DE112015007244T5 - Valve unit for HVDC converters - Google Patents

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Nan Chen
Olof Hjortstam
Erik Persson
Thomas Eriksson
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ventileinheit, die ein Behältnis, mehrere Stromrichterzellen, mehrere Halteelemente und mehrere Verbindungselemente zum mechanischen Verbinden der Halteelemente umfasst. Das Behältnis kann zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden Gas gefüllt sein und kann sich entlang einer Axialrichtung erstrecken. Die mehreren Stromrichterzellen können als mindestens eine Säule in dem Behältnis angeordnet sein. Ein Halteelement ist zum Halten mindestens einer Stromrichterzelle angeordnet. Die Verbindungselemente erstrecken sich von einem ersten Halteelement zu einem anderen innerhalb eines durch einen Außenumfang einer zwischen den Halteelementen angeordneten Stromrichterzelle begrenzten Raums.

Figure DE112015007244T5_0000
The present disclosure relates to a valve unit comprising a container, a plurality of power converter cells, a plurality of holding elements and a plurality of connecting elements for mechanically connecting the holding elements. The container may be at least partially filled with an electrically insulating gas and may extend along an axial direction. The plurality of power converter cells may be arranged as at least one column in the container. A holding element is arranged to hold at least one power converter cell. The connecting elements extend from a first holding element to another within a limited by an outer circumference of a arranged between the holding elements power converter cell space.
Figure DE112015007244T5_0000

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet von Hochspannungsstromrichtern und befasst sich mit einer Ventileinheit, bei der eine Isolierung mittels mindestens eines Isoliergases erhalten wird. Die Ventileinheit der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise bei Offshore-Plattformen angewandt werden.The present disclosure relates generally to the field of high voltage power converters and is concerned with a valve assembly in which insulation is obtained by means of at least one insulating gas. The valve unit of the present disclosure may be applied to, for example, offshore platforms.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Eine Hochspannungsgleichstrom(HVDC-)Stromrichterstation ist eine Art von Station, die dazu ausgeführt ist, Hochspannungsgleichstrom (-DC) in Wechselstrom (AC) umzuwandeln, oder umgekehrt. Eine HVDC-Stromrichterstation kann mehrere Elemente, wie zum Beispiel den Stromrichter selbst (oder mehrere in Reihe oder parallel geschaltete Stromrichter), eine Wechselstromschaltanlage, einen Transformator, Kondensatoren, Filter, eine Gleichstromschaltanlage und andere Zusatzelemente umfassen. Elektronische Stromrichter können als netzgeführte Stromrichter, die zum Beispiel Thyristoren als Schalter verwenden, oder spannungsgeführte Stromrichter, die Transistoren, wie zum Beispiel Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs), als Schalter (oder Schaltvorrichtungen) verwenden, kategorisiert werden. Mehrere Festkörperhalbleiterbauelemente, wie zum Beispiel die Thyristoren oder IBGTs, können von Kondensatoren umgeben und miteinander verbunden sein, zum Beispiel in Reihe geschaltet sein, um einen Baustein oder eine Ventileinheit eines HVDC-Stromrichters zu bilden.A high voltage direct current (HVDC) converter station is a type of station designed to convert high voltage direct current (DC) to AC (AC) or vice versa. An HVDC converter station may comprise a plurality of elements, such as the converter itself (or a plurality of series or parallel converters), an AC switchgear, a transformer, capacitors, filters, a DC switchgear and other ancillary elements. Electronic power converters may be categorized as line-commutated power converters using, for example, thyristors as switches, or live-type power converters using transistors, such as insulated gate bipolar transistors (IGBTs), as switches (or switching devices). Several solid state semiconductor devices, such as the thyristors or IBGTs, may be surrounded by capacitors and interconnected, for example, in series, to form a device or valve assembly of a HVDC converter.

