专利名称：一种高压大功率可控硅组件结构的制作方法
一种高压大功率可控硅组件结构，它用于各种使用可控硅的高压大功率逆变电装置与整流装置中，如象直流输电的发送站及接收站中使用的整流装置与逆变装置，也可用于大功率变工况动力源的控制调节系统。
为了提高电网输电能力，减少损耗，越来越倾向采用使用直流进行电能输送。但由于直流的电压变换不易，现行的发电及用电设备也都使用的是交流，因此多采用整流后进行电能输送，送至用端后，采用逆变装置把直流恢复成工频交流电，再经过变压分配到用户。因此大功率的整流与逆变装置多是在变电电站使用。现在的大功率可控硅逆变装置，如美国ROSS HELL公司的7500千瓦7.2千伏逆变装置，它由几个控制柜组成，可控硅装在有水套的散热板壁上，在水套中通水冷却。由于可控硅带有高压电，因此为了绝缘、对冷却水的纯度要求很高，而且要求有一套高可靠性的循环泵站以及泵站故障时的保护装置。同时，控制柜中高压部分(可控硅输入输出部分)与弱电控制部分放在一起，既不利于高压部分的绝缘要求，又对弱电控制部分的防干扰造成了困难。控制柜结构复杂，成本很高。因控制柜需放在控制室中，使得高压电需进出控制室，对控制室也必须特殊设计建造，以适应于有高压进出的安全要求，保证安全可靠。
本发明的目的是发明一种可控硅高压组件结构，它能消除高压部分与弱电控制部分的干扰，简化冷却，可以使强电控制部分与弱电控制部分分离，简化控制柜及控制制室设计，降低成本。
本发明的结构可如附
图1所示，它有可控硅(1)，直流极板(2)和交流电极(3)，其特征在于可控硅(1)被固定于直流极板(2)之间，在直流极板(2)间还有可控硅驱动电路组件(4)，驱动电路的控制端为光控制，通过光缆与弱电控制部分相连接，可控硅(1)、可控硅驱动电路组件(4)、直流极板(2)和交流电极(3)组成一个组件，可把整个组件浸入一盛有冷却油的容器(5)中。
本发明的结构也可如附图2所示，它有可控硅(1)，直流极板(2)和交流电极(3)，其特征在于可控硅(1)被固定于直流极板(2)之间，在直流极板(2)间还有可控硅驱动电路组件(4)，驱动电路的控制端为光控制，通过光缆与弱电控制部分相连接，可控硅(1)、可控硅驱动电路组件(4)、直流极板(2)和交流电极(3)组成一个组件，并可密封成一个空腔，有可以与空腔上下连通的散热组件(6)，在空腔内充有一定量的致冷工质。
本发明把可控硅(1)、可控硅驱动电路组件(4)、直流极板(2)和交流电极(3)组成一个组件，用光缆使之与弱电控制部分进行电隔离，两者可以分开安装，其弱电控制部分可以装入控制台中，甚至可以是工业控制计算机系统的一个外围设备。用计算机软件实现各种控制功能，这样可简化设计，也便于集中控制。而本发明的高压组件及散热装置一起可以放置于户外变压器、电力开关等与之相连接的大型电力设备近旁，它解决了高压部分对弱电控制部分的干扰和弱电部分的可靠性问题。同时，由两直流极板(2)，组成一固体组件，可以保证它们之间的相对位置，从而保证可靠的绝缘，它放置于所接电力设备的旁边，甚至可装入所接的电力设备中，可以减少高压线路的长度，特别是可以不用把高压引入控制室由，降低了控制室绝缘要求，可大幅度降低造价。对于控制功率不是很大的场合，可以采用把高压整体组件浸入装有变压器油的散热容器(5)(如现在的电力变压器外壳)中，用变压器油传导散热。在功率很大时，可以做成如附图2的形式，散热组件(6)是内有液体气体通道的、与空气接触面积很大的导热体。散热组件(6)液体气体通道的上、下两端分别与密封的高压组件上下口相通，组成一个重力热管的两端。在密封的高压组件内充有一定量的致冷工质，致冷工质可以是氟里昂以及各种氟碳(或氯碳)化合物。通过致冷工质的气化带走大量的热，在散热组件中冷却释放热能后重新凝结为液体，依靠重力进行循环。这两种冷却方式都是自然冷却方式，它简化了冷却，不需要冷却泵站等复杂设备，冷却可靠。
本发明中的第二种形式(附图2的形式)应注意组件的密封。在直流极板(2)的四周用绝缘材料密封，应耐一定的压力和温度，以使本发明在工作中不会发生致冷工质的泄漏。在密封体上还可以装一个液面指示器，监视冷却情况。本发明中所说的充一定量的致冷工质，其量应是以把所有可控硅都浸没为度。冷却液过少会使未浸没的可控硅散热变坏，温升过高。致冷工质过多，减少气液介面面积和气体体积，不利于致冷工质的蒸发，产生或加剧沸腾现象。
权利要求
1.一种高压大功率可控硅组件结构，它有可控硅(1)，直流极板(2)和交流电极(3)，其特征在于可控硅(1)被固定于直流极板(2)之间，在直流极板(2)间还有可控硅驱动电路组件(4)，驱动电路的控制端为光控制，通过光缆与弱电控制部分相连接，可控硅(1)、可控硅驱动电路组件(4)、直流极板(2)和交流电极(3)组成一个组件，把整个组件浸入一盛有冷却油的容器(5)中。
2.一种高压大功率可控硅组件结构，它有可控硅(1)，直流极板(2)和交流电极(3)，其特征在于可控硅(1)被固定于直流极板(2)之间，在下流极板(2)间还有可控硅驱动电路组件(4)，驱动电路的控制端为光控制，通过光缆与弱电控制部分相连接，可控硅(1)、可控硅驱动电路组件(4)、直流极板(2)和交流电极(3)组成一个组件，并密封成一个空腔，有与空腔上下连通的散热组件(6)，在空腔内充有一定量的致冷工质。
全文摘要
一种高压大功率可控硅组件结构，它用于各种使用可控硅的高压大功率逆变电或整流装置中。该结构是用正负极板把可控硅夹持其间，并把可控硅驱动电路也装在其间，可控硅驱动电路通过光缆中的光信号进行控制。把高压部分做成一个整体，可以放置在所接电力设备的近旁，解决了强电部分对弱电部分的干扰问题，也简化了控制室与控制柜的绝缘设计。
文档编号H05K7/20GK1049076SQ8910496
公开日1991年2月6日 申请日期1989年7月26日 优先权日1989年7月26日
发明者石行 申请人:北京市西城新开通用试验厂