一种储能系统机柜的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种储能系统机柜，该系统也可以直接应用于不间断电源系统。
【背景技术】
[0002]基于现有技术设计的储能机柜内部空间利用率低、体积大、存在寿命限制以及易损的元件(如电容、控制电路板、风扇、功率模块等)可维护性差，内部功率电缆和信号电缆布线凌乱、控制电路板以及承担高电压的元件多位于风道之中容易受积尘的影响导致短路、拉弧、元件腐蚀等故障概率增加，这些缺点使得目前储能机柜的体积庞大、可靠性以及可维护性差，成本偏高。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对上述技术问题提出一种通过优化机柜内部元件的结构布局来实现缩小体积、降低成本并提高可靠性及可维护性的储能系统机柜。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种储能系统机柜，包括柜体以及位于该柜体内的结构零部件、电气元件和功能模块；所述柜体的内部空间有隔板分隔成多个用于安装主回路开关模块、系统功率组件、电磁元件以及散热系统的安装腔室，所述安装腔室包括前后布置的前部元件腔和后部元件腔，所述前部元件腔包括上下布置的前上部元件腔和前下部元件腔，所述前下部元件腔包括左右布置的左侧元件腔和右侧元件腔；所述柜体还包括前内部门和外部门，所述前内部门设有由金属保护罩构成的内部控制腔，所述外部门包括由金属保护罩构成的外部控制腔；所述隔板和金属保护罩上开设有用于布线的过线孔。
[0005]在本实用新型中，所述左侧元件腔的隔板上安装有主回路开关模块，所述主回路开关模块包括从左至右依次为系统输出开关、维修旁路输入开关、旁路输入开关和主路输入开关，其中主路输入开关、旁路输入开关和系统输出开关为纵向放置，维修旁路输入开关横向放置于旁路输入开关和系统输出开关之间；
[0006]所述左侧元件腔内还包括安装在隔板上的电池熔断器、引出母排、主路防雷电路板、旁路防雷电路板、电池电磁兼容电路板、主路电磁兼容电路板、旁路电磁兼容电路板、系统输出电磁兼容电路板、高压接口电路板、维修电源插座、布线槽、用户电缆分线板；
[0007]所述引出母排包括与所述主路输入开关、旁路输入开关的进线端以及系统输出开关的出线端相连接的纵向导体母排、连接在所述维修旁路输入开关的进线端与旁路输入开关的出线端的纵向导体母排之间以及连接在所述维修旁路输入开关的出线端与系统输出开关的出线端的纵向导体母排之间的横向导体母排，其中，与所述主路输入开关的进线端相连接的纵向导体母排用作主路输入用户接线端，与所述旁路输入开关的进线端相连接的纵向导体母排用作旁路输入用户接线端；
[0008]所述主路电磁兼容电路板设置在主路输入用户接线端侧边，所述旁路电磁兼容电路板设置在旁路输入用户接线端侧边；
[0009]所述主路防雷电路板安装在所述主路输入开关的出线端侧边，所述旁路防雷电路板安装在所述旁路输入开关的出线端侧边，所述主路防雷电路板和旁路防雷电路板与隔板之间分别设置有绝缘膜；
[0010]所述左侧元件腔的隔板位于所述系统输出开关、旁路输入开关和主路输入开关的上方分别开设有第一过线孔组、第二过线孔组合第三过线孔组，所述第一过线孔组、第二过线孔组合第三过线孔组的过线孔分别安装有橡胶护线套；
[0011]所述高压接口电路板设置在所述维修旁路输入开关的上方且位于系统输出开关和旁路输出开关的中间，所述高压接口电路板与所述主路输入开关的出线侧、所述旁路输入开关的出线侧、所述系统输出开关的进线侧的高电压检测线相连接，所述布线槽设置在尚压接口电路板的左侧；
[0012]所述主路防雷电路板、旁路防雷电路板以及高压接口电路板上分别设置有透明防护罩；
[0013]所述用户电缆分线板安装设置在柜体的底板上且该用户电缆分线板采用不导磁材料制成，所述机柜的底板上设有用于用户电缆接入的进线槽，所述用户电缆分线板上设置有多个用于接入主路输入电缆、旁路输入电缆、系统输出电缆、电池输入电缆的分线孔。
[0014]在本实用新型中，所述右侧元件腔至少由前盖板、左隔板、右隔板、背部隔板、顶部隔板以及柜体底板构成，所述顶部隔板上开设有第五通风孔区；所述右侧元件腔内从上到下依次安装设置有输入滤波器接触器组件、输入滤波器电容器组件和输出滤波器电容器组件；所述输入滤波器接触器组件、输入滤波器电容器组件和输出滤波器电容器组件分别安装设置在托盘上，安装所述输入滤波器电容组件的托盘的前端设置有U型第五过线孔；所述前盖板上设置有便于拆卸前盖板的把手且该前盖板的底部开设有第六过线孔；
[0015]所述右侧元件腔内还设置有用于安装所述托盘的导轨槽，该导轨槽前端设置有两个用于固定所述托盘的螺丝孔，该导轨槽的后端设置有两个用于对托盘进行上下限位的卡扣;
