CN112772006B - 用于高压设备的抑制器模块和屏蔽装置 - Google Patents
用于高压设备的抑制器模块和屏蔽装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112772006B CN112772006B CN201880098050.4A CN201880098050A CN112772006B CN 112772006 B CN112772006 B CN 112772006B CN 201880098050 A CN201880098050 A CN 201880098050A CN 112772006 B CN112772006 B CN 112772006B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- string
- suppressor module
- module
- suppressor
- electrical connection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 16
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
- H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
- H05K7/1427—Housings
- H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
- H05K7/14339—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for high voltage operation
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
- H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
- H05K7/1427—Housings
- H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
- H01B17/42—Means for obtaining improved distribution of voltage; Protection against arc discharges
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/002—Auxiliary arrangements
- H01B5/004—Auxiliary arrangements for protection against corona
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明涉及一种抑制器模块装置、一种包括抑制器模块的屏蔽装置和一种包括转换器和屏蔽装置的换流站。该抑制器模块装置包括第一串、第二串和至少一个第一抑制器模块(30),其中第一串包括电阻器(R1),第二串包括电容器(C1、C2、C3),第一串与第二串物理地隔开并与第二串并联电连接,并且至少一个第一抑制器模块(30)包括:第一电连接端子(32),该第一电连接端子在第一端处,用于连接到高压设备;第二电连接端子(34),该第二电连接端子在第二端处,用于连接到该设备的第一屏蔽件元件,以及封闭的内部,该封闭的内部包括电连接在第一电连接端子和第二电连接端子(32、34)之间的串中的至少一者。
Description
技术领域
本发明涉及一种抑制器模块装置、一种用于包括抑制器模块装置的高压设备的屏蔽装置以及涉及一种包括转换器和这种屏蔽装置的换流站。
背景技术
电力传输可以通过高压直流(high-voltage direct current,HVDC)来完成,并且HVDC在许多情况下相比于交流(AC)传输是优选选项。
在电厂中,可能需要执行从HVDC到三相AC的转换,反之亦然。HVDC电力变换器包括许多阀,这些阀是换流站的关键部件,并且这些阀通常被容纳在阀厅中。
在设计阀厅时,必须考虑几个因素。安全方面非常重要,并且要求阀厅具有最小的空间尺寸。例如,电力转换器与其置于其中的阀厅的壁和顶板之间的空气间隙在某些情况下应该高达约10米,并且在其他情况下仅几米。阀厅的尺寸高度地依赖于配电网的电压水平。电压越高,通常需要与周围环境的距离越大。
阀厅的尺寸由预期应用、阀结构和相邻结构的设计以及其他因素决定。
