一种链式静止无功发生器相模块漏水检测装置制造方法
【专利摘要】一种链式静止无功发生器相模块漏水检测装置，其特征是：包括安装有相模块的聚酯塑料地板、漏水传感器、漏水检测板、直流15V开关电源和功率单元主控制板，所述的地板具有使其中一个角为最低点的3-7度的倾斜角，漏水传感器安装于地板上最低位置，其二次线通过相模块内壁上的小孔与相模块外部的漏水检测板用二次电缆线连接，安装于外部的15V开关电源和单元主控板均与漏水检测板用二次电缆线连接。本实用新型体积小，结构简单可靠易行,反应灵敏，在微渗情况下依然可以快速检测，可保证出现水泄露后迅速向控制器传递故障信号，紧急停运整套STATCOM装置，防止装置内部短路引起的功率器件击穿或烧毁。
【专利说明】一种链式静止无功发生器相模块漏水检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可检测密封带电环境内部水冷却系统漏水的链式静止同步补偿器(static synchronous compensator, STATC0M)相模块漏水检测装置。
【背景技术】
[0002]STATC0M的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上，通过电力半导体开关的通断将直流侧电压转换成与交流侧电网同频率的输出电压，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。
[0003]链式结构的STATC0M每相都由若干单相桥式电路串联组成，其最核心元件是大功率的电子注入增强栅晶体管IEGT。以27级功率单元串接的35kV/200Mvar链式STATC0M装置为例，额定功率运行时功率单元中每个IEGT承受的电流是953A，暂态过负荷时每个IEGT短时承受的电流是1430A。运行时，IEGT的接受控制器发出SPWM调制脉冲的命令进行50HZ频率的开通和关断。IEGT的高频通断及熄弧，会产生大量的热量，极易引起IEGT的烧毁。因此，在安装工艺上在IEGT两侧各装设一块金属散热片，散热片采用中空螺旋水路结构，从散热片侧面装设进出水管，正常运行时利用专门的水冷系统进行冷却水的强流循环带走IEGT中散发的热量。
[0004]由于功率单元处于高压运行环境，IEGT等电路元件均有高压电，整个相模块采用聚酯塑料绝缘外壳密封结构，仅留直流电容接入铜排和交流输出铜排与外接联接。若相模块内部因水冷水管破裂或接口松动而出现渗水漏水情况，由于暴露在空气中的非纯水的导电性，会引起功率单元内部短路，击穿IEGT等元件，并引发装置的烧毁。最有效的方式是对每个相模块进行漏水的快速检测，并进行故障跳闸响应。
[0005]现有的漏水检测方法，主要是压力、流速、湿度检测等方式，但主要适用于主管道和电气空间距离较大的地方，且在高流速大压力情况下的微渗情况反应不够灵敏。
[0006]另外，还有的就是吸水性的物质检测，主要是通过一些物质在遇水后物理或化学特性发生改变的方式进行判别，但存在着反应速度慢及不可重复使用的弊端。
[0007]现有的各种方法虽然可以进行水系统的漏水检测，但均不适用于狭小密闭带电环境中的漏水微渗检测，检测灵敏度、可靠性、速度也不满足要求。
实用新型内容
[0008]本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种链式静止无功发生器相模块漏水检测装置，其体积小，结构简单可靠易行，反应灵敏，在微渗情况下依然可以快速检测，可保证出现水泄露后迅速向控制器传递故障信号，紧急停运整套STATC0M装置，防止装置内部短路引起的功率器件击穿或烧毁。
[0009]解决上述技术问题，实用新型采用的技术方案是:
[0010]一种链式静止无功发生器相模块漏水检测装置，其特征是:包括安装有相模块的聚酯塑料地板、漏水传感器、漏水检测板、直流15V开关电源和功率单元主控制板，所述的地板具有使其中一个角为最低点的3-7度的倾斜角，漏水传感器安装于地板上最低位置，其二次线通过相模块内壁上的小孔与相模块外部的漏水检测板用二次电缆线连接，安装于外部的15V开关电源和单元主控板均与漏水检测板用二次电缆线连接。
[0011]所述的漏水传感器具有两根金属探针，其间距为1cm。
[0012]漏水检测原理:
[0013]正常运行时，水冷系统在水泵的作用下使冷却水通过三级水管道最终注入相模块内部的金属散热片中，冷却水在散热片进出水口间的螺旋水道中快速流动，带走与散热片相连的IEGT高频通断中产生的热量。由于水冷系统中装设有去离子装置，可使强流循环的冷却水去离子化，形成绝缘性很高的水，可在带电的环境中流通。
[0014]当相模块内部因水冷水管破裂或接口松动而出现渗水漏水情况，由于流出的水暴露在空气中，会迅速丧失其绝缘性，变成可流动的电导体。由于散热片的悬空放置，当少量的水泄露时，都是先流到或滴到聚酯塑料地板上，在地板上设置一个5度的倾斜角，使其中一个角为最低点，将主要由两根金属探针组成的漏水传感器安装在该地板的最低角侧壁上，金属探针朝下与地板相触，当有微量的水从相模块内部的水管泻出时，汇聚在地板的最低点，利用非纯水的电导性接通两根不同电压极性的金属探针，从而连通外部的漏水检测板控制回路，短接继电器线圈励磁回路中的分压电阻，使继电器达到动作电压而动作，闭合漏水检测发信节点，该发信接点由主控板引出。最后由主控板将漏水信号通过光纤通道上传至控制器，由控制器发出整套STATC0M闭锁脉冲和跳闸的命令。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的优点是:
