CN116018737A - 双极功率传输方案中的或与之相关的改进 - Google Patents

Abstract

在高压直流(HVDC)功率传输方案领域，存在对改进的地故障检测的需要。双极功率传输方案(12；112)通常包括远离第二转换器站(16)定位的第一转换器站(14)，连同将第一和第二转换器站(14，16)互连以允许第一和第二转换器站(14，16)之间的功率传输的第一和第二传输导管(18，20)。第一转换器站(14)通常具有第一和第二功率转换器(22，24)，其中第一功率转换器(22)包括与第一传输导管(18)连接的第一DC端子(26)、与第一AC网络(30)连接的至少一个AC端子(28)、以及通过限定第一中性区域(38)的第一互连(36)与第二功率转换器(24)的第三DC端子(34)互连的第二DC端子(32)。第二功率转换器(24)通常附加地包括与第二传输导管(20)连接的第四DC端子(40)和与第二AC网络(44)连接的至少一个AC端子(42)。第一转换器站(14)可以附加地包括：第一接地电路(70)，其在使用中连接在第一中性区域(38)和地(72)之间，并且可切换成操作中和不操作；以及第一电流传感器(78)和第一电压测量器(80)中的至少一个，第一电流传感器(78)配置成在使用中测量第一中性区域(38)和地(72)之间的电流流动，而第一电压测量器(80)配置成在使用中测量第一中性区域(38)和地(72)之间的电压差。通常，第二转换器站(16)具有第三和第四功率转换器(46，48)，其中第三功率转换器(46)包括与第一传输导管(18)连接的第五DC端子(50)、与第三AC网络(54)连接的至少一个AC端子(52)、以及通过限定第二中性区域(62)的第二互连(60)与第四功率转换器(48)的第七DC端子(58)互连的第六DC端子(56)。第四功率转换器(48)通常附加地包括与第二传输导管(20)连接的第八DC端子(64)和与第四AC网络(68)连接的至少一个AC端子(66)。第二转换器站(16)可以附加地包括：第二接地电路(84)，其在使用中连接在第二中性区域(62)和地(72)之间，并且可切换成操作中和不操作；以及第二电流传感器(90)和第二电压测量器(92)中的至少一个，第二电流传感器(90)配置成在使用中测量第二中性区域(62)和地(72)之间的电流流动，而第二电压测量器(92)配置成在使用中测量第二中性区域(62)和地(72)之间的电压差。故障检测器(10；100；110；130)包括故障检测器控制器(96；104；122；132)，故障检测器控制器被布置成在使用中与第一和第二接地电路(70，84)以及至少第一和第二电流传感器(78，90)或第一和第二电压测量器(80，92)可操作地通信，并且被编程为通过以下方式检测第一和第二中性区域(38，62)中的一个或另一个中的地故障(150)：将第一接地电路(70)配置成操作，并将第二接地电路(84)配置成不操作；使用第一电流传感器(78)检查第一中性区域(38)中的第一错误电流和使用第二电压测量器(92)检查第二中性区域(62)中的第一错误电压中的至少一个；如果标识第一错误电流或者如果标识第一错误电压，则识别出第二中性区域(62)中的地故障(150)；将第一接地电路(70)配置成不操作并且将第二接地电路(84)配置成操作；使用第二电流传感器(90)检查第二中性区域(62)中的第二错误电流和使用第一电压测量器(80)检查第一中性区域(38)中的第二错误电压中的至少一个；以及如果标识第二错误电流或者如果标识第二错误电压，则识别出第一中性区域(38)中的地故障(150)。

Description

双极功率传输方案中的或与之相关的改进

技术领域

本发明涉及一种用于双极功率传输方案的故障检测器，包括这样的故障检测器的相应双极功率传输方案，以及检测这样的双极功率传输方案中的故障的方法。

背景技术

在高压直流(HVDC)功率传输网络中，AC功率通常被转换成DC功率以用于经由架空线路、海底线缆和/或地下线缆传输。这种转换消除了对补偿由功率传输介质(即，传输线路或线缆)施加的AC电容性负载效应的需要，并且降低了每公里的线路和/或线缆的成本，并且因此在需要在长距离上传送功率时变得有成本效益。DC功率也能直接从离岸风电场传送到向岸AC功率传输网络。。

DC功率和AC功率之间的转换用于其中必需互连DC和AC网络的情况下。在任何这种功率传输网络中，在AC功率和DC功率之间的每个接口处要求转换器(即，功率转换器)，以实现从AC到DC或从DC到AC的所要求的转换。

取决于应用和方案特征，在HVDC功率传输网络内选择合适的HVDC功率传输方案有所不同。这样的方案的一种类型是双极功率传输方案，其可以包括或可以不包括回路导管，例如以专用金属回路的形式，并且其可以配置成以各种不同的模式操作，诸如刚性双极、具有专用回路导管的单极、或者利用正常的第一和第二传输导管之一作为回路路径的单极。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于双极功率传输方案的故障检测器，包括远离第二转换器站定位的第一转换器站和将所述第一和第二转换器站互连以允许所述第一和第二转换器站之间的功率传输的第一和第二传输导管，

所述第一转换器站具有第一和第二功率转换器，所述第一功率转换器包括与所述第一传输导管连接的第一DC端子、与所述第一AC网络连接的至少一个AC端子、以及通过限定第一中性区域的第一互连与所述第二功率转换器的第三DC端子互连的第二DC端子，所述第二功率转换器附加地包括与所述第二传输导管连接的第四DC端子和与第二AC网络连接的至少一个AC端子，所述第一转换器站附加地包括在使用中连接在所述第一中性区域和地之间并且可切换为操作中和不操作的第一接地电路，以及第一电流传感器和第一电压测量器中的至少一个，所述第一电流传感器配置成在使用中测量所述第一中性区域和地之间的电流流动，而所述第一电压测量器配置成在使用中测量所述第一中性区域和地之间的电压差；以及

所述第二转换器站具有第三和第四功率转换器，所述第三功率转换器包括与所述第一传输导管连接的第五DC端子、与第三AC网络连接的至少一个AC端子、以及通过限定第二中性区域的第二互连与所述第四功率转换器的第七DC端子互连的第六DC端子，所述第四功率转换器附加地包括与所述第二传输导管连接的第八DC端子和与第四AC网络连接的至少一个AC端子，所述第二转换器站附加地包括在使用中连接在所述第二中性区域和地之间并且可切换成操作中和不操作的第二接地电路，以及第二电流传感器和第二电压测量器中的至少一个，所述第二电流传感器配置成在使用中测量所述第二中性区域和地之间的电流流动，而所述第二电压测量器配置成在使用中测量所述第二中性区域和地之间的电压差；

所述故障检测器包括故障检测器控制器，所述故障检测器控制器被布置成在使用中与所述第一和第二接地电路以及至少所述第一和第二电流传感器或所述第一和第二电压测量器可操作地通信，并且被编程为通过以下方式检测所述第一和第二中性区域中的一个或另一个中的地故障：

