一种静止无功补偿器晶闸管阀组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种静止无功补偿器晶闸管阀组，包括一组或者一组以上相互串联的反并联晶闸管单元模块，阻容保护单元模块、板类单元模块、框架和绝缘子，反并联晶闸管单元模块，阻容保护单元模块、板类单元模块均固定在框架上，阻容保护单元模块包括电阻和电容，绝缘子固定在框架上，通过绝缘子支撑和固定晶闸管阀组的框架，反并联晶闸管单元模块包括晶闸管和型材自散热结构，晶闸管和型材自散热结构压装结合在一起，通过导热和对流实现晶闸管的散热。本实用新型专利技术所描述的晶闸管阀组不仅体积小，结构组装简单，存在隐患少，而且易于检测维护，阀组可以根据用户的实际容量情况来确定串联数量，自散热方式特别适用于中小容量SVC场合。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种晶闸管阀组，尤其是涉及一种应用于大功率半导体电力电子 领域的采用型材散热的静止无功补偿器(SVC，Static Var Compensator)晶闸管阀组，该实 用新型可以广泛的应用于电铁、电解铝、煤矿、港口、电弧炉等相关行业。
技术介绍
静止无功补偿器(SVC)是一种没有旋转部件，快速、平滑可控的动态无功功率补偿 装置。它是将晶闸管控制电抗器和电力电容器(固定或分组投切)并联使用。电容器可发出 无功功率(容性的)，可控电抗器可吸收无功功率(感性的)。通过对电抗器进行调节，可以使 整个装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率(或反向进行)，并且响应快速。静止 无功补偿器(SVC)于20世纪70年代兴起，它是通过晶间管阀组来控制电抗器导通角度和 电容器组投切来调节系统无功，因此晶闸管阀组是静止无功补偿器的核心部件。晶闸管是目前应用最为广泛的阀元件，晶闸管阀是静止无功补偿器的核心组成部 分，通过控制晶闸管的触发角可以对阻抗进行连续调节，可以增强系统输电能力，提高系统 稳定性、阻尼功率振荡和抑制次同步振荡等功能。晶闸管阀体通常要承受高电压和大电流， 需采用多个晶闸管的串并联来实现。晶闸管阀体的结构涉及的技术范围较为广泛，包括半 导体器件的安装、传热、固体及流体应力分析、电磁兼容、高压绝缘配合等多方面的技术。因 此，晶闸管阀的机械安装构造是至关重要的，只有采用合理的机械安装构造，才能为晶闸管 阀的安全运行和方便维护提供有力保障。目前国内荣信的TCR阀组引进的是乌克兰八十年 代初期技术，采用的是热管散热型式的电磁触发技术晶闸管阀组，电力标准不推荐使用。电 科院采用的则是水冷散热方式的晶闸管阀组。热管散热型与水冷散热型在散热效果上表现 很好，所以在大容量、功率密度大的场合不得不采用，然而在中小容量场合中，采用这些就 体现出很多缺陷。目前，国内晶闸管阀组主要有热管散热型和水冷散热型，尚无型材散热型。热管散 热型和水冷散热型的散热效率高，在大容量、高电压场合比型材散热型优势明显。然而，在 中小容量场合就体现出很多缺陷。热管散热型晶闸管阀组在低温环境下启动工作时存在隐 患，寿命短、热管存在泄漏的隐患。水冷散热的阀组维护量大、维修时非常不方便，且采用水 冷散热在漏水时对系统的危害非常巨大，造成电气绝缘损坏甚至短路。在现有技术当中与本专利申请相关的内容主要有以下几篇文献文献一为荣信电力电子股份有限公司于2009年4月30日申请，2009年10月14 日公开，公开号为CN101556951A的中国技术专利申请公开文件，是基于热管散热器与 光控晶间管为核心的阀体结构。