一种优化母线走向的功率阀塔制造技术

一种优化母线走向的功率阀塔，包括若干层功率阀段以及用于连接功率阀段的过渡铜排；功率阀段由若干个串联在一起的链接模块组成，过渡铜排连接在前一层功率阀段的最后一个链节模块与后一层功率阀段的最后一个链节模块之间；首层与末层功率阀段的第一个链节模块上分别设置有功率输入端口以及功率输出端口，并且奇数层功率阀段的所有链节模块对应光纤板的调制波为标准调制波，偶数层功率阀段的所有链节模块对应光纤板的调制波为反向的标准调制波。相邻两层功率阀段之间设置有用于提供爬电距离的功率阀段支撑绝缘子。本实用新型专利技术简化了阀塔的功率布局，便于阀塔以及阀组集装箱的整体设计。

Power valve tower for optimizing bus direction

An optimized bus power valve tower the power valve comprises a plurality of layers for the transition section and copper bar connecting power valve section; power valve segment is composed of a plurality of serial link modules together, transition copper connections between the last link module before a layer of power valve section and a power valve section the last link module; the first link module at the end of the first layer and layer power valve section are respectively arranged on the power input port and a power output port and wave modulation module corresponding to all link fiber board odd layer power valve segment as the standard modulation wave, wave modulation of all link modules corresponding to an even number of layers of fiber board the power of the valve section for the standard reverse wave modulation. A power valve segment support insulator is provided between two adjacent power valve segments. The utility model simplifies the power layout of the valve tower, and is convenient for the integral design of the valve tower and the valve group container.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于柔性交流输电领域，具体涉及一种优化母线走向的功率阀塔。
技术介绍
静止同步补偿装置(STATCOM)作为一种先进的无功补偿装置，已经大量应用在现代电力系统的负荷补偿以及输电线路的补偿方面。链式结构的STATCOM每相都由若干个单相H桥串联组成，每个单相H桥单元称为一个链节，通过增加链节的数目，能提高换流链的电压。采用模块化设计的链节便于容量的扩展，多个链节串联组成阀段，阀段依次叠层安装，组成阀塔。在每组阀段与另一组阀段的连接中，为了确保模块的标准可替换性，第一功率阀段的第一个模块与第二功率阀段的最后一个模块需要用铜排或者电缆远距离连接起来，造成整个阀塔的功率接线布局很不方便，给阀组集装箱及户内阀塔布局设计带来困难。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种优化母线走向的功率阀塔，使得阀段之间功率接线简单、整洁，并且满足爬电安规距离的要求，便于阀塔的整体设计。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：包括若干层功率阀段以及用于连接功率阀段的过渡铜排；功率阀段由若干个串联在一起的链接模块组成，过渡铜排连接在前一层功率阀段的最后一个链节模块与后一层功率阀段的最后一个链节模块之间；首层与末层功率阀段的第一个链节模块上分别设置有功率输入端口以及功率输出端口，并且奇数层功率阀段的所有链节模块对应光纤板的调制波为标准调制波，偶数层功率阀段的所有链节模块对应光纤板的调制波为反向的标准调制波。相邻两层功率阀段之间设置有用于提供爬电距离的功率阀段支撑绝缘子。所述的支撑绝缘子高度与相邻两层功率阀段的链节模块交流端口电压之和满足绝缘要求。所述的光纤板与提供调制波信号的主控板双向连接。所述的链接模块均包括呈H桥式结构组合在一起的四个IGBT。相邻两层功率阀段的链接模块上，H桥式结构的四个IGBT中相对半桥的两个IGBT具备相同的开关调制状态。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：过渡铜排连接在前一层功率阀段的最后一个链节模块与后一层功率阀段的最后一个链节模块之间，并且奇数层功率阀段的所有链节模块对应光纤板的调制波为标准调制波，偶数层功率阀段的所有链节模块对应光纤板的调制波为反向的标准调制波，实现了过渡铜排的就近连接，同时过渡铜排不需要使用支撑绝缘子固定，功率连线简单。本技术简化了阀塔的功率布局，提高了工作可靠性，降低了成本，便于阀塔以及阀组集装箱的整体设计。