将所述第一接地电路配置成操作中，并将所述第二接地电路配置成不操作；

使用所述第一电流传感器检查所述第一中性区域中的第一错误电流和使用所述第二电压测量器检查所述第二中性区域中的第一错误电压中的至少一个；

如果标识第一错误电流或者如果标识第一错误电压，则识别出所述第二中性区域中的地故障；

将所述第一接地电路配置成不操作并且将所述第二接地电路配置成操作中；

使用所述第二电流传感器检查所述第二中性区域中的第二错误电流和使用所述第一电压测量器检查所述第一中性区域中的第二错误电压中的至少一个；以及

如果标识第二错误电流或者如果标识第二错误电压，则识别出所述第一中性区域中的地故障。

使这种故障检测器包括故障检测器控制器，该故障检测器控制器被编程为在第二接地电路不操作时将第一接地电路配置成操作，并且然后备选地，在第二接地电路操作时将第一接地电路配置成不操作，有利地补偿了故障检测的灵敏度，该灵敏度正常情况下随着地故障位置朝向被接地的转换器站移动，即，随着发生地故障的点更靠近转换器站而降低，转换器站将其中性区域通过被切换到操作的对应接地电路电气连接到地。

一个转换器站然后另一个转换器站的这样的交替接地允许当另一个转换器站被接地时，检测到靠近一个转换器站并且因此通常不容易检测到的任何故障，使得相同的故障然后相对较远，并且对应的故障检测灵敏度由此足够高以检测到故障。

此外，在整个功率传输方案中，即靠近两个转换器站，检测地故障的能力是有益的，因为例如在要求该方案传送高功率的稍后阶段，检测这样的故障的失败将导致功率分配器的收入损失，并且还降低该方案的整体利用率和可用性。

优选地，所述双极功率传输方案附加地包括将所述第一转换器站的所述第一中性区域与所述第二转换器站的所述第二中性区域互连的回路导管，

所述第一转换器站附加地包括：第三电流传感器，其配置成在使用中测量所述第一中性区域和所述回路导管之间的电流流动，

所述第二转换器站附加地包括：第四电流传感器，其配置成测量所述第二中性区域和所述回路导管之间的电流流动，以及

所述故障检测器控制器附加地配置成在使用中与所述第三和另外的电流传感器可操作地通信，并且被附加地编程为通过检查由所述第三和第四电流传感器测量的电流流动的错误差异来区分所述第一和第二中性区域中的一个或另一个中和所述回路导管中的地故障。

使故障检测器控制器附加地布置成在使用中与这样的第三和第四电流传感器可操作地通信，并且以前述方式被进一步编程，有助于故障检测器检测功率传输方案内的回路导管中或其附近的地故障，并且因此将故障检测器的有用性延伸到附加的功率传输方案配置。

可选地，所述故障检测器控制器被进一步编程为在使用中发起所述第一和第二传输导管之间的电流不平衡。

在第一和第二传输导管之间供应电流不平衡(连同一个转换器站然后另一个转换器站的交替接地)，例如当双极功率传输方案配置成在使用中以仅一个转换器站接地的刚性双极模式操作时，有益地帮助允许使用第一和第二电压测量器检测第一和第二中性区域中的地故障。

此外，当前述双极功率传输方案备选地配置成在使用中操作在平衡双极模式下时，其中每个转换器站最初接地，在第一和第二传输导管之间供应电流不平衡(连同一个转换器站然后另一个转换器站的交替接地)类似地有助于允许使用第一和第二电压测量器检测第一和第二中性区域中的地故障。

更进一步，当双极功率传输方案附加地包括回路导管并且操作在平衡双极模式下时，第一和第二传输导管之间的电流不平衡的发起使得电流流过回路导管，并且因此有助于允许使用第一和第二电流传感器检测第一和第二中性区域中的地故障，以及使用第三和第四电流传感器区分第一和第二中性区域中的或者回路导管中的地故障。

所述第一接地电路以及所述第一电流传感器和第一电压测量器中的至少一个可以形成所述故障检测器的一部分。

优选地，第二接地电路以及所述第二电流传感器和第二电压测量器中的至少一个形成所述故障检测器的一部分。

在本发明的另一个优选实施例中，第三和第四电流传感器形成故障检测器的一部分。

这样的故障检测器具有有助于确保接地电路、电流传感器和电压测量器之间可靠且一致的相互操作的优点。

故障检测器可以附加地包括在使用中连接在所述第一中性区域和地之间的第一高阻抗元件，以及在使用中连接在所述第二中性区域和地之间的第二高阻抗元件。

在本发明的优选实施例中，第一和第二高阻抗元件中的至少一个可切换成操作中和不操作。

在本发明的另一优选实施例中，第一和第二高阻抗元件中的每个都是浪涌放电器或高电阻之一。

包括这样的第一和第二高阻抗元件有助于经由通过第一和第二电压测量器检查第一和第二错误电压差来检测相应的地故障。

根据本发明的第二方面，提供了一种双极功率传输方案，包括：

第一转换器站；

第一和第二传输导管，以在使用中将所述第一转换器站与远离所述第一转换器站定位的第二转换器站互连，并且从而允许所述第一和第二转换器站之间的所述功率传输，所述第一转换器站具有第一和第二功率转换器，所述第一功率转换器包括与所述第一传输导管连接的第一DC端子、与第一AC网络连接的至少一个AC端子、以及通过限定第一中性区域的第一互连与所述第二功率转换器的第三DC端子互连的第二DC端子，所述第二功率转换器附加地包括与所述第二传输导管连接的第四DC端子和与第二AC网络连接的至少一个AC端子，并且所述第二转换器站具有第三和第四功率转换器，所述第三功率转换器包括与所述第一传输导管连接的第五DC端子、与第三AC网络连接的至少一个AC端子、以及通过限定第二中性区域的第二互连与所述第四功率转换器的第七DC端子互连的第六DC端子，所述第四功率转换器附加地包括与所述第二传输导管连接的第八DC端子和与第四AC网络连接的至少一个AC端子；以及

故障检测器，包括：

第一接地电路，其连接在所述第一中性区域和地之间，并且可切换成操作中和不操作；

配置成测量所述第一中性区域和地之间的电流流动的第一电流传感器和配置成测量所述第一中性区域和地之间的电压差的第一电压测量器中的至少一个；以及

故障检测器控制器，其被布置成与所述第一接地电路和所述第一电流传感器或所述第一电压测量器中的至少一个可操作地通信，被布置成在使用中与连接在所述第二中性区域和地之间的第二接地电路可操作地通信，并且可切换成操作中和不操作，被布置成在使用中与配置成测量所述第二中性区域和地之间的电流流动的第二电流传感器和配置成测量所述第二中性区域和地之间的电压差的第二电压测量器中的至少一个可操作地通信，并且被编程为通过以下方式检测所述第一和第二中性区域中的一个或另一个中的地故障：

