高压直流变换装置制造方法及图纸

本申请提供一种高压直流变换装置。本申请提供的高压直流变换装置包括耐压壳体、固定支架和高压直流变换器，耐压壳体具有两端开口的容置腔，固定支架设置在容置腔内，高压直流变换器安装在固定支架上，耐压壳体的两端均设置有密封端盖，以密封容置腔，高压直流变换器包括分压模块、功率模块和电路模块，分压模块、功率模块和电路模块沿容置腔的长度方向依次分层排列，分压模块包括多个串联的输入均压电容，功率模块包括多个上桥臂功率模块和多个下桥臂功率模块。本申请提供的高压直流变换装置具有较好的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
高压直流变换装置
本申请涉及海底电力
，尤其涉及一种高压直流变换装置。
技术介绍
海底电力传输时，采用低压输电存在较大的电能损耗，同时远距离输电会使海底接驳盒输入端电压产生较大的压降，降低了海底设备供电的可靠性，因此，需要岸基侧采用高压输电到海底接驳盒，并通过高压直流变换装置将岸基传输的高压电降压到300V～400V，海底接驳盒内电源系统再进行二次降压，为海底设备提供可靠稳定的电能。现有技术中，由于高压直流变换装置的输入是直流高电压(几千伏至几十千伏)，单个功率器件的耐压等级无法满足实际需求，因此通常采用输入串联输出并联的电气拓扑结构来解决高电压输入的问题。高压直流变换装置通常包括耐压密闭腔体和设置在耐压密闭腔体内的多个高压高频开关直流变换模块，每个高压高频开关直流变换模块均包含高频变压器。然而，现有的高压直流变换装置的系统冗余性差，可靠性与稳定性不足。
技术实现思路
本申请提供一种高压直流变换装置，增加了系统的容错能力，保证了装置长期运行的可靠性和稳定性。本申请提供一种高压直流变换装置，用于将高压直流电变换为低压直流电，该高压直流变换装置包括耐压壳体、固定支架和高压直流变换器，耐压壳体具有两端开口的容置腔，固定支架设置在容置腔内，高压直流变换器安装在固定支架上，耐压壳体的两端均设置有密封端盖，以密封容置腔。其中，高压直流变换器包括分压模块、功率模块和电路模块，分压模块、功率模块和电路模块沿容置腔的长度方向依次分层排列，分压模块包括多个输入均压电容，输入均压电容用于将输入的高压直流电压分配至功率模块的两端，功率模块包括多个上桥臂功率模块和多个下桥臂功率模块，多个上桥臂功率模块和多个下桥臂功率模块分别串联以形成半桥结构，该半桥结构的输出端与电路模块电连接。这样，采用模块化的设计方式，使系统具有冗余性，当部分功率模块故障时，热备用的冗余的部分功率模块可以直接替换，提高了容错能力，保证了系统长期运行的可靠性和稳定性。作为一种可选的实施方式，电路模块包括谐振电容、谐振电感、高频变压器、输出整流模块和控制模块，谐振电容和谐振电感分别与高频变压器的原边电连接，输出整流模块与高频变压器的副边电连接，控制模块用于高压直流变换器的实时控制和通信。这样，采用集中式的高频变压器设置方式，便于进行高压隔离，有利于降低高压直流变换装置的整体体积，提高功率密度。作为一种可选的实施方式，固定支架包括依次连接的上层支架、中间支架和底层支架，中间支架与上层支架和底层支架之间均设置有第一弹性件。其中，上桥臂功率模块、输入均压电容和谐振电容均设置在上层支架上；下桥臂功率模块、控制模块、谐振电感和输出整流模块均设置在中间支架上；高频变压器设置在底层支架上。这样，便于不同模块之间的连接导线进行布线，同时可以提高高压直流变换器在容置腔内布局的紧凑性。作为一种可选的实施方式，上层支架和中间支架均具有多个层叠设置的容置层，多个上桥臂功率模块分别设置于上层支架的不同容置层，多个下桥臂功率模块分别设置于中间支架的不同容置层。这样，功率模块整体可以分层设置，使得空间布局更加合理。作为一种可选的实施方式，密封端盖包括输入侧端盖和输出侧端盖，上层支架与输入侧端盖相对设置，底层支架与输出侧端盖相对设置。其中，输入侧端盖上设置有输入高压连接器，输出侧端盖上设置有输出正极连接器和输出负极连接器。这样，外部的高压直流电可以由输入侧端盖接入高压直流变换装置，而降压后的低压直流电可以由输出侧端盖输出。作为一种可选的实施方式，密封端盖与容置腔的开口内壁之间设置有密封件。这样，在密封端盖安装在耐压壳体上时，可以保证容置腔具有良好的密封性。作为一种可选的实施方式，高压直流变换器还包括多个散热模块，多个散热模块安装在功率模块上，每个上桥臂功率模块和下桥臂功率模块均对应设置有多个散热模块，且多个散热模块在上桥臂功率模块和下桥臂功率模块上均呈周向间隔分布。这样，有利于提高功率模块的散热效率，避免局部过热，从而提高了元器件的使用寿命。作为一种可选的实施方式，容置腔内充满有绝缘油。这样，绝缘油可以通过热传导的形式对高压直流变换器进行散热，保证了高压直流变换装置的可靠性。作为一种可选的实施方式，还包括缓压组件，缓压组件设置在容置腔内，用于降低绝缘油膨胀时所产生的压力，缓压组件的第一端与固定支架抵接，第二端与密封端盖抵接。这样，可以实现缓压组件在容置腔内的固定，同时解决了容置腔内因温度升高而导致的油压升高的问题。