然而,与此相反,也期望的是阀厅尽可能小。土地空间通常是稀缺和昂贵的,并且因此期望的是保持阀厅的大小较小。进一步,不同的国家规定不同的条例,并且在一些国家,建筑许可可能难以获得。再进一步,美学方面也使得提供小而紧凑的变电站以便它们尽可能小地影响环境是更为期望的。投资和安装成本(包括例如材料成本和人工成本)在一些国家可能很高,并且因此还进一步增加了最小化阀厅的大小的期望。
高电压应用(诸如电力转换器)中的可靠性、安保性和安全性非常重要。与电力变压器有关的危险包括例如放电;由高强度电弧引起的电力故障可能会使很大的区域停电,并且对电力公司来说是昂贵的。因此,保护措施(被动或主动的)至关重要。因此,获得这样的技术解决方案是令人感兴趣的,在这种技术解决方案中,普通的空气绝缘阀可以被压制在较小的阀厅中而不牺牲可靠性。
在改进高压组件方面已经采取了一些措施,例如着眼于提高安保性和能够设计具有更小的大小的阀厅而不降低可靠性要求。
这些措施中的一些可能是基于屏蔽装置的使用。屏蔽件或遮蔽件具有使设备周围的电场的平滑化的功能。因此,屏蔽件降低了电晕放电的风险以及设备的电击穿的风险。
替代像通常所做的那样将遮蔽件直接连接到HV设备上,在US 2009/0266605中描述了一种方案,其中使用在阀和相对应的遮蔽件之间连接有电阻器的遮蔽件设计。使用抑制电击穿的电阻器增加了阀的耐受电压。
然而,需要进一步的改进,特别是关于更进一步提高耐受电压。例如,简化电阻和电容的优化结合获得高可靠性可能是令人感兴趣的。
发明内容
因此,本发明的一个目的是简化电阻和电容的优化,同时实现高可靠性。
根据第一方面,该目的通过一种用于在高压设备与该高压设备的第一屏蔽件元件之间进行连接的抑制器模块装置来实现,该抑制器模块装置包括
第一串,
第二串,以及
至少一个第一抑制器模块,
其中第一串包括至少一个电阻器,第二串包括至少一个电容器,第一串与第二串物理地隔开并且与第二串并联电连接,并且至少一个第一抑制器模块包括
第一电连接端子,该第一电连接端子在模块的第一端处,用于连接到高压设备,
第二电连接端子,该第二电连接端子在模块的第二端处,用于连接到第一屏蔽件元件,以及
封闭的内部,该封闭的内部包括电连接在第一电连接端子和第二电连接端子之间的串中的至少一者。
根据第二方面,该目的还通过一种用于与相邻物体间隔开的高压设备的屏蔽装置来实现,其中该高压设备具有第一电位,并且相邻物体具有第二电位,该屏蔽装置包括用于连接到高压设备的第一屏蔽件元件和根据第一方面的抑制器模块装置。
根据第三方面,该目的还通过一种换流站来实现,该换流站包括转换器,该转换器用于在交流电和直流电之间进行转换,并且被封闭在外壳中。转换器包括多个转换器阀,其中至少一个设有根据第二方面的屏蔽装置。
第一电位可以是高压设备的操作电位,并且第二电位可以是接地电位。
通过使用包括至少一个第一抑制器模块的抑制器模块装置,电阻器和电容器可以更好地彼此隔开,并且可以附加地更好地彼此绝缘,这允许电阻和电容的优化与高可靠性的获得相结合。
本发明具有许多优点。它实现了高压设备的耐受电压方面的增加,而不增加所使用的电阻器的尺寸并且不损害可靠性。因此,可以更有效地使用高压设备周围的空间。因此,高压设备与相邻物体之间的距离也可以进一步减小。抑制器模块还可以为第一屏蔽件元件提供机械支撑。
附图说明
在下文中,将参照附图描述本发明,在附图中
图1示意性地示出了呈包括呈转换器的形式的高压设备的阀厅的形式的接地外壳,
图2示意性地示出了被根据第一实施例的屏蔽装置屏蔽的转换器的阀,该屏蔽装置包括包括一个抑制器模块的抑制器模块装置,并且
图3示意性示出了图2中的屏蔽装置的抑制器模块。
具体实施方式
本发明涉及高电力应用中的高压设备。高压设备可以是在高压(诸如在320kV及以上)下操作的高压直流(HVDC)设备。而且,该设备可以封装在外壳中,该外壳具有与设备操作的电压不同的电位。例如,可能的是,外壳接地,同时设备可能在+1500kV或-1500kV或其间的某个高电压下操作。其他可行的电压水平是±800kV。该设备例如可以是在AC和DC之间转换的转换器,诸如电流源转换器(current source converter,CSC)或电压源转换器(voltage source converter,VSC)。而且,电压源转换器可以被提供为模块化多电平转换器(modular multilevel converter,MMC),其中多个级联转换器子模块被用于形成AC波形。
图1示意性地示出了封装在外壳12中的一个这种示例性HVDC转换器10,该外壳在这种情况下是呈阀厅的形式的建筑物,该阀厅包括接地壁,即具有零电位的壁。外壳是靠近至少一个高压设备的物体的一个示例。