Bei der Konstruktion und der Auslegung einer HVDC-Stromrichterstation besteht eine Herausforderung in der elektrischen Isolierung der verschiedenen Teile der HVDC-Stromrichterstation, da eine Zunahme des Abstands zwischen den verschiedenen Teilen einer HVDC-Stromrichterstation die Isolierung zwar verbessert, aber gleichzeitig zu einer HVDC-Stromrichterstation mit größeren Abmessungen führt. Dies kann mehrere Schwierigkeiten bezüglich beispielsweise Installation, Transport und Kosten, insbesondere für Offshore-Anwendungen, mit sich bringen. Zumindest für solche Anwendungen besteht ein allgemeiner Bedarf an kompaktere Lösungen.In designing and designing a HVDC converter station, there is a challenge in electrically isolating the various parts of the HVDC converter station, as increasing the distance between the different parts of a HVDC converter station improves insulation but at the same time becomes an HVDC converter station with larger dimensions leads. This can entail several difficulties in terms of, for example, installation, transportation and costs, especially for offshore applications. At least for such applications, there is a general need for more compact solutions.

KURZFASSUNGSHORT VERSION

Eine Aufgabe mindestens einiger Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung besteht darin, den obigen Nachteil von Systemen des Stands der Technik vollständig oder zumindest teilweise zu überwinden und eine kompaktere Alternative zu dem Stand der Technik zu bieten.It is an object of at least some embodiments of the present disclosure to fully or at least partially overcome the above disadvantage of prior art systems and to provide a more compact alternative to the prior art.

Diese und andere Aufgaben werden mittels einer Ventileinheit gemäß der Definition in dem angehängten unabhängigen Anspruch gelöst. Andere Ausführungsformen werden durch die abhängigen Ansprüche definiert.These and other objects are achieved by means of a valve unit as defined in the appended independent claim. Other embodiments are defined by the dependent claims.

Gemäß einem allgemeinen Aspekt wird eine Ventileinheit bereitgestellt. Die Ventileinheit umfasst ein Behältnis, mehrere Stromrichterzellen, mehrere Halteelemente und mehrere Verbindungselemente zum mechanischen Verbinden der Halteelemente. Das Behältnis kann zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden Gas gefüllt sein und kann sich entlang einer Axialrichtung erstrecken. Die mehreren Stromrichterzellen können als mindestens eine Säule in dem Behältnis angeordnet sein. Ein Halteelement ist dahingehend angeordnet, mindestens eine Stromrichterzelle zu halten. Die Verbindungselemente erstrecken sich von einem ersten Halteelement zu einem anderen innerhalb eines durch einen Außenumfang einer zwischen den Halteelementen angeordneten Stromrichterzelle begrenzten Raums.According to a general aspect, a valve unit is provided. The valve unit comprises a container, a plurality of power converter cells, a plurality of holding elements and a plurality of connecting elements for mechanically connecting the holding elements. The container may be at least partially filled with an electrically insulating gas and may extend along an axial direction. The plurality of power converter cells may be arranged as at least one column in the container. A holding element is arranged to hold at least one power converter cell. The connecting elements extend from a first holding element to another within a limited by an outer circumference of a arranged between the holding elements power converter cell space.

Es versteht sich, dass die Halteelemente und die Verbindungselemente zusammen eine Stützstruktur bilden können. Mit dem Begriff Stützstruktur ist eine Struktur gemeint, die dazu dient, den Stapel von Stromrichterzellen zu stützen. Die Stützstruktur kann beispielsweise auch als Träger, Stützmittel oder Haltestruktur bezeichnet werden.It is understood that the holding elements and the connecting elements together can form a support structure. By the term support structure is meant a structure which serves to support the stack of power converter cells. The support structure may for example also be referred to as a support, support means or support structure.

Mit dem Begriff „Behältnis“ ist auch ein Gehäuse oder ein Behälter gemeint, in dem mehrere Stromrichterzellen dahingehend angeordnet sein können, die Säule von Stromrichterzellen zu bilden. Das Behältnis kann sich entlang der Axialrichtung zwischen einem ersten Ende (oder einer Basis oder einem äußersten Ende) und einem zweiten Ende (oder einer Basis oder einem äußersten Ende), die sich an zwei voneinander entfernten Stellen entlang der Axialrichtung befinden, erstrecken. Der Abstand zwischen den beiden Enden des Behältnisses entlang der Axialrichtung entspricht der Höhe des Behältnisses.By the term "container" is also meant a housing or container in which a plurality of power converter cells may be arranged to form the column of power converter cells. The container may extend along the axial direction between a first end (or base or extremity) and a second end (or base or extremity) located at two spaced locations along the axial direction. The distance between the two ends of the container along the axial direction corresponds to the height of the container.

