一种柔直换流阀阀段框架结构的制作方法

1.本技术涉及柔性直流输电技术领域，特别涉及一种柔直换流阀阀段框架结构。


背景技术：

2.近年来，我国高压直流输电技术不断发展，直流输电工程不断增多。直流输电具有输送距离远、输送容量大、损耗低、占地省的特点。换流阀作为柔性直流输电的关键设备，其本身结构的机械性能、力学性能稳定，耐受地震能力强对整个系统的安全可靠运行起着至关重要的作用。
3.目前，已知柔直换流阀电压等级已从
±
160kv
→±
350kv
→±
420kv
→±
500kv，逐步提高到
±
800kv，阀塔高度由最初12米以下增加到16米，随着电压等级提高，阀塔高度、重量、重心的增加对阀塔本身的力学性能提出了更高的要求；同时已公开发布的换流阀阀段结构不一，有半框架结构、无框架结构等，承载的多为半桥功率模块，数量为5-6个，重量为350kg左右。随着工程的增多，功率模块的重量也各不相同，鉴于重量的增加，阀段框架的强度需要大幅提升。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种柔直换流阀阀段框架结构，用于解决现有阀段框架的强度并不能满足功率模块重量越来越大的需求的技术问题。
5.为达到上述目的，本技术提供以下技术方案：
6.一种柔直换流阀阀段框架结构，包括主体框架、主体工字梁、辅助工字梁和滑轨；
7.所述主体框架为两个，两个所述主体框架平行设置；
8.各个所述主体框架均包括立柱、斜拉支撑、横向支撑梁和纵向支撑梁；
9.所述立柱为两根，且两根所述立柱之间通过上下两根所述横向支撑梁固定；
10.所述纵向支撑梁的两端分别连接上下两根所述横向支撑梁；
11.所述斜拉支撑固定安装于所述纵向支撑梁与所述立柱之间；
12.所述主体工字梁至少为两个，各个所述主体工字梁的两端分别与两个所述主体框架的底部连接；
13.所述辅助工字梁至少为两个，各个所述辅助工字梁的两端分别与两个所述主体框架的顶部连接；
14.所述滑轨为多个，多个所述滑轨平行设置，且各个所述滑轨的两端分别与两个所述主体工字梁连接；
15.每两个所述滑轨为一组，并共同形成用于放置功率模块的滑道。
16.优选地，在上述的柔直换流阀阀段框架结构中，所述立柱包括圆管和筋板；
17.所述圆管为中空设置；
18.所述筋板为三个，三个所述筋板均设置于所述圆管的内部；
19.三个所述筋板的一端与所述圆管的内壁连接，三个所述筋板的另一端连接于一
点。
20.优选地，在上述的柔直换流阀阀段框架结构中，三个所述筋板关于所述圆管的中心线呈中心均匀分布。
21.优选地，在上述的柔直换流阀阀段框架结构中，同一所述主体框架上的斜拉支撑设有两个；
22.两个所述斜拉支撑共同呈v形分别安装于所述主体框架的两侧。
23.优选地，在上述的柔直换流阀阀段框架结构中，所述主体工字梁的两端均通过连接弯板与所述主体框架连接。
24.优选地，在上述的柔直换流阀阀段框架结构中，所述连接弯板呈l形。
25.优选地，在上述的柔直换流阀阀段框架结构中，所述滑轨包括l形绝缘弯板和l形金属弯板。
26.优选地，在上述的柔直换流阀阀段框架结构中，所述主体工字梁上设有限位挡板。
27.优选地，在上述的柔直换流阀阀段框架结构中，每个所述滑道均配置有限位挡板。
28.优选地，在上述的柔直换流阀阀段框架结构中，所述限位挡板为u形结构。
29.与现有技术相比，本技术的有益效果是：
30.本技术提供了一种柔直换流阀阀段框架结构，通过立柱、斜拉支撑、横向支撑梁和纵向支撑梁可以共同组成具有高强度的主体框架，再配合主体工字梁和辅助工字梁可以实现将两个主体框架平行稳定固定在一起，从而进一步提高阀段整体框架的强度，提高了阀段整体框架的抗变形能力，具有良好的承重能力，使得每组的两个轨道形成的滑道对功率模块的承载能力得到极大的提升，有效地解决了现有阀段框架的强度并不能满足功率模块重量越来越大的需求的技术问题。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
