一种制氢电源装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种制氢电源装置，包括柜体、交流断路器、三相滤波电抗器、AC

【技术实现步骤摘要】
一种制氢电源装置及系统


[0001]本技术主要涉及制氢
，具体涉及一种制氢电源装置及系统。

技术介绍

[0002]在制氢系统中，连接电解槽和各类电网的核心设备——制氢电源，需要由可靠的功率器件来实现。目前基于晶闸管整流电路的制氢电源由于技术成熟且成本低，已经在大电流工业中应用了很长时间。然而，晶闸管的使用会产生大量谐波，降低系统的功率因数，并会增加系统外的损耗；此外，晶闸管制氢电源在大功率场景下应用时为降低谐波需要配置有载调压装置，这会严重影响系统的响应时间。因此行业逐步推动以IGBT(绝缘栅双极型晶体管)为主要功率器件的变流器作为绿电制氢的大功率电源。IGBT制氢电源效率高，纹波小，控制精准，功率因数高，电网谐波小，系统响应快，具备无功补偿能力，非常适应大规模绿电制氢复杂电网的需求，且能有效提高电解制氢的能效比。
[0003]通常制氢电解槽是一个低压大电流系统，设备电流达到几十千安培，相比晶闸管电源的大电流特性，IGBT电源电流能力输出只有几千安培，因此为了实现制氢系统大功率电源的需求，常会将多套IGBT电源装置进行并联，以达到同等的电流输出能力。但是将多套装置并联后集中在一起工作，会产生大量热量，如果不能有效散热，将导致内部元器件损坏。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本技术提供一种结构简单，布置合理，交流以及直流区域界线清晰，提高装置工作可靠性的制氢电源装置及系统。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：r/>[0006]一种制氢电源装置，包括柜体、交流断路器、三相滤波电抗器、AC
‑
DC模块、DC
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DC模块、单相斩波电抗器和负荷开关，所述柜体内设有隔板，用于将柜体分隔成前后两个安装腔体，分别为交流侧安装腔体和直流侧安装腔体，所述交流断路器、三相滤波电抗器和AC
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DC模块安装于所述交流侧安装腔体内，所述DC
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DC模块、单相斩波电抗器和负荷开关安装于所述直流侧安装腔体内。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进：
[0008]所述三相滤波电抗器位于交流侧安装腔体的下部，所述交流断路器和AC
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DC模块并排布置在交流侧安装腔体的上部；所述单相斩波电抗器位于直流侧安装腔体的下部，所述DC
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DC模块和负荷开关并排布置在直流侧安装腔体的上部。
[0009]所述AC
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DC模块和DC
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DC模块分别位于隔板的两侧呈背靠背式布置，并通过低感母排连接。
[0010]所述柜体于交流侧安装腔体的一侧设有交流排连接区，所述柜体于直流侧安装腔体的一侧设有直流排连接区。
[0011]所述AC
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DC模块、DC
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DC模块、三相滤波电抗器和单相斩波电抗器均配置有独立的水冷模块。
[0012]所述隔板的下部安装有水风换热器，所述隔板的上部设有通风孔，所述直流侧安装腔体下部的空气经水风换热器换热后，吹入至交流侧安装腔体的下部，经交流侧安装腔体上部后，再经通风孔吹入至直流侧安装腔体的上部，进而形成空气循环。
[0013]本技术还公开了一种制氢电源系统，包括底座、主控柜和多个如上所述的制氢电源装置，所述主控柜和多个制氢电源装置的柜体并排布置于所述底座上。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进：
[0015]所述底座为槽钢底座。
[0016]所述槽钢底座上设有便于吊装的吊装柱。
[0017]所述槽钢底座上设有便于叉车叉运的叉车孔。
[0018]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0019]本技术的制氢电源装置，通过前级AC
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DC模块和后级DC
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DC模块的两级拓扑架构，保证电源交流侧电能质量和电解槽良好的供电质量；通过隔板将柜体内部分隔成前后两个安装腔体，其中交流侧的部件(交流断路器、三相滤波电抗器和AC
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DC模块)安装于交流侧腔体内，直流侧的部件(DC
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DC模块、单相斩波电抗器和负荷开关)则安装于直流侧腔体内，对应的交流以及直流区域界线清晰，减少交直流之间的相互干扰，提高整个装置工作的可靠性。