Mit dem Begriff „Säule“ von Stromrichterzellen ist auch ein Stapel von Stromrichterzellen, das heißt mehrere übereinandergestapelte Stromrichterzellen, gemeint. Die mehreren Stromrichterzellen sind entlang der Axialrichtung (oder Stapelrichtung), zum Beispiel einer Vertikalrichtung, als ein Stapel angeordnet, wodurch sie eine Säule von Stromrichterzellen bilden. Wie zuvor erwähnt, kann solch eine Säule in dem Behältnis, das zumindest teilweise durch das Isoliergas gefüllt ist, angeordnet sein, und es versteht sich, dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stromrichterzellen des Stapels Isoliergas vorhanden sein kann.The term "column" of power converter cells also means a stack of power converter cells, that is to say a plurality of power converter cells stacked one above the other. The plurality of power converter cells are arranged along the axial direction (or stacking direction), for example, a vertical direction, as a stack, thereby forming a column of power converter cells. As previously mentioned, such a column may be disposed in the container which is at least partially filled by the insulating gas, and it is understood that insulating gas may be present between two consecutive converter cells of the stack.

Die vorliegende Offenbarung stellt eine Ventileinheit bereit, die ein Behältnis, das zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden Gas gefüllt ist, und einen Zellenstapel mit einer inneren Stützstruktur enthält. Das Anordnen der Verbindungselemente der Stützstruktur innerhalb des durch eine zwischen den Halteelementen angeordneten Stromrichterzelle begrenzten Außendurchmessers reduziert insofern das Erfordernis einer Isolierung zwischen benachbarten Stromrichterzellen, als die Verbindungselemente (oder allgemein die Stützstruktur) das elektrische Feld um die Stromrichterzellen nicht (oder zumindest weniger) stören. Dadurch wird auch das Erfordernis hinsichtlich des Abstands zwischen der Stromrichterzelle und einer Innenwandfläche des Behältnisses vermindert. Wie oben erwähnt, wird die elektrische Isolierung der Stromrichterzellen mittels eines in dem Behältnis eingeschlossenen Isoliergases erhalten. Infolgedessen wird eine kompaktere Ventileinheit erhalten. The present disclosure provides a valve assembly that includes a container that is at least partially filled with an electrically insulating gas and a cell stack with an internal support structure. Placing the connection elements of the support structure within the outer diameter bounded by a power converter cell located between the support elements reduces the need for isolation between adjacent power converter cells in that the connection elements (or generally the support structure) do not disturb (or at least less) the electric field around the power converter cells. This also reduces the requirement for the distance between the power converter cell and an inner wall surface of the container. As mentioned above, the electrical insulation of the converter cells is obtained by means of an insulating gas enclosed in the container. As a result, a more compact valve unit is obtained.

Bei den vorliegenden Ausführungsformen sind die Verbindungselemente insofern innerhalb des Stapels von Stromrichterzellen angeordnet, als die Verbindungselemente zwischen zwei (aufeinanderfolgenden) Halteelementen innerhalb des Außenumfangs (zum Beispiel eines Durchmessers) einer zwischen diesen beiden Halteelementen (oder an einem davon) angeordneten Stromrichterzelle angeordnet sind. Es versteht sich, dass sich die Verbindungselemente innerhalb des Außenumfangs des Stapels, wie durch den Außenumfang (die Außenumfänge) der den Stapel bildenden Stromrichterzellen definiert, befinden können, so dass eine innere Stützstruktur erhalten wird. Infolgedessen können eine kompaktere Ventileinheit und folglich eine kompaktere Installation mehrerer Ventileinheiten zur Bildung beispielsweise einer HVDC-Stromrichterstation erhalten werden.In the present embodiments, the connecting elements are arranged inside the stack of power converter cells in that the connecting elements are arranged between two (successive) holding elements within the outer circumference (for example, a diameter) of a power converter cell arranged between these two holding elements (or at one of them). It will be understood that the connecting elements may be located within the outer periphery of the stack, as defined by the outer periphery (s) of the stacking power converter cells, so that an inner support structure is obtained. As a result, a more compact valve unit, and thus a more compact installation of multiple valve units, can be obtained to form, for example, a HVDC converter station.

