本发明公开了一种柔性直流输电用全桥阀段，包括阀段结构框架，3个及以上的全桥功率模块以串联方式安装在阀段结构框架上，各个全桥功率模块的功率器件压接硅堆之间用绝缘块隔开，所有全桥功率模块的功率器件压接硅堆通过一套压装装置安装成一个整体硅堆，阀段冷却水管安装在模块压接硅堆前端，全桥功率模块以串联方式安装在结构框架上，所有全桥功率模块的功率器件压接硅堆通过一套压装装置安装成1个整体硅堆，减少了安装零部件数量，简单化了安装结构，进而降低了换流阀整体重量和生产费用。
1.一种柔性直流输电用全桥阀段，其特征在于：包括阀段结构框架(1)，3个及以上的全桥功率模块以串联方式安装在阀段结构框架(1)上，各个全桥功率模块的功率器件压接硅堆之间用绝缘块(9)隔开，所有全桥功率模块的功率器件压接硅堆安装组成一个整体硅堆，阀段冷却水管(2)安装在模块压接硅堆前端；
将全桥功率模块的功率器件压接硅堆安装组成一个整体硅堆的压装装置包括2根硅堆拉杆(8)、2块硅堆端板(11)、碟弹(12)、压紧销(13)和球头螺栓(14)；多个全桥功率模块通过碟弹(12)、压紧销(13)固定在两块硅堆端板(11)之间，两块硅堆端板(11)安装在2根硅堆拉杆(8)之间，压接在一起的全桥功率模块一端通过球头螺栓(14)与一侧硅堆端板(11)连接，全桥功率模块另一端通过压紧销(13)与另一侧硅堆端板(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电用全桥阀段，其特征在于：阀段结构框架(1)包括2个铝焊接框架、3根绝缘工字梁、12个绝缘梁夹板、6个子模块滑轨和2个硅堆固定端板，绝缘工字梁通过绝缘梁夹板固定到铝焊接框架侧面，用于安装子模块电容的的子模块滑轨安装在绝缘工字梁上，硅堆固定端板安装在铝焊接框架前端。
3.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电用全桥阀段，其特征在于：2根硅堆拉杆(8)在与水平方向成45°角的平面上前后布置，前端的硅堆拉杆(8)位于阀段冷却水管(2)安装接口的垂直上方，在散热器的水冷管安装接口垂直下方安装有挡水板(4)，硅堆拉杆(8)和挡水板( 4) 组成的结构体系对泄露的冷却液体进行定向疏导。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种柔性直流输电用全桥阀段，其特征在于：全桥功率模块包括压接型IEGT、二极管、晶闸管(T)、散热器和真空开关(10)，功率器件压接硅堆由压接型IEGT、二极管和晶闸管压接组成，每个器件之间用1个散热器隔开，两头器件分别安装有1个散热器。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种柔性直流输电用全桥阀段，其特征在于：真空开关(10)安装在压接硅堆正下方，所述单个全桥功率模块的电容(6)由1只或2只电容并联组成安装在硅堆后方，电容通过复合母排(7)与各个模块压接硅堆一一对应连接。
一种柔性直流输电用全桥阀段
技术领域
[0001] 本发明属于柔性直流输电技术，涉及一种柔性直流输电用全桥阀段。
背景技术
[0002] 柔性直流输电技术是一种以全控器件为主体、脉宽调制技术和电压源换流器为基础的新型直流输电技术。相对于国外，国内的柔性直流输电技术研究及工程应用起步晚但发展迅速，已从±35kV/20MW上海南汇柔直工程发展到世界上已投产电压等级最高、输送容量最大的±350kV/1000MW鲁西背靠背柔直工程。未来柔性直流输电技术电压等级将朝着特高压方向发展，输送容量也将朝着更高的台阶迈进，而具有直流故障自清除能力的全桥拓扑换流阀将促使柔性直流输电技术在远距离架空线直流输电、可再生能源并网和区域大电网互联等领域得到更广阔的发展。
[0003] 目前，国内外的柔性直流输电换流阀子模块主要采用半桥拓扑、模块化整体设计，即单个子模块的电器件和结构件安装成一个独立整体。相对于半桥子模块，单个全桥子模块的电器件和结构件数量将变得更多。随着电压等级和输送容量的提高，一个独立的子模块重量从最初几十公斤变成五百公斤以上，子模块的三维尺寸也将变得很大，而且子模块数量多，安装结构较为复杂，这将对工程应用过程中的运输、安装和检修维护造成很大的挑战。
发明内容
[0004] 本发明提供了一种柔性直流输电用全桥阀段，减少了安装零部件数量，简单化了安装结构，解决了模块化结构设计中存在的重量大、三维尺寸大和安装结构复杂等技术问题。
[0005] 本发明的技术方案是：一种柔性直流输电用全桥阀段，包括阀段结构框架，3个及以上的全桥功率模块以串联方式安装在阀段结构框架上，各个全桥功率模块的功率器件压接硅堆之间用绝缘块隔开，所有全桥功率模块的功率器件压接硅堆通过一套压装装置安装成一个整体硅堆，阀段冷却水管安装在模块压接硅堆前端。
[0006] 更进一步的，本发明的特点还在于：
[0007] 其中，将全桥功率模块的功率器件压接硅堆安装组成一个整体硅堆的压装装置框架包括2个铝焊接框架、3根绝缘工字梁、12个绝缘梁夹板、6个子模块滑轨和2个硅堆固定端板，绝缘工字梁通过绝缘梁夹板固定到铝焊接框架侧面，用于安装子模块电容的的子模块滑轨安装在绝缘工字梁上，硅堆固定端板安装在铝焊接框架前端。
