CN101523682A - 高压直流输电设备的晶闸管阀 - Google Patents

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CN101523682A CNA2007800364222A CN200780036422A CN101523682A CN 101523682 A CN101523682 A CN 101523682A CN A2007800364222 A CNA2007800364222 A CN A2007800364222A CN 200780036422 A CN200780036422 A CN 200780036422A CN 101523682 A CN101523682 A CN 101523682A
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Abstract

本发明涉及一种高压直流输电设备的换流器(2)的阀(4)，包括：分别具有多个电气串联的晶闸管(46)的多个阀段(38)，以及与所述阀(4)电气并联的过压防护放电器(32)。按照本发明，每个阀段(38)与一个过压防护放电器(58)电气并联。由此，获得不再需要控制电容器的HG设备的换流器(2)的晶闸管阀。

Description

高压直流输电设备的晶闸管阀
技术领域
本发明涉及一种高压直流输电设备的换流器的阀，包括分别具有多个电气串联的晶闸管的多个阀段，以及与所述阀电气并联的过压防护放电器(Ueberspannungs-Ableiter)。
背景技术
高压直流输电设备(也称为
Figure A200780036422D0003103014QIETU
设备)的这种晶闸管阀由印刷于...的题为“ModernHVDC Thyristor Valves for China’s Electric Power System”的出版物公知。借助
Figure A200780036422D0003103014QIETU
设备，具有不同频率性能的两个供电网为了能量交换互相耦合。为了能够实现所要求的电压截止能力，
Figure A200780036422D0003103014QIETU
设备的换流器的阀具有多个晶闸管。晶闸管阀的这些多个晶闸管被划分为多个阀段。晶闸管阀的每两个阀段形成一个晶闸管组件。如果
Figure A200780036422D0003103014QIETU
设备的换流器的一相具有四个晶闸管阀并且每个晶闸管阀由三个晶闸管组件构成，则该相具有十二个这样的晶闸管组件，这些晶闸管组件被划分为两个空间上并行设置的阀塔(Ventilturm)。每个晶闸管组件形成这样的阀塔的一层。
每个晶闸管阀与一个过压防护放电器电气并联。借助该并联的放电器，阀受到过压保护，只要过压是均匀地分配在阀内部的所有组件单元上。如果通过存在的和根据所涉及的阀段而不同的杂散电容产生的具有高的电压梯度(Spannungssteilheit)的过电压，在晶闸管阀内部产生不对称的电压分布，则在阀段中的晶闸管可能承受超过其反向截止能力的成比例的最高的过压并且在此被毁坏。
为了防止这一点，按照本文开头提到的出版物，在阀的每个阀段中采用用于电压平衡的所谓的控制电容器。这些控制电容器分别与一个阀段电气并联。由此，具有两个阀段的每个晶闸管组件具有两个控制电容器。每个控制电容器的值必须选得这样大，使得该控制电容器而不是存在的杂散电容决定电压分布。控制电容器的典型值为在500kV 阀中每阀段6nF。这样的控制电容器在晶闸管组件中要求不小的位置。此外，这些控制电容器提高了晶闸管组件的重量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，这样进一步开发这种类型的阀，使得不再需要控制电容器。
按照本发明，上述技术问题通过权利要求1的区别特征解决。
通过将本来就存在的阀式放电器(Ventilableiter)主要划分到阀段上，使得每阀段不再需要控制电容器。由此极大地减少了接通电容的值，使得可以更小地确定每阀段存在的可饱和的电抗器的尺寸。通过将阀式放电器部分地集成到其阀段中，阀逐点地限制出现的由杂散电容引起的过压，而无需事先平衡该出现的过压。
在按照本发明的
Figure A200780036422D00041
设备的换流器的阀的第二实施方式中，存在的阀式放电器完全地集成到阀中。这就是说，阀式放电器被划分到其阀段上。由此还达到了减小阀塔的位置需求。
在按照本发明的设备的换流器的阀的一种优选实施方式中，集成到阀的阀段中的过压防护放电器由液体冷却。由此可以将其连接到阀的存在的冷却系统，由此可以摒弃单独的放电器冷却装置。
附图说明
下面对照在其中示意性示出的
Figure A200780036422D00043
设备的换流器的阀的多个实施方式的附图对本发明作进一步说明。
图1示出了按照现有技术的设备的换流器的等效电路图，
图2示出了按照图1的换流器的阀的等效电路图，
图3示出了按照图1的换流器的阀的电路图，
图4示出了按照图1的换流器的晶闸管组件，
图5示出了按照图1的换流器的结构，
图6示出了按照本发明的
Figure A200780036422D00045
设备的换流器的阀的第一实施方式的等效电路图，而
图7示出了按照本发明的阀的第二实施方式。
具体实施方式
按照此处未详细示出的高压直流输电设备(
Figure A200780036422D00051