Es versteht sich, dass die Halteelemente (und die Stützstruktur im Allgemeinen) das Tragen des Gewichts der Stromrichterzellen, das heißt der Installation, ermöglichen. Dazu sind die Halteelemente über die Verbindungselemente mechanisch miteinander verbunden. It will be understood that the retaining elements (and the support structure in general) enable carrying the weight of the power converter cells, that is, the installation. For this purpose, the holding elements are mechanically connected to one another via the connecting elements.

Im Allgemeinen gewährleisten mindestens einige der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung insofern eine kompaktere Ventileinheit, als die Stromrichterzellen die Verbindungselemente umgeben, oder zumindest insofern, als sich die Verbindungselemente innerhalb des durch den Außenumfang der Stromrichterzellen (das heißt den Außenumfang der Säule von Stromrichterzellen) begrenzten Raums befinden.In general, at least some of the embodiments of the present disclosure provide a more compact valve unit in that the power converter cells surround the connectors, or at least insofar as the connectors are within the space defined by the outer circumference of the power converter cells (ie, the outer periphery of the column of power converter cells) ,

Die Halteelemente können mehrere Stellen zur Anordnung der Stromrichterzellen entlang der Axialrichtung definieren. Es versteht sich, dass mehr als eine Stromrichterzelle an jeder Stelle entlang der Axialrichtung (in der Säule) angeordnet sein können und dass in einigen Fällen eine Stelle leer sein kann. Eine Stelle wird durch den Schnittpunkt zwischen den Verbindungselementen und einem Halteelement bestimmt, wobei ein Halteelement zum Aufnehmen (Stützen) einer oder mehrerer Stromrichterzellen angeordnet ist.The holding elements may define a plurality of locations for arranging the power converter cells along the axial direction. It is understood that more than one power converter cell may be located at any location along the axial direction (in the column) and that in some cases a location may be empty. A location is determined by the intersection between the connecting elements and a holding element, wherein a holding element for receiving (supports) of one or more power converter cells is arranged.

Es versteht sich, dass die Axialrichtung bei einigen Ausführungsformen eine Vertikalrichtung sein kann, so dass sich das Behältnis (und dadurch die Ventileinheit) in einer auf dem Boden stehenden Position befinden kann (oder vertikal dazu ausgerichtet sein kann).It will be understood that in some embodiments, the axial direction may be a vertical direction so that the container (and thereby the valve unit) may be in a floor-standing position (or may be vertically aligned therewith).

Gemäß einer Ausführungsform kann die Säule von Stromrichterzellen koaxial zu der Axialrichtung, entlang der sich das Behältnis erstreckt, angeordnet sein, wodurch eine noch kompaktere Ventileinheit bereitgestellt wird.According to one embodiment, the column may be arranged by power converter cells coaxial with the axial direction along which the container extends, thereby providing an even more compact valve unit.

Bei einigen Ausführungsformen kann das Behältnis eine zylindrische Form aufweisen. Ferner kann die Säule bei einigen anderen Ausführungsformen mit scheibenförmigen Stromrichterzellen gebildet sein, wodurch eine Säule gebildet wird, die auch eine zylindrische Form aufweist, wodurch ein noch homogeneres elektrisches Feld bereitgestellt wird. Infolgedessen kann das Gasspiel (zwischen der Säule und der Seitenwand des Behältnisses) weiter reduziert werden, und es wird eine noch kompaktere Ventileinheit bereitgestellt.In some embodiments, the container may have a cylindrical shape. Further, in some other embodiments, the column may be formed with disc shaped power converter cells, thereby forming a pillar also having a cylindrical shape, thereby providing an even more homogeneous electric field. As a result, the gas play (between the column and the side wall of the container) can be further reduced, and an even more compact valve unit is provided.

Im Allgemeinen versteht sich, dass das Behältnis ein elektrisch leitendes Material, wie zum Beispiel ein Metall, enthalten kann. Als Alternative dazu kann das Behältnis aus einem anderen Material, das auf seiner Außenfläche mit einer elektrisch leitenden Schicht beschichtet ist, hergestellt sein. Das elektrisch leitende Material oder die Beschichtung des Behältnisses kann dann für die Erdung verwendet werden.In general, it is understood that the container may contain an electrically conductive material, such as a metal. Alternatively, the container may be made of another material coated on its outer surface with an electrically conductive layer. The electrically conductive material or the coating of the container can then be used for grounding.

