[發明專利]一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳

有效

• 申請號: 201410003020.4
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN104767358B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 屈海濤;歐陽文敏;張升;董巍;安靖
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院;中電普瑞電力工程有限公司;國網遼寧省電力有限公司大連供電公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00
• 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

技術領域

本發明涉及模塊化多電平電壓源換流器，具體涉及一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳的主回路設計。

背景技術

基于電壓源換流器的高電壓直流輸電技術，其特點是采用全控性電力電子器件構成的電壓源換流器，取代常規直流輸電中基于半控型晶閘管器件的電壓源換流器，目前廣泛采用模塊化多電平技術。

模塊化多電平技術就是將多個基本功能單元即子模塊進行級聯來滿足實際的電壓等級，隨著電壓等級的提高，需要串聯的子模塊數量將會大量增加。目前，采用塔式結構，即將若干個閥模塊串聯成為一個閥塔,然后閥塔與閥塔之間再進行級聯。

目前，閥塔內部一次走線都是采用螺旋式上升方式，并且閥塔頂部的均壓環僅僅用來均勻電場。這種走線方式存在如下幾方面的缺陷：

(1)由于閥塔內部主回路布線采用螺旋式上升方式，則閥塔底部進線與頂部出線將會在閥塔的同一側。當因系統電壓等級高而需要串聯多個閥塔時，2個閥塔之間的連接將會較為繁瑣，即連接母線需要跨過一個閥塔，這就需要考慮母線與閥塔之間的絕緣問題了，將會增加空間占地。

(2)同時，由于母線需要跨過閥塔，這就要考慮母線的支撐問題，帶來了額外支撐裝置的費用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳的主回路設計，本發明將閥塔頂部均壓環作為通流回路，既起到了均壓的效果，更重要的是大大簡化母排連接難度，節省了寶貴的占地空間。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種模塊化多電平電壓源換流器閥廳，所述模塊化多電平電壓源換流器設置在閥廳內，模塊化多電平電壓源換流器采用塔式結構，所述塔式結構由級聯的閥塔組成，每個閥塔包括依次豎直設置，并通過母排串聯的閥模塊，其改進之處在于，所述閥廳包括主回路，所述主回路包括作為通流回路且安裝在閥塔頂部的均壓環和安裝在閥塔底部和頂部的金具，且所述金具與閥塔中閥模塊的母排連接，并處于閥塔屏蔽罩包圍范圍內；

作為通流回路的均壓環用于均壓以及簡化母排連接方式，能夠使主回路節省占地面積。

優選的，在閥模塊周圍安裝閥塔屏蔽罩，用于均勻電場。

優選的，所述金具包括底部進線金具和頂部出線金具；所述底部進線金具與閥塔底部第一個閥模塊母排連接，且處于閥塔屏蔽罩包圍范圍內；

所述頂部出線金具安裝在閥塔頂部，且頂部出線金具與閥塔頂部的均壓環的另一端之間采用螺栓固定連接。

優選的，多個級聯的閥塔兩兩之間通過支撐件連接，每個閥塔左右兩側的支撐件之間設有具有可調節長度的斜拉桿。

優選的，依次豎直設置的通過母排串聯的閥模塊上均設置與其配合使用的水冷管路，用于換流器的散熱；所述閥模塊由級聯的子模塊組成，所述子模塊包括絕緣柵雙極型功率管IGBT1和IGBT2、晶閘管V、儲能電容C、真空開關、電阻R1和電阻R2；所述電阻R1和電阻R2串聯，組成R1-R2支路；所述真空開關、晶閘管V和IGBT2依次并聯；所述IGBT1和IGBT2為上下結構且IGBT1的發射極連接IGBT2的集電極；所述IGBT1、R1-R2支路和儲能電容C依次并聯。

與現有技術比，本發明達到的有益效果是：

(1)頂部均壓環兼做電流通流回路使用，使閥塔2個對外接口處于閥塔的不同側，這樣給閥塔之間的連接帶來了方便，同時大大節省了占地空間；本發明將閥塔頂部屏蔽罩作為通流回路，既起到了均壓的效果，更重要的是大大簡化母排連接難度，節省了寶貴的占地空間。

(2)兩個對外接口均安裝金具，對外連接方便。

附圖說明

圖1是本發明提供的閥塔正視圖；

圖2是本發明提供的閥塔后視圖；

圖3是本發明提供的閥塔俯視圖；

其中：1.底部進線金具；2.閥塔屏蔽罩；3.頂部出線金具；4.閥塔頂部的均壓環；5.閥模塊。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

為解決閥廳主回路布局繁瑣及空間占地問題，本發明提出下述方案：