将所述第一接地电路配置成操作中，并将所述第二接地电路配置成不操作；

使用所述第一电流传感器检查所述第一中性区域中的第一错误电流和使用所述第二电压测量器检查所述第二中性区域中的第一错误电压中的至少一个；

如果标识第一错误电流或者如果标识第一错误电压，则识别出所述第二中性区域中的地故障；

将所述第一接地电路配置成不操作并且将所述第二接地电路配置成操作中；

使用所述第二电流传感器检查所述第二中性区域中的第二错误电流和使用所述第一电压测量器检查所述第一中性区域中的第二错误电压中的至少一个；以及

如果标识第二错误电流或者如果标识第二错误电压，则识别出所述第一中性区域中的地故障。

这样的双极功率传输方案分享了与本发明的故障检测器的特征关联的益处，但是附加地巩固了对该方案的第一侧(即具有第一转换器站的一侧)的地故障检测的控制。

根据本发明的第三方面，提供了一种双极功率传输方案，包括：

彼此远离定位的第一和第二转换器站；

第一和第二传输导管，将第一和第二转换器站彼此互连，并且从而允许所述第一和第二转换器站之间的所述功率传输，所述第一转换器站具有第一和第二功率转换器，所述第一功率转换器包括与所述第一传输导管连接的第一DC端子、与第一AC网络连接的至少一个AC端子、以及通过限定第一中性区域的第一互连与所述第二功率转换器的第三DC端子互连的第二DC端子，所述第二功率转换器附加地包括与所述第二传输导管连接的第四DC端子和与第二AC网络连接的至少一个AC端子，并且所述第二转换器站具有第三和第四功率转换器，所述第三功率转换器包括与所述第一传输导管连接的第五DC端子、与第三AC网络连接的至少一个AC端子、以及通过限定第二中性区域的第二互连与所述第四功率转换器的第七DC端子互连的第六DC端子，所述第四功率转换器附加地包括与所述第二传输导管连接的第八DC端子和与第四AC网络连接的至少一个AC端子；以及

故障检测器，包括：

第一接地电路，其连接在所述第一中性区域和地之间，并且可切换成操作中和不操作；

配置成测量所述第一中性区域和地之间的电流流动的第一电流传感器和配置成测量所述第一中性区域和地之间的电压差的第一电压测量器中的至少一个；

第二接地电路，其连接在所述第二中性区域和地之间，并且可切换成操作中和不操作；

配置成测量所述第二中性区域和地之间的电流流动的第二电流传感器和配置成在使用中测量所述第二中性区域和地之间的电压差的第二电压测量器中的至少一个；以及

故障检测器控制器，被布置成与所述第一和第二接地电路以及至少所述第一和第二电流传感器或所述第一和第二电压测量器可操作地通信，并且被编程为通过以下方式检测所述第一和第二中性区域中的一个或另一个中的地故障：

将所述第一接地电路配置成操作中，并将所述第二接地电路配置成不操作；

使用所述第一电流传感器检查所述第一中性区域中的第一错误电流和使用所述第二电压测量器检查所述第二中性区域中的第一错误电压中的至少一个；

如果标识第一错误电流或者如果标识第一错误电压，则识别出所述第二中性区域中的地故障；

将所述第一接地电路配置成不操作并且将所述第二接地电路配置成操作中；

使用所述第二电流传感器检查所述第二中性区域中的第二错误电流和使用所述第一电压测量器检查所述第一中性区域中的第二错误电压中的至少一个；以及

如果标识第二错误电流或者如果标识第二错误电压，则识别出所述第一中性区域中的地故障。

这样的双极功率传输方案分享了与本发明的故障检测器的特征关联的益处，但是附加地确保了跨整个方案的统一控制。

根据本发明的第四方面，提供了一种检测双极功率传输方案中的故障的方法，所述方案包括远离第二转换器站定位的第一转换器站和将所述第一和第二转换器站互连以允许所述第一和第二转换器站之间的功率传输的第一和第二传输导管，

第一转换器站具有第一和第二功率转换器，第一功率转换器包括与第一传输导管连接的第一DC端子、与第一AC网络连接的至少一个AC端子、以及通过限定第一中性区域的第一互连与第二功率转换器的第三DC端子互连的第二DC端子，所述第二功率转换器附加地包括与第二传输导管连接的第四DC端子和与第二AC网络连接的至少一个AC端子，以及

第二转换器站具有第三和第四功率转换器，第三功率转换器包括与第一传输导管连接的第五DC端子、与第三AC网络连接的至少一个AC端子、以及通过限定第二中性区域的第二互连与第四功率转换器的第七DC端子互连的第六DC端子，所述第四功率转换器附加地包括与第二传输导管连接的第八DC端子和与第四AC网络连接的至少一个AC端子，

所述双极功率传输方案进一步包括故障检测器，所述故障检测器包括：

第一接地电路，其在使用中连接在所述第一中性区域和地之间，并且可切换成操作中和不操作；

配置成在使用中测量所述第一中性区域和地之间的电流流动的第一电流传感器和配置成在使用中测量所述第一中性区域和地之间的电压差的第一电压测量器中的至少一个；

第二接地电路，其在使用中连接在所述第二中性区域和地之间，并且可切换成操作中和不操作；

配置成在使用中测量所述第二中性区域和地之间的电流流动的第二电流传感器和配置成在使用中测量所述第二中性区域和地之间的电压差的第二电压测量器中的至少一个；以及

所述方法通过执行以下步骤来检测所述第一和第二中性区域中的一个或另一个中的地故障：

将所述第一接地电路配置成操作中，并将所述第二接地电路配置成不操作；

使用所述第一电流传感器检查所述第一中性区域中的第一错误电流和使用所述第二电压测量器检查所述第二中性区域中的第一错误电压中的至少一个；

如果标识第一错误电流或者如果标识第一错误电压，则识别出所述第二中性区域中的地故障；

将所述第一接地电路配置成不操作并且将所述第二接地电路配置成操作中；

使用所述第二电流传感器检查所述第二中性区域中的第二错误电流和使用所述第一电压测量器检查所述第一中性区域中的第二错误电压中的至少一个；以及

如果标识第二错误电流或者如果标识第二错误电压，则识别出所述第一中性区域中的地故障。

本发明的方法类似地共享了与本发明的故障检测器的对应特征关联的益处。

将领会，除非另有规定，否则在本专利说明书中使用术语“第一”和“第二”等仅仅意在帮助区分类似的特征(例如，第一和第二转换器站，以及第一和第二传输导管)，而意图指示一个特征优于另一个特征的相对重要性。

在本申请的范围内，明确地意图的是，在前述段落和权利要求和/或以下的描述和附图中阐述的各个方面、实施例、示例和备选，以及特别是其单独特征，可以独立地或以任何组合来采用。也就是说，所有实施例和任何实施例的所有特征可以以任何方式和/或组合来组合，除非此类特征不相容。申请人保留相应地改变任何最初提交的权利要求或提交任何新权利要求的权利，包括修改任何最初提交的权利要求以取决于和/或并入任何其它权利要求的任何特征(尽管没有以该方式原始地要求保护)的权利。

附图说明

现在，接下来通过非限制示例，参考以下附图，对本发明的优选实施例进行简要描述，附图中：

图1示出了根据本发明第一实施例的故障检测器的示意图，该故障检测器形成了配置成在第一模式下操作的第一双极功率传输方案的一部分；

图2示出了根据本发明第二实施例的故障检测器的示意图，该故障检测器形成了配置成在第二模式下操作的第一双极功率传输方案的一部分；

图3示出了根据本发明第三实施例的故障检测器的示意图，该故障检测器形成了配置成在第三模式下操作的第二双极功率传输方案的一部分；以及

图4示出了根据本发明第四实施例的故障检测器的示意图，该故障检测器形成了配置成在第四模式下操作的第二双极功率传输方案的一部分；

具体实施方式

根据本发明第一实施例的故障检测器一般由附图标记10指定，如图1所示。

第一故障检测器10位于第一双极功率传输方案12内，该方案配置成操作在第一模式下，该第一模式是刚性双极模式。

第一双极功率传输方案12包括第一转换器站14，该第一转换器站远离第二转换器站16定位，即与第二转换器站隔开相当大的距离。第一转换器站14可以是离岸转换器站，并且第二转换器站16可以是向岸转换器站，尽管不需要一定是这种情况，例如转换器站14、16两者都可以是向岸转换器站。