作为一种可选的实施方式，缓压组件包括安装支架和多个缓压件，缓压件具有真空腔体，多个缓压件可拆卸的安装在安装支架上。这样，在绝缘油的压力升高时，可以压迫缓压件变形，从而降低容置腔内的压力。作为一种可选的实施方式，安装支架包括第一安装板、第二安装板和多个支撑杆，多个支撑杆支撑在第一安装板和第二安装板之间。其中，多个缓压件设置在第一安装板和第二安装板之间，并与第一安装板和第二安装板中的任一者可拆卸连接，从而使得缓压件可以与绝缘油充分接触，同时便于缓压件的装配。本申请提供的高压直流变换装置用于将高压直流电变换为低压直流电，该高压直流变换装置包括耐压壳体、固定支架和高压直流变换器，耐压壳体具有两端开口的容置腔，固定支架设置在容置腔内，高压直流变换器安装在固定支架上，耐压壳体的两端均设置有密封端盖，以密封容置腔，其中，高压直流变换器包括分压模块、功率模块和电路模块，分压模块、功率模块和电路模块沿容置腔的长度方向依次分层排列，分压模块包括多个串联的输入均压电容，输入均压电容用于将输入的高压直流电压分配至功率模块的两端，功率模块包括多个上桥臂功率模块和多个下桥臂功率模块，多个上桥臂功率模块和多个下桥臂功率模块串联形成多电平拓扑结构，多电平拓扑结构的输出端与电路模块电连接。这样，采用模块化的设计方式，使系统具有冗余性，当部分功率模块故障时，热备用的冗余的部分功率模块可以直接替换，提高了容错能力，保证了系统长期运行的可靠性和稳定性。除了上面所描述的本申请实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本申请提供的高压直流变换装置所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。附图说明为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例提供的高压直流变换装置的结构示意图；图2是本申请实施例提供的高压直流变换装置的爆炸图；图3是本申请实施例提供的高压直流变换装置中高压直流变换器的结构示意图；图4是本申请实施例提供的高压直流变换装置中高压直流变换器的正视图；图5是本申请实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流变换装置，其特征在于，包括：耐压壳体、固定支架和高压直流变换器，所述耐压壳体具有两端开口的容置腔，所述固定支架设置在所述容置腔内，所述高压直流变换器安装在所述固定支架上，所述耐压壳体的两端均设置有密封端盖，以密封所述容置腔；/n所述高压直流变换器包括分压模块、功率模块和电路模块，所述分压模块、所述功率模块和所述电路模块沿所述容置腔的长度方向依次分层排列；/n所述分压模块包括多个输入均压电容，所述输入均压电容用于将输入电压分配至所述功率模块的两端，所述功率模块包括多个上桥臂功率模块和多个下桥臂功率模块，多个所述上桥臂功率模块和多个所述下桥臂功率模块分别串联形成半桥结构，所述半桥结构的输出端与所述电路模块电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压直流变换装置，其特征在于，包括：耐压壳体、固定支架和高压直流变换器，所述耐压壳体具有两端开口的容置腔，所述固定支架设置在所述容置腔内，所述高压直流变换器安装在所述固定支架上，所述耐压壳体的两端均设置有密封端盖，以密封所述容置腔；
所述高压直流变换器包括分压模块、功率模块和电路模块，所述分压模块、所述功率模块和所述电路模块沿所述容置腔的长度方向依次分层排列；
所述分压模块包括多个输入均压电容，所述输入均压电容用于将输入电压分配至所述功率模块的两端，所述功率模块包括多个上桥臂功率模块和多个下桥臂功率模块，多个所述上桥臂功率模块和多个所述下桥臂功率模块分别串联形成半桥结构，所述半桥结构的输出端与所述电路模块电连接。


2.根据权利要求1所述的高压直流变换装置，其特征在于，所述电路模块包括谐振电容、谐振电感、高频变压器、输出整流模块和控制模块，所述谐振电容和所述谐振电感分别与所述高频变压器的原边电连接，所述输出整流模块与所述高频变压器的副边电连接，所述控制模块用于所述高压直流变换器的实时控制和通信。


3.根据权利要求2所述的高压直流变换装置，其特征在于，所述固定支架包括依次连接的上层支架、中间支架和底层支架，所述中间支架与所述上层支架和所述底层支架之间均设置有第一弹性件；
所述上桥臂功率模块、所述输入均压电容和所述谐振电容均设置在所述上层支架上；所述下桥臂功率模块、所述控制模块、所述谐振电感和所述输出整流模块均设置在所述中间支架上；所述高频变压器设置在所述底层支架上。


4.根据权利要求3所述的高压直流变换装置，其特征在于，所述上层支架和所述中间支架均具有多个层叠设置的容置层，多个所述上桥臂功...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟震，张志峰，杜宗印，张锋，谢书鸿，倪佳炜，
申请(专利权)人：中天海洋系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32