附图说明图1(a)本技术功率阀段的链接模块示意图；图1(b)本技术功率阀段的链接模块拓扑示意图；图2单极倍频调制原理波形图；图3功率流不反向的拓扑示意图；图4功率流不反向的阀塔功率走线结构图；图5调制波反向的调制原理示意图；图6驱动信号反向的示意图；图7功率流反向的拓扑示意图；图8功率流反向的阀塔功率走线结构图附图中：1-功率阀段；2-过渡铜排；3-功率输入端口；4-功率输出端口。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明。参见图1(a)与图1(b)，本技术功率阀段1的链接模块采用H桥式结构，左半桥交流端口AC1与左半桥上管IGBT1的E端口以及左半桥下管IGBT2的C端口相连接；右半桥交流端口AC2与右半桥上管IGBT3的E端口以及右半桥下管IGBT4的C端口相连接；定义左半桥交流端口AC1为功率的输入端口，则右半桥交流端口AC2为功率的输出端口。由开关器件左半桥上管IGBT1、左半桥下管IGBT2、右半桥上管IGBT3、右半桥下管IGBT4构成的H桥与直流支撑电容C构成的功率单元，通过PWM调制变换，在左半桥交流端口AC1与右半桥交流端口AC2之间产生三电平的阶梯波。将n个链节模块级联，在第一个链节模块的输入端口与第n个链节模块的输出端口，通过每个链节单元的三电平的阶梯波叠加，产生(2n+1)电平的阶梯波，在升高功率等级的情况下，提高了波形质量。调制波反向的单极倍频调制原理如图2所示，主控板发送给光纤板的调制波为标准调制波；调制波Vr与三角载波Vt相比较，若Vr大于Vt，则V1为高电平，控制开关管IGBT1导通，同一桥臂的IGBT2则关断；同理，将-Vr与Vt比较形成V3，驱动IGBT3，IGBT4的状态始终与IGBT3相反。这样各个开关器件的驱动信号在一个三角载波周期内状态转换两次，使得开关器件虽然只动作一次，但总输出电压UAC却有两次脉动，这也是单极倍频的由来，即输出电压波形的脉动频率两倍于器件的开关频率，这样就提高了等效开关频率，能够有效地降低开关损耗、提高波形质量。如图3所示，在目前常用的阀塔安装系统中，主控板将调制波信号发送给光纤板，光纤板通过光纤与每个链节的模块控制板连接起来。主控程序、光纤板程序、模块控制板程序全部统一的情况下，为了保证链节模块的统一性以及光纤布线的统一性，在两个功率阀段1组装成阀塔的安装过程中，第一层功率阀段1的最后一个链节模块必须与第二层功率阀段1的第一个链节模块相连接，即功率流能够实现从链节模块的交流端口AC1进，从链节模块的交流端口的AC2出。按照上述的功率流方向，功率流不反向的阀塔安装方式如图4所示，约束功率流从第一层功率阀段1的第一个链节模块输入，即第一层功率阀段1的第一个链节模块的交流端口AC1为阀塔功率流的功率输入端口3，第一层功率阀段1的第一个链节模块的交流端口AC2为功率流的输出端，输出端连接第一层功率阀段1的第二个链节模块的交流端口AC1。按照如上方式依次连接，串联到第一层功率阀段1的最后一个链节模块的交流端口AC2。第一层与第二层功率阀段1的功率连接，需要通过第一层功率阀段1的最后一个链节模块的交流端口AC2与第二层功率阀段1的第一个链节模块的交流端口AC1连接起来，第二层功率阀段1的第一个链节模块的交流端口AC2作为功率流的输出端，该输出端连接第二层功率阀段1的第二个链节模块的交流端口AC1。按照如上方式依次连接，一直串联到第二层功率阀段1的最后一个链节模块的交流端口AC2，作为阀塔的功率输出端口4。第一层与第二层阀段绝缘子高度，由链节模块的数量和链节模块的交流端口电压决定，即一个功率阀段1的链节模块交流端口电压之和决定。也就是说两个功率阀段1的爬电安规距离，是由第一层功率阀段1第一个链节模块和第二层功率阀段1第一个链节模块的电位差决定。第一层功率阀段1最后一个链节模块的交流端口AC2与第二层功率阀段1第一个链节模块的交流端口AC1通过过渡铜排2连接起来，过渡铜排2的距离较远，在安装过程中需要通过过渡铜排支撑绝缘子固定安装，功率连线复杂，不便于阀塔及阀组集装箱整体设计。如果在主控板程序中设置，将第一层功率阀段1所有链节模块对应的光纤板的调制波为标准调制波；将第二层功率阀段1所有链节模块对应的光纤板的调制波为反向的标准调制波；调制波反向的调制原理如图5所示，在主控板的程序中设置标志位，将第二层功率阀段1的所有链节模块对应的光纤板的调制波为反向的标准调制波。反向调制波Vr与三角载波Vt相比较，若Vr大于Vt，则V3为高电平，控制开关管IGBT3导通，同一桥臂的IGBT4则关断；同理，将-Vr与Vt比较形成V3，驱动IGBT1，IGBT2的状态始终与IGBT1相反。这样，各开关器件的驱动信号在一个三角载波周期内状态转换两次，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化母线走向的功率阀塔，其特征在于：包括若干层功率阀段(1)以及用于连接功率阀段(1)的过渡铜排(2)；功率阀段(1)由若干个串联在一起的链接模块组成，过渡铜排(2)连接在前一层功率阀段(1)的最后一个链节模块与后一层功率阀段(1)的最后一个链节模块之间；首层与末层功率阀段(1)的第一个链节模块上分别设置有功率输入端口(3)以及功率输出端口(4)，并且奇数层功率阀段(1)的所有链节模块对应光纤板的调制波为标准调制波，偶数层功率阀段(1)的所有链节模块对应光纤板的调制波为反向的标准调制波。

【技术特征摘要】
1.一种优化母线走向的功率阀塔，其特征在于：包括若干层功率阀段(1)以及用于连接功率阀段(1)的过渡铜排(2)；功率阀段(1)由若干个串联在一起的链接模块组成，过渡铜排(2)连接在前一层功率阀段(1)的最后一个链节模块与后一层功率阀段(1)的最后一个链节模块之间；首层与末层功率阀段(1)的第一个链节模块上分别设置有功率输入端口(3)以及功率输出端口(4)，并且奇数层功率阀段(1)的所有链节模块对应光纤板的调制波为标准调制波，偶数层功率阀段(1)的所有链节模块对应光纤板的调制波为反向的标准调制波。2.根据权利要求1所述优化母线走向的功率阀塔，其特征在于：相邻两层功率阀段(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨有涛，苏浩，张普雷，
申请(专利权)人：特变电工西安柔性输配电有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61