转换器10包括多个阀。在图1中给出的示例中,HVDC转换器10被示为包括四个阀14、16、18和20。作为示例,阀可以被安装成悬挂在阀厅顶板上,并通过悬挂绝缘体26固定到顶板上。应该认识到,阀被放置在外壳中的方式不是中心的,并且作为示例性替代方案,阀可以被放置在阀底板上的支撑结构上。
还存在屏蔽件结构,该屏蔽件结构包括多个屏蔽装置22,用于提供对电晕或流光放电的屏蔽。屏蔽装置被提供用于覆盖阀的暴露表面,以便避免外壳12与阀14、16、18、20之间的可能的电晕或流光放电或电击穿。图1中示出的示例性HVDC阀14、16、18和20总共包括九个侧部,其中暴露的表面由屏蔽装置22保护,八个侧向侧部在相对的表面处彼此面对,并且一个下侧部面向背离顶板。在阀堆的相对于悬挂绝缘体26的相对部上还有底部屏蔽元件24。
因此,每个这种暴露表面由屏蔽装置保护以防止从阀到外壳(例如到壁或底板)的电击穿和电晕放电。在该图中,还指示了一个这种屏蔽装置22和壁12之间的距离d。
阀14、16、18和20中的每一个可以由多个串联连接的开关制成,或者被制成为多个级联的子模块,其中这种开关可以由开关元件(如绝缘栅双极晶体管(Insulated GateBipolar Transistor,IGBT)或具有反向并联二极管的集成门极换流晶闸管(IntegratedGate-Commutated Thyristor,IGCT))制成。子模块可以被实现为一串或两串开关,其中每个串与能量存储元件(诸如电容器或电池)并联连接。替代性地,该阀可以是晶闸管阀。
而且,阀操作的电压(例如阀的DC水平)可能相当大。而且,由于雷击和系统中的开关事件引起的过电压对绝缘是危险的。因此,在该结构的每个端部处的最外面的阀14和20中的至少一个可以在其自身和外壳之间具有相当大的电压电位差。
屏蔽装置22包括与阀元件处于一定距离的遮蔽件的形式的屏蔽件元件。遮蔽件也可以具有围绕物理阀形状的任何边缘或角部延伸的形状。
为了保护转换器10的一部分(诸如阀)免受从HV部分到外壳的任何电晕放电和电击穿,这种遮蔽件可能是必要的。如早先所述,电压较高,并且因此遮蔽件装置22和外壳12之间的距离d通常必须较高,以便保证不发生电晕或流光放电或电击穿。
减小距离的一种方式是通过包括击穿抑制电阻(例如呈击穿抑制电阻器的形式)的屏蔽装置。击穿抑制电阻器在电晕或流光放电期间充当电流限制装置。因此,阀装置的耐受电压水平增加,这又允许更紧凑的设计。通过使用这种电阻器,可以增加屏蔽装置的冲击脉冲击穿强度。进一步,还可以实现提升的DC耐受水平。因此,可以提高HVDC阀厅的安全性,而不增加其内部容纳阀的阀厅的大小。
在设计的实现中,存在对电阻器被制成的大小的限制。如果其电阻太大,由于电晕或流光放电时的增加的应力,可能出现电阻器的击穿。因此,在不增加电阻器的大小以及电阻的情况下进一步增加阀的耐受电压同时保持高可靠性,可能是令人感兴趣的。
本发明的各方面旨在提高耐受电压水平,以及通过部件彼此的适当隔离来提供良好的可靠性,以及为所使用的遮蔽件提供机械支撑。
将优化电阻和电容的简化与高可靠性相结合也是令人感兴趣的。
本发明的各方面针对这个问题。
图2示出了解决以上提及的问题的屏蔽装置22的第一实施例。
屏蔽装置22包括第一屏蔽件元件或遮蔽件28,该第一屏蔽件元件或遮蔽件靠近阀18并且通过包括至少一个第一抑制器模块的抑制器模块装置与该阀18电接触。在图2的示例中,抑制器模块装置仅包括封闭的第一抑制器模块30。封闭的第一抑制器模块30因此连接在高压设备18和第一屏蔽件元件28之间。
如从图3中可以更好地看出的那样,封闭的第一抑制器模块30包括第一串和第二串,其中第一串包括至少一个电阻器R1,第二串包括至少一个电容器C1、C2、C3,并且第一串与第二串物理地隔开并与第二串电并联连接。电阻器R1可以是包括至少一个部件的串联连接的电阻器部件的串中的电阻器。在所示的示例性实施例中,第一串包括一个电阻器R1,而第二串包括三个串联连接的电容器C1、C2和C3。两个平行的串通过第一连接端子32和第二连接端子34电连接在阀18与遮蔽件28之间。
第一抑制器模块30因此被封闭。它可以附加地被成形为圆柱体。因此,模块的第一端可以包括用于连接到阀18的第一导电连接端子32,而相对的第二端可以包括用于连接到遮蔽件28的第二导电连接端子34。这些连接端子32和34可以构成模块30的相对的第一侧和第二侧。在从阀18到遮蔽件28的方向上在这两个端子32和34之间,存在至少一个壁36,该壁36在第一端子32和第二端子34之间延伸。由此,包括电阻器和电容器的模块30的内部被密封或封闭。更特别地,在模块30的内部可以有至少一个密封容积,并且这个密封容积通过壁36与模块30的外部隔开。壁36可以由非导电或介电材料制成,诸如增强玻璃纤维树脂。由于壁可以被成形为圆柱体或管,可以看出,第一连接端子32和第二连接端子34可以用于封闭这个圆柱体的开口端,以便形成密封容积。
