一种模块化多电平电压源换流器阀厅的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及模块化多电平电压源换流器，具体涉及一种模块化多电平电压源换流器阀厅的主回路设计。
【背景技术】
[0002]基于电压源换流器的高电压直流输电技术，其特点是采用全控性电力电子器件构成的电压源换流器，取带常规直流输电中基于半控型晶闸管器件的电压源换流器，目前广泛采用模块化多电平技术。
[0003]模块化多电平技术就是将多个基本功能单元即子模块进行级联来满足实际的电压等级，随着电压等级的提高，需要串联的子模块数量将会大量增加。目前，采用塔式结构，即将若干个阀模块串联成为一个阀塔，然后阀塔与阀塔之间再进行级联。
[0004]目前，阀塔内部一次走线都是采用螺旋式上升方式，并且阀塔顶部的均压环仅仅用来均匀电场。这种走线方式存在如下几方面的缺陷:
[0005](I)由于阀塔内部主回路布线采用螺旋式上升方式，则阀塔底部进线与顶部出线将会在阀塔的同一侧。当因系统电压等级高而需要串联多个阀塔时，2个阀塔之间的连接将会较为繁琐，即连接母线需要跨过一个阀塔，这就需要考虑母线与阀塔之间的绝缘问题了，将会增加空间占地。
[0006](2)同时，由于母线需要跨过阀塔，这就要考虑母线的支撑问题，带来了额外支撑装置的费用。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明提供一种模块化多电平电压源换流器阀厅的主回路设计，本发明将阀塔顶部均压环作为通流回路，既起到了均压的效果，更重要的是大大简化母排连接难度，节省了宝贵的占地空间。
[0008]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0009]本发明提供一种模块化多电平电压源换流器阀厅，所述模块化多电平换流器设置在阀厅内，模块化多电平换流器采用塔式结构，所述塔式结构由级联的阀塔组成，每个阀塔包括依次竖直设置，并通过母排串联的阀模块，其改进之处在于，所述阀厅包括主回路，所述主回路包括作为通流回路且安装在阀塔顶部的均压环和安装在阀塔底部的金具，且所述金具与阀塔中阀模块的母排连接，并处于阀塔屏蔽罩包围范围内；
[0010]作为通流回路的均压环用于均压以及简化母排连接方式，能够使主回路节省占地面积。
[0011 ] 优选的，在阀模块周围安装阀塔屏蔽罩，用于均匀电场。
[0012]优选的，所述金具包括底部进线金具和顶部出线金具；所述底部进线金具与阀塔底部第一个阀模块母排连接，且处于阀塔屏蔽罩包围范围内；
[0013]所述顶部出线金具安装在阀塔顶部，且顶部出线金具与阀塔顶部的均压环之间采用螺栓固定连接。
[0014]优选的，多个级联的阀塔两两之间通过支撑件连接，每个阀塔左右两侧的支撑件之间设有具有可调节长度的斜拉杆。
[0015]优选的，依次竖直设置的通过母排串联的阀模块上均设置与其配合使用的水冷管路，用于换流器的散热；所述阀模块由级联的子模块组成，所述子模块包括绝缘栅双极型功率管IGBTl和IGBT2、晶闸管V、储能电容C、真空开关、电阻Rl和电阻R2 ;所述电阻Rl和电阻R2串联，组成R1-R2支路；所述真空开关、晶闸管V和IGBT2依次并联；所述IGBTl和IGBT2为上下结构且IGBTl的发射极连接IGBT2的集电极；所述IGBT1、R1-R2支路和储能电容C依次并联。
[0016]与现有技术比，本发明达到的有益效果是:
[0017](I)顶部均压环兼做电流通流回路使用，使阀塔2个对外接口处于阀塔的不同侧，这样给阀塔之间的连接带来了方便，同时大大节省了占地空间；本发明将阀塔顶部屏蔽罩作为通流回路，既起到了均压的效果，更重要的是大大简化母排连接难度，节省了宝贵的占地空间。
[0018](2)两个对外接口均安装金具，对外连接方便。
【附图说明】
[0019]图1是本发明提供的阀塔正视图；
[0020]图2是本发明提供的阀塔后视图；
[0021]图3是本发明提供的阀塔俯视图；
[0022]其中:1.底部进线金具；2.阀塔屏蔽罩；3.顶部出线金具；4.阀塔顶部的均压环；5.阀模块。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0024]为解决阀厅主回路布局繁琐及空间占地问题，本发明提出下述方案:
