǎng)。
[0012]優(yōu)選的，所述金具包括底部進(jìn)線金具和頂部出線金具；所述底部進(jìn)線金具與閥塔底部第一個(gè)閥模塊母排連接，且處于閥塔屏蔽罩包圍范圍內(nèi)；
[0013]所述頂部出線金具安裝在閥塔頂部，且頂部出線金具與閥塔頂部的均壓環(huán)之間采用螺栓固定連接。
[0014]優(yōu)選的，多個(gè)級(jí)聯(lián)的閥塔兩兩之間通過支撐件連接，每個(gè)閥塔左右兩側(cè)的支撐件之間設(shè)有具有可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的斜拉桿。
[0015]優(yōu)選的，依次豎直設(shè)置的通過母排串聯(lián)的閥模塊上均設(shè)置與其配合使用的水冷管路，用于換流器的散熱；所述閥模塊由級(jí)聯(lián)的子模塊組成，所述子模塊包括絕緣柵雙極型功率管IGBTl和IGBT2、晶閘管V、儲(chǔ)能電容C、真空開關(guān)、電阻Rl和電阻R2 ;所述電阻Rl和電阻R2串聯(lián)，組成R1-R2支路；所述真空開關(guān)、晶閘管V和IGBT2依次并聯(lián)；所述IGBTl和IGBT2為上下結(jié)構(gòu)且IGBTl的發(fā)射極連接IGBT2的集電極；所述IGBT1、R1-R2支路和儲(chǔ)能電容C依次并聯(lián)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是:
[0017](I)頂部均壓環(huán)兼做電流通流回路使用，使閥塔2個(gè)對(duì)外接口處于閥塔的不同側(cè)，這樣給閥塔之間的連接帶來了方便，同時(shí)大大節(jié)省了占地空間；本發(fā)明將閥塔頂部屏蔽罩作為通流回路，既起到了均壓的效果，更重要的是大大簡(jiǎn)化母排連接難度，節(jié)省了寶貴的占地空間。
[0018](2)兩個(gè)對(duì)外接口均安裝金具，對(duì)外連接方便。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明提供的閥塔正視圖；
[0020]圖2是本發(fā)明提供的閥塔后視圖；
[0021]圖3是本發(fā)明提供的閥塔俯視圖；
[0022]其中:1.底部進(jìn)線金具；2.閥塔屏蔽罩；3.頂部出線金具；4.閥塔頂部的均壓環(huán)；5.閥模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]為解決閥廳主回路布局繁瑣及空間占地問題，本發(fā)明提出下述方案:
[0025]閥塔底部安裝金具與閥模塊母排進(jìn)行連接，并處于閥塔屏蔽罩包圍范圍內(nèi)，而并不需要設(shè)計(jì)屏蔽罩對(duì)金具進(jìn)行均壓。而閥塔頂部均壓環(huán)流過一次電流，具體方式為:閥塔頂部最后一個(gè)閥模塊出線母排與閥塔頂部均壓環(huán)直接進(jìn)行連接；在閥塔頂部的均壓環(huán)的另一端安裝金具，作為閥塔頂部的出線端。這樣整個(gè)閥塔的進(jìn)、出線將會(huì)在閥塔的不同側(cè)，這種方式給閥塔之間的連接帶來了方便。同時(shí)，頂部均壓環(huán)兼做一次電流通流回路使用，節(jié)省了母線及其支撐成本。在閥模塊周圍安裝閥塔屏蔽罩，用于均勻電場(chǎng)。
[0026]多個(gè)級(jí)聯(lián)的閥塔兩兩之間通過支撐件連接，每個(gè)閥塔左右兩側(cè)的支撐件之間設(shè)有具有可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的斜拉桿。依次豎直設(shè)置的通過母排串聯(lián)的閥模塊上均設(shè)置與其配合使用的水冷管路，用于換流器的散熱；所述閥模塊由級(jí)聯(lián)的子模塊組成，所述子模塊包括絕緣柵雙極型功率管IGBTl和IGBT2、晶閘管V、儲(chǔ)能電容C、真空開關(guān)、電阻Rl和電阻R2 ;所述電阻Rl和電阻R2串聯(lián)，組成R1-R2支路；所述真空開關(guān)、晶閘管V和IGBT2依次并聯(lián)；所述IGBTl和IGBT2為上下結(jié)構(gòu)且IGBTl的發(fā)射極連接IGBT2的集電極；所述IGBT1、R1-R2支路和儲(chǔ)能電容C依次并聯(lián)。
[0027]如圖1，底部進(jìn)線金具I與閥塔底部第一個(gè)基本閥模塊5母排直接連接，同時(shí)I在閥塔屏蔽罩2包圍范圍內(nèi)。如圖2和3所示，閥塔頂部安裝頂部出線金具3，其與閥塔頂部的均壓環(huán)4直接用螺栓固定連接。