这两个串因此被放置在模块32的内部中的密封容积或封闭空间中,并且电连接到两个连接端子32和34,该密封容积可以由绝缘或介电介质I填充。介质可以是固体,如热塑性塑料(诸如介电聚合物(如聚氨酯或环氧树脂))。作为替代性方案,绝缘介质I可以是流体,诸如像SF6的气体或者液体(诸如变压器油)。也可以利用固体和液体的混合物,诸如浸在变压器油中的纤维素纸的混合物。
当绝缘介质是固体时,可以提供至少一个壁作为固体绝缘的外表面。固体绝缘介质I可以使用介电聚合物直接压铸,并形成在电阻器和电容器周围。因此,密封容积可以是由电阻器和电容器占据的固体绝缘中的容积。
为了改善第一抑制器模块30的屏蔽,它可以附加地设置有两个遮蔽件,第一遮蔽件38放置在第一连接端子34处并连接到该第一连接端子,并且第二遮蔽件40放置在第二连接端子34处并连接到该第二连接端子。第一遮蔽件28可以更特别地在第一端处围绕壁36,其因此也在第一连接端子32处,并且第二遮蔽件40可以在第二端处围绕壁38,其因此在第二连接端子34处。这些遮蔽件38和40两者可以由导电材料制成。它们还可以有利地具有环形形状。从而获得连接端子32和端子34与模块30的壁36之间的边缘处的屏蔽。模块的至少一个壁36可以附加地为端子遮蔽件38和端子遮蔽件40提供机械支撑。
包括电阻器R1的第一串可以被设置成具有在0.1至12MΩ范围内的电阻,有利地在0.2至4MΩ范围内,并且优选地在0.5至3MΩ范围内。包括电容器C1、C2和C3的第二串可以依次具有0.1至10nF的范围内的电容,其是遮蔽件28和外壳壁之间的杂散电容不占优势的值。
另外,电容和电阻可以形成对应于第二串的电容器C1、C2和C3放电多快的时间常数t。时间常数t可以在10μs至50ms的范围内,有利地为0.1至15ms,并且优选地是0.5至5ms。时间常数t对应于RC或与其成比例,其中R为第一串的电阻,并且C为第二串的电容。
通过将第一串电阻器和第二串电容器放在高压设备(在此以阀18进行示例)与高压设备的高压屏蔽件(在此以屏蔽件28进行示例)之间,可以提高这个设备的耐受电压。模块30充当来自电晕或流光放电的电荷的限流器。因此,通过模块30增加了阀18和屏蔽件28之间的耐受电压水平。
模块中的部件的功能简要地如下:
在正常情况下并且在没有任何放电的情况下,遮蔽件28取与HV部分相同的电位,即,与通过模块30连接到遮蔽件28的阀18相同的电位。因此,遮蔽件28将充当任何普通的HV遮蔽件。在正常使用中,由于电容和电阻器的所选择的值,电阻器R1和电容器C1、C2和C3不受电流或电场的影响,,并且不会显著地影响高压设备的功能。
因此,第一串中的电阻器R1足够好地进行传导,以确保在正常操作期间遮蔽件28和阀18处于相同的电位。如果在靠近遮蔽件的空气中没有放电事件,则当系统中出现任何过电压时,遮蔽件的电位跟随HV设备。
然而,一旦在外部HV遮蔽件28处发生电晕或流光放电,由放电引出的电流就被电阻器R1限制,这阻碍了放电。
当在高压遮蔽件处发生任何放电时,第二串电容器将消耗电荷并减少供应到电晕或流光放电中的可用电荷。由于将电荷分流到第二串电容器,用于电晕或流光放电增长的电荷的供应将受到限制,并抑制放电进一步发展。如其证明的那样,需要更高的电压以便感应从遮蔽件到接地的火花放电,这相当于增加由第一串电阻器限定的耐受电压。
因此,通过使用所选择的电阻器和电容器值来获得增加耐受电压的优化,使得对电晕或流光放电的电荷供应被第一串和第二串限制。
因此,与仅使用第一串电阻器相比,具有适当选择值的电阻器和电容器的组合实现了更高的耐受电压,这是在不增加第一串中的电阻器的大小的情况下完成的。
然而,除非采取适当的措施,否则存在由第一串和第二串的组合妨碍可靠性的风险。
而且,还可以执行措施来简化这种优化。
因此,本发明旨在简化部件的优化,结合获得适当且可靠的性能。
当早先描述的电阻器和电容器处于操作中时,即在过压冲击期间抑制击穿时,两个部件的串经历高电压应力。因此,两个串的部件需要适当地相互遮蔽和与局部外部场遮蔽,以便能够耐受较高电压,以及调节遮蔽件28与阀18之间的保护间隔中的受控击穿。
另外,部件对遮蔽件的机械支撑提出了介电要求。
以上描述的问题可以通过使用包括至少一个第一抑制器模块30的抑制器模块装置来解决。因此,第一抑制器模块30可以被设计成处理电气、绝缘和机械性质的所有要求。