[0025]阀塔底部安装金具与阀模块母排进行连接，并处于阀塔屏蔽罩包围范围内，而并不需要设计屏蔽罩对金具进行均压。而阀塔顶部均压环流过一次电流，具体方式为:阀塔顶部最后一个阀模块出线母排与阀塔顶部均压环直接进行连接；在阀塔顶部的均压环的另一端安装金具，作为阀塔顶部的出线端。这样整个阀塔的进、出线将会在阀塔的不同侧，这种方式给阀塔之间的连接带来了方便。同时，顶部均压环兼做一次电流通流回路使用，节省了母线及其支撑成本。在阀模块周围安装阀塔屏蔽罩，用于均匀电场。
[0026]多个级联的阀塔两两之间通过支撑件连接，每个阀塔左右两侧的支撑件之间设有具有可调节长度的斜拉杆。依次竖直设置的通过母排串联的阀模块上均设置与其配合使用的水冷管路，用于换流器的散热；所述阀模块由级联的子模块组成，所述子模块包括绝缘栅双极型功率管IGBTl和IGBT2、晶闸管V、储能电容C、真空开关、电阻Rl和电阻R2 ;所述电阻Rl和电阻R2串联，组成R1-R2支路；所述真空开关、晶闸管V和IGBT2依次并联；所述IGBTl和IGBT2为上下结构且IGBTl的发射极连接IGBT2的集电极；所述IGBT1、R1-R2支路和储能电容C依次并联。
[0027]如图1，底部进线金具I与阀塔底部第一个基本阀模块5母排直接连接，同时I在阀塔屏蔽罩2包围范围内。如图2和3所示，阀塔顶部安装顶部出线金具3，其与阀塔顶部的均压环4直接用螺栓固定连接。
[0028]本发明为一种模块化多电平电压源换流器阀厅主回路布局设计。模块化多电平换流器采用级联基本功能单元即子模块的级联方式，随着电压等级的升高，需要串联的子模块数量将会大量增加。为此，为便于安装及节省占地空间，若干子模块组成阀模块、多个阀模块再组成一个阀塔成为目前采用的连接方式之一。本发明将阀塔顶部屏蔽罩作为通流回路，既起到了均压的效果，更重要的是大大简化母排连接难度，节省了宝贵的占地空间。
[0029]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种模块化多电平电压源换流器阀厅，所述模块化多电平换流器设置在阀厅内，模块化多电平换流器采用塔式结构，所述塔式结构由级联的阀塔组成，每个阀塔包括依次竖直设置并通过母排串联的阀模块，其特征在于，所述阀厅包括主回路，所述主回路包括作为通流回路且安装在阀塔顶部的均压环和安装在阀塔底部的金具，且所述金具与阀塔中阀模块的母排连接，并处于阀塔屏蔽罩包围范围内； 作为通流回路的均压环用于均压以及简化母排连接方式，能够使主回路节省占地面积。
2.如权利要求1所述的模块化多电平电压源换流器阀厅，其特征在于，在阀模块周围安装阀塔屏蔽罩，用于均匀电场。
3.如权利要求1所述的模块化多电平电压源换流器阀厅，其特征在于，所述金具包括底部进线金具和顶部出线金具；所述底部进线金具与阀塔底部第一个阀模块母排连接，且处于阀塔屏蔽罩包围范围内； 所述顶部出线金具安装在阀塔顶部，且顶部出线金具与阀塔顶部的均压环之间采用螺栓固定连接。
4.如权利要求1所述的模块化多电平电压源换流器阀厅，其特征在于，多个级联的阀塔两两之间通过支撑件连接，每个阀塔左右两侧的支撑件之间设有具有可调节长度的斜拉杆。
5.如权利要求1所述的模块化多电平电压源换流器阀厅，其特征在于，依次竖直设置的通过母排串联的阀模块上均设置与其配合使用的水冷管路，用于换流器的散热；所述阀模块由级联的子模块组成，所述子模块包括绝缘栅双极型功率管IGBTl和IGBT2、晶闸管V、储能电容C、真空开关、电阻Rl和电阻R2 ;所述电阻Rl和电阻R2串联，组成R1-R2支路；所述真空开关、晶闸管V和IGBT2依次并联；所述IGBTl和IGBT2为上下结构且IGBTl的发射极连接IGBT2的集电极；所述IGBT1、R1-R2支路和储能电容C依次并联。
【专利摘要】本发明涉及模块化多电平电压源换流器，具体涉及一种模块化多电平电压源换流器阀厅的主回路设计。所述阀厅包括主回路，所述主回路包括作为通流回路且安装在阀塔顶部的均压环和安装在阀塔底部的金具，且所述金具与阀塔中阀模块的母排连接，并处于阀塔屏蔽罩包围范围内。本发明将阀塔顶部均压环作为通流回路，既起到了均压的效果，更重要的是大大简化母排连接难度，节省了宝贵的占地空间。
【IPC分类】H02M1-00
【公开号】CN104767358
【申请号】CN201410003020
【发明人】屈海涛, 欧阳文敏, 张升, 董巍, 安靖
【申请人】国家电网公司, 国网智能电网研究院, 中电普瑞电力工程有限公司, 国网辽宁省电力有限公司大连供电公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年1月3日