此外，在所示的实施例中，第一双极功率传输方案12包括第二转换器站16，例如向岸转换器站，但是其它实施例可以仅包括第一转换器站14，例如仅包括离岸转换器站。当第三方拥有或管理第二转换器站和与其关联的下游功率传输网络时，本发明的这样的其它实施例可以适用，并且双极功率传输方案意在与这样的第二转换器站和关联的功率传输网络互操作。

在任何情况下，第一故障检测器优选地操作上与一个转换器站或另一个转换器站关联，即主要位于其中，即使它与来自两个转换器站的组件都通信。双极功率传输方案的又进一步的实施例可以包括两个故障检测器，每个故障检测器在操作上与给定的转换器站关联。

返回到所示的实施例，第一转换器站14和第二转换器站16通过第一传输导管18和第二传输导管20互连，即第一“极”和第二“极”(因此该方案构成“双极”方案)，它们允许第一转换器站14和第二转换器站16之间的功率传输。第一传输导管18和第二传输导管20中的每个可以是或包括海底线缆、地下线缆、架空线路或这样的线缆和线路的混合。

第一转换器站14具有第一功率转换器22和第二功率转换器24。

第一功率转换器22包括与第一传输导管18连接的第一DC端子26。它还包括三个AC端子28(仅示出了其中一个)，每一个端子与第一AC网络30的相应相连接。取决于第一AC网络中存在的相数，其它实施例可以包括少于或多于三个AC端子。第一功率转换器22进一步包括第二DC端子32，该第二DC端子通过限定第一中性区域38的第一互连36(例如第一连接总线)与第二功率转换器24的第三DC端子34互连。

第二功率转换器24附加地包括与第二传输导管20连接的第四DC端子40，以及与第二AC网络44的相应相连接的三个AC端子42(仅示出了其中一个)。

同时，第二转换器站16具有第三功率转换器46和第四功率转换器48。

类似地，第三功率转换器46包括与第一传输导管18连接的第五DC端子50、三个AC端子52(仅示出一个)，每一个AC端子52与第三AC网络54的相应相连接，以及第六DC端子56，其通过限定第二中性区域62的第二互连60(例如第二连接总线)与第四功率转换器48的第七DC端子58互连。

第四功率转换器48附加地包括与第二传输导管20连接的第八DC端子64，以及三个AC端子66(仅示出一个)，每一个AC端子66与第四AC网络68连接。

所示的第一功率转换器22是电压源转换器，尽管可以使用其它类型的功率转换器。

所示的电压源转换器具有已知的配置，该配置包括在第一DC端子26和第二DC端子32之间延伸的三个转换器分支，并且对应于第一AC网络30的相应相。每个转换器分支包括第一和第二分支部分，它们由对应的AC端子28分开。

每个分支部分包括在关联的AC端子28和第一DC端子26或第二DC端子32中对应的一个之间延伸的链式链路转换器。每个链式链路转换器包括多个串联连接的链式链路模块，而每个链式链路模块包括多个开关元件，这些开关元件与电容器形式的能量存储装置并联连接(尽管，然而也可以使用其它类型的能量存储装置，即能够存储和释放能量以选择性地提供电压的任何装置，例如燃料电池或电池)。

供应多个链式链路模块意味着可能经由插入多个链式链路模块(其中每个链式链路模块提供它自己的电压)的能量存储装置(即电容器)跨每个链式链路转换器积聚(buildup)组合电压，所述组合电压高于从每个单独的链式链路模块可得的电压。

因此，这些链式链路模块中的每个链式链路模块都一起操作，以允许链式链路转换器提供阶跃可变电压源。这允许使用逐步近似法跨每个链式链路转换器生成电压波形。这样，每个链式链路转换器能够提供宽范围的复合波形。

例如，每个链式链路转换器以前述方式的操作能用于在每个AC端子28处生成AC电压波形，并且从而使得电压源转换器能够提供前述功率转移功能性，即，第一AC网络30和第一传输导管18之间的功率转移。

第二功率转换器24、第三功率转换器46和第四功率转换器48中的每个都是类似配置的电压源转换器，其在第一传输导管18和第二传输导管20与对应的AC网络44、54、68之间提供所要求的功率转移功能性。然而，也能使用其它类型的功率转换器。

第一转换器站14还包括第一接地电路70，该电路在使用中连接在第一中性区域38和地72之间。

第一接地电路70由第一接地电阻74形成，该第一接地电阻通常约为5Ω至50Ω，其可切换成操作中和不操作，即可切换以便选择性地将第一中性区域38和关联的第一转换器站14连接到地72和从地72断开。在一些实施例(未示出)中，可以省略第一接地电阻，并且仅通过打开和闭合第一接地开关来提供接地，即固体接地。

这样的切换由第一接地开关76提供，该第一接地开关优选为机械开关，例如直流换向开关、中性母线地开关、快速开关、断开器开关或Joslyn开关。第一接地开关76也可以是功率电子开关，诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)等等。

第一转换器站14还包括：第一电流传感器78，其在使用中配置成测量第一中性区域38和地72之间的电流流动；以及第一电压测量器80，其在使用中配置成测量第一中性区域38和地72之间的电压差。

更具体地，在所示的实施例中，第一转换器站14附加地包括第一高阻抗元件82，该元件在使用中连接在第一中性区域38和地72之间，并且第一电压测量器80配置成测量在第一高阻抗元件82两端产生的电压差。

第一高阻抗元件82是浪涌放电器，尽管在本发明的其它实施例中，它可以替代地是高电阻，例如大约100Ω到5kΩ的电阻，其可以可切换成操作中和不操作，即可以选择性地在第一中性区域38和地72之间连接和断开。

除了前述内容，第二转换器站16还包括第二接地电路84，该电路在使用中连接在第二中性区域62和地72之间。第二接地电路84类似地由第二接地电阻86形成，该第二接地电阻再次典型地约为5Ω至50Ω，其可通过第二接地开关88可切换成操作中和不操作。在一些实施例(未示出)中，也可以类似地省略第二接地电阻，并且仅通过打开和闭合第二接地开关来提供接地。

第二转换器站16仍进一步包括：第二电流传感器90，其在使用中配置成测量第二中性区域62和地72之间的电流流动；以及第二电压测量器92，其在使用中配置成测量第二中性区域62和地72之间的电压差。

所示的第二转换器站16也类似地包括在使用中连接在第二中性区域62和地72之间的第二高阻抗元件94，并且第二电压测量器92配置成测量第二高阻抗元件94两端产生的电压差，该第二高阻抗元件再次是浪涌放电器，尽管在本发明的其它实施例中，它可以类似地替代为可以可切换成操作中和不操作的高电阻。

同时，第一故障检测器10包括第一故障检测器控制器96，该控制器在使用中被布置成与第一和第二接地电路(70，84)、第一和第二电流传感器(78，90)以及第一和第二电压测量器(80，92)可操作地通信。

