一种IGCT换流阀阀模块的制作方法

本发明属于高压直流输电换流阀，具体涉及一种igct换流阀阀模块。

背景技术：

1、特高压直流输电通常采用电网换相换流技术(lcc)，其在高速发展的同时出现了一些现阶段难以解决的问题，特别是lcc换流技术采用的是半控型晶闸管器件，无法关断电流，存在换相失败的固有难题。当交流电网电压扰动时，容易造成受端换流器发生换相失败，导致直流功率输送中断、送端出现过电压等一系列问题，严重影响电网的安全稳定性。而柔性直流输电技术采用的是全控型igbt器件，其耐受过压过流能力有限，存在直流短路故障难以自清除的问题。当直流系统发生短路故障时，故障电流发展迅速且难以切断，需要借助直流断路器或是全桥型换流器来控制，大幅度地增加了工程的投资，技术经济性较差。相比之下，集成门极换向晶闸管(igct)在制造工艺以及运行损耗方面取得了长足的发展。它是一种具有反向阻断能力的全控型电流控制型开关器件，具有高耐压、大通流、低导通压降、高可靠性和低制造成本等优点，其低开关频率运行特性与lcc换流技术良好契合。基于igct的换流阀可有效抵御换相失败，在故障工况下主动关断电流，缩短故障时间，降低直流系统对交流系统的扰动，提升了直流系统安全稳定运行能力。

2、目前也有采用的半控与全控器件混合的新型换相思路，通过全控器件(如igbt)转移晶闸管电流，等待晶闸管恢复关断能力之后，利用全控器件切断电流快速恢复桥臂间换相。但此混合型换流阀结构臃肿，占地尺寸较大，使用极其不便。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种igct换流阀阀模块，以解决换流阀占用空间大、使用不便的问题。

2、本发明的一种igct换流阀阀模块是这样实现的：

3、一种igct换流阀阀模块，包括

4、阀模块框架，

5、igct阀组件，其设置有两个且安装在所述阀模块框架上，所述igct阀组件包括位于阀模块框架中间的电抗器组件，以及位于所述电抗器组件一侧且并列布置的igct硅堆、避雷器组件、电源组件和阻尼电容组件，两个igct阀组件的电抗器组件并列且相对布置；

6、水冷系统，其包括通过两个并联的冷却支路相连的主进水路和主回水路，同一igct阀组件的电抗器组件和igct硅堆串联在同一冷却支路上。

7、进一步的，所述阀模块框架包括两个平行布置的横边梁，以及设置在两个横边梁之间的多个内纵梁。

8、进一步的，所述电抗器组件包括电抗器，两个igct阀组件的电抗器的接线端相对设置，且其中一个电抗器的两个接线端分别通过母排与对应的igct硅堆以及另一个电抗器的接线端相连。

9、进一步的，所述igct硅堆包括固定框架、并排安装在固定框架内的多个散热器，以及安装在相邻两个散热器之间的igct元件，所述散热器上安装有与对应igct元件相连的均压电阻和阻尼电阻。

10、进一步的，所述避雷器组件包括成对布置的多个避雷器，每对避雷器并联后与对应的相邻两级igct元件并联。

11、进一步的，所述电源组件设置在所述避雷器组件的下方，且所述电源组件包括并排设置且与所述igct元件一一对应连接的多个电源。

12、进一步的，所述阻尼电容组件包括成对布置的多个阻尼电容，每对阻尼电容并联后再与对应的igct元件串联。

13、进一步的，所述冷却支路的通路包括连接主进水路与电抗器组件的水管ⅰ、连接电抗器组件与对应igct硅堆的水管ⅱ，以及连接igct硅堆与主回水路的水管ⅲ。

14、进一步的，所述igct硅堆中的各个散热器通过支水管奇偶交替串联。

15、进一步的，所述主进水路和主回水路并排设置在所述阀模块框架的前侧。

16、采用了上述技术方案后，本发明具有的有益效果为：

17、(1)本发明采用电抗器在内、其余组件并列在外，且两个电抗器并列相对的布置方式，布局合理，结构紧凑，方便各个组件间连接的同时，还有效地提高了阀模块整体的抗震性能和稳定性；

