CH629913A5 - Fluessigkeitsgekuehltes thyristorventil. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein flüssigkeitsgekühltes Thyristorventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Als Kühlflüssigkeit kann hochgradig gereinigtes Wasser oder eine andere elektrisch isolierende Flüssigkeit verwendet werden.

Thyristorventile mit in Reihe geschalteten Thyristoren werden für Hochspannung, beispielsweise für Hochspannungsstromrichter verwendet. Beim Aufbau eines solchen Ventils sind einerseits die elektrischen Verhältnisse, wie Spannungsverteilung, Isolation und Glimmschutz, und andererseits der mechanische Aufbau zu berücksichtigen, welcher die Festigkeit, wie auch die praktische, einigermassen kompakte Ausführung und die kühltechnischen Verhältnisse betrifft. Es ist dabei von grosser Bedeutung, dass sämtliche Thyristoren sicher und gleichmässig gekühlt werden. Bei scheibenförmigen Thyristoren, welche vorwiegend für hohe Leistungen und Spannungen verwendet werden, ist eine doppelseitige Kühlung der Thyristoren zweckmässig.

In einem Thyristorventil entsprechend der Kennzeichnung des Anspruchs 1 werden die vorstehend genannten Probleme berücksichtigt. Eine solche Ausführung kann ein komplettes Thyristorventil umfassen, welches den vollständigen Zweig einer Stromrichterbrücke bildet. Häufig besteht jedoch eine komplette Ventilanordnung aus einer Anzahl solcher Moduln, von denen jeder mehrere in Reihe geschaltete Thyristoren aufweist. Jeder Modul kann dann im Prinzip als ein Ventil mit Anoden- und Kathodenanschluss betrachtet und entsprechend dem Anspruch 1 aufgebaut sein.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Thyristorventil,

Fig. 2 zu einer kompletten Ventilanordnung zusammengebaute Thyristorventile und

Fig. 3 ein Thyristorventil als Variante zu dem in der Fig. 1 dargestellten Thyristorventil.

Die Fig. 1 zeigt mehrere in Reihe geschaltete Thyristoren 1 bis 4. Diese scheibenförmigen Thyristoren sind auf der Anoden-und auf der Kathodenseite mit flüssigkeitsdurchströmten Kühlkörpern 5 und 6 versehen. Diese Kühlkörper dienen zugleich als elektrische Anoden- bzw. Kathodenanschlüsse. Der katho-denseitige Kühlkörper jeweils eines Thyristors ist mit dem anodenseitigen Kühlkörper des nächsten Thyristors mittels einer elektrisch leitenden, für Kühlflüssigkeit bestimmten Rohrleitung 7 in Reihe geschaltet, während derselbe kathodensei-tige Kühlkörper mit dem anodenseitigen Kühlkörper des davor angeordneten Thyristors mittels einer für die Kühlflüssigkeit bestimmten elektrisch isolierenden Rohrleitung 8 verbunden ist. In der beschriebenen Anordnung werden die Thyristoren von zwei parallelen Flüssigkeitsströmen gekühlt, die sich stets gegenseitig kreuzen und von denen jede zweite Verbindung ausserdem eine elektrische Verbindung zwischen den Thyristoren bildet. Wenn die beiden Flüssigkeitsströme einander entgegengesetzt zirkulieren, wird eine gleichmässige Kühlung aller Thyristoren erzielt. Es ist auch möglich, die beiden Flüssigkeitsströme in Reihe zu schalten, wie es mit gestrichelten Linien am linken Ende des Thyristorventils angedeutet ist.

Die kathodenseitigen Kühlkörper 6 sind auf einer durchgehenden Schiene 10 angeordnet, wobei die Schiene entweder selbst isolierend, isoliert aufgebaut oder eine isolierende Zwischenlage zwischen dem Kühlkörper und der Schiene angeordnet ist. Jeder Thyristor und seine beiden ihm zugeordneten Kühlkörper sind mit einer symbolisch durch einen Pfeil 9 angedeuteten Halterung, beispielsweise einer Klammer, an der Schiene 10 befestigt. Durch die Einzelbefestigung der einzelnen Thyristoren lässt sich ein zerstörter Thyristor leicht austauschen, ohne dass das ganze Ventil demontiert werden müsste.

Bei Thyristorventilen für Hochspannung ist es üblich, Drosseln zwischen die Thyristoren zu schalten, um die Stromableitung im Ventil und die einzelnen Thyristoren beim Zünden und Löschen regeln zu können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind derartige Drosseln durch Eisenkerne 12 gebildet, welche jeweils die elektrisch leitenden Rohrleitungen 7 umgeben. Solche Eisenkerne können beispielsweise ganze oder geteilte Ringkerne sein.

Um eine gleichmässige Spannungsverteilung über einzelnen Thyristoren eines Ventils zu gewährleisten sowie zur Speisung von nicht dargestellten Zündvorrichtungen für die Thyristoren sind den Thyristoren Spannungsteiler parallelgeschaltet, die symbolisch als eine Kombination aus in Reihe geschalteten Kondensatoren 13 und Widerständen 14 dargestellt sind. Ein solcher Spannungsteiler wird zweckmässiger-weise mittels Querverbindungen an die leitenden Kühlrohre 7 angeschlossen. Die Schiene 10 ist zweckmässigerweise als Bestandteil eines Rahmens ausgeführt, auf dem auch die Komponenten 13 und 14 sowie die nicht dargestellten Steuervorrichtungen für die Thyristoren angeordnet sind. Ferner kann auch die Kühlflüssigkeit von den Kühlkörpern der Thyristoren zur Kühlung der Widerstände 14 weitergeleitet werden, deren Kühlbedarf jedoch nicht so kritisch ist wie derjenige der Thyristoren.