[0028]本發(fā)明為一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳主回路布局設(shè)計(jì)。模塊化多電平換流器采用級(jí)聯(lián)基本功能單元即子模塊的級(jí)聯(lián)方式，隨著電壓等級(jí)的升高，需要串聯(lián)的子模塊數(shù)量將會(huì)大量增加。為此，為便于安裝及節(jié)省占地空間，若干子模塊組成閥模塊、多個(gè)閥模塊再組成一個(gè)閥塔成為目前采用的連接方式之一。本發(fā)明將閥塔頂部屏蔽罩作為通流回路，既起到了均壓的效果，更重要的是大大簡(jiǎn)化母排連接難度，節(jié)省了寶貴的占地空間。
[0029]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳，所述模塊化多電平換流器設(shè)置在閥廳內(nèi)，模塊化多電平換流器采用塔式結(jié)構(gòu)，所述塔式結(jié)構(gòu)由級(jí)聯(lián)的閥塔組成，每個(gè)閥塔包括依次豎直設(shè)置并通過母排串聯(lián)的閥模塊，其特征在于，所述閥廳包括主回路，所述主回路包括作為通流回路且安裝在閥塔頂部的均壓環(huán)和安裝在閥塔底部的金具，且所述金具與閥塔中閥模塊的母排連接，并處于閥塔屏蔽罩包圍范圍內(nèi)； 作為通流回路的均壓環(huán)用于均壓以及簡(jiǎn)化母排連接方式，能夠使主回路節(jié)省占地面積。
2.如權(quán)利要求1所述的模塊化多電平電壓源換流器閥廳，其特征在于，在閥模塊周圍安裝閥塔屏蔽罩，用于均勻電場(chǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的模塊化多電平電壓源換流器閥廳，其特征在于，所述金具包括底部進(jìn)線金具和頂部出線金具；所述底部進(jìn)線金具與閥塔底部第一個(gè)閥模塊母排連接，且處于閥塔屏蔽罩包圍范圍內(nèi)； 所述頂部出線金具安裝在閥塔頂部，且頂部出線金具與閥塔頂部的均壓環(huán)之間采用螺栓固定連接。
4.如權(quán)利要求1所述的模塊化多電平電壓源換流器閥廳，其特征在于，多個(gè)級(jí)聯(lián)的閥塔兩兩之間通過支撐件連接，每個(gè)閥塔左右兩側(cè)的支撐件之間設(shè)有具有可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的斜拉桿。
5.如權(quán)利要求1所述的模塊化多電平電壓源換流器閥廳，其特征在于，依次豎直設(shè)置的通過母排串聯(lián)的閥模塊上均設(shè)置與其配合使用的水冷管路，用于換流器的散熱；所述閥模塊由級(jí)聯(lián)的子模塊組成，所述子模塊包括絕緣柵雙極型功率管IGBTl和IGBT2、晶閘管V、儲(chǔ)能電容C、真空開關(guān)、電阻Rl和電阻R2 ;所述電阻Rl和電阻R2串聯(lián)，組成R1-R2支路；所述真空開關(guān)、晶閘管V和IGBT2依次并聯(lián)；所述IGBTl和IGBT2為上下結(jié)構(gòu)且IGBTl的發(fā)射極連接IGBT2的集電極；所述IGBT1、R1-R2支路和儲(chǔ)能電容C依次并聯(lián)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及模塊化多電平電壓源換流器，具體涉及一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳的主回路設(shè)計(jì)。所述閥廳包括主回路，所述主回路包括作為通流回路且安裝在閥塔頂部的均壓環(huán)和安裝在閥塔底部的金具，且所述金具與閥塔中閥模塊的母排連接，并處于閥塔屏蔽罩包圍范圍內(nèi)。本發(fā)明將閥塔頂部均壓環(huán)作為通流回路，既起到了均壓的效果，更重要的是大大簡(jiǎn)化母排連接難度，節(jié)省了寶貴的占地空間。
【IPC分類】H02M1-00
【公開號(hào)】CN104767358
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410003020
【發(fā)明人】屈海濤, 歐陽(yáng)文敏, 張升, 董巍, 安靖
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司大連供電公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2014年1月3日