Bei einigen Ausführungsformen definieren die Halteelemente mehrere Stellen für die Anordnung der Stromrichterzellen entlang der Axialrichtung, wobei sich eine erste Stelle an oder nahe einem ersten äußersten Ende des Behältnisses befindet und sich eine zweite Stelle an oder nahe einem äußersten Ende des Behältnisses gegenüber dem ersten äußersten Ende entlang der Axialrichtung befindet. Mit anderen Worten, die Säule von Stromrichterzellen kann sich von einem äußersten Ende des Behältnisses zu seinem gegenüberliegenden äußersten Ende erstrecken.In some embodiments, the support members define a plurality of locations for the arrangement of the power converter cells along the axial direction, with a first location at or near a first extremity of the receptacle and a second location at or near an extremity of the receptacle opposite the first extremity located along the axial direction. In other words, the column of power converter cells may extend from an outermost end of the container to its opposite extreme end.

Bei einigen Ausführungsformen kann die Ventileinheit ferner mindestens ein Anbringungselement zum Anbringen mindestens eines der Halteelemente und/oder der Verbindungselemente an einer unteren Fläche, einer oberen Fläche und/oder einer Wandfläche des Behältnisses umfassen. Bei einer Ausführungsform kann die Stützstruktur bei Betrachtung der Ventileinheit (und dadurch des sich in der Axialrichtung erstreckenden Behältnisses) in einer stehenden Position, das heißt mit sich im Wesentlichen vertikal befindender Axialrichtung, an einem Ende am Boden des Behältnisses angebracht (oder montiert) sein, und die Stützstruktur kann wahlweise an ihrem anderen Ende am oberen Teil des Behältnisses angebracht (oder montiert) sein.In some embodiments, the valve unit may further include at least one mounting member for attaching at least one of the retaining members and / or the connecting members a lower surface, an upper surface and / or a wall surface of the container. In one embodiment, the support structure may be mounted (or mounted) at one end at the bottom of the container when viewing the valve unit (and thereby the axially extending container) in a standing position, that is, in a substantially vertical axial direction; and the support structure may optionally be attached (or mounted) at the other end to the upper part of the container.

Bei einigen Ausführungsformen kann das Anbringungselement eine Abschirmungsflächenstruktur zum Glätten des elektrischen Felds innerhalb des Behältnisses enthalten, die die Isolierung verbessert. Bei einer spezielleren Ausführungsform kann das Anbringungselement (oder die Abschirmung) so ausgeführt (oder aufgebaut) sein, dass es sich entlang einer Richtung erstreckt, die eine Radialrichtung schneidet (das heißt, es ist in einer Richtung ausgeführt, die nicht im Wesentlichen senkrecht zu der Axialrichtung, entlang der sich das Behältnis erstreckt, verläuft). Mit anderen Worten, das Anbringungselement kann dahingehend ausgeführt sein, horizontale Oberflächen, auf die Partikel fallen (und sich dort ansammeln) können, wodurch die Oberflächenisolierung beeinträchtigt wird, zu vermeiden.In some embodiments, the attachment member may include a shielding surface structure for smoothing the electric field within the container, which improves insulation. In a more specific embodiment, the attachment member (or shield) may be configured to extend along a direction that intersects a radial direction (that is, it is in a direction that is not substantially perpendicular to the direction) Axial direction along which the container extends runs). In other words, the attachment member may be designed to avoid horizontal surfaces on which particles fall (and accumulate), thereby impairing the surface insulation.

Bei einigen Ausführungsformen ist mindestens ein Teil eines Halteelements in einem Körper der durch das Halteelement gestützten Stromrichterzelle integriert. Mit anderen Worten, die Halteelemente können integrierte Teile der Stromrichterzellen sein, so dass ein Halteelement Teil eines Körpers einer durch das Halteelement gestützten Stromrichterzelle ist. Insbesondere kann der untere Teil (ein Körper) einer Stromrichterzelle dicker hergestellt oder mit einem Mittel zum Anbringen an den Verbindungselementen ausgestattet sein. Unabhängig davon, ob die Halteelemente integrierte Teile der Stromrichterzellen sind oder nicht, kann im Folgenden dennoch auf eine Stützstruktur verwiesen werden, um auf die Verbindungselemente und die Halteelemente zu verweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Halteelement ein integrierter Teil der Stromrichterzelle sein, und es kann somit in Betracht gezogen werden, dass die Anordnung der Stromrichterzellen selbst Stellen entlang der Axialrichtung definiert.In some embodiments, at least a portion of a support member is integrated with a body of the power converter cell supported by the support member. In other words, the holding elements may be integrated parts of the power converter cells, so that a holding element is part of a body of a converter cell supported by the holding element. In particular, the lower part (body) of a power converter cell may be made thicker or provided with means for attachment to the connecting elements. Regardless of whether or not the retaining elements are integrated parts of the power converter cells, reference may still be made below to a supporting structure in order to refer to the connecting elements and the retaining elements. In some embodiments, the holding member may be an integrated part of the power converter cell, and thus it may be considered that the arrangement of the power converter cells themselves define locations along the axial direction.

