[發明專利]一種直流斷路器的雙向通流主支路功率單元

在審

• 申請號: 201710342758.7
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107086761A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 吳繼平;杜道忠;姚寧;高志婷;陳新;劉彬;楊兵
• 申請（專利權）人: 常州博瑞電力自動化設備有限公司;南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02M1/06
• 分類號: H02M1/06;H05K7/20
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司32280
• 代理人: 黃晶晶

技術領域

本發明涉及一種功率單元，具體涉及一種直流斷路器的雙向通流主支路功率單元，屬于高壓、超高壓直流輸電技術領域。

背景技術

隨著我國直流輸電工程建設的加快，高壓直流斷路器是構建多端柔性直流系統的核心裝備，能夠提高系統運行的經濟性和可靠性。其中主支路是高壓直流斷路器的重要組成部分，正常情況下正常穩態電流從主支路流過，當線路出現故障時，會通過機械開關將主支路與線路分離開，故障電流通過斷路器中的轉移支路。因此，急需設計一種直流斷路器用雙向通流主支路功率單元，可以實現雙向通流能力，以滿足高壓直流斷路器長期穩定運行和高可靠性要求。

發明內容

本發明的目的是：提供一種不僅體積小、結構緊湊，而且安裝維護方便的直流斷路器的雙向通流主支路功率單元，能夠實現直流斷路器的主支路的雙向通流能力，并提高高壓直流斷路器運行的穩定性，滿足特高壓直流斷路器長期穩定運行和高可靠性要求；同時，可通過將多個功率單元相互串并聯布置實現不同電流、電壓等級要求。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：一種直流斷路器的雙向通流主支路功率單元，其創新點在于：包括IGBT模塊、散熱器、二極管、電阻、電容、壓緊板和絕緣拉桿；由多個IGBT模塊正向布置且依次電連接并構成正向串聯電路，由多個IGBT模塊反向布置且依次電連接并構成反向串聯電路，所述正向串聯電路與反向串聯電路串聯連接；所述絕緣拉桿的兩端分別與壓緊板固定連接，所述正向串聯電路和反向串聯電路均設在兩個壓緊板之間，且正向串聯電路和反向串聯電路中的每一個IGBT模塊的兩側分別設有散熱器，每一個散熱器上均連接有二極管、電阻和電容，所述電阻與電容并聯連接后并與二極管串聯連接構成緩沖回路RCD，所述緩沖回路RCD與一個IGBT模塊并聯連接。

在上述技術方案中，還包括壓緊組件，所述壓緊組件包括頂桿、軸套、鎖緊螺母和碟簧，所述頂桿通過鎖緊螺母與絕緣拉桿一端的壓緊板螺紋連接，所述碟簧設在頂桿和軸套之間，且軸套與靠近的一個散熱器相抵。

在上述技術方案中，所述絕緣拉桿另一端的壓緊板的內側設有墊塊，所述墊塊與靠近的一個散熱器相抵。

在上述技術方案中，所述散熱器設有與其互為一體或固定連接的翅片，所述二極管設在翅片的一側并通過壓板和絕緣螺栓與翅片固定連接。

在上述技術方案中，所述壓緊板的內側設有螺紋套管，所述絕緣拉桿的兩端分別與壓緊板內側的螺紋套管螺紋連接。

在上述技術方案中，所述絕緣拉桿有四根。

在上述技術方案中，所述電阻通過銅排與電容并聯連接。

在上述技術方案中，所述頂桿具有法蘭，且碟簧的一端與法蘭相抵，另一端與軸套相抵。

本發明所具有的積極效果是：采用本發明的直流斷路器的雙向通流主支路功率單元后，由于本發明包括IGBT模塊、散熱器、二極管、電阻、電容、壓緊板和絕緣拉桿；由多個IGBT模塊正向布置且依次電連接并構成正向串聯電路，由多個IGBT模塊反向布置且依次電連接并構成反向串聯電路，所述正向串聯電路與反向串聯電路串聯連接；所述絕緣拉桿的兩端分別與壓緊板固定連接，所述正向串聯電路和反向串聯電路均設在兩個壓緊板之間，且正向串聯電路和反向串聯電路中的每一個IGBT模塊的兩側分別設有散熱器，每一個散熱器上均連接有二極管、電阻和電容，所述電阻與電容并聯連接后并與二極管串聯連接構成緩沖回路RCD，所述緩沖回路RCD與一個IGBT模塊并聯連接；由于本發明所述二極管的單向通流性，當接通正向電流時，電流通過每一個IGBT模塊，以及與正向串聯電路的每一個IGBT模塊并聯連接的緩沖回路RCD，而與反向串聯電路的每一個IGBT模塊并聯連接的緩沖回路RCD不通流，當接通反向電流時，電流通過每一個IGBT模塊，以及與反向串聯電路的每一個IGBT模塊并聯連接的緩沖回路RCD，而與正向串聯電路的每一個IGBT模塊并聯連接的緩沖回路RCD不通流，進而實現主支路的雙向通流能力；本發明所述IGBT模塊與散熱器以壓接形式形成整體，不僅結構簡單、緊湊，占用空間小，而且安裝維護方便，能夠實現直流斷路器的主支路的雙向通流能力，并提高高壓直流斷路器運行的穩定性，滿足特高壓直流斷路器長期穩定運行和高可靠性要求；同時，可通過將多個功率單元相互串并聯布置實現不同電流、電壓等級要求。

附圖說明

圖1是本發明的一種具體實施方式的結構示意圖；

圖2是本發明的一種具體實施方式的立體結構示意圖；

圖3是本發明接通正向電流時的電氣原理圖；

圖4是本發明接通反向電流時的電氣原理圖；