本實(shí)用新型涉及柔性直流輸電、無功補(bǔ)償系統(tǒng)等領(lǐng)域，特別涉及新型能源接入大電網(wǎng)、孤島輸電、城市環(huán)網(wǎng)、不同步的電力系統(tǒng)互聯(lián)、無功補(bǔ)償?shù)阮I(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前的柔性直流輸電以及無功補(bǔ)償系統(tǒng)多采用模塊化設(shè)計(jì)，多電平模組單元是柔性直流輸電以及無功補(bǔ)償系統(tǒng)中的核心單元，其性能的優(yōu)劣關(guān)系著整個系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，

目前的多電平模組單元多采用耐壓和通流能力一般的器件，造成單個子模塊的耐壓和通流能力不足，單個模塊的容量有限，工程中所需子模塊的數(shù)量較多，可靠性降低，大容量的系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)。同時，很多多電平模組單元的布局較為混亂，一次元器件和二次板卡混合布局，一次元器件的動作經(jīng)常對二次板卡造成干擾和影響，嚴(yán)重降低了子模塊運(yùn)行的可靠性；板卡的維護(hù)也較為復(fù)雜,如需更換甚至需要拔出子模塊的水接頭，抽出子模塊，現(xiàn)場的工作量會大大增加，支路水管漏水的風(fēng)險(xiǎn)也會增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是在于提供一種基于壓接式IGBT的多電平半橋模組單元，該模塊可耐更高電壓、通更大電流，從而便于大容量系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，同時模塊結(jié)構(gòu)緊湊，一次元器件和二次板卡分區(qū)布置，板卡可方便維護(hù)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、可維護(hù)性，降低了運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。

為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是：

一種基于壓接式IGBT的多電平半橋模組單元，包括儲能電容、控制盒組件、壓緊機(jī)構(gòu)組件、真空接觸器、下框架、蓋板、側(cè)板、前上面板、前下面板、底座、定位塊。儲能電容安裝在下框架的一端，定位塊與真空接觸器安裝在下框架的另一端；壓緊機(jī)構(gòu)組件安裝在底座上，并通過定位塊與下框架固定，控制盒組件安裝于壓緊機(jī)構(gòu)側(cè)面；蓋板、側(cè)板、前上面板、前下面板安裝在下框架的四周。

該方案采用了能耐更高電壓和通更大電流的壓接式IGBT，IGBT與散熱器、直流母排、電阻、墊塊、碟簧、晶閘管壓緊機(jī)構(gòu)，并通過四根螺桿及上、下壓裝板壓接在一起，形成壓緊機(jī)構(gòu)組件。其中，晶閘管壓緊機(jī)構(gòu)包含晶閘管、交流母排、散熱器、晶閘管墊塊、晶閘管碟簧，并通過四根螺桿及晶閘管上、下壓裝板壓接在一起，晶閘管壓緊機(jī)構(gòu)通過一片與壓緊機(jī)構(gòu)組件共用的散熱器與壓緊機(jī)構(gòu)組件壓接為一體，位于壓緊機(jī)構(gòu)組件的前方。壓緊機(jī)構(gòu)組件橫向布置于模組單元中，即IGBT的C極、E極的壓接接觸面以及散熱器的散熱面均垂直于水平面，且平行于模組單元的深度方向，這樣交流母排及直流母排均垂直于水平面，方便與儲能電容以及相鄰模塊的連接。

該方案實(shí)現(xiàn)了一次元器件和二次組件的分區(qū)布置：上述控制盒組件位于壓緊機(jī)構(gòu)的右側(cè)，與一次元器件隔離開。一次元器件和二次組件的分區(qū)布置有效屏蔽了一次側(cè)功率器件動作時對二次側(cè)產(chǎn)生的干擾，也便于二次組件的整體安裝、拆卸以及各板卡的單獨(dú)拆卸、維護(hù)。

該方案實(shí)現(xiàn)了二次組件的整體安裝、拆卸以及各板卡的單獨(dú)拆卸、維護(hù)：二次組件，即控制盒組件，安裝于壓緊機(jī)構(gòu)組件的右側(cè)，包含控制板卡、電源板卡；控制盒組件可作為一個整體組件在模組上進(jìn)行安裝或拆卸。二次組件的可一體化操作，優(yōu)化了模組生產(chǎn)安裝的流程，降低了組裝過程中板卡因人為接觸損壞的風(fēng)險(xiǎn)，也便于維護(hù)更換。同時，控制盒組件內(nèi)的控制板卡和電源板卡可分別單獨(dú)拆卸、維護(hù)。