Gemäß einigen Ausführungsformen können die Halteelemente Halteplatten sein. Es versteht sich jedoch, dass ein Halteelement nicht zwangsweise eine durchgehende Platte sein muss und dass ein Halteelement, das Kontaktpunkte an den Verbinderelementen bereitstellt, dazu ausreichend sein kann, dass eine oder mehrere Stromrichterzellen an einer Stelle entlang der Stapelrichtung anliegen können.According to some embodiments, the holding elements may be holding plates. However, it will be understood that a retaining element need not necessarily be a continuous plate, and that a retaining element that provides contact points on the connector elements may be sufficient for one or more power converter cells to abut at a location along the stacking direction.

Gemäß einer Ausführungsform kann eine Stromrichterzelle einen Körper enthalten, der sich in einer Radialrichtung zwischen einem Außenumfang und einem Innenumfang erstreckt, wodurch ein Innenraum definiert wird. Mit anderen Worten, eine Stromrichterzelle kann einen Körper mit einem Innenumfang (wie zum Beispiel einem Innendurchmesser im Falle eines kreisförmigen oder ringförmigen Körpers) und einem Außenumfang (wie zum Beispiel einem Außendurchmesser), wodurch der Innenraum definiert wird, enthalten. Der Körper der Stromrichterzelle kann einen Hohlraum oder eine Kavität, zum Beispiel ein Durchgangsloch, enthalten. Es versteht sich, dass die Außenumfänge der Stromrichterzellen den Außenumfang der Säule von Stromrichterzellen bestimmen. Obgleich eine Variation des Außenumfangs der Säule von Stromrichterzellen entlang der Axialrichtung in Betracht gezogen werden kann, können die Stromrichterzellen bei einigen Ausführungsformen im Wesentlichen den gleichen oder ungefähr den gleichen Außenumfang aufweisen, wodurch ein konstanter Außenumfang der Säule von Stromrichterzellen, in dem sich die Verbindungselemente befinden, entlang der Axialrichtung definiert wird.According to an embodiment, a power converter cell may include a body extending in a radial direction between an outer circumference and an inner circumference, thereby defining an inner space. In other words, a power converter cell may include a body having an inner circumference (such as an inner diameter in the case of a circular or annular body) and an outer circumference (such as an outer diameter), thereby defining the inner space. The body of the power converter cell may include a cavity or cavity, for example, a through hole. It is understood that the outer peripheries of the power converter cells determine the outer circumference of the column of power converter cells. Although variation of the outer periphery of the column of power converter cells along the axial direction may be considered, in some embodiments the power converter cells may have substantially the same or approximately the same outer circumference, thereby providing a constant outer perimeter of the column of power converter cells in which the connectors are located , is defined along the axial direction.

Gemäß einer Ausführungsform können sich die Verbindungselemente innerhalb des Innenraums (wie durch die Überlagerung der Stromrichterzellen definiert) erstrecken, was eine noch kompaktere Ventileinheit bereitstellt, da der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stromrichterzellen in der Säule reduziert sein kann.According to one embodiment, the connectors may extend within the interior space (as defined by the superposition of the power converter cells), providing an even more compact valve unit, as the distance between two consecutive power converter cells in the column may be reduced.

Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Halteelement einen Querschnitt (oder eine Form) über die Axialrichtung aufweisen, die einem Querschnitt (oder einer Form) des Körpers der über die Axialrichtung an dem Halteelement angeordneten Stromrichterzelle entspricht.According to some embodiments, the holding member may have a cross section (or a shape) about the axial direction corresponding to a cross section (or a shape) of the body of the power converter cell arranged over the axial direction on the holding member.

