[发明专利]一种基于IGCT的大功率水冷单元阀串结构

说明书

本发明属于电力系统电网装置及变频器技术领域，公开一种基于IGCT的大功率水冷单元阀串结构，包括IGCT阀串、直流支撑电容组件、第一铜排组件和框架组件；直流支撑电容组件和IGCT阀串分别设置在框架组件两侧，直流支撑电容组件通过第一铜排组件与IGCT阀串连接；所述IGCT阀串包括半桥功率模块，半桥功率模块包括层叠设置的二极管器件、IGCT器件和水冷散热器，每个IGCT器件、每个二极管器件两侧均与水冷散热器配合。本发明通过半桥四个器件的位置变换组成新的阀串结构，本发明的阀串结构单元集成化所有器件，结构紧凑、美观、分配合理；所有模块、单元都可独立安装、拆卸和维护，有效的节省了安装和接线的时间。

技术领域

本发明属于电力系统电网装置及变频器技术领域，特别涉及一种基于IGCT的大功率水冷单元阀串结构。

背景技术

从IGCT(Intergrated Gate Commutated Thyristors，集成栅极换流晶闸管)应用到换流装置以来，其功率、可靠性、效率、成本等诸多方面取得了巨大进展，同时促进了电力电子成套装置的飞跃，IGCT应用的换流装置以其独特的优势得到了广泛的重视和应用。

如IGCT换流装置在高中压变频器的应用较多，其优势也在不断的显现，而且其具有的优势电气性能有很大发展潜力。在目前的换流装置中，IGCT可替代常规晶闸管电力电子开关器件，应用在大功率的换流装置中，具有器件少，耐压高的特点。

换流装置的结构与IGCT晶闸管电气性能优势发挥有重要关系，现有的中高压电网配电系统中的换流单元结构复杂，运行损耗大，集成化程度低、结构不紧凑，工程占地浪费空间大等缺点，从而导致单元结构出现故障时，拆卸、维修不方便。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于IGCT的大功率水冷单元阀串结构，采用以下技术方案：

一种基于IGCT的大功率水冷单元阀串结构，包括IGCT阀串、直流支撑电容组件、第一铜排组件和框架组件；其中，所述直流支撑电容组件和所述IGCT阀串分别设置在所述框架组件两侧，所述直流支撑电容组件通过所述第一铜排组件与所述IGCT阀串连接；所述IGCT阀串包括半桥功率模块，所述半桥功率模块包括层叠设置的二极管器件、IGCT器件和水冷散热器，每个IGCT器件、每个二极管器件两侧均与水冷散热器配合。

进一步的，所述IGCT阀串还包括设置在水冷散热器上的缓冲回路电阻、钳位二极管和均压电阻。

进一步的，所述半桥功率模块包括从上往下依次层叠设置的第一水冷散热器、半桥上二极管器件D1、第二水冷散热器、半桥上IGCT器件S1、第三水冷散热器、半桥下IGCT器件S2、第四水冷散热器、半桥下二极管器件D2、第五水冷散热器。

进一步的，所述半桥功率模块包括从上往下依次层叠设置的第一水冷散热器、半桥上IGCT器件S1、第二水冷散热器、半桥下IGCT器件S2、第三水冷散热器、半桥下二极管器件D2、第四水冷散热器、半桥上二极管器件D1、第五水冷散热器。

进一步的，所述IGCT阀串还包括缓冲回路电容，所述缓冲回路电容一端通过铜排固定在所述钳位二极管上，另一端通过直流负极母排固定在水冷散热器上。

进一步的，所述框架组件包括底框架、支撑框架、上盖板、上盖连接板、前面板、后面板和侧面板；

其中，所述IGCT阀串和所述直流支撑电容组件分别固定设置在底框架两侧，所述支撑框架底部与所述底框架连接，所述IGCT阀串固定在所述支撑框架内部，所述上盖板设置在所述支撑框架顶部，所述上盖板一侧通过所述上盖连接板与所述直流支撑电容组件上端连接，所述支撑框架前后侧面分别设置有所述前面板、所述后面板，所述支撑框架的左侧面还设置有所述侧面板。

进一步的，所述水冷单元阀串结构还包括旁路接触器、取能电源和水冷阳极电抗；