在本发明的其它实施例(未示出)中，第一接地电路和第一电流传感器或第一电压测量器中的至少一个可以形成第一故障检测器的一部分。在本发明的又进一步实施例(也未示出)中，第二接地电路和第二电流传感器或第二电压测量器中的至少一个也可以备选地或附加地形成第一故障检测器的一部分。本发明这样的附加实施例还可以包括第一和第二高阻抗元件中的一个或两个。

返回到所示的实施例，第一故障检测器控制器96也被编程为检测第一中性区域38和第二中性区域62中的一个或另一个中的地故障150。

更特别地，如上所指示的，当第一双极功率传输方案12配置成在一个转换器站接地的情况下操作在刚性双极模式下，使得在正常操作中，流过地72的任何电流基本为零，并且因此可忽略不计时，第一故障检测器控制器96被编程为执行以下操作，尽管不一定按以下顺序。

第一故障检测器控制器96将第一接地电路70配置成操作中，即通过使第一接地开关76闭合而切换到操作，并将第二接地电路84配置成不操作，即通过打开第二接地开关88。

然后，第一故障检测器控制器96发起第一传输导管18和第二传输导管20之间的临时电流不平衡，例如通过与第一转换器站14和第二转换器站16的每一个中的独立控制器(未示出)通信，以变更由第一传输导管18和第二传输导管20中的一个或两个所携带的电压和/或电流。

附加地，在具有可切换高电阻形式的第一高阻抗元件82和第二高阻抗元件94的本发明的实施例中，第一故障检测器控制器96被进一步编程为在发起前述电流不平衡之前，将第二高阻抗元件94(即第二高电阻)切换成操作中，使得其连接在第二中性区域62和地72之间。

在此之后，第一故障检测器控制器96然后使用第二电压测量器92检查第二中性区域62中的第一错误电压。

更特别地，第一传输导管18和第二传输导管20之间的电流不平衡的创建导致在第二转换器站16处，即在第二中性区域62中电压的产生。

在没有任何地故障150的情况下，所产生的电压将具有预期值，该预期值可以基于不平衡电流流动的级别(其可以通过考虑第一电流传感器78和第二电流传感器90中的一个或两个的测量来建立)和在该电流流动级别下第二高阻抗元件94的对应阻抗级别来确定。

相比之下，在第二中性区域62中的地故障150的情况下，不平衡的电流将流过较低阻抗地故障150，而不是流过较高阻抗第二高阻抗元件94，结果是在第二中性区域62中产生的实际电压，即由第二电压测量器92所测量的电压，将远低于预期产生的电压。

因此，如果由第二电压测量器92测量的电压显著低于预期产生的电压，则第一故障检测器控制器96能够标识第一错误电压，并且从而识别出在第二中性区域62中存在地故障150。在这点上，显著低于预期产生电压的产生电压通常比预期电压低约70％到80％，尽管该阈值可以变化，并且优选地将诸如电压测量准确度等因素考虑进去。

然后可以采取保护动作来断开故障区域，并且根据需要重新配置第一双极功率传输方案12。所述方案12然后可以用新的配置恢复到正常操作，同时修复故障区域。此外，故障检测器控制器96能被编程为再次执行前述步骤，例如在设置的时间间隔已经过去之后。

如果在第二中性区域62中产生的实际电压没有显著低于预期产生的电压，那么第一故障检测器控制器96被编程为重新平衡第一传输导管18和第二传输导管20中的电流(以便将任何地电流降低到尽可能最小)，并且然后将第一接地电路70配置成不操作，即通过打开第一接地开关76，并且将第二接地电路84配置成操作中，即通过闭合第二接地开关88。

然后，第一故障检测器控制器96再次发起第一传输导管18和第二传输导管20之间的临时电流不平衡，并且在具有可切换高电阻形式的第一高阻抗元件82和第二高阻抗元件94的本发明的实施例中，第一故障检测器控制器96类似地将第一高阻抗元件82(即第一高电阻)切换成操作中，使得其在发起前述电流不平衡之前，连接在第一中性区域38和地72之间。

第一故障检测器控制器96然后使用第一电压测量器80检查第一中性区域38中的第二错误电压。

以与上述类似的方式，第一传输导管18和第二传输导管20之间的电流不平衡的创建导致在第一转换器站14处，即在第一中性区域38中的电压的产生，该电压在没有任何故障电流的情况下，将具有基于不平衡电流流动的级别和在该电流流动级别下第一高阻抗元件82的对应阻抗级别的预期值。

再者，在第一中性区域38中的地故障150的情况下，不平衡的电流将流过较低阻抗地故障150，而不是流过较高阻抗第一高阻抗元件82，结果是在第一中性区域38中产生的实际电压，即由第一电压测量器80所测量的电压，将远低于预期产生的电压。

类似地，如果在第一中性区域38中产生的实际电压，即由第一电压测量器80所测量的电压，显著低于预期产生的电压，则第一故障检测器控制器96能够标识第二错误电压，并且从而再次识别出在第一中性区域38中存在地故障150。

然后，可以再次采取保护动作来断开故障区域，并且根据需要重新配置第一双极功率传输方案12，所述方案12用新配置再次恢复到正常操作，同时故障区域被修复，并且第一故障检测器控制器96被编程为再次执行前述步骤，例如在另一个设置的时间间隔已经过去之后。

如果在第一中性区域38中产生的实际电压没有显著小于预期产生的电压，那么第一故障检测器控制器96被编程为重新平衡第一传输导管18和第二传输导管20中的电流，并且在另外的设置的时间间隔之后重复整个前述过程。

当第一双极功率传输方案12配置成在另一模式下操作时，即在平衡双极模式(未示出)下操作时，上文描述的第一故障检测器10还能用于检测第一中性区域38和第二中性区域62中的地故障150，在该平衡双极模式下，第一转换器站14和第二转换器站16两者最初都接地，即第一接地电路70和第二接地电路84中的每个都通过使对应的第一接地开关76和第二接地开关88中的每个闭合而被切换成操作中。

在这样的情况下，在执行上述检测过程之前，第一故障检测器10的第一故障检测器控制器96被附加地编程为检查第一双极功率传输方案12是否在第一刚性双极模式下操作，如果不是，则打开第二接地开关88以将第二转换器站16不接地。

根据本发明第二实施例的故障检测器一般由附图标记100指定，如图2所示。

第二故障检测器100类似于第一故障检测器10，并且类似地位于第一双极功率传输方案12内。

然而，关于第二故障检测器100，第一双极功率传输方案12替代地配置成操作在第二模式下，该第二模式是单极模式，其中第二功率转换器24和第四功率转换器48被断开，并且第二传输导管20充当位于第一转换器站14和第二转换器站16的第一中性区域38和第二中性区域62之间的回路导管，并且限定实际上延伸那些中性区域38、62的第一中性导管102。

同时，对第一故障检测器10和第二故障检测器100公共的特征共享相同的附图标记。

因而，第二故障检测器100类似地包括第二故障检测器控制器104，但是其在使用中被布置成仅与第一和第二接地电路(70，84)以及第一和第二电流传感器(78，90)可操作地通信。

在本发明的其它实施例(未示出)中，第一接地电路和第一电流传感器可以形成第二故障检测器的一部分。在本发明的又进一步实施例(也未示出)中，第二接地电路和第二电流传感器也可以备选地或附加地形成第二故障检测器的一部分。

返回到所示的实施例，第二故障检测器控制器104也被编程为检测第一中性区域38和第二中性区域62中的一个或另一个中的地故障150，如上所述，其附加地包括第一中性导管102。