[0016]I)利用了去离子水在空气中迅速丧失绝缘性变成电的良导体的特性，用金属探针的漏水传感器将漏水问题转化为传统的电路问题，保证了检测的快速性和可靠性。
[0017]2)采用相模块地板微倾斜角设计，汇聚泄露的冷却水，漏水传感器的两根金属探针间距仅I cm,可实现微量水的检测，保证了检测的灵敏度。
[0018]3)利用了功率单元本身配置的15V开关电源和主控板，只增加了一个微型的漏水传感器和简单电路的漏水检测板，结构简单，且可直接将漏水故障信号反馈至主控板。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为链式STATC0M的功率单元结构示意图；
[0020]图2为相模块结构图及漏水传感器安装位置示意图；
[0021 ] 图3为漏水检测装置电路结构图；
[0022]图4为漏水传感器结构简图。
【具体实施方式】
[0023]链式结构的STATC0M每相都由若干单相桥式电路串联组成，每个单相桥式电路又称之为功率单元，每个功率单元包含两个相模块和一组直流支撑电容，以及相关的铜排引出线，其结构如图1所示。每个相模块需要2支IEGT器件，即IEGTU IEGT2 (或IEGT3、IEGT4)。此外，每支IEGT器件需要反并联一支二极管，即D1、D2 (或D3、D4)。由Lc、Rc、Dc和Ce组成的箝位吸收电路对整个功率阀组单元的稳定工作起着至关重要的作用。直流支撑电容Cd的主要作用是为整个功率单元提供一个直流工作电压和低感电流回路。
[0024]正常工作时，IEGT1、IEGT2、IEGT3、IEGT4开通关断频率为50Hz，即每20ms开通和关断各一次。额定运行时从交流出线1、2间流过的交流电流有效值为953A，暂态过负荷时每个IEGT短时承受的电流是1430A。IEGT的高频通断及熄弧，会产生大量的热量，极易引起IEGT的烧毁。因此，在安装工艺上在IEGT两侧各装设一块金属散热片，散热片采用中空螺旋水路结构，从散热片侧面装设进出水管，正常运行时利用专门的水冷系统进行冷却水的强流循环带走IEGT中散发的热量。由于水冷系统中装设有去离子装置，可使强流循环的冷却水去离子化，形成绝缘性很高的水，可在带电的环境中流通。
[0025]当相模块内部因水冷水管破裂或接口松动而出现渗水漏水情况，由于流出的水暴露在空气中，会迅速丧失其绝缘性，变成可流动的电导体。由于散热片悬空放置，当少量的水泄露时，都是先流到或滴到聚酯塑料地板上。
[0026]如图2-3所示，本实用新型的链式静止无功发生器相模块漏水检测装置实施例，包括安装有相模块的聚酯塑料地板、漏水传感器、漏水检测板、直流15V开关电源和功率单元主控制板，安装时使相模块地板形成一个5度的倾斜角，使其中一个角为最低点，将主要由两根金属探针组成的漏水传感器安装在该地板的最低角侧壁上，金属探针朝下与地板相触，其二次线通过相模块内壁上的小孔与相模块外部的漏水检测板用二次电缆线连接，安装于外部的15V开关电源和单元主控板均与漏水检测板用二次电缆线连接。
[0027]当有微量的水从相模块内部的水管泻出时，汇聚在地板的最低点，利用非纯水的电导性接通两根不同电压极性的金属探针，从而连通外部的漏水检测板控制回路。
[0028]如上图3所示，当相模块未漏水时，漏水传感器两个金属探头点为断开状态，开关电源供给漏水检测板的15V直流电压通过继电器线圈励磁回路中的分压电阻R和继电器线圈KM接通，由于分压电阻R的分压，继电器线圈KM两端电压很小，达不到动作电压，继电器线圈的开关辅助接点DL (常开节点)处于断开状态。当相模块漏水时，水将漏水传感器两个金属探头短接，即将漏水检测板上的端子3和4短接，分压电阻被短接，15V的直流电压直接加在继电器线圈KM两端，继电器动作，合上DL，连通了功率单元主控板的漏水检测回路。
【权利要求】
1.一种链式静止无功发生器相模块漏水检测装置，其特征是:包括安装有相模块的聚酯塑料地板、漏水传感器、漏水检测板、直流15V开关电源和功率单元主控制板，所述的地板具有使其中一个角为最低点的3-7度的倾斜角，漏水传感器安装于地板上最低位置，其二次线通过相模块内壁上的小孔与相模块外部的漏水检测板用二次电缆线连接，安装于外部的15V开关电源和单元主控板均与漏水检测板用二次电缆线连接。
2.根据权利要求1所述的链式静止无功发生器相模块漏水检测装置，其特征是:所述的漏水传感器具有两根金属探针，其间距为1cm。
【文档编号】G01M3/16GK203551220SQ201320723616
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】曾林, 刘洋, 王文洪, 张言权, 熊良璞, 莫浪娇, 杨德鑫, 魏宝香, 侯汝锋, 陈泗贞, 冯华然, 姚进岐, 王琪, 叶明辉 申请人:广东电网公司东莞供电局