32.图1为本技术实施例提供的一种柔直换流阀阀段框架结构的结构示意图；
33.图2为本技术实施例提供的一种柔直换流阀阀段框架结构的主体框架的立体结构示意图；
34.图3为本技术实施例提供的一种柔直换流阀阀段框架结构的立柱的立体结构示意图；
35.图4为本技术实施例提供的一种柔直换流阀阀段框架结构承载功率模块时的结构示意图。
36.图中：
37.100、主体框架；110、立柱；111、圆管；112、筋板；120、斜拉支撑；130、横向支撑梁；140、纵向支撑梁；200、主体工字梁；300、辅助工字梁；400、连接弯板；500、滑轨；600、限位挡板；700、功率模块。
具体实施方式
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
41.近年来，我国高压直流输电技术不断发展，直流输电工程不断增多。直流输电具有输送距离远、输送容量大、损耗低、占地省的特点。换流阀作为柔性直流输电的关键设备，其本身结构的机械性能、力学性能稳定，耐受地震能力强对整个系统的安全可靠运行起着至关重要的作用。目前，已知柔直换流阀电压等级已从
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160kv
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350kv
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420kv
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500kv，逐步提高到
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800kv，阀塔高度由最初12米以下增加到16米，随着电压等级提高，阀塔高度、重量、重心的增加对阀塔本身的力学性能提出了更高的要求；同时已公开发布的换流阀阀段结构不一，有半框架结构、无框架结构等，承载的多为半桥功率模块，数量为5-6个，重量为350kg左右。随着工程的增多，功率模块的重量也各不相同，鉴于重量的增加，阀段框架的强度需要大幅提升。本实施例提供了一种柔直换流阀阀段框架结构，有效的提高了阀段结构的整体性、应力分布均匀性和稳定性，解决了功率模块重量大的难题，使阀塔整体抗振动能力更强。
42.请参阅图1-图4，本技术实施例提供了一种柔直换流阀阀段框架结构，包括主体框架100、主体工字梁200、辅助工字梁300和滑轨500；主体框架100为两个，两个主体框架100平行设置；各个主体框架100均包括立柱110、斜拉支撑120、横向支撑梁130和纵向支撑梁140；立柱110为两根，且两根立柱110之间通过上下两根横向支撑梁130固定；纵向支撑梁140的两端分别连接上下两根横向支撑梁130；斜拉支撑120固定安装于纵向支撑梁140与立柱110之间；主体工字梁200至少为两个，各个主体工字梁200的两端分别与两个主体框架100的底部连接；辅助工字梁300至少为两个，各个辅助工字梁300的两端分别与两个主体框架100的顶部连接；滑轨500为多个，多个滑轨500平行设置，且各个滑轨500的两端分别与两个主体工字梁200连接；每两个滑轨500为一组，并共同形成用于放置功率模块700的滑道。
43.更具体地说，立柱110、斜拉支撑120、横向支撑梁130和纵向支撑梁140的数量均可以为2个或2个以上；主体工字梁200与辅助工字梁300平行设置；主体框架100、主体工字梁200、辅助工字梁300共同组成长方体形状的框架结构，其中，四个立柱110分别作为长方体的四个棱柱，保证了框架结构处于平稳支撑状态，而横向支撑梁130、主体工字梁200和辅助
工字梁300均有利于加强各个立柱110之间的连接强度，使整个框架结构具有良好的承载能力；搓个主体工字梁200在底部均匀布置，多个辅助工字梁300结合安装需要在顶部非等距布置。