[0008] 其中，压装装置包括2根硅堆拉杆、2块硅堆端板、碟弹、压紧销和球头螺栓；多个全桥功率模块通过碟弹、压紧销固定在两块硅堆端板之间，两块硅堆端板安装在2根硅堆拉杆之间，压接在一起的全桥功率模块一端通过球头螺栓与一侧硅堆端板连接，全桥功率模块另一端通过压紧销与另一侧硅堆端板连接。
[0009] 其中，2根硅堆拉杆在与水平方向成45°角的平面上前后布置，前端的硅堆拉杆位于阀段冷却水管安装接口的垂直上方，在散热器的水冷管安装接口垂直下方安装有挡水板，硅堆拉杆和挡水板4组成的结构体系对泄露的冷却液体进行定向疏导。
[0010] 其中，全桥功率模块包括压接型IEGT、二极管、晶闸管、散热器和真空开关，功率器件压接硅堆由压接型IEGT、二极管和晶闸管压接组成，每个器件之间用1个散热器隔开，两头器件分别安装有1个散热器。
[0011] 其中，真空开关安装在压接硅堆正下方，所述单个全桥功率模块的电容由1只或2只电容并联组成安装在硅堆后方，电容通过复合母排与各个模块压接硅堆一一对应连接。
[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的柔性直流输电用全桥阀段，全桥功率模块以串联方式安装在结构框架上，所有全桥功率模块的功率器件压接硅堆通过一套压装装置安装成1个整体硅堆，减少了安装零部件数量，简单化了安装结构，进而降低了换流阀整体重量和生产费用。
[0013] 进一步地，单个模块分别通过硅堆前端铜排连接在一起，正极性点和负极性点分别通过复合母排连接在一起，这样减少了回路中电气连接路径，实现回路中的杂感参数的最小化设计。
[0014] 进一步地，压装装盒子中的2根拉杆在与水平方向成45°角的平面上前后布置，前端的拉杆位于散热器的水冷管安装接口的垂直上方，而在散热器的水冷管安装接口垂直下方安装有挡水板，前端拉杆和挡水板组成的结构体系对泄露的冷却液体进行定向疏导，有效地对换流阀进行了防漏水保护。
附图说明
[0015] 图1为本发明全桥阀段的结构示意图；
[0016] 图2为单个子模块电气拓扑图；
[0017] 图3为整体压接硅堆图。
[0018] 图中：1为阀段结构框架；2为阀段冷却水管；3为硅堆前端母排；4为挡水板；5为板卡；6为电容；7为复合母排；8为硅堆拉杆；9为绝缘块；10为真空开关；11为硅堆端板；12为碟弹；13为压紧销；14为球头螺栓。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。
[0020] 本发明提供了一种柔性直流输电用全桥阀段，如图1所示，包括阀段结构框架1，3个全桥功率模块以串联方式安装在阀段结构框架1上，各个全桥功率模块的功率器件压接硅堆之间用绝缘块9隔开，所有全桥功率模块的功率器件压接硅堆通过一套压装装置安装成一个整体硅堆，阀段冷却水管2安装在模块压接硅堆前端。
[0021] 如图2所示，所述阀段结构框架1包括2个铝焊接框架、3根绝缘工字梁、12个绝缘梁夹板、6个子模块滑轨和2个硅堆固定端板。绝缘工字梁通过绝缘梁夹板固定到铝焊接框架侧面，子模块滑轨安装在绝缘工字梁上，子模块滑轨便于子模块电容的安装和检修维护，硅堆固定端板安装在铝焊接框架前端。
[0022] 压装装置包括2根硅堆拉杆8、2块硅堆端板11、4块碟弹12、1个压紧销13和1个球头螺栓14，所述2根硅堆拉杆8在与水平方向成45°角的平面上前后布置，前端的硅堆拉杆8位于散热器的水冷管安装接口的垂直上方，而在散热器的水冷管安装接口垂直下方安装有挡水板4，硅堆拉杆8和挡水板4组成的结构体系对泄露的冷却液体进行定向疏导。
[0023] 如图2和图3所示，所述的各个全桥功率模块分别包括4个压接型IEGT(简称T1～T4)、4个二极管(简称D1～D4)、1个晶闸管(简称T)、10个散热器、1个真空开关、1个电容、1个复合母排和6个板卡5，其中功率器件压接硅堆中的4个压接型IEGT、4个二极管和1个晶闸管按T2、D2、T1、D1、T、T3、D3、T4和D4沿左右方向依次布置，每个器件之间用1个散热器隔开，两头器件分别安装有1个散热器。所述的4个压接型IEGT、4个二极管和1个晶闸管也可以按T1、D1和T2、D2或T4、D4和T3、D3左右位置互倒布置，组合另外3种器件布置方案。
[0024] 如图1所示，所述的真空开关10安装在硅堆正下方，所述单个全桥功率模块的1个电容6由1只或2只电容并联组成安装在硅堆后方，电容通过复合母排7与各个模块压接硅堆一一对应连接。
[0025] 如图3所示，所述的单个模块的10个散热器的电位点包括3个全桥出线节点a、3个全桥出线节点b、2个正极性点C+和2个负极性点C-，所述的3个全桥出线节点a和3个全桥出线节点b分别通过硅堆前端母排3连接在一起，所述的2个正极性点C+和2个负极性点C-分别通过复合母排7连接在一起。所述全桥功率模块间串联是通过硅堆前端母排把相邻子模块间全桥出线节点a和节点b连接在一起。
[0026] 最后应该说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