在这点上，当第一双极功率传输方案12配置成操作在一个转换器站接地的前述单极模式时，靠近接地转换器站的地故障150正常情况下难以标识，因为流过该故障的地故障150电流基本为零，即可忽略不计。

因此，第二故障检测器控制器104被编程为执行以下操作，尽管不一定按照以下顺序。

第二故障检测器控制器104将第一接地电路70配置成操作中，即通过使第一接地开关76闭合而切换到操作，并将第二接地电路84配置成不操作，即通过打开第二接地开关88。实际上，由第二故障检测器控制器104进行的这种配置可以总计不多于检查第一接地电路70是否在操作中。

第二故障检测器控制器104然后使用第一电流传感器78检查第一中性区域38中的第一错误电流。

如上所述，在靠近接地的第一转换器站14的地故障150的情况下，即在第一中性区域38中的地故障150的情况下，流过该故障的地故障电流将基本为零，并且因此，在第一中性区域38中没有第一错误电流流动，即没有大于例如预定保护设置的电流流动。因此，第二故障检测器控制器104没有识别出地故障150。

相比之下，如果靠近未接地的第二转换器站16存在地故障150，即第二中性区域62中的地故障150，则流过第一中性区域38并因此流过第一电流传感器78的地故障电流将不可忽略，即，将大于预定保护设置。

第二故障检测器控制器104被编程为标识这样的第一错误电流，并识别出在第二中性区域62中存在地故障150。

然后，可以再次采取保护动作来断开故障区域，并且第一双极功率传输方案12根据需要被重新配置，并且用新配置恢复到正常操作，同时故障区域被修复。此外，第二故障检测器控制器104能被编程为再次执行前述步骤，例如在设置的时间间隔已经过去之后。

如果没有识别出第一错误电流，则第二故障检测器控制器104被编程为将第一接地电路70配置成不操作，即通过打开第一接地开关76，并将第二接地电路84配置成操作中，即通过闭合第二接地开关88。

第二故障检测器控制器104然后使用第二电流传感器90检查第二中性区域62中的第二错误电流。

以与上述类似但相反的方式，如果靠近现在未接地的第一转换器站14存在地故障150，即第一中性区域38中的地故障150，则流过第二中性区域62并因此流过第二电流传感器90的地故障电流将不可忽略，即，将大于预定保护设置。第二故障检测器控制器104被编程为标识这样的第二错误电流，并识别出在第一中性区域38中存在地故障150。

然后，可以再次采取保护动作来断开故障区域，并且第一双极功率传输方案12根据需要被重新配置，并且用新配置恢复到正常操作，同时故障区域被修复。此外，第二故障检测器控制器104能被编程为再次执行前述步骤，例如在设置的时间间隔已经过去之后。

如果没有标识第二错误电流，则第二故障检测器控制器104被编程为在另外设置的时间间隔之后重复整个前述过程。

当图1所示的第一双极功率传输方案12配置成操作在另一模式下，即不平衡双极模式(未示出)，其中第一传输导管18和第二传输导管20携带不同的电压和/或电流，上述第二故障检测器100也能用于检测第一中性区域38和第二中性区域62中的地故障150。

根据本发明第三实施例的故障检测器一般由附图标记110指定，如图3所示。

第三故障检测器110类似于第二故障检测器100，并且与第二故障检测器100公共的特征共享相同的附图标记，但是第三故障检测器110替代地位于第二双极功率传输方案112内。

第二双极功率传输方案112又类似于第一双极功率传输方案12，但是附加地包括回路导管114，其将第一转换器站14的第一中性区域38与第二转换器站14的第二中性区域62互连，并且限定实际上延伸那些中性区域38、62的第二中性导管124。回路导管114是专用的金属回路116，其通常采取海底电缆的形式，尽管可以使用一些其它形式的电导体。

像这样，第二双极功率传输方案112配置成操作在第三模式，即具有专用金属回路的平衡模式。

同时，第三故障检测器110不同于第二故障检测器100在于包括第三故障检测器控制器122，该第三故障检测器控制器在使用中被附加地布置成与第三电流传感器118和第四电流传感器120两者可操作地通信，该第三电流传感器配置成测量第一中性区域38和回路导管114(即专用金属回路116)之间的电流流动，而第四电流传感器配置成测量第二中性区域62和回路导管114之间的电流流动。

第三故障检测器控制器122还被附加地编程为通过检查由第三电流传感器118和第四电流传感器120测量的电流流动的错误差异，即通过检查由第四电流传感器120和第三电流传感器118测量的电流流动之间的差异是否大于预定保护设置，来区分第一中性区域38和第二中性区域62中的一个或另一个中以及第二中性导管124中(即，回路导管114中)的地故障150。

第三故障检测器控制器122与第二故障检测器控制器104的不同之处还在于，其被编程为在检查任何错误的电流流动或前述错误的电流流动差异之前，发起第一传输导管18和第二传输导管20之间的暂时电流不平衡。

根据本发明第四实施例的故障检测器一般由附图标记130指定，如图4所示。

第四故障检测器130类似于第三故障检测器110，并且类似地位于第二双极功率传输方案112内。

然而，关于第四故障检测器130，第二双极功率传输方案112替代地配置成操作在第四模式，即单极模式。在这样的单极模式下，第二功率转换器24和第四功率转换器48连同第二传输导管20被断开，并且回路导管114，即专用金属回路116，再次限定第二中性导管124(其再次实际上延伸了第一中性区域38和第二中性区域62)，但是仅与单“极”相关，即仅与第一传输导管18相关。

同时，对第四故障检测器130和第三故障检测器110公共的特征共享相同的附图标记。

因而，第四故障检测器130包括类似于第三故障检测器控制器122的第四故障检测器控制器132，即第四故障检测器控制器132也被编程为通过检查由第三电流传感器118和第四电流传感器120测量的电流流动的错误差异，即通过检查由第四电流传感器120和第三电流传感器118测量的电流流动之间的差异是否大于预定保护设置，来区分第一中性区域38和第二中性区域62中的一个或另一个中与第二中性导管124中(即，回路导管114中)的地故障150。

Claims (12)

1.一种用于双极功率传输方案(12；112)的故障检测器(10；100；110；130)，包括远离第二转换器站(16)定位的第一转换器站(14)和将所述第一和第二转换器站(14，16)互连以允许所述第一和第二转换器站(14，16)之间的功率传输的第一和第二传输导管(18，20)，

所述第一转换器站(14)具有第一和第二功率转换器(22，24)，所述第一功率转换器(22)包括与所述第一传输导管(18)连接的第一DC端子(26)、与所述第一AC网络(30)连接的至少一个AC端子(28)、以及通过限定第一中性区域(38)的第一互连(36)与所述第二功率转换器(24)的第三DC端子(34)互连的第二DC端子(32)，所述第二功率转换器(24)附加地包括与所述第二传输导管(20)连接的第四DC端子(40)和与第二AC网络(44)连接的至少一个AC端子(42)，所述第一转换器站(14)附加地包括在使用中连接在所述第一中性区域(38)和地(72)之间并且可切换为操作中和不操作的第一接地电路(70)，以及第一电流传感器(78)和第一电压测量器(80)中的至少一个，所述第一电流传感器(78)配置成在使用中测量所述第一中性区域(38)和地(72)之间的电流流动，而所述第一电压测量器(80)配置成在使用中测量所述第一中性区域(38)和地(72)之间的电压差；以及