44.本实施例通过立柱110、斜拉支撑120、横向支撑梁130和纵向支撑梁140可以共同组成具有高强度的主体框架100，再配合主体工字梁200和辅助工字梁300可以实现将两个主体框架100平行稳定固定在一起，从而进一步提高阀段整体框架的强度，提高了阀段整体框架的抗变形能力，具有良好的承重能力，使得每组的两个轨道形成的滑道对功率模块700的承载能力得到极大的提升，有效地解决了现有阀段框架的强度并不能满足功率模块700重量越来越大的需求的技术问题。
45.进一步地，在本实施例中，立柱110包括圆管111和筋板112；圆管111为中空设置；筋板112为三个，三个筋板112均设置于圆管111的内部；三个筋板112的一端与圆管111的内壁连接，三个筋板112的另一端连接于一点。通过三个筋板112对圆管111的内壁形成支撑效果，可以有效地提高圆管111的抗弯能力，且圆管111和筋板112采用一体成型工艺制成，抗弯能力更强。
46.进一步地，在本实施例中，三个筋板112关于圆管111的中心线呈中心均匀分布。通过等角度均匀分布的三个筋板112可以为圆管111内壁提供不同方向的抗弯反作用力，且三个筋板112的连接点位于圆管111的中心线上，保证圆管111内壁各处受到来自筋板112的抗弯反作用力基本相同。
47.进一步地，在本实施例中，同一主体框架100上的斜拉支撑120设有两个；两个斜拉支撑120共同呈v形分别安装于主体框架100的两侧。通过呈v形分布的两个斜拉支撑120可以对形成抗弯支撑，有利于提高两个立柱110被往内压的抗弯能力。且整个主体框架100为铝合金框架，具有重量轻，强度高的优点。
48.进一步地，在本实施例中，主体工字梁200的两端均通过连接弯板400与主体框架100连接。通过连接弯板400的设计不仅有利于保证主体工字梁200与主体框架100之间连接的稳定性，而且还可以保证主体工字梁200与主体框架100之间的可拆性，方便操作者对主体工字梁200进行拆卸和组装。
49.更具体地说，本实施例优选12个滑轨500，使得高强度阀段框架可以承载6个功率模块700，每个功率模块700550kg，每组的两个滑轨500形成的滑槽等间距分布于阀段框架上，使整体结构紧凑、稳定、强度高，应力分布均匀，总重量约4.5吨。
50.进一步地，在本实施例中，连接弯板400呈l形，且中部设有角形加强筋板112。由角形加强板将l形连接弯板400的两外壁连接起来，采用焊接工艺，同时材质为碳钢，使整体抗变形能力强，可将高强度绝缘的主体工字梁200与铝合金制成的主体框架100有效的连接，在主体工字梁200的“工”字形两侧均设有连接弯板400，使阀段框架整体的力学性能更优。
51.进一步地，在本实施例中，滑轨500包括l形绝缘弯板和l形金属弯板，金属弯板设置在绝缘弯板的上方，且两者上下叠放，金属弯板的材质为不锈钢，金属弯板解决了多次滑动要求的耐磨性及强度要求，绝缘弯板解决了功率模块700间的电位及爬电距离问题。
52.进一步地，在本实施例中，主体工字梁200上设有限位挡板600。通过限位挡板600可以充当功率模块700的过量运动的保护结构，限位挡板600的材质为碳钢，具有强度高、耐冲击性能强的优点，可以很好的解决运输及各种振动工况产生的冲击问题，限制功率模块
700的位置，提升产品的可靠性。
53.进一步地，在本实施例中，每个滑道均配置有限位挡板600。功率模块700的滑道以及限位挡板600设计，不仅有利于提高了功率模块700的维修效率，而且还增强了运输及其他振动工况的可靠性。
54.进一步地，在本实施例中，限位挡板600为u形结构。限位挡板600固定在主体工字梁200上，既能保证便捷维修又能保证各种振动工况的位置限制，又可以很好的解决运输及各种振动工况产生的冲击问题，同时有效地限制功率模块700的位置，提升产品的可靠性。
55.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
56.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。