每个光控晶间管元件两端均配有一组热管散热器，每个光 控晶间管两端与位于两侧的热管散热器基板相接触，组成散热单元，多个散热单元通过碟 簧压装机构压装成整体串接结构，压紧力是通过中心轴轴向压力传递过去的；光控晶闸管 阀体阻尼电阻单元的散热元件为实体型材散热器。这种阀体结构最突出的效果的整体散热 性好，尤其是解决了阻尼电阻单元的散热。然而仔细分析这种阀体结构，发现随着晶闸管元件的串联的个数增多，其碟簧压装机构压装将面临无法将晶间管元件压装成一个整体的难 题；同时在阻尼电阻单元采用型材散热器，不仅仅增加了整套结构经济成本，同时也加大了 对此阀体的安装维护工作量。另外，热管散热型在低温启动工作时都存在很大的隐患，这样 会降低整套设备的寿命，同时热管本身还存在泄漏的隐患。文献二为中国电力科学研究院于2005年9月13日申请，2006年12月27日授权 公告，授权公告号为CN2852487Y的中国技术专利申请公告文件，是基于水冷散热模式 的卧室双层结构的阀组。核心结构为串联晶闸管阀组件，由碟簧压紧机构将N个阀组件及 N+1个水冷散热片相间串压在一起，由承力环氧板和首尾端法兰组成外框，构成一个阀组件 单元模块，压装力是由碟簧变形产生的轴向力通过中心轴传递过去。附属结构还有水冷电 阻、水管组件等。构成整个阀组的外部框架采用角铝焊接而成。其特点是需要水冷的阀组件 和水冷电阻组件与水管组件放置在阀组后侧，其他不需水冷的高电位板组件光纤槽组件放 置在阀组后侧。双层之间采用复合支柱绝缘子支撑。这套阀组机械结构与以往的水冷散热 阀组相比，优点是水路与电路较好的分开，同时双层布置，占地面积很大的缩小，外部框架 采用角铝焊接，减轻了重量！然而阀组件也是整套压装，当串联的个数过多时，对于压装机 构、承力环氧板和压装工艺等都是一道难题；水冷散热都需要配套的密闭式纯水冷却系统， 不仅仅功耗大，维护量大，而且事故隐患也多；采用双层结构，安装拆卸工作量大，不利于检 修。文献三为荣信电力电子股份有限公司于2009年8月12日申请，2010年2月17日 公开，公开号为CN101651135A的中国技术专利申请公开文件，是基于66kV等级的光控 水冷散热的晶闸管阀组。特征在于双立体式结构，由两个阀单元串联构成单相阀组，左右阀 单元之间采用铜箔软连排连接，每个单元的水管单元位于阀单元中间位置，需水冷的晶闸 管单元及阻容保护单元的水冷电阻设置在水管单元的两侧，不需水冷阻容保护单元等均设 置在阀组的四周，同时阻容保护单元采用模块化设计，水冷电阻和阻尼电容采用集中布置 方式，这三者均放置在阻容托架上。这种结构最大的弊端就是水路至于阀组中间，而水路系 统存在的隐患最多，这对于检测维护水路系统是非常有难度的。因此这套装置的维护工作 量大，同时外围电子设备围绕四周，一旦水路泄漏，对电路影响很大。同时这种大容量的散 热特性，仅仅针对大容量、电压等级高的场合应用，对于小容量低电压场合，经济成本上来 说不划算。文献四为西安启能高端电器有限公司于20074月28日申请，2008年3月19日授 权公告，授权公告号为CN201038989Y的中国技术专利申请公告文件，基于晶闸管反并 联的结构实现。反并联连接的晶闸管的两个平面均固定有散热器，散热器由引拨棒穿接为 一体，而引拨棒的两端伸入到滑架内，滑架固定在一个机械框架上，框架上还安装有其他电 子设备，这套装备主要应用于大型用电设备软启动。这种反并联的组装也是采用N个整体 压装，对于N很大时，同样面临压装结构件的长度要求难题以及压装机构的要求问题。