[0020]本技术的制氢电源装置，通过多重化设计解决了同类不同容量的电源装置重复设计工作，实现制氢电源系统不同容量的灵活配置，降低制造难度，提高了制造效率，同时节约了成本。
[0021]本技术的制氢电源系统，集多重结构为一体，减少现场柜体间并柜铜排安装、水路管件施工时间；集中布局，方便进、出接线，有利于实现多重并联支路的均流性，也可节省汇流母排用量，降低成本，也降低成套制氢设备间的调试时间。
附图说明
[0022]图1为本技术的制氢电源装置在实施例的电路原理图。
[0023]图2为本技术的制氢电源装置在实施例的主视结构图。
[0024]图3为本技术的制氢电源装置在实施例的后视结构图。
[0025]图4为本技术的制氢电源装置在实施例的侧视结构图。
[0026]图5为本技术的制氢电源系统在实施例的电路原理图。
[0027]图6为本技术的制氢电源系统在实施例的主视结构图
[0028]图例说明：1、柜体；101、隔板；1011、水风换热器；1012、通风孔；102、交流侧安装腔体；103、直流侧安装腔体；104、交流排连接区；105、直流排连接区；105、水管连接区；2、交流断路器；3、三相滤波电抗器；4、AC
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DC模块；5、DC
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DC模块；6、单相斩波电抗器；7、负荷开关；8、低感母排；9、主控柜；10、底座。
具体实施方式
[0029]以下结合说明书附图和具体实施例对本技术作进一步描述。
[0030]本技术实施例的制氢电源装置，采用PWM整流模块和降压斩波两级拓扑架构，即前级AC
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DC模块4和后级DC
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DC模块5，其中前级AC
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DC模块4实现交直流的转化，后级DC
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DC模块5则实现后续输出总电压的控制。具体电路构成如图1所示，包括柜体1、交流断路器2、三相滤波电抗器3、AC
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DC模块4、DC
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DC模块5、单相斩波电抗器6和负荷开关7，其中交流断路器2、三相滤波电抗器3、AC
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DC模块4、DC
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DC模块5、单相斩波电抗器6和负荷开关7依次电气相连(具体通过铜排等进行电气连接)。在具体结构中，如图2
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4所示，柜体1内设有隔板101，用于将柜体1内部分隔成前后两个安装腔体，分别为交流侧安装腔体102和直流侧安装腔体103，交流断本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢电源装置，其特征在于，包括柜体(1)、交流断路器(2)、三相滤波电抗器(3)、AC
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DC模块(4)、DC
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DC模块(5)、单相斩波电抗器(6)和负荷开关(7)，所述柜体(1)内设有隔板(101)，用于将柜体(1)分隔成前后两个安装腔体，分别为交流侧安装腔体(102)和直流侧安装腔体(103)，所述交流断路器(2)、三相滤波电抗器(3)和AC
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DC模块(4)安装于所述交流侧安装腔体(102)内，所述DC
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DC模块(5)、单相斩波电抗器(6)和负荷开关(7)安装于所述直流侧安装腔体(103)内。2.根据权利要求1所述的制氢电源装置，其特征在于，所述三相滤波电抗器(3)位于交流侧安装腔体(102)的下部，所述交流断路器(2)和AC
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DC模块(4)并排布置在交流侧安装腔体(102)的上部；所述单相斩波电抗器(6)位于直流侧安装腔体(103)的下部，所述DC
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DC模块(5)和负荷开关(7)并排布置在直流侧安装腔体(103)的上部。3.根据权利要求2所述的制氢电源装置，其特征在于，所述AC
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DC模块(4)和DC
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DC模块(5)分别位于隔板(101)的两侧呈背靠背式布置，并通过低感母排(8)连接。4.根据权利要求2或3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许汝波，陈洁莲，王雄，高原，邹华民，蔡宇峰，吴雪峰，龙致远，陈岚，程亦果，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：