Wie dargestellt, können die Anschlüsse 15 und 16 des Ventils mit den Anschlüssen des Spannungsteilers kombiniert sein.

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Ein Hochspannungsventil soll in der Regel mit einem Glimmschutz in Form einer Abschirmung 17 versehen sein, die an einem Punkt des Ventils, beispielsweise in dessen Mitte, mittels einer Verbindung 18 angeschlossen ist. Sofern es sich bei dem Ventil nur um das in der Fig. 1 gezeigte handelt, so soll diese Abschirmung 17 das ganze Ventil umgeben, wie es mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist.

Es ist jedoch auch denkbar, dass das in der Fig. 1 dargestellte Ventil ein Modul aus einer ganzen Ventilanordnung ist, die gemäss Fig. 2 ausgeführt sein kann. Dabei ist die Ventilanordnung wie ein Gerüst aufgebaut, in das Ventile gemäss Fig. 1 in mehrere Etagen von beiden Seiten aus hineinschiebbar sind. Von den Ventilen sind nur die als Glimmschutz dienenden Abschirmungen 17 in der Fig. 2 sichtbar, nämlich entsprechend den drei Ventilen auf jeder Etage einer Seite. In der Mitte der Ventilanordnung können Kühlleitungen, Signalleitungen usw. angeordnet sein. Die einzelnen Etagen weisen Verbindungen 19 auf, die auch als Glimmschutz ausgeführt sein können, um zusammen mit der Abschirmung 17 zur Spannungsverteilung über der Ventilanordnung beizutragen.

Im Oberteil der Ventilanordnung können gegebenenfalls Hilfsorgane in einem Kasten 20 untergebracht sein. Eventuell s können mehrere Ventilanordnungen übereinander angeordnet werden, um eine Phase einer Stromrichterbrücke zu bilden.

Die Fig. 3 zeigt eine etwas einfachere Ausführung eines Ventils, bei der sich die Kühlflüssigkeitsleitungen 7 und 8 nicht kreuzen, sondern gerade von dem einen Kühlblock zu dem io anderen verlaufen. Bei einer solchen Anordnung müssen dann die Thyristoren in abwechselnder Durchlassrichtung nebeneinander angeordnet sein. Ebenso wie in der Fig. 1 sind die leitenden Rohrleitungen mit 7 und die isolierenden Rohrleitungen mit 8 bezeichnet. Zur Vereinfachung der Darstellung wurden in 15 der Fig. 3 der Spannungsteiler und die Abschirmung nicht dargestellt, jedoch können diese Elemente in der gleichen Art wie in der Fig. 1 angeordnet sein.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

629913 PATENTANSPRÜCHE

1. Flüssigkeitsgekühltes Thyristorventil mit Anoden- und Kathodenanschlüssen (15,16) und mehreren in Reihe geschalteten, scheibenförmigen Thyristoren (1-4), die sowohl auf der Anoden- wie auf der Kathodenseite mit elektrisch leitenden, flüssigkeitsdurchströmten Kühlkörpern (5,6) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkörper für die Anoden-und Kathodenseite für nebeneinanderliegende Thyristoren mit Flüssigkeitsleitungen verbunden sind, von denen die eine (7) zur elektrischen Reihenschaltung der Thyristoren elektrisch leitend ist, während die andere (8) elektrisch isolierend ist, wobei die Thyristoren von zwei parallelen Flüssigkeitsströmen gekühlt sind.

2. Thyristorventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten elektrisch leitenden Flüssigkeitsleitungen (7) zwischen den Kühlkörpern von Magnetkernen (12) zur Bildung von Reihendrosseln im Ventil umgeben sind.

3. Thyristorventil nach Anspruch 1, wo die Thyristoren (1 -4) mit resistiven und kapazitiven Spannungsteilerkomponenten (13, 14) parallelgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Spannungsteilerkomponenten an die genannten elektrisch leitenden Flüssigkeitsleitungen (7) oder an die Kühlkörper (5,6) angeschlossen sind.

4. Thyristorventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Thyristor (1-4) der eine Kühlkörper (6) isolierend an einer durchgehenden Schiene (10) für das Ventil befestigt ist, während der Thyristor und der andere Kühlkörper (5) durch eine abnehmbare Halterung (9) an dem ersten festgespannt sind.

5. Thyristorventil nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass auch die genannten Spannungsteilerkomponenten (13, 14) von der genannten Schiene (10) getragen sind.

6. Thyristorventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Schiene (10) mit einem Glimmschutz (17) für das Ventil versehen ist.

7. Thyristorventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten elektrisch leitenden und isolierenden Flüssigkeitsleitungen (7 bzw.

8) kreuzweise zwischen den Kühlkörpern (5,6) für nebeneinanderliegende Thyristoren (1-4) angeordnet sind.