[0016]所述输入滤波器接触器组件包括接触器安装板和安装在该接触器安装板上的输入滤波器接触器；所述接触器安装板固定在所述托盘上；
[0017]所述左隔板上靠近所述输入滤波器接触器组件的位置设置有第四过线孔，所述左隔板靠近所述输出滤波器电容器组件的位置开设有第十一过线孔。
[0018]在本实用新型中，所述前上部元件腔包括静态开关功率组件、三组逆变器功率组件、整流器功率组件、三组直流母线电容组件、整流熔断器、逆变输出熔断器、功率模块连接母排、穿墙母排、逆变输出电流互感器、旁路输入电流互感器、系统输出电流互感器、整流输入电流互感器、逆变器霍尔传感器、功率模块混风腔室和第二散热风扇组；
[0019]所述静态开关功率组件布设在所述前上部元件腔的左侧，包括静态开关散热器、静态开关功率模块、电路板安装件、静态开关驱动电路板、阻容吸收电路板；所述静态开关功率模块为三组，从左到右依次安装在所述静态开关散热器上；
[0020]所述静态开关功率模块包括两个反并联的晶闸管功率模块组成，所述晶闸管功率模块一个用于储能系统逆变输出，另一个用于储能系统旁路。所述晶闸管模块为三端器件，其中，所述晶闸管功率模块的左侧模块的顶部端子为逆变输出接入点，所述晶闸管功率模块的右侧模块的底部端子为旁路输入接入点并通过向下折弯135°的第二静态开关铜排引出，所述晶闸管功率模块的其余端子通过第一静态开关铜排短接作为系统输出接入点并由向下折弯135°的第三静态开关铜排引出；
[0021]所述逆变输出接入点通过第四静态开关铜排引出并与逆变输出熔断器及静态开关穿墙母排电连接，所述静态开关穿墙母排穿设在隔板上并延伸进入所述后部元件腔内；所述静态开关穿墙母排上套设有逆变输出互感器，所述第二静态开关铜排套设有旁路电流互感器。所述电路板安装件通过四只金属支柱固定在所述静态开关散热器上，所述静态开关功率模块位于所述电路板安装件与静态开关散热器之间；所述阻容吸收电路板和静态开关驱动电路板从左至右分别安装在所述电路板安装件上；
[0022]所述直流母线电容组件分别设置在所述逆变器功率组件的正前方，并且安装在第二托盘上，所述直流母线电容组件包括多个直流电容器，各个直流电容器的正、负极分别通过直流电容叠层铜排互相电连接，并通过正、负极直流母线汇流排连接汇流；所述第二托盘的的前端设有垂直向下的折边，该折边上设有螺钉孔，所述第二托盘固定在所诉前上部元件腔的底部的电容托盘架上，该电容托盘架包括前横梁、后横梁以及三组导轨槽构成，所述后横梁设有用于上下限位的固定卡扣；
[0023]所述逆变器功率组件设置在所述前上部元件腔的中间位置且位于所述直流母线电容组件的正后方；所述逆变器功率组件包括逆变散热器和固定在所述逆变散热器上的IGBT功率模块；所述直流母线电容组件通过直流电容叠层铜排经IGBT模块端子转接铜排与IGBT模块的直流正负极端子电连接，所述IGBT模块端子转接铜排通过绝缘柱固定在所述逆变散热器位于所述IGBT模块的上方的位置；所述前上部元件腔与后部元件腔之间的隔板上开设有第八过线孔；
[0024]所述整流器功率组件包括设置在所述逆变功率模块的右侧的整流散热器、整流功率模块、整流输出直流母排、整流输入铜排和整流输入熔断器；所述整流功率模块为三端器件，其中，所述整流功率模块的最顶端的端子为交流输入端，该交流输入端经第一整流铜排与整流输入熔断器电连接后再经过第二整流铜排转接与整流穿墙母排电连接，所述整流穿墙母排穿设在隔板上并延伸进入所述后部元件腔内；所述整流输入电流互感器套设在整流功率模块的整流输出直流母排上；所述前上部元件腔还开设有与所述左侧元件腔相通的第九过线孔组；
[0025]所述静态开关散热器、逆变散热器和整流散热器竖直安装所述功率模块混风腔室中，所述静态开关散热器、逆变散热器和整流散热器之间设置有散热器密封件，所述第二散热风扇组安装在所述柜体的顶部；所述第二散热风扇组包括多个离心风扇以及用于安装该离心风扇的风扇盒；所述左侧元件腔开设第一进风孔区，所述前上部元件腔开设有第二进风孔区和第三进风孔区。
[0026]在本实用新型中，所述后部元件腔包括主路输入电抗器、整流电抗器、输入滤波器、谐振电抗器、输出变压器以及第一散热风扇组，所述柜体的底部分别设置有前风栅板、后风栅板以及侧风栅板，所述后部元件腔底部设置有进风孔，所述输出变压器安装于所述后部元件腔的左侧且位于所述前上部元件腔的静态开关功率组件的下方；所述主路输入电抗器和整流电抗器安装在所述后部元件腔的右侧且在深度方向前后设置，所述主路输入电抗器在里侧，所述整流电抗器在外侧；所述输入滤波器和谐振电抗器安装在第三托盘上，所述第三托盘固定在所述后部元件腔的中部纵向横梁，所述后部元件