设备)的换流器2的等效电路图，该换流器2的每一相具有四个电气串联的阀4。这样的相阀(Phasenventil)6被称为四重阀。在交流电压侧该换流器2借助变压器8与电网相连。该变压器8具有一个初级线圈10以及两个次级线圈12和14。初级线圈10和次级线圈12分别是星形连接，而次级线圈14为三角形连接。次级线圈12以及14的每一相的输出端与由两个电气串联的阀4组成的部分相阀(Teilphasenventil)28以及30的交流电压侧的输入端16、18、20以及22、24、26电气相连。通过使用具有星形和三角形连接的两个次级线圈12和14的变压器8，电网的谐波负载很小。
按照
Figure A200780036422D00052
设备的换流器2的该等效电路图，每个阀4具有一个阀式放电器32、一个等效电感34和一个等效晶闸管36。根据图2该等效晶闸管36具有六个阀段38，这些阀段分别由一个晶闸管电路图表示。每个阀段38与一个控制电容器40电气并联。每个控制电容器40的值必须选得这样大，使得该控制电容器40而不是存在的杂散电容决定电压分配。控制电容器的典型的值例如在500kV 
Figure A200780036422D0003103014QIETU
阀4情况下为每阀段38是6nF，也就是说，在六个阀段38的情况下每个控制电容器的值是每阀4为1nF。
在图3中详细示出了
Figure A200780036422D00053
设备的换流器2的阀4的电路图。按照图2的阀4的等效电路图，该阀4具有六个阀段38，其中为清楚起见仅示出三个阀段38。每个阀段38除了具有控制电容器40之外还具有多个晶闸管位置(Thyristorplatz)42和多个可饱和的电抗器44。每个阀段只示出了其中的各一个。每个晶闸管位置42具有一个分别并联了一个线路网(Beschaltungsnetzwerk)48的晶闸管46。例如500kV换流器2的阀4由六个分别具有十三个晶闸管位置42的阀段38组成。由此该阀4具有七十八个晶闸管46。
按照详细示出所谓的晶闸管组件52的结构的图4，每个阀段38的晶闸管46电气串联并且与其冷却组件一起被设置在夹持器(Spannverband)50中。按照该图示，空间上一方面线路网48另一方面晶闸管控制装置与夹持器50平行设置。此外，从该图示还可以看出，晶闸管组件52包含两个阀段38的其它组件元件。这些组件元件包括可饱和的电抗器44(其中每个阀段38有四个)以及控制电容器40(每个阀段38各一个)。由此，被划分为六个阀段38的阀4，借助三个晶闸管组件52来实现。这意味着，按照图1的换流器2的四重阀6具有十二个这样的晶闸管组件52。
在图5中详细示出了这样的四重阀6的结构。其十二个晶闸管组件52被划分为两个阀塔54和56。这些晶闸管组件52分别形成阀塔54以及56的一层。对应的阀式放电器32借助安装结构被设置为在空间上靠近这两个阀塔54和56。从该图示中可以看出，这样的阀式放电器32是如何在空间上伸展的。
在图6中详细示出了按照本发明的阀4的第一实施方式的等效电路图。与按照图2的等效电路图不同，按照本发明的阀4不再具有控制电容器40。该控制电容器40的电压限制作用此时由阀段放电器58代替。这样确定该阀段放电器58的尺寸，使得迄今为止的阀式放电器32的一部分此时由这些阀段放电器来实现。由此作为阀式放电器32需要具有很小的功率的放电器。通过取消阀4的控制电容器40，此时又由根据涉及的阀段而不同的存在的杂散电容来决定沿着阀4的电压分布。如果在阀4的阀段38上出现超过放电电压的电压，则相应的阀段放电器58导通并由此将该出现的电压限制到预定的值。通过将阀放电器32部分地集成在其单个阀段38中，不再需要控制电容器，由此每个阀段38的接通电容的值减小。由此阀段38的每个可饱和的电抗器44的电感值也减小。
在
Figure A200780036422D0003103014QIETU
设备的换流器2的按照本发明的阀4的第二实施方式中，阀放电器32完全地集成在其阀段38中。根据按照图7的等效电路图，每个阀段38具有一个阀段放电器60。该阀段放电器60相对于按照图6的实施方式的阀段放电器58具有更高的功率，因为阀放电器32的功率输出容量此时完全由这些阀段放电器60提供。因为在阀4的该实施方式中不再需要阀放电器32，所以也不再需要用于阀放电器32的安装框架，由此减小了图5的四重阀6的结构的两个阀塔54和56的空间尺寸。

Claims (5)

1.一种高压直流输电设备的换流器(2)的阀(4)，包括：分别具有多个电气串联的晶闸管(46)的多个阀段(38)，以及与所述阀(4)电气并联的过压防护放电器(32)，其特征在于，所述每个阀段(38)与一个过压防护放电器(58)电气并联。
2.一种高压直流输电设备的换流器(2)的阀(4)，包括分别具有多个电气串联的晶闸管(46)的多个阀段(38)，其特征在于，所述每个阀段(38)与一个过压防护放电器(60)电气并联。
3.一种高压直流输电设备的换流器(2)的阀(4)，包括分别具有多个电气串联的晶闸管(46)的多个阀段(38)，其特征在于，所述每个晶闸管(46)与一个过压防护放电器电气并联。
4.根据上述权利要求中任一项所述的阀(4)，其特征在于，所述过压防护放电器(58，60)由液体冷却。
5.根据权利要求1或2所述的阀(4)，其特征在于，两个阀段(38)的过压防护放电器(58，60)被集成在容纳这两个阀段(38)的晶闸管组件(52)中。
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