具有以上给出的值的电阻器和电容器的组合可以匹配比由电阻器单独限定的耐受水平更高的规定耐受电压水平。通过将第一串电阻器R1以及第二串电容器C1、C2和C3一起放置在模块30的内部中,获得了足够机械坚固的结构,其消除了对来自HV设备18的主屏蔽件28的任何其他机械支撑的需要。通过提供具有彼此物理隔开的部件的封闭模块,获得了部件的和部件之间的良好耐受电压,这导致具有在操作期间内部击穿的低风险的良好可靠性。通过利用绝缘或介电介质填充部件周围的容积,部件的和部件之间的耐受电压进一步提高。这降低了操作期间的内部击穿的风险,从而更进一步提高了可靠性。电阻或者可以通过商业部件来实现。然而,当使用压铸固体绝缘介质时,至少一个电阻器可以通过在介电材料的压铸结构中填充合适电阻率的材料来获得。
将串放置在抑制器模块中(可能地被绝缘介质包围)也允许独立优化第一串和第二串,这简化了获得提高的耐受电压的优化过程。
端子遮蔽件38和40不仅被提供用于平滑化和控制模块30外部的电场。它们也可以用作在模块的过压时发起电晕或流光放电的零件。
抑制器模块30的遮蔽件38和40之间的形状和距离可以确保有足够的电耐受能力。因此,它们可以被设计用于特定的第一外部耐受电压,而内部的部件被设计用于第二内部耐受电压。
因此,围绕模块的壁36的外部遮蔽件38和40可以以这种方式设计,即实现模块的所需外部耐受电压。出于这个原因,外部耐受电压可以被设置成比单独第一串的耐受电压更高。然而,外部耐受电压可以同时被设置成低于通过所选择的电阻器和电容器值获得的第二内部耐受电压。因此,模块30上的任何击穿将发生在遮蔽件38与40之间,并且不会损坏模块30的内部。该设计应被实现为使得当模块上方的电压大于外部耐受电压时,间隔(即由两个遮蔽件38和40之间的距离沿着壁36的长度限定的保护间隔)的第一遮蔽件和第二遮蔽件之间的距离和几何形状是闭合的。因此,间隔的几何形状和长度应被设计成使得当发起电晕或流光放电时,将发生火花放电。
在许多已经存在的设计中,抑制器模块30是紧凑的,并且可以装配到高压设备和遮蔽件之间的现有空间中。抑制器模块30因此可以被改造成已经存在的高电压设计。
本发明具有许多另外的优点。它允许减少高压设备(诸如HVDC装置)的占地面积和成本。通过减少绝缘所需的空气间隙,可以在该领域取得显著进步。
在上文中由呈阀厅的形式的外壳示例出了相邻物体。应该认识到的是,相邻物体绝不限于这种物体。事实上,相邻物体不一定是外壳,但是可以是靠近高压设备的一部分的隔开的物体。作为示例,这种相邻物体可以设置在室外。
从前面的讨论显而易见的是,本发明可以以多种方式变化。
例如,在抑制器模块装置中可以有更多的抑制器模块。例如,在阀18与遮蔽件28之间可以有与第一抑制器模块并联连接的第二抑制器模块。在这种情况下,第一抑制器模块可以包括第一串电阻器,而第二抑制器模块可以包括第二串电容器,反之亦然。这样的一个优点是更好的机械稳定性。
因此,应当认识到,本发明仅受以下权利要求的限制。
Claims (19)
1.一种用于在高压设备(18)与用于所述高压设备的第一屏蔽件元件(28)之间连接的抑制器模块装置,所述抑制器模块装置包括
第一串,
第二串,以及
至少一个第一抑制器模块(30),
其中,所述第一串包括至少一个电阻器(R1),所述第二串包括至少一个电容器(C1、C2、C3),所述第一串与所述第二串物理地隔开并且与所述第二串并联电连接,并且所述至少一个第一抑制器模块(30)包括
第一电连接端子(32),所述第一电连接端子在所述模块的第一端处,用于连接到所述高压设备(18),
第二电连接端子(34),所述第二电连接端子在所述模块的第二端处,用于连接到所述第一屏蔽件元件(28),以及
封闭的内部,所述封闭的内部包括电连接在所述第一电连接端子(32)与第二电连接端子(34)之间的所述第一串和第二串中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的抑制器模块装置,其中,所述第一抑制器模块(30)包括连接在所述第一电连接端子(32)与第二电连接端子(34)之间的所述第一串和所述第二串两者。
3.根据权利要求1所述的抑制器模块装置,还包括第二抑制器模块,其中,所述第一抑制器模块包括所述第一串,并且所述第二抑制器模块包括所述第二串。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的抑制器模块装置,其中,所述封闭的内部包括绝缘介质(I)。
5.根据权利要求4所述的抑制器模块装置,其中,所述绝缘介质(I)是流体。
6.根据权利要求4所述的抑制器模块装置,其中,所述绝缘介质(I)是固体。
