一种电气设备及其功率柜的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种电气设备功率柜，包括：多个相并联的基本功率柜，其中每一个所述基本功率柜包括机侧功率柜和与所述机侧功率柜相并联的网侧功率柜，以在满足电气设备功率扩容需求的同时，实现电气设备的低造价和集中控制方式。
【专利说明】一种电气设备及其功率柜
【技术领域】
[0001]本发明涉及可再生能源并网发电【技术领域】，更具体地说，涉及一种电气设备及其功率柜。
【背景技术】
[0002]变流器和变频器等电气设备是风能并网发电系统的重要组成部分，在同等电流的情况下，中高压电气设备的功率等级相较于低压电气设备会成倍增加。为了充分发挥电气设备在更高电压等级下的应用优势，需要对电气设备的功率柜进行重新设计以满足其功率扩容需求。
[0003]现有的解决方案主要是将多个电气设备直接并联作为一个整体以实现功率容值的叠加，但该整体结构造价太高且难以对各个电气设备进行集中控制。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种电气设备及其功率柜，以在满足电气设备功率扩容需求的同时，实现所述电气设备的低造价和集中控制方式。
[0005]一种电气设备功率柜，包括:多个相并联的基本功率柜；其中，每一个所述基本功率柜包括机侧功率柜和与所述机侧功率柜相并联的网侧功率柜。
[0006]其中，同一个所述基本功率柜的机侧功率柜和网侧功率柜之间通过搭接第一电气连接件实现并联，所述第一电气连接件为叠层母排或铜排。
[0007]其中，每相邻两个所述基本功率柜通过在各自的第一电气连接件之间搭接第二电气连接件实现并联，所述第二电气连接件为叠层母排或铜排。
[0008]可选地，还包括设置于所述第一电气连接件和所述第二电气连接件之间的电路保护装置。
[0009]其中，同一个所述基本功率柜中的机侧功率柜和网侧功率柜沿所述电气设备功率柜的纵向空间并排放置；各个所述基本功率柜沿所述电气设备功率柜的横向空间并排放置。
[0010]其中，所述机侧功率柜和所述网侧功率柜均内置有结构相同的三相功率模组，其中:
[0011]每一单相功率模组包括沿所述电气设备功率柜的纵向空间并排放置的功率模块组件和支撑电容组件；所述功率模块组件的叠层母排上的接线端子与所述支撑电容组件的叠层母排上的接线端子电连接。
[0012]其中，所述功率模块组件的叠层母排上的接线端子位于所述功率模块组件的叠层母排的折弯处；所述支撑电容组件的叠层母排上的接线端子位于所述支撑电容组件的叠层母排的折弯处。
[0013]其中，所述电气设备功率柜具有交流输出铜排，所述交流输出铜排位于所述功率模块组件的叠层母排的折弯处和/或所述支撑电容组件的叠层母排的折弯处。[0014]—种电气设备,包括:上述任一项所述的电气设备功率柜。
[0015]其中，所述电气设备为变流器或变频器。
[0016]从上述的技术方案可以看出，本发明以相并联的机侧功率柜和网侧功率柜作为电气设备功率柜的基本功率单元，工作人员只需在一个电气设备中并联多个所述基本功率单元，即可实现电气设备的功率扩容，扩容后的功率容值为每个基本功率单元的功率容值之和。由于本发明仅对一个电气设备的功率柜进行了改造，设计简单、造价低，且每个基本功率单元由该电气设备中的控制柜进行集中控制，控制难度大大降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0018]图1a为本发明实施例公开的一种基本功率柜结构示意图；
[0019]图1b为本发明实施例公开的一种电气设备功率柜结构不意图；
[0020]图2为本发明实施例公开的一种三相功率模组的电路拓扑结构示意图；
[0021]图3a为本发明实施例公开的一种三相功率模组的主视图；
[0022]图3b为本发明实施例公开的一种三相功率模组的侧视图；
[0023]图4a为本发明实施例公开的一种功率模块组件的主视图；
[0024]图4b为本发明实施例公开的一种功率模块组件的侧视图；
[0025]图5a为本发明实施例公开的一种支撑电容组件的主视图；
[0026]图5b为本发明实施例公开的一种支撑电容组件的侧视图。
【具体实施方式】
