技术领域
[0001] 本
发明涉及电
力电子技术领域，具体涉及一种直流耗能装置。
背景技术
[0002] 直流输电线路能够高效便捷地把大量
电能从
能源基地传输到负荷中心，对于运行中直流输电工程来说，对于运行中直流输电工程来说，受端消纳的电能与送端发出的电能相平衡，送端的
电网的
电压和工作
频率维持恒定。当受端电力系统发生扰动或故障，无法消纳送端送出的电能时，送端电网的电压和频率将发生扰动，可以通过快速调节发
电机的出力来减少这种扰动；若送端的电源是火力发电机或
水力发电机，发电机的出力可以调节，但是调节过程需要一定的时延，无法做到即时响应，电网的电压和频率仍会出现扰动；若送端电源是
风力
发电机组，由于自然界的
风力无法控制，无法根据运行需要调节
风力发电机组的出力，送端电网的电压和频率将出现严重扰动，严重时可能造成发电机组解裂，引起严重电网事故。
[0003] 特
高压直流输电技术的发展使直流输电的输电容量提升至8000-12000MW，送端电网传统火力和水力发电机装机容量随之水涨船高，发电机出力的快速调节日趋困难，风、光、水、火电打
捆外送更加重了这种困难；柔性直流输电技术的发展使得风力发电并网规模的日益扩大，受端电网故障引起送受端功率不匹配而导致风力发电机组解裂的风险日益增大。
发明内容
[0004] 为了解决
现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种直流耗能装置，直流耗能装置的
阀塔是根据混合
电阻方式的拓扑设计的，拓扑如图14所示，直流耗能装置集成了阀模
块、电阻模块等两大结构，本发明将两大结构通过合理的电气连接设计实现直流耗能装置的核心功能，并将光纤系统、水冷系统布置在其内部，在保证两大结构间及内部绝缘配合的情况下合理的
空间布局是本发明的核心。
[0005] 本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：
[0006] 本发明提供了一种直流耗能装置，包括：依次设置的盖板(1)、板状直流耗能单元组成的直流耗能组件(2)、
支撑所述直流耗能组件(2)的支撑盘(3)和支撑架(4)；
[0007] 所述直流耗能组件(2)由所述板状直流耗能单元
叠加而成；所述板状直流耗能单元由相互连接的电阻模块单元和阀模块单元组成；
[0008] 所述叠加的相邻板状直流耗能单元间的电阻模块单元中的电阻模块(21)与电阻模块(21)连接；
[0009] 所述电阻模块单元中的电阻模块(21)和阀模块单元中的阀模块(22)分别按电阻模块(21)、阀模块(22)、阀模块(22)和电阻模块(21)的顺序连接；
[0010] 组成所述直流耗能组件中的顶层所述电阻模块单元中的电阻模块(21)和底层所述电阻模块单元中的电阻模块(21)分别与外
电路连接。
[0011] 优选的，组成所述板状直流耗能单元的阀模块(22)间用阀模块连接件(25)连接；
[0012] 所述叠加的相邻板状直流耗能单元间的电阻模块单元的电阻模块(21)间用电阻模块连接件(24)连接；
[0013] 所述板状直流耗能单元的阀模块(22)与电阻模块(21)间分别用阀模块和电阻模块连接件(23)连接。
[0014] 优选的，所述板状直流耗能单元的阀模块(22)与阀模块(22)间和所述板状直流耗能单元的电阻模块(21)与电阻模块(21)间设有横担绝缘子(27)；
[0015] 相邻的所述板状直流耗能单元间设有支撑绝缘子(26)。
[0016] 优选的，所述电阻模块单元的电阻模块(21)和阀模块单元的阀模块(22)分别设有通过水管(51)与设置在所述支撑盘(3)上的主水管(5)连接的进水口和出水口。
[0017] 优选的，所述阀模块单元的阀模块(22)通过板卡光纤(61)与设置在所述支撑盘(3)上的主光纤(6)连接。
[0018] 优选的，所述直流耗能组件(2)的四周均匀的设有层间屏蔽罩(28)。
[0019] 优选的，所述顶层所述电阻模块单元中的电阻模块(21)与外电路连接处设有出线管母(82)；