所述第二转换器站(16)具有第三和第四功率转换器(46，48)，所述第三功率转换器(46)包括与所述第一传输导管(18)连接的第五DC端子(50)、与第三AC网络(54)连接的至少一个AC端子(52)、以及通过限定第二中性区域(62)的第二互连(60)与所述第四功率转换器(48)的第七DC端子(58)互连的第六DC端子(56)，所述第四功率转换器(48)附加地包括与所述第二传输导管(20)连接的第八DC端子(64)和与第四AC网络(68)连接的至少一个AC端子(66)，所述第二转换器站(16)附加地包括在使用中连接在所述第二中性区域(62)和地(72)之间并且可切换成操作中和不操作的第二接地电路(84)，以及第二电流传感器(90)和第二电压测量器(92)中的至少一个，所述第二电流传感器(90)配置成在使用中测量所述第二中性区域(62)和地(72)之间的电流流动，而所述第二电压测量器(92)配置成在使用中测量所述第二中性区域(62)和地(72)之间的电压差；

所述故障检测器(10；100；110；130)包括故障检测器控制器(96；104；122；132)，所述故障检测器控制器被布置成在使用中与所述第一和第二接地电路(70，84)以及至少所述第一和第二电流传感器(78，90)或所述第一和第二电压测量器(80，92)可操作地通信，并且被编程为通过以下方式检测所述第一和第二中性区域(38，62)中的一个或另一个中的地故障(150)：

将所述第一接地电路(70)配置成操作中，并将所述第二接地电路(84)配置成不操作；

使用所述第一电流传感器(78)检查所述第一中性区域(38)中的第一错误电流和使用所述第二电压测量器(92)检查所述第二中性区域(62)中的第一错误电压中的至少一个；

如果标识第一错误电流或者如果标识第一错误电压，则识别出所述第二中性区域(62)中的地故障(150)；

将所述第一接地电路(70)配置成不操作并且将所述第二接地电路(84)配置成操作中；

使用所述第二电流传感器(90)检查所述第二中性区域(62)中的第二错误电流和使用所述第一电压测量器(80)检查所述第一中性区域(38)中的第二错误电压中的至少一个；以及

如果标识第二错误电流或者如果标识第二错误电压，则识别出所述第一中性区域(38)中的地故障(150)。

2.根据权利要求1所述的故障检测器(110；130)，其中：

所述双极功率传输方案(112)附加地包括将所述第一转换器站(14)的所述第一中性区域(38)与所述第二转换器站(16)的所述第二中性区域(62)互连的回路导管(114)，

所述第一转换器站(14)附加地包括：第三电流传感器(118)，其配置成在使用中测量所述第一中性区域(38)和所述回路导管(114)之间的电流流动，

所述第二转换器站(16)附加地包括：第四电流传感器(120)，其配置成测量所述第二中性区域(62)和所述回路导管(114)之间的电流流动，以及

所述故障检测器控制器(122；132)附加地配置成在使用中与所述第三和另外的电流传感器(118，120)可操作地通信，并且被附加地编程为通过检查由所述第三和第四电流传感器(118，120)测量的电流流动的错误差异来区分所述第一和第二中性区域(38，62)中的一个或另一个中和所述回路导管(114)中的地故障(150)。

3.根据权利要求1或2所述的故障检测器(10,110)，其中，所述故障检测器控制器(96；122)被进一步编程为在使用中发起所述第一和第二传输导管(18，20)之间的电流不平衡。

4.根据前述任一权利要求所述的故障检测器(10；100；110；130)，其中，所述第一接地电路(70)以及所述第一电流传感器(78)和第一电压测量器(80)中的至少一个形成所述故障检测器(10；100；110；130)的一部分。

5.根据权利要求4所述的故障检测器(10；100；110；130)，其中，所述第二接地电路(84)以及所述第二电流传感器(90)和第二电压测量器(92)中的至少一个形成所述故障检测器(10；100；110；130)的一部分。

6.根据权利要求4或5当从属于权利要求2时所述的故障检测器(110；130)，其中，所述第三和第四电流传感器(118，120)形成所述故障检测器(110；130)的一部分。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的故障检测器(10；100；110；130)，附加地包括在使用中连接在所述第一中性区域(38)和地(72)之间的第一高阻抗元件(82)，以及在使用中连接在所述第二中性区域(62)和地(72)之间的第二高阻抗元件(94)。

8.根据权利要求7所述的故障检测器(10；100；110；130)，其中，所述第一和第二高阻抗元件(82，94)中的至少一个可切换成操作中和不操作。

9.根据权利要求7或8所述的故障检测器(10；100；110；130)，其中，所述第一和第二高阻抗元件(82，94)中的每个都是浪涌放电器或高电阻之一。

10.一种双极功率传输方案(12；112)，包括：

第一转换器站(14)；

第一和第二传输导管(18，20)，以在使用中将所述第一转换器站(14)与远离所述第一转换器站(14)定位的第二转换器站(16)互连，并且从而允许所述第一和第二转换器站(14，16)之间的所述功率传输，所述第一转换器站(14)具有第一和第二功率转换器(22，24)，所述第一功率转换器包括与所述第一传输导管(18)连接的第一DC端子(26)、与第一AC网络(30)连接的至少一个AC端子(28)、以及通过限定第一中性区域(38)的第一互连(36)与所述第二功率转换器的第三DC端子(34)互连的第二DC端子(32)，所述第二功率转换器(24)附加地包括与所述第二传输导管(20)连接的第四DC端子(40)和与第二AC网络(44)连接的至少一个AC端子(42)，并且所述第二转换器站(16)具有第三和第四功率转换器(46，48)，所述第三功率转换器(46)包括与所述第一传输导管(18)连接的第五DC端子(50)、与第三AC网络(54)连接的至少一个AC端子(52)、以及通过限定第二中性区域(62)的第二互连(60)与所述第四功率转换器(48)的第七DC端子(58)互连的第六DC端子(56)，所述第四功率转换器(48)附加地包括与所述第二传输导管(20)连接的第八DC端子(64)和与第四AC网络(68)连接的至少一个AC端子(66)；以及

故障检测器(10；100；110；130)，包括：

第一接地电路(70)，其连接在所述第一中性区域(38)和地(72)之间，并且可切换成操作中和不操作；

配置成测量所述第一中性区域(38)和地(72)之间的电流流动的第一电流传感器(78)和配置成测量所述第一中性区域(38)和地(72)之间的电压差的第一电压测量器(80)中的至少一个；以及

故障检测器控制器(96；104；122；132)，其被布置成与所述第一接地电路(70)和所述第一电流传感器(78)或所述第一电压测量器(80)中的至少一个可操作地通信，被布置成在使用中与连接在所述第二中性区域(62)和地(72)之间的第二接地电路(84)可操作地通信，并且可切换成操作中和不操作，被布置成在使用中与配置成测量所述第二中性区域(62)和地(72)之间的电流流动的第二电流传感器(90)和配置成测量所述第二中性区域(62)和地(72)之间的电压差的第二电压测量器(92)中的至少一个可操作地通信，并且被编程为通过以下方式检测所述第一和第二中性区域(38，62)中的一个或另一个中的地故障(150)：