Gemäß einer Ausführungsform enthält ein Halteelement ein mittleres Durchgangsloch mit einem Umfang, der dem Innenumfang des Körpers einer an dem Halteelement angeordneten Stromrichterzelle entspricht oder größer als dieser ist. Insbesondere kann das mittlere Durchgangsloch des Halteelements eine Form aufweisen, die mit einer Form der Oberfläche des den Innenraum definierenden Körpers der Stromrichterzelle übereinstimmt. Es versteht sich, dass das Durchgangsloch des Halteelements verschiedene Formen aufweisen kann, beispielsweise kreisförmig, elliptisch, rechteckig oder quadratisch sein kann. Ferner kann auch die Größe des Durchgangslochs variieren.According to an embodiment, a holding member includes a middle through-hole having a circumference that corresponds to or is larger than the inner circumference of the body of a power converter cell arranged on the holding member. In particular, the middle through-hole of the holding element may have a shape which coincides with a shape of the surface of the inner space defining body of the power converter cell. It is understood that the through hole of the holding element may have different shapes, for example circular, elliptical, rectangular or square. Furthermore, the size of the through-hole may also vary.

Bei einigen Ausführungsformen kann der Umfang des mittleren Durchgangslochs des Halteelements größer als der Innenumfang des Körpers der Stromrichterzelle sein, in welchem Fall nur ein Teil des Körpers der Stromrichterzelle an dem Halteelement anliegt. Bei anderen Ausführungsformen kann der Umfang des mittleren Durchgangslochs des Halteelements im Wesentlichen gleich dem Innenumfang des Körpers der Stromrichterzelle sein. Diese Ausführungsformen bewirken eine Verhinderung eines Oberflächenfunkenüberschlags, der durch Partikelverunreinigung unterstützt wird, da ein reduzierter Bereich von horizontalen Oberflächen der Halteelemente, die solchen Partikeln ausgesetzt sind, besteht.In some embodiments, the circumference of the central through hole of the holding member may be larger than the inner circumference of the body of the power converter cell, in which case only a part of the body of the power converter cell on the Holding element rests. In other embodiments, the circumference of the central through-hole of the holding member may be substantially equal to the inner circumference of the body of the power converter cell. These embodiments provide prevention of surface sparkover that is aided by particulate contamination because there is a reduced range of horizontal surfaces of the holding members exposed to such particulates.

Bei noch einigen anderen Ausführungsformen kann der Umfang des mittleren Durchgangslochs des Halteelements bei einigen Ausführungsformen kleiner als der Innenumfang des Körpers der Stromrichterzelle sein, in welchem Fall jegliche Vorrichtung (oder einige der Vorrichtungen), die in dem durch den Innenumfang begrenzten Innenraum angeordnet ist (sind), an dem Halteelement anliegen kann (können).In still some other embodiments, in some embodiments, the perimeter of the central through hole of the holding member may be smaller than the inner circumference of the body of the power converter cell, in which case any device (or some of the devices) disposed in the inner space bounded interior space ), can abut the retaining element (can).

Der Körper (oder die Kondensatoreinheit) einer Stromrichterzelle kann aus einem einzigen Teil mit einem Loch gebildet sein, in dem andere elektrische Bauelemente, wie zum Beispiel Schaltvorrichtungen, angeordnet sein können.The body (or the condenser unit) of a power converter cell may be formed of a single part with a hole in which other electrical components, such as switching devices, may be arranged.