18、(2)本发明通过将冷却系统集成在阀模块上，不仅简化了冷却水路结构，进一步提高了阀模块结构的紧凑性，而且能够对igct硅堆以及电抗器进行高效地散热降温，保证阀模块的长时间的可靠运行；

19、(3)本发明的阀模块在机械上完全独立，整体性强，能够根据电压场合需要调整阀模块的数量，增加了其适用范围。

技术特征：

1.一种igct换流阀阀模块，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的igct换流阀阀模块，其特征在于，所述阀模块框架(1)包括两个平行布置的横边梁(1-1)，以及设置在两个横边梁(1-1)之间的多个内纵梁(1-2)。

3.根据权利要求1所述的igct换流阀阀模块，其特征在于，所述电抗器组件(2)包括电抗器(2-1)，两个igct阀组件的电抗器(2-1)的接线端相对设置，且其中一个电抗器(2-1)的两个接线端分别通过母排与对应的igct硅堆(3)以及另一个电抗器(2-1)的接线端相连。

4.根据权利要求1所述的igct换流阀阀模块，其特征在于，所述igct硅堆(3)包括固定框架、并排安装在固定框架内的多个散热器(3-1)，以及安装在相邻两个散热器(3-1)之间的igct元件(3-2)，所述散热器(3-1)上安装有与对应igct元件(3-2)相连的均压电阻(3-3)和阻尼电阻(3-4)。

5.根据权利要求4所述的igct换流阀阀模块，其特征在于，所述避雷器组件(4)包括成对布置的多个避雷器(4-1)，每对避雷器(4-1)并联后与对应的相邻两级igct元件(3-2)并联。

6.根据权利要求4所述的igct换流阀阀模块，其特征在于，所述电源组件(5)设置在所述避雷器组件(4)的下方，且所述电源组件(5)包括并排设置且与所述igct元件(3-2)一一对应连接的多个电源(5-1)。

7.根据权利要求4所述的igct换流阀阀模块，其特征在于，所述阻尼电容组件(6)包括成对布置的多个阻尼电容(6-1)，每对阻尼电容(6-1)并联后再与对应的igct元件(3-2)串联。

8.根据权利要求1所述的igct换流阀阀模块，其特征在于，所述冷却支路的通路包括连接主进水路(7-1)与电抗器组件(2)的水管ⅰ(7-3)、连接电抗器组件(2)与对应igct硅堆(3)的水管ⅱ(7-4)，以及连接igct硅堆(3)与主回水路(7-2)的水管ⅲ(7-5)。

9.根据权利要求1所述的igct换流阀阀模块，其特征在于，所述igct硅堆(3)中的各个散热器(3-1)通过支水管(7-6)奇偶交替串联。

10.根据权利要求1所述的igct换流阀阀模块，其特征在于，所述主进水路(7-1)和主回水路(7-2)并排设置在所述阀模块框架(1)的前侧。

技术总结
本发明涉及一种IGCT换流阀阀模块，包括阀模块框架、IGCT阀组件和水冷系统，IGCT阀组件设置有两个且安装在阀模块框架上，IGCT阀组件包括位于阀模块框架中间的电抗器组件，以及位于电抗器组件一侧且并列布置的IGCT硅堆、避雷器组件、电源组件和阻尼电容组件，两个IGCT阀组件的电抗器组件并列且相对布置；水冷系统包括通过两个并联的冷却支路相连的主进水路和主回水路，同一IGCT阀组件的电抗器组件和IGCT硅堆串联在同一冷却支路上。本发明采用布局合理，结构紧凑，方便各个组件间连接的同时，还有效地提高了阀模块整体的抗震性能和稳定性。

技术研发人员：谢鸟龙,黄勇,张嘉涛,吴方劼,申笑林,刘磊,张广泰,吴继平,姚宁,杨懿功,徐敏,顾志斌,王超
受保护的技术使用者：常州博瑞电力自动化设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7