該方案壓緊機(jī)構(gòu)組件中的IGBT，其形狀可為方形，也可為圓形，其數(shù)量可為2也可方便的擴(kuò)展為4個，成為全橋模組，能適應(yīng)多種使用場合。

該方案的壓緊機(jī)構(gòu)組件、控制盒組件、真空接觸器、儲能電容等均安裝在下框架上，并與蓋板、側(cè)板、前上面板、前下面板組成一個整體，可在蓋板上安裝吊耳進(jìn)行整體吊裝，同時壓緊機(jī)構(gòu)上也可安裝吊耳，電容也設(shè)置吊耳，可分別單獨(dú)吊裝，便于模組的生產(chǎn)與安裝維護(hù)。

該方案前上面板和前下面板，通過碰珠與框架緊固，兩塊面板兩側(cè)均留有扣手槽，可分別單獨(dú)拆卸、安裝。

本實(shí)用新型采用壓接式功率器件，模塊化設(shè)計(jì)，將一次元器件和二次組件分區(qū)布置，模塊兼顧機(jī)械強(qiáng)度、過電壓與絕緣配合、關(guān)鍵器件的合理布局和散熱性能、元器件之間電氣接線的可操作性和可靠性等，將各組成部分及元器件整合在一起，具有安裝快捷、維護(hù)方便、占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。采用上述方案后，可實(shí)現(xiàn)大容量的柔性直流輸電系統(tǒng)或無功補(bǔ)償系統(tǒng)，解決了多電平模組單元器件布局不合理造成的一次元器件動作對二次板卡產(chǎn)生干擾和影響以及板卡現(xiàn)場調(diào)試、維護(hù)不方便的問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中晶閘管壓緊機(jī)構(gòu)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型中壓緊機(jī)構(gòu)組件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型中控制盒組件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種基于壓接式IGBT的多電平半橋模組單元，包括儲能電容101、控制盒組件110、壓緊機(jī)構(gòu)組件102、真空接觸器107、下框架111、蓋板104、側(cè)板103、前上面板105、前下面板106、底座109、定位塊108。儲能電容101安裝在下框架111的一端，定位塊108與真空接觸器107安裝在下框架111的另一端；壓緊機(jī)構(gòu)組件102安裝在底座109上，并通過定位塊108與下框架111固定，控制盒組件110安裝于壓緊機(jī)構(gòu)102側(cè)面；蓋板104、側(cè)板103、前上面板105、前下面板106安裝于下框架111的四周。

具體的裝設(shè)過程是：

首先，將真空接觸器107、定位塊108、儲能電容101安裝于下框架111上。

接著，安裝晶閘管壓緊機(jī)構(gòu)，將晶閘管下壓裝板201平置于事先設(shè)計(jì)的工裝中，將晶閘管墊塊202、交流母排203、散熱器204、晶閘管205、晶閘管碟簧206、晶閘管上壓裝板207按設(shè)計(jì)的順序依次擺放好。

接著，將四根螺桿組件穿過晶閘管上壓裝板207、交流母排203及散熱器204并擰緊，施加器件所需的壓緊力。

接著，安裝壓緊機(jī)構(gòu)組件102，將下壓裝板301平置于事先設(shè)計(jì)的工裝中，將墊塊302、散熱器303、晶閘管壓緊機(jī)構(gòu)304、直流母排305、電阻306、碟簧307、上壓裝板308按設(shè)計(jì)的順序依次擺放好，穿過四根螺桿，并施加所需的壓緊力。

接著，將底座109固定于壓緊機(jī)構(gòu)組件102上，并將壓緊機(jī)構(gòu)組件102吊裝安裝于下框架111上，將底座109與定位塊108用螺釘鎖緊，將壓緊機(jī)構(gòu)組件的直流母排305與晶閘管壓緊機(jī)構(gòu)的交流母排203分別與儲能電容101和真空接觸器107連接好。

接著，是模塊的控制盒組件110部分。控制盒組件110主要由外殼401、控制板卡組件402、插件端子403、電源板卡組件404構(gòu)成。組裝好控制板卡組件402、電源板卡組件404，將控制板卡組件402、插件端子403和電源板卡組件404安裝于外殼401上。

接著，將組裝好的控制盒組件110安裝于壓緊機(jī)構(gòu)組件102的上壓裝板308上，完成所有接線。

最后，組裝整個外框架，將蓋板104、側(cè)板103、前上面板105、前下面板106安裝于下框架111的四周，完成模組單元的裝配。

以上實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。