Bei anderen Ausführungsformen kann der Körper in mehrere Teile unterteilt sein. Ein Teil kann dann einen Abschnitt des Körpers bilden. Die vorliegenden Ausführungsformen stellen eine Stromrichterzelle mit einem Körper bereit, der mehrere Teile oder Abschnitte (insbesondere kapazitive Teile) enthält. Diese Ausführungsformen sind insofern vorteilhaft, als dass sie Wirbelströme (oder Foucault'sche Ströme), die an der Außenfläche der Kondensatoreinheit (das heißt am Kondensatorkasten oder Kondensatorgehäuse/-behältnis) erzeugt werden, wenn er ein elektrisch leitendes Material enthält, reduzieren. Wirbelströme fließen in geschlossenen Kreisläufen innerhalb elektrisch leitender Materialien (Leiter) in senkrecht zu dem magnetischen Feld verlaufenden Ebenen. Die Größe des Stroms in einer Schleife ist unter anderem proportional zu der Fläche der Schleife. Im Vergleich zu einer auf einem einzigen Teil basierenden Kondensatoreinheit unterteilt die Verwendung mehrerer kleinerer Teile die Induktionsschleife in kleinere Teile, wodurch die Amplitude der Wirbelströme reduziert wird.In other embodiments, the body may be divided into several parts. A part can then form a section of the body. The present embodiments provide a power converter cell having a body containing a plurality of parts or sections (particularly capacitive parts). These embodiments are advantageous in that they reduce eddy currents (or Foucault's currents) generated on the outer surface of the capacitor unit (that is, on the capacitor box or capacitor housing / container) when it contains an electrically conductive material. Eddy currents flow in closed circuits within electrically conductive materials (conductors) in planes perpendicular to the magnetic field. The size of the stream in a loop is proportional to, among other things, the area of the loop. Compared to a single part based capacitor unit, the use of several smaller parts divides the induction loop into smaller parts, thereby reducing the amplitude of the eddy currents.

Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Schnittpunkt der mehreren Verbindungselemente mit einem Halteelement mehrere Fächer an dem Halteelement definieren, die der Anzahl von Teilen des an dem Halteelement angeordneten Körpers entsprechen. Ein Teil des Körpers kann dann in einem Fach angeordnet sein.According to some embodiments, the intersection of the plurality of connecting elements with a holding element may define a plurality of compartments on the holding element that correspond to the number of parts of the body arranged on the holding element. A part of the body can then be arranged in a compartment.

Gemäß einigen Ausführungsformen können die sich zwischen einem ersten Halteelement und einem zweiten Halteelement erstreckenden Verbindungselemente zwischen zwei benachbarten Teilen des am ersten Halteelement angeordneten Körpers am ersten Halteelement fixiert sein.According to some embodiments, the connecting elements extending between a first holding element and a second holding element may be fixed to the first holding element between two adjacent parts of the body arranged on the first holding element.

Gemäß einer Ausführungsform kann eine Außenfläche einer Stromrichterzelle (das heißt des Körpers oder der Kondensatoreinheit einer Stromrichterzelle) elliptisch, kreisförmig sein und/oder umfasst mindestens eine abgerundete Ecke. Bei einigen Ausführungsformen können die Stromrichterzellen scheibenförmig sein.According to an embodiment, an outer surface of a power converter cell (that is, the body or the capacitor unit of a power converter cell) may be elliptical, circular, and / or includes at least one rounded corner. In some embodiments, the power converter cells may be disc-shaped.

Ein kreisförmiger Körper bietet ein glatteres Stromrichterzellenprofil, wodurch das Erfordernis einer Isolationsausführung reduziert wird und andere Vorzüge, wie zum Beispiel eine geringere Streuinduktivität in der Stromkommutierungsschleife, geboten werden. Der Körper (oder die Kondensatoreinheit) der Stromrichterzelle kann zum Beispiel kreisförmig (oder ringförmig) sein.A circular body provides a smoother power converter cell profile, thereby reducing the need for isolation performance and providing other benefits, such as lower stray inductance in the current commutation loop. For example, the body (or condenser unit) of the power converter cell may be circular (or annular).

Gemäß einer Ausführungsform kann die Ventileinheit ferner eine erste elektrische Abschirmung an einem Ende des Behältnisses und/oder eine zweite elektrische Abschirmung an einem gegenüberliegenden Ende des Behältnisses umfassen. Die elektrischen Abschirmungen können entfernbare Teile des Behältnisses für ein leichteres Einsetzen der mindestens einen Säule von Stromrichterzellen in das Behältnis sein.According to one embodiment, the valve unit may further comprise a first electrical shield at one end of the container and / or a second electrical shield at an opposite end of the container. The electrical shields may be removable parts of the container for easier insertion of the at least one column of power converter cells into the container.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Ventileinheit ferner mindestens einen Verbinder oder einen steckbaren Kabelabschluss zur elektrischen Verbindung einer Zelle der Ventileinheit an einem Ende des Behältnisses umfassen.According to one embodiment, the valve unit may