[0027]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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]参见图1a-1b,本发明实施例公开了一种电气设备功率柜，以在满足电气设备功率扩容需求的同时，实现电气设备的低造价和集中控制方式，包括:
[0029]多个相并联的基本功率柜10 (图1a为单个基本功率柜10的结构示意图，图1b为并联有3个基本功率柜10的电气设备功率柜的结构示意图)，其中，每一个基本功率柜10包括机侧功率柜11和与机侧功率柜11相并联的网侧功率柜12。
[0030]为便于本领域技术人员容易理解并应用本产品，下面结合现有的电气设备功率扩容方案，对本实施例所述的技术方案进行详述。
[0031]对于变流器和变频器等现有的电气设备来说，其组成部件包括功率柜(包括I个机侧功率柜和I个网侧功率柜)、用于控制所述功率柜的控制柜及其他必需的组成部件。现有技术为满足所述电气设备在更高电压等级下的功率扩容需求，将多个单体电气设备直接并联，这样的做法虽然可以提高并联后的整体结构的功率等级，但是也存在一定的缺陷，具体如下:
[0032]首先，由于该整体结构中的各个功率柜分别是由不同的控制柜进行控制，即各个单体电气设备的工作状态彼此独立，无法集中控制，因此该整体结构的控制难度大、稳定性差;
[0033]其次，由于该整体结构需要同时引入多个单体电气设备，因此造价太高。
[0034]为此，本实施例以相并联的机侧功率柜11和网侧功率柜12作为电气设备功率柜的基本功率单元，所述基本功率单元的功率容值等于现有的单个电气设备功率柜的功率容值；工作人员只需在一个电气设备中并联多个所述基本功率单元，即可实现电气设备的功率扩容，扩容后的功率容值为每个所述基本功率单元的功率容值之和。
[0035]由于本实施例仅对一个电气设备的功率柜进行了改造，设计简单、造价低，且每个所述基本功率单元由该电气设备中的控制柜集中控制，控制难度大大降低，从而解决了现有技术存在的问题；此外，在扩容程度相等的情况下，基于本实施例得到的电气设备的体积相较于现有的高压电气设备(即多个电气设备直接并联得到的整体)大大减小，对电气设备的安装空间、运输和装配等都带来了极大的便利。
[0036]其中，对于本实施例所公开的电气设备功率柜来说，同一个基本功率柜10的机侧功率柜11和网侧功率柜12之间通过搭接第一电气连接件实现并联，所述第一电气连接件优选叠层母排13。具体的，叠层母排13是一种具有可重复电气性能、低阻抗、抗干扰、可靠性好、节省空间、装配简洁快捷等特点的大功率模块化电气连接件。纵跨机侧功率柜11和网侧功率柜12的叠层母排13实现了机侧功率柜11和网侧功率柜12之间的环流，换流面积大，安全可靠。当然，所述第一电气连接件也可采用铜排等，并不局限；
[0037]其中，每相邻两个基本功率柜10通过在各自的第一电气连接件之间搭接第二电气连接件实现并联，所述第二电气连接件可选用铜排14或叠层母排等，并不局限。此外，第一电气连接件13和第二电气连接件14之间还可增设电路保护装置，如熔丝等，即相邻两个第一电气连接件13之间加熔丝后搭接第二电气连接件14，以避免电流过大造成电路烧毁甚至引发火灾或者导致事故的扩展。
[0038]再者，为进一步减小所述电气设备功率柜的体积，进而减小利用所述电气设备功率柜的电气设备的体积，本实施例优选下述布局方式中的一种或几种的任意组合来装配该电气设备功率柜。
[0039]I)同一个基本功率柜10中的机侧功率柜11和网侧功率柜12沿所述电气设备功率柜的纵向空间并排放置，各个基本功率柜10沿所述电气设备功率柜的横向空间并排放置，结构紧凑，充分利用了所述电气设备功率柜的纵向空间和横向空间。
[0040]2)机侧功率柜11和网侧功率柜12均内置有结构相同的三相功率模组，该三相功率模组的电路拓扑如图2所示；由于机侧功率柜11和网侧功率柜12内部的三相功率模组结构完全相同，便于系统的可生产型和可维护性。
[0041]参见图3a、图3b分别不出的所述三相功率模组S的主视图、侧视图，每一单相功率模组(分别是A相功率模组、B相功率模组和C相功率模组)包括沿所述电气设备功率柜的纵向空间并排放置的功率模块组件31和支撑电容组件32，两者均具有叠层母排，且功率模块组件31的叠层母排上的接线端子与支撑电容组件32的叠层母排上的接线端子电连接。
