一种用于高压直流传送的晶闸管换流阀阀模块制造技术

本发明专利技术涉及一种用于高压直流传送的晶闸管换流阀阀模块，其特征在于所述晶闸管换流阀阀模块包括两个阀段（１，２），每一阀段在结构上为一整体，每一阀段包括饱和电抗器（３）、晶闸管单元（４）、直流均压电阻单元、取能电阻单元、阻尼电阻单元（５）、门极单元（６）和水冷系统；在一个晶闸管级组件中，门极单元（６）位于晶闸管单元（４）的一侧，阻尼电阻单元（５）和阻尼电容单元（７）位于晶闸管单元（４）的另一侧。该阀模块不易漏水、几何尺寸小、重量轻、组装方便且便于维护，可有效的提高安装效率，技术操作简单，对操作技能的要求不高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压直流传送的晶闸管换流阀阀模块本专利技术属于高压直流输电领域，具体地讲，涉及一种用于高压直流传送的晶闸管 换流阀阀模块。换流阀作为高压直流输电系统的核心部件，其发展和应用已经有多年的历史。传 统高压直流输电的换流阀阀模块是以晶闸管串联结构为核心，同时又包含了晶闸管的控 制、触发和保护系统。目前在运行的换流阀存在着一些问题，比如易漏水、重量大、结构尺寸 大、安装和维护不方便等缺点。漏水是目前影响换流阀安全运行的关键因素，换流阀结构和 重量特性又关系到换流阀的成本和安装维护方便性，安装和维护特性又关系到换流阀关系 到工程应用的可操作性和工作效率。目前换流阀阀模块在结构设计上主要分为两种结构形式框架式结构和模块化分 散式结构。对于框架式结构，多采用金属材料或者金属材料与绝缘材料构成阀模块的支撑 框架，在阀模块内部分散布置各种元器件。这种结构形式存在重量载荷集中的问题，对阀模 块的支撑框架结构强度要求高，对材料的性能要求提高，增加阀模块的设计难度，也不可避 免的增加了阀模块的重量和结构尺寸。对于模块化分散式结构，则将阀模块内部的晶闸管、 阻尼电阻、阻尼电容、门极单元和饱和电抗器的等采用模块化组装，这种结构设计存在阀模 块内部的分散的子模块数量太多，造成了阀模块工程现场组装的难度，也不利于阀模块安 装效率的提高，同时，这种模块化分散式结构对现场安装的精度要求很高，安装的技术操作 相对复杂，对阀模块安装的技术人员的操作技能有很高的要求。目前在运行的换流阀的元器件选型更新换代缓慢，没有应用目前元器件的最小技 术，且不能适应目前直流输电升压和增容的需要。本专利技术的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供的一种用于高压直流传送 的晶闸管换流阀阀模块，该阀模块不易漏水、几何尺寸小、重量轻、组装方便且便于维护，可 以有效的提高了阀模块安装效率的提高，且安装的技术操作相对简单，对阀模块安装的技 术人员的操作技能的要求不高。本专利技术提供的一种用于高压直流传送的晶闸管换流阀阀模块，其中所述晶闸管换 流阀阀模块包括两个阀段，每一阀段在结构上为一整体，每一阀段包括饱和电抗器、晶闸管 单元、直流均压电阻单元、取能电阻单元、阻尼电阻单元、门极单元和水冷系统；所述晶闸管 单元、阻尼电阻单元、直流均压电阻单元、取能电阻单元、门极单元和阻尼电容单元固定连 接成在结构上为一整体的晶闸管级组件；在一个晶闸管级组件中，门极单元位于晶闸管单 元的一侧，阻尼电阻单元和阻尼电容单元位于晶闸管单元的另一侧。本专利技术提供的用于高压直流传送的晶闸管换流阀阀模块，所述晶闸管单元由若干 个晶闸管级串联而成，每个晶闸管级在晶闸管单元中采用纵向排列；每个晶闸管级包括若干晶闸管，每个晶闸管两侧设有散热器；每个晶闸管级都对应着一个阻尼电阻单元、阻尼电 容单元、直流均压电阻单元、取能电阻单元和门极单元；对于每个晶闸管级，阻尼电容单元 采用横向布置。本专利技术提供的用于高压直流传送的晶闸管换流阀阀模块，所述每个阀段中，饱和 电抗器和晶闸管单元的重心靠近阀模块框架的几何中心。本专利技术提供的用于高压直流传送的晶闸管换流阀阀模块，所述晶闸管级组件与一 个饱和电抗器在电气连接上串联连接构成一个阀段。本专利技术提供的用于高压直流传送的晶闸管换流阀阀模块，所述两个阀段之间及饱 和电抗器与晶间管级组件之间均采用软连接母排进行电气连接。本专利技术提供的用于高压直流传送的晶闸管换流阀阀模块，所述水路系统，即在每 个阀段中，于晶闸管单元与门极单元之间设有主进水管，在阻尼电阻单元与阻尼电容单元 之间设有主回水管；主进水管与主回水管上分别设有分支水管。上述技术方案及其设计两个阀段包括由铝合金横梁和绝缘槽梁构成的结构支撑框架，晶匣管级组件安装 在结构支撑框架上。