将所述第一接地电路(70)配置成操作中，并将所述第二接地电路(84)配置成不操作；

使用所述第一电流传感器(78)检查所述第一中性区域(38)中的第一错误电流和使用所述第二电压测量器(92)检查所述第二中性区域(62)中的第一错误电压中的至少一个；

如果标识第一错误电流或者如果标识第一错误电压，则识别出所述第二中性区域(62)中的地故障(150)；

将所述第一接地电路(70)配置成不操作并且将所述第二接地电路(84)配置成操作中；

使用所述第二电流传感器(90)检查所述第二中性区域(62)中的第二错误电流和使用所述第一电压测量器(80)检查所述第一中性区域(38)中的第二错误电压中的至少一个；以及

如果标识第二错误电流或者如果标识第二错误电压，则识别出所述第一中性区域(38)中的地故障(150)。

11.一种双极功率传输方案(12；112)，包括：

彼此远离定位的第一和第二转换器站(14，16)；

第一和第二传输导管(18，20)，将所述第一和第二转换器站(14，16)彼此互连，并且从而允许所述第一和第二转换器站(14，16)之间的所述功率传输，所述第一转换器站(14)具有第一和第二功率转换器(22，24)，所述第一功率转换器(22)包括与所述第一传输导管(18)连接的第一DC端子(26)、与第一AC网络(30)连接的至少一个AC端子(28)、以及通过限定第一中性区域(38)的第一互连(36)与所述第二功率转换器(24)的第三DC端子(34)互连的第二DC端子(32)，所述第二功率转换器(24)附加地包括与所述第二传输导管(20)连接的第四DC端子(40)和与第二AC网络(44)连接的至少一个AC端子(42)，并且所述第二转换器站(16)具有第三和第四功率转换器(46，48)，所述第三功率转换器(46)包括与所述第一传输导管(18)连接的第五DC端子(50)、与第三AC网络(54)连接的至少一个AC端子(52)、以及通过限定第二中性区域(62)的第二互连(60)与所述第四功率转换器(48)的第七DC端子(58)互连的第六DC端子(56)，所述第四功率转换器(48)附加地包括与所述第二传输导管(20)连接的第八DC端子(64)和与第四AC网络(68)连接的至少一个AC端子(66)；以及

故障检测器(10；100；110；130)，包括：

第一接地电路(70)，其连接在所述第一中性区域(38)和地(72)之间，并且可切换成操作中和不操作；

配置成测量所述第一中性区域(38)和地(72)之间的电流流动的第一电流传感器(78)和配置成测量所述第一中性区域(38)和地(72)之间的电压差的第一电压测量器(80)中的至少一个；

第二接地电路(84)，其连接在所述第二中性区域(62)和地(72)之间，并且可切换成操作中和不操作；

配置成测量所述第二中性区域(62)和地(72)之间的电流流动的第二电流传感器(90)和配置成在使用中测量所述第二中性区域(62)和地(72)之间的电压差的第二电压测量器(92)中的至少一个；以及

故障检测器控制器(96；104；122；132)，被布置成与所述第一和第二接地电路(70，84)以及至少所述第一和第二电流传感器(78，90)或所述第一和第二电压测量器(80，92)可操作地通信，并且被编程为通过以下方式检测所述第一和第二中性区域(38，62)中的一个或另一个中的地故障(150)：

将所述第一接地电路(70)配置成操作中，并将所述第二接地电路(84)配置成不操作；

使用所述第一电流传感器(78)检查所述第一中性区域(38)中的第一错误电流和使用所述第二电压测量器(92)检查所述第二中性区域(62)中的第一错误电压中的至少一个；

如果标识第一错误电流或者如果标识第一错误电压，则识别出所述第二中性区域(62)中的地故障(150)；

将所述第一接地电路(70)配置成不操作并且将所述第二接地电路(84)配置成操作中；

使用所述第二电流传感器(90)检查所述第二中性区域(62)中的第二错误电流和使用所述第一电压测量器(80)检查所述第一中性区域(38)中的第二错误电压中的至少一个；以及

如果标识第二错误电流或者如果标识第二错误电压，则识别出所述第一中性区域(38)中的地故障(150)。

12.一种检测双极功率传输方案(12；112)中的故障的方法，所述方案包括远离第二转换器站(16)定位的第一转换器站(14)和将所述第一和第二转换器站(14，16)互连以允许所述第一和第二转换器站(14，16)之间的功率传输的第一和第二传输导管(18，20)，

所述第一转换器站(14)具有第一和第二功率转换器(22，24)，所述第一功率转换器(22)包括与所述第一传输导管(18)连接的第一DC端子(26)、与第一AC网络(30)连接的至少一个AC端子(28)、以及通过限定第一中性区域(38)的第一互连(36)与所述第二功率转换器(24)的第三DC端子(34)互连的第二DC端子(32)，所述第二功率转换器(24)附加地包括与所述第二传输导管(20)连接的第四DC端子(40)和与第二AC网络(44)连接的至少一个AC端子(42)；以及

所述第二转换器站(16)具有第三和第四功率转换器(46，48)，所述第三功率转换器(46)包括与所述第一传输导管(18)连接的第五DC端子(50)、与第三AC网络(54)连接的至少一个AC端子(52)、以及通过限定第二中性区域(62)的第二互连(60)与所述第四功率转换器(48)的第七DC端子(58)互连的第六DC端子(56)，所述第四功率转换器(48)附加地包括与所述第二传输导管(20)连接的第八DC端子(64)和与第四AC网络(68)连接的至少一个AC端子(66)，

所述双极功率传输方案(12；112)进一步包括故障检测器(10；100；110；130)，所述故障检测器包括：

第一接地电路(70)，其在使用中连接在所述第一中性区域(38)和地(72)之间，并且可切换成操作中和不操作；

配置成在使用中测量所述第一中性区域(38)和地(72)之间的电流流动的第一电流传感器(78)和配置成在使用中测量所述第一中性区域(38)和地(72)之间的电压差的第一电压测量器(80)中的至少一个；

第二接地电路(84)，其在使用中连接在所述第二中性区域(62)和地(72)之间，并且可切换成操作中和不操作；

配置成在使用中测量所述第二中性区域(62)和地(72)之间的电流流动的第二电流传感器(90)和配置成在使用中测量所述第二中性区域(62)和地(72)之间的电压差的第二电压测量器(92)中的至少一个；以及

所述方法通过执行以下步骤来检测所述第一和第二中性区域(38，62)中的一个或另一个中的地故障(150)：

将所述第一接地电路(70)配置成操作中，并将所述第二接地电路(84)配置成不操作；

使用所述第一电流传感器(78)检查所述第一中性区域(38)中的第一错误电流和使用所述第二电压测量器(92)检查所述第二中性区域(62)中的第一错误电压中的至少一个；

如果标识第一错误电流或者如果标识第一错误电压，则识别出所述第二中性区域(62)中的地故障(150)；

将所述第一接地电路(70)配置成不操作并且将所述第二接地电路(84)配置成操作中；

使用所述第二电流传感器(90)检查所述第二中性区域(62)中的第二错误电流和使用所述第一电压测量器(80)检查所述第一中性区域(38)中的第二错误电压中的至少一个；以及

如果标识第二错误电流或者如果标识第二错误电压，则识别出所述第一中性区域(38)中的地故障(150)。

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