[發明專利]基于晶閘管的新型的高壓直流輸電用換流閥閥模塊

有效

• 申請號: 200910243506.4
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101795052A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 溫家良;魏曉光;張升;屈海濤
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H01L23/473
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于晶閘管的高壓直流輸電用換流閥閥模塊，包括由五個環形的鋁合金框架(11) 和四根絕緣槽梁(12)相連接構成的閥模塊支撐框架(1)，其中四個鋁合金框架(11)分別 以兩個為一組位于閥模塊寬度方向的兩側，在閥模塊的支撐框架(1)上，分別布置兩個飽和 電抗器組件(4)和兩個晶閘管級組件(5)，其中兩個飽和電抗器組件(4)位于閥模塊沿長 度方向的外側，晶閘管級組件(5)則位于閥模塊的中部，飽和電抗器組件(4)和晶閘管組 件(5)之間通過軟連接母排(6)連接在一起，兩個晶閘管級組件(5)在電氣設計上是相同 的，在結構布局上是一致的。

2.如權利要求1所述的閥模塊，其特征在于所述每個晶閘管級組件(5)分別包括以下 元器件：晶閘管(511)、阻尼電容(521)、阻尼電阻(531)、直流均壓電阻(512)、取能電 阻(513)和控制電路板(561)，以上元器件在結構設計上，分別通過組合的方式構成一個相 對獨立的單元：晶閘管單元(51)、阻尼電容單元(52)、阻尼電阻單元(53)和控制單元(56)； 晶閘管單元(51)是由若干個晶閘管級串聯而成，每一個晶閘管(511)兩側都有散熱器(514) 相連，根據晶閘管級的電氣設計，每一個晶閘管級都對應著一個阻尼電阻(531)、阻尼電容 (521)、直流均壓電阻(512)、取能電阻(513)和控制單元(56)；

將直流均壓電阻(512)和取能電阻(513)固定在每一級晶閘管(511)的散熱器(514) 上，這樣晶閘管(511)、直流均壓電阻(512)和取能電阻(513)在結構上就構成了一個整 體的晶閘管單元(51)，每一個晶閘管級對應的阻尼電容(521)在結構上相互連接成一個整 體，構成了獨立的阻尼電容單元(52)，每一個阻尼電容單元(52)的阻尼電容(521)的數 量與晶閘管(511)的數量保持一致，阻尼電阻(531)在結構上也設計成了獨立的阻尼電阻 單元(53)，阻尼電阻(531)的數量與晶閘管(511)的數量相對應，同時又多出一個水阻匹 配阻尼電阻(532)，該水阻匹配阻尼電阻(532)只是一個結構殼體，在電氣上沒有任何作用。

3.如權利要求2所述的閥模塊，其特征在于晶閘管單元(51)、阻尼電阻單元(53)、阻 尼電容單元(52)和控制單元(56)在結構布局上沒有采用傳統的在閥模塊上平鋪放置的設 計，而是采用在幾何空間上分層布置的設計，整個晶閘管級組件分為兩層：晶閘管單元(51) 和阻尼電阻單元(53)位于閥模塊的下層，阻尼電容單元(52)和控制單元(56)位于閥模 塊的上層，其中阻尼電容單元(52)位于阻尼電阻單元(53)的上部，控制單元(56)位于 晶閘管單元(51)的上部，采用上層布置后，閥模塊的高度尺寸會增加，為了使閥模塊的高 度尺寸不因為分層布置結構而增加太多，將高度尺寸較大的阻尼電容單元(52)用橫向放置， 同時對控制單元(56)的電路板的高度尺寸進行優化設計，從而大大降低了閥模塊的高度尺 寸，使得閥模塊的高度尺寸不因為閥模塊的雙層布置而增加太大，從而將閥模塊的高度尺寸 控制在合理的范圍內。

4.如權利要求3所述的閥模塊，其特征在于在元器件選型上，采用小型的模塊化的阻尼 電阻(531)，阻尼電阻(531)為直接水冷式結構設計，其外殼為阻燃的的塑料材料，阻尼電 容(521)所采用的電容器分為兩種類型：三個接線端子的電容器和兩個接線端子的電容器， 接線端子在布置上采用兩個接線端子的電容器和三個接線端子的電容器，都有一個接線端子 位于電容器的尾部，同時也作為電容器的固定端子，直流均壓電阻(512)和取能電阻(513) 則選用模塊化的厚膜電阻。