[0020] 所述底层所述电阻模块单元中的电阻模块(21)与外电路连接处设有进线管母(81)。
[0021] 优选的，所述支撑盘(3)上的主水管(5)和主光纤(6)通过所述阀
支架(7)固定在所述支撑盘(3)上。
[0022] 优选的，所述支撑架(4)由采用n×m矩阵的竖直绝缘子(41)组成；
[0023] 在相邻所述竖直绝缘子间设有“X”结构斜拉绝缘子(42)。
[0024] 优选的，所述支撑盘(3)为矩形板状结构，在所述矩形板装结构的四个
角设有角均压环(31)。
[0025] 与最接近现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0026] 1、本发明提供的一种直流耗能装置，包括：依次设置的盖板、板状直流耗能单元组成的直流耗能组件、支撑直流耗能组件的支撑盘和支撑架；直流耗能组件由板状直流耗能单元叠加而成；板状直流耗能单元由相互连接的电阻模块单元和阀模块单元组成；叠加的相邻板状直流耗能单元间的电阻模块单元中的电阻模块与电阻模块连接；电阻模块单元中的电阻模块和阀模块单元中的阀模块分别按电阻模块、阀模块、阀模块和电阻模块的顺序连接；组成直流耗能组件中的顶层所述电阻模块单元中的电阻模块和底层电阻模块单元中的电阻模块分别与外电路连接；本发明在满足绝缘和有效电气连接的情况下将阀模块和电阻模块布置在同一个装置内部，多层设计便于安装和维修。
[0027] 2、本发明在满足绝缘和有效电气连接的情况下将光纤结构和水冷结构布置在同一个装置内部。
附图说明
[0028] 图1：本发明的直流耗能装置主视图；
[0029] 图2：本发明的直流耗能装置俯视图；
[0030] 图3：本发明的支撑架结构图；
[0031] 图4：本发明的阀支架结构图；
[0032] 图5：本发明的直流耗能组件俯视图；
[0033] 图6：本发明的直流耗能足间斜侧视图；
[0034] 图7：本发明的支撑盘结构图；
[0035] 图8：本发明的层间屏蔽罩结构图；
[0036] 图9：本发明的盖板结构图；
[0037] 图10：本发明的出线管母结构图；
[0038] 图11：本发明的进线管母结构图；
[0039] 图12：本发明的电气连接结构图；
[0040] 图13：本发明的光纤和水管结构图；
[0041] 图14：本发明的拓扑结构图。
[0042] 附图标记：
[0043] 1-盖板，2-直流耗能组件，3-支撑盘，4-支撑架，5-主水管，6-主光纤，7-阀支架，8-连接金具，21-电阻模块，22-阀模块，23-阀模块和电阻模块连接件，24-电阻模块连接件，25-阀模块连接件，26-支撑绝缘子，27-横担绝缘子，28-层间屏蔽罩，31-角均压环，41-竖直绝缘子，42斜拉绝缘子，51-水管，61-板卡光纤，81-进线管母，82出线管母。
具体实施方式
[0044] 为了更好地理解本发明，下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0045] 实施例1
[0046] 本发明提供的直流耗能装置总体结构如图1所示。阀塔以支撑盘3为分界线，下部由支撑架4、主水管5、主光纤6和阀支架7组成；上部由电阻模块21和阀模块22等两大部分及其他结构件组成，其中阀模块22、电阻模块21分5层阵列布置；支撑盘3上集成了主水管5、进线管母81和主光纤6等结构；盖板1内设有出线管母82。
[0047] 阀模块22和电阻模块21等两种模块都分10个模块在支撑盘3以上5层布置。如图2所示，每层2个阀模块22、2个电阻模块21，从电阻模块进线，
串联两个阀模块，再串联一个电阻模块。
[0048] 支撑架4结构如图3所示，竖直绝缘子41环
氧玻璃
纤维棒，采用3×5矩阵布置，斜拉绝缘子42设置在相邻两个竖直绝缘子之间，用支撑斜拉结构形式可有效增强抗震性能。
[0049] 阀支架7设计如图4所示，阀支架7上固定2个主光纤6，用于给阀模块IGBT控制板卡提供光纤，2个主水管5，用于给阀模块22及电阻模块21中耗能电阻提供
冷却水散热。
[0050] 直流耗能组件2结构如图5和图6所示，包括10个阀模块22、10个电阻模块21。每个模块都由3根