7.根据权利要求6所述的抑制器模块装置,其中,所述至少一个电阻器(R1)被实现为固体绝缘介质的压铸结构中的电阻性填充材料。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的抑制器模块装置,还包括在所述第一抑制器模块(30)的第一电连接端子(32)和第二电连接端子(34)之间延伸以便将所述抑制器模块(30)的内部与外部隔开的介电材料的至少一个壁(36)。
9.根据权利要求8所述的抑制器模块装置,还包括:第一遮蔽件(38)和第二遮蔽件(40),所述第一遮蔽件在所述第一抑制器模块的第一端处围绕所述至少一个壁(36)并连接到所述第一电连接端子(32),所述第二遮蔽件在所述第一抑制器模块的第二端处围绕所述至少一个壁(36)并连接到所述第二电连接端子(34)。
10.根据权利要求9所述的抑制器模块装置,其中,所述第一抑制器模块(30)的外部在所述第一电连接端子(32)和第二电连接端子(34)之间具有第一耐受电压,并且所述第一抑制器模块(30)的内部在所述第一电连接端子(32)和第二电连接端子(34)之间具有第二耐受电压,其中所述第一耐受电压低于所述第二耐受电压。
11.根据权利要求9或10所述的抑制器模块装置,其中,所述遮蔽件具有环形形状。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的抑制器模块装置,其中,所述第一串的电阻和所述第二串的电容一起限定了在10μs至50ms范围内的时间常数t。
13.根据权利要求12所述的抑制器模块装置,其中,所述第一串的电阻和所述第二串的电容一起限定了在0.1至15ms范围内的时间常数t。
14.根据权利要求12所述的抑制器模块装置,其中,所述第一串的电阻和所述第二串的电容一起限定了在0.5至5ms范围内的时间常数t。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的抑制器模块装置,其中,所述第一串的电阻在0.1至12MΩ的范围内,并且所述第二串的电容在0.1至10nF的范围内。
16.根据权利要求15所述的抑制器模块装置,其中,所述第一串的电阻在0.2至4MΩ的范围内。
17.根据权利要求15所述的抑制器模块装置,其中,所述第一串的电阻在0.5至3MΩ的范围内。
18.一种用于与相邻物体(12)间隔开的高压设备(18)的屏蔽装置(22),其中,所述高压设备具有第一电位,并且所述相邻物体具有第二电位,所述屏蔽装置包括用于连接到所述高压设备(18)的第一屏蔽件元件(28)和根据权利要求1至17中任一项所述的抑制器模块装置。
19.一种换流站,所述换流站包括转换器(10),所述转换器用于在交流电和直流电之间进行转换,并且被封闭在外壳(12)中,所述转换器包括多个转换器阀(14、16、18、20),其中所述转换器阀(18)中的至少一个设置有根据权利要求18所述的屏蔽装置(22)。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2018/076335 WO2020064114A1 (en) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | Inhibitor module and shielding arrangements for high voltage equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112772006A CN112772006A (zh) | 2021-05-07 |
CN112772006B true CN112772006B (zh) | 2022-04-08 |
Family
ID=63720687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201880098050.4A Active CN112772006B (zh) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 用于高压设备的抑制器模块和屏蔽装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11240929B2 (zh) |
EP (1) | EP3858121B1 (zh) |
CN (1) | CN112772006B (zh) |
WO (1) | WO2020064114A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3858120B1 (en) | 2018-09-27 | 2022-07-06 | Hitachi Energy Switzerland AG | Shielding arrangement for high voltage equipment |