晶闸管换流阀阀模块的外围设有包括角屏蔽罩和短屏蔽罩在内的棱角呈圆弧形 的屏蔽罩；角屏蔽罩位于阀段中靠近饱和电抗器一侧的铝合金横梁上，短屏蔽罩位于阀段 中靠近门极单元一侧的绝缘槽梁上。阻尼电阻单元采用小型模块化，其外壳为阻燃的的塑料材料；阻尼电容单元为干 式电容器。阻尼电容电容器分为两种类型两个接线端子的电容器或三个接线端子的电容 器，其均有一个接线端子位于电容器的尾部，同时也作为电容器的固定端子。直流均压电阻和取能电阻选用模块化的厚膜电阻。A、阀模块的设计将阀模块分为两个完全相同的阀段，且每一个阀段在结构上为 一个整体，这样可以有效的将阀模块的重量载荷进行分散，将一个阀模块的重量分散在两 个阀段上，降低了阀模块重量载荷对结构设计强度的要求，也降低了对材料性能的要求，可 以选用较低强度和较小截面尺寸的结构支撑件，这样就有效的降低阀模块的成本、几何尺寸和重量。对于每一个阀段，晶闸管级组件和饱和电抗器组件都采用模块化设计，相对独立， 一个阀模块由两个晶间管级组件和两个饱和电抗器组件组成。B、对于一个晶闸管级组件，门极单元、阻尼电阻与阻尼电容单元分别位于晶闸管 单元的两侧，在结构设计上晶闸管级组件的重心与几何中心偏离不是太远，有利于改善阀段框架的受力状 况；对于一个阀段，重量最大的饱和电抗器和晶闸管单元，其重心靠近阀段结构的几何中 心，从而改善了整个阀段的受力状况。对于一个晶闸管级，阻尼电容单元采用横向放置，缩短了阻尼电容接线端子与其 他电气连接元器件之间的距离，可以缩短晶闸管级的电气接线长度，优化了晶闸管级的电 气性能。C、阀模块在电气连接上，一个阀段内部的饱和电抗器组件与晶闸管级组件之间采用软连接母排进行电气连接，连个阀段之间也通过软连接母排进行连接可以避免由于换 流阀在运行过程中产生的震动造成对连接母排的破坏，同时也可以保证连接母排之间的长 期连接可靠性，提高了换流阀工作的安全性。D、在水路设计上全并联的水路设计保证了更好的冷却效果，也保证了晶闸管级 被冷却元器件冷却效果的一致性，有利于保持元器件性能不会因为冷却温度的差异而出现 性能的差异。在水管设计上，采用较大内径的水管。较大内径的水管和全并联的水路设计， 可以有效降低水冷系统内的水压要求，从而避免了由于水压过大而造成的水管接头漏水的 发生，且提高了水路管路系统的工作寿命，提高的了阀模块长期运行的可靠性。E、在元器件选型上采用小型的模块化设计的塑料壳体的阻尼电阻，可以降低阀 模块的几何尺寸，减轻阀模块的重量，且便于阀模块的组装。阻尼电容为干式充气电容器， 体积小，重量轻，有利于结构布置和安装，且可以降低阀模块的结构尺寸和重量。F、由于阀模块的绝缘材料选择了具有阻燃性的材料，且阻尼电阻的壳体采用阻燃 性材料、阻尼电容采用干式设计增加了阀模块的防火特性，使得阀模块具有很好的阻燃 特性，可以有效的降低由火灾引起的产品损失。G、阀段的铝合金横梁和绝缘槽梁构成结构支撑框架用于支撑饱和电抗器和晶闸 管级组件。H、对于一个阀段，在晶闸管单元与门极单元之间布置了主进水管，在阻尼电阻与 阻尼电容之间布置了主回水管；主进水管和主回水管上设置了多个分支水管主进水管通过分支水管直接给晶间管散热器供水，该水路再通过晶间管散热器与 阻尼电阻之间的分支水管回到主回水管；晶闸管级的水路采用全并联设计；水冷系统同时 冷却饱和电抗器的绕组和铁心，饱和电抗器绕组冷却水路和铁心冷却水路也采用并联设 计；两个阀段之间的水路系统相对独本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高压直流传送的晶闸管换流阀阀模块，其特征在于所述晶闸管换流阀阀模块包括两个阀段（１，２），每一阀段在结构上为一整体，每一阀段包括饱和电抗器（３）、晶闸管单元（４）、直流均压电阻单元、取能电阻单元、阻尼电阻单元（５）、门极单元（６）和水冷系统；所述晶闸管单元（４）、阻尼电阻单元（５）、直流均压电阻单元、取能电阻单元、门极单元（６）和阻尼电容单元（７）固定连接成在结构上为一整体的晶闸管级组件；在一个晶闸管级组件中，门极单元（６）位于晶闸管单元（４）的一侧，阻尼电阻单元（５）和阻尼电容单元（７）位于晶闸管单元（４）的另一侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤广福，魏晓光，张升，屈海涛，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]