文献五为贵州荣基安全科技有限责任公司的杨先伟发表在2010年第4期的《电力 电子技术》上的论文《静止无功补偿成套装置晶闸管阀组》，主要介绍了 TCR+FC型SVC这种 动态无功补偿及滤波装置的原理、TCR晶闸管阀的组成以及TCR阀各部分的主要功能。也 是采用卧式水冷散热方式，核心组件晶闸管阀的结构方式也是采用N个晶闸管与N+1个水 冷散热器交叉叠装压制而成一个晶间管堆，有两个晶间管堆进行反并联而组成。缺陷与上面提及的几个水冷型专利大致相似，因涉及到水路系统，存在的隐患比较多，维护检修工作量大。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种自冷免维护、高可靠性、低功耗、寿命长的型材散热 型晶闸管阀组，该晶闸管阀组不仅散热性能达到要求，能够保证系统稳定可靠运行，同时结 构简单，维护便易，经济效益好，适合于中小容量的SVC应用场合。本技术提供一种静止无功补偿器晶闸管阀组的具体实施方式，一种静止无功 补本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种静止无功补偿器晶闸管阀组，其特征在于：包括一组或者一组以上相互串联的反并联晶闸管单元模块，阻容保护单元模块、板类单元模块、框架和绝缘子，反并联晶闸管单元模块，阻容保护单元模块、板类单元模块均固定在框架上，阻容保护单元模块包括电阻和电容，绝缘子固定在框架上，通过绝缘子支撑和固定晶闸管阀组的框架，反并联晶闸管单元模块包括晶闸管和型材自散热结构，晶闸管和型材自散热结构通过压装方式结合在一起，通过导热散热和对流散热来实现对晶闸管的散热。

【技术特征摘要】
1.一种静止无功补偿器晶间管阀组，其特征在于包括一组或者一组以上相互串联的 反并联晶闸管单元模块，阻容保护单元模块、板类单元模块、框架和绝缘子，反并联晶闸管 单元模块，阻容保护单元模块、板类单元模块均固定在框架上，阻容保护单元模块包括电阻 和电容，绝缘子固定在框架上，通过绝缘子支撑和固定晶闸管阀组的框架，反并联晶闸管单 元模块包括晶闸管和型材自散热结构，晶闸管和型材自散热结构通过压装方式结合在一 起，通过导热散热和对流散热来实现对晶间管的散热。2.根据权利要求1所述的一种静止无功补偿器晶间管阀组，其特征在于所述的型材 自散热结构包括两个反并联的晶闸管(1)、一个主散热器(2)、两个副散热器(3)，一个主散 热器(2)和两个副散热器(3)分别将两个反并联的晶闸管(1)压装在其中。3.根据权利要求2所述的一种静止无功补偿器晶间管阀组，其特征在于所述的型材 自散热结构包括蝶形弹簧(4)，上压板(5)，下压板(6)，定位销(7)，高压绝缘套管(8)和紧 固件，两个晶闸管(1)反向放置在主散热器(2)和副散热器(3)之间形成散热单元，通过蝶 形弹簧(4)形变的反弹力，以及定位销(7)，绝缘套管(8)和紧固件将两个晶闸管(1)压装在 上压板(5)和下压板(6)之间，形成一个反并联晶间管单元模块。4.根据权利要求1或2或3所述的一种静止无功补偿器晶闸管阀组，其特征在于所述 框架包括右支架(14)，左支架(15)和绝缘梁(17)，右支架(14)，左支架(15)和绝缘梁(17) 通过紧固件组装成框架，右支架(14)和左支架(15)提供垂向支撑，绝缘梁(17...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫安，周靖，黄燕艳，谭胜武，王才孝，马雅青，沈丁建，余军，李拥平，吴明水，毛金平，钟浩，刘保忠，石二磊，李幼保，邱文俊，吴选保，任涛，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43