CN118264125A (zh) * | 2022-12-19 | 2024-06-28 | 日立能源有限公司 | 换流阀组件 |
CN118264124A (zh) * | 2022-12-19 | 2024-06-28 | 日立能源有限公司 | 换流阀组件 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2133970A1 (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-16 | Abb Research Ltd. | Device for decreased risk of dielectric breakdown in high voltage apparatuses |
CN101802939A (zh) * | 2007-08-29 | 2010-08-11 | Abb技术有限公司 | 用于电压源换流器的高电压干式电抗器 |
CN103201643A (zh) * | 2010-11-02 | 2013-07-10 | 矢崎总业株式会社 | 高电压测试装置 |
CN204290748U (zh) * | 2011-06-29 | 2015-04-22 | Abb技术有限公司 | 模块化电压源换流器机架以及绝缘设备 |
CN105191061A (zh) * | 2013-03-19 | 2015-12-23 | 株式会社村田制作所 | 无线电力传输系统 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101473435B (zh) | 2006-06-20 | 2012-05-09 | Abb研究有限公司 | 具有增强的击穿强度的高压阀门组 |
WO2010094338A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | Abb Technology Ag | Electrical apparatus with electrostatic shield |
WO2010145694A1 (en) * | 2009-06-16 | 2010-12-23 | Abb Technology Ag | Cooling of electrical components |
WO2016066187A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-06 | Abb Technology Ltd | Power converter assembly with insulating material-covered electrodes |
EP3858120B1 (en) | 2018-09-27 | 2022-07-06 | Hitachi Energy Switzerland AG | Shielding arrangement for high voltage equipment |
-
2018
- 2018-09-27 WO PCT/EP2018/076335 patent/WO2020064114A1/en unknown
- 2018-09-27 EP EP18780090.9A patent/EP3858121B1/en active Active
- 2018-09-27 CN CN201880098050.4A patent/CN112772006B/zh active Active
- 2018-09-27 US US17/280,761 patent/US11240929B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101802939A (zh) * | 2007-08-29 | 2010-08-11 | Abb技术有限公司 | 用于电压源换流器的高电压干式电抗器 |
EP2133970A1 (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-16 | Abb Research Ltd. | Device for decreased risk of dielectric breakdown in high voltage apparatuses |
CN103201643A (zh) * | 2010-11-02 | 2013-07-10 | 矢崎总业株式会社 | 高电压测试装置 |
CN204290748U (zh) * | 2011-06-29 | 2015-04-22 | Abb技术有限公司 | 模块化电压源换流器机架以及绝缘设备 |
CN105191061A (zh) * | 2013-03-19 | 2015-12-23 | 株式会社村田制作所 | 无线电力传输系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3858121A1 (en) | 2021-08-04 |
US11240929B2 (en) | 2022-02-01 |
US20210315123A1 (en) | 2021-10-07 |
WO2020064114A1 (en) | 2020-04-02 |
CN112772006A (zh) | 2021-05-07 |
EP3858121B1 (en) | 2023-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112772006B (zh) | 用于高压设备的抑制器模块和屏蔽装置 | |
CN112772007B (zh) | 用于与相邻物体隔开的高压设备的屏蔽装置以及换流站 | |
US20110310523A1 (en) | Electrical apparatus with electrostatic shield | |
CN101473435B (zh) | 具有增强的击穿强度的高压阀门组 | |
CN110337837B (zh) | 用于高压设备的屏蔽装置 | |
US9953760B2 (en) | Transformer arrangement for mitigating transient voltage oscillations | |
EP2523194A1 (en) | Arrester | |
CN213752182U (zh) | 一种交流三相结合式金属氧化物避雷器 | |
WO2018028875A1 (en) | Surge arresters for power transformer | |
EP3170233A1 (en) | Valve unit for hvdc power converter insulated by solid material and gas | |
CN112205090B (zh) | 高压设备的屏蔽 | |
CN211045235U (zh) | 一种固体绝缘结构的高压级联隔离变压器 | |
KR102302479B1 (ko) | 가스절연 개폐장치 | |
EP2194540A1 (en) | High voltage bushing | |
US20230260695A1 (en) | A tap changer and a transformer arrangement comprising the tap changer | |
US7593207B2 (en) | Gas-insulated switchgear assembly or component of a gas-insulated switchgear assembly having an outdoor bushing | |
CN203690910U (zh) | 一种相地穿孔的六相避雷器 | |
JPH10189353A (ja) | ガス絶縁変圧器 | |
JPS6178084A (ja) | 交直変換所の避雷装置 | |
KR20110124539A (ko) | 가스 절연 개폐장치의 변류기 고정장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: Swiss Baden Applicant after: Hitachi energy Switzerland AG Address before: Swiss Baden Applicant before: ABB grid Switzerland AG |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240115 Address after: Zurich, SUI Patentee after: Hitachi Energy Co.,Ltd. Address before: Swiss Baden Patentee before: Hitachi energy Switzerland AG |