铝梁组成
框架，铝梁的另一个功能是连接电位，每个模块铝梁通过6根支撑绝缘子26支撑。每层2个电阻模块间由3根横担绝缘子27横向连接，每层2个阀模块由2根横担绝缘子27、1根阀模块连接件(25)连接。2个阀模块和电阻模块连接件23将电阻模块铝梁与阀模块铝梁的电位连接在一起。模块电位走向为层内进线电位所在铝梁→电阻模块21→阀模块22阀模块和电阻模块连接件23→阀模块22→阀模块连接件25→阀模块22→阀模块和电阻模块连接件23→电阻模块21→层内出线电位所在铝梁。
[0051] 支撑盘3结构如图7所示，由4个角均压环31，采用铝
合金双管式结构。均压环中心略低于支撑盘3中心，尽量包住底部竖直绝缘子41。
[0052] 层间屏蔽罩28如图8所示，共5层，每层由6个板型屏蔽罩、4个板型角屏蔽罩组成。盖板1如图9所示，由4个板型屏蔽罩组成，每个板型屏蔽罩四周采用
铝合金双管式结构。阀模块22上方两个盖板1，电阻模块21上方两个盖板1。如图10所示，出线管母82通过连接金具
8固定在电阻上方盖板1的下方。进线管母如图11所示，进线管母81通过连接金具8固定在底部支撑盘上。
[0053] 电气连接结构如图12所示，进线母排连接进线管母与第一层层内进线电位铝梁，电阻连接件24连接下层的层内出线电位铝梁与上层的层内进线电位铝梁，出线母排连接出线管母与第五层层内出线电位铝梁。
[0054] 整体
电流流向为进线管母→进线母排→第一层层内进线电位铝梁→第一层模块→第一层层内出线电位铝梁→层间母排→第二层层内进线电位铝梁→第二层模块→第二层层内出线电位铝梁→层间母排→第三层层内进线电位铝梁→第三层模块→第三层层内出线电位铝梁→层间母排→第四层层内进线电位铝梁→第四层模块→第四层层内出线电位铝梁→层间母排→第五层层内进线电位铝梁→第五层模块→第五层层内出线电位铝梁→出线母排→出线管母。
[0055] 光纤结构及水管结构如图13所示，主光纤6将光纤引导支撑盘3的光纤槽
接口上，光纤经塔上光纤槽接口，通过板卡光纤61进入模块层间的光纤槽，再经板卡光纤61给每个阀模块提供光纤路径。
[0056] 主水管与支撑盘上转接水管，经5组层间水管给阀电阻、主电阻提供冷却水散热，其中阀电阻冷却需要1组水管51，主电阻冷却需要4组水管51。每组水管51分别在5层每层设置一进一出支路水管给电阻散热。
[0057] 本发明提供了一个新型直流耗能装置结构；直流耗能装置结构满足绝缘的情况下将阀模块、电阻模块布置在同一个阀塔内部，并有效地电气连接；直流耗能装置结构内整合了二次光纤结构、水冷结构。
[0058] 本领域内的技术人员应明白，本
申请的实施例可提供为方法、系统、或
计算机程序产品。因此，本申请可采用完全
硬件实施例、完全
软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘
存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0059] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的
流程图和/或方
框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程
数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中
指定的功能的装置。
[0060] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0061] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0062] 以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何
修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的
权利要求范围之内。