[0042]由于功率模块组件31和支撑电容组件32在机侧功率柜11/网侧功率柜12)中前后放置，因此可充分利用机侧功率柜11/网侧功率柜12的横向空间和纵向空间，同时减小覆盖在功率模块组件31和支撑电容组件32上的叠层母排的横跨面积，节约成本，减小杂散电感。
[0043]此外，功率模块组件31的顶部或底部可设置风扇以形成风道、防止局部元器件过温烧毁，风道方向如图3a中所示的箭头方向；支撑电容组件32的底部可设有热交换器以加速支撑电容的冷却。
[0044]4)功率模块组件31的叠层母排上的接线端子310位于功率模块组件31的叠层母排的折弯处；支撑电容组件32的叠层母排上的接线端子320位于支撑电容组件32的叠层母排的折弯处，如此可减小功率模块组件31和支撑电容组件32本身的体积，图4a-4b分别示出了功率模块组件31的主视图和侧视图，图5a-5b分别示出了支撑电容组件32的主视图和侧视图。
[0045]5)电气设备功率柜具有交流输出铜排，用于连接交流用电负载，如网侧滤波电抗器等，本实施例将该交流输出铜排安置于功率模块组件31的叠层母排的折弯处和/或支撑电容组件32的叠层母排的折弯处，从而充分利用折弯处的空间。
[0046]另外,本实施例还公开了利用上述任一种电气设备功率柜的电气设备，所述电气设备可以为变流器或变频器，并不局限。本领域技术人员容易理解的是，其他类型的电气设备米用上述技术方案也同样会产生上述技术效果，本实施例不再 列举。
[0047]综上所述，本发明以相并联的机侧功率柜和网侧功率柜作为电气设备功率柜的基本功率单元，工作人员只需在一个电气设备中并联多个所述基本功率单元，即可实现电气设备的功率扩容，扩容后的功率容值为每个基本功率单元的功率容值之和。由于本发明仅对一个电气设备的功率柜进行了改造，设计简单、造价低，且每个基本功率单元由该电气设备中的控制柜进行集中控制，控制难度大大降低。
[0048]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种电气设备功率柜，其特征在于，包括:多个相并联的基本功率柜； 其中，每一个所述基本功率柜包括机侧功率柜和与所述机侧功率柜相并联的网侧功率柜。
2.根据权利要求1所述的电气设备功率柜，其特征在于，同一个所述基本功率柜的机侧功率柜和网侧功率柜之间通过搭接第一电气连接件实现并联，所述第一电气连接件为叠层母排或铜排。
3.根据权利要求2所述的电气设备功率柜，其特征在于，每相邻两个所述基本功率柜通过在各自的第一电气连接件之间搭接第二电气连接件实现并联，所述第二电气连接件为叠层母排或铜排。
4.根据权利要求3所述的电气设备功率柜,其特征在于,还包括设置于所述第一电气连接件和所述第二电气连接件之间的电路保护装置。
5.根据权利要求1所述的电气设备功率柜，其特征在于，同一个所述基本功率柜中的机侧功率柜和网侧功率柜沿所述电气设备功率柜的纵向空间并排放置；各个所述基本功率柜沿所述电气设备功率柜的横向空间并排放置。
6.根据权利要求1所述的电气设备功率柜，其特征在于，所述机侧功率柜和所述网侧功率柜均内置有结构相同的三相功率模组，其中: 每一单相功率模组包 括沿所述电气设备功率柜的纵向空间并排放置的功率模块组件和支撑电容组件；所述功率模块组件的叠层母排上的接线端子与所述支撑电容组件的叠层母排上的接线端子电连接。
7.根据权利要求6所述的电气设备功率柜，其特征在于，所述功率模块组件的叠层母排上的接线端子位于所述功率模块组件的叠层母排的折弯处；所述支撑电容组件的叠层母排上的接线端子位于所述支撑电容组件的叠层母排的折弯处。
8.根据权利要求7所述的电气设备功率柜，所述电气设备功率柜具有交流输出铜排，其特征在于，所述交流输出铜排位于所述功率模块组件的叠层母排的折弯处和/或所述支撑电容组件的叠层母排的折弯处。
9.一种电气设备,其特征在于,包括:权利要求1-8中任一项所述的电气设备功率柜。
10.根据权利要求9所述的电气设备，其特征在于，所述电气设备为变流器或变频器。
【文档编号】H02M1/00GK104022625SQ201410290836
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】魏世民, 金传山, 夏丽建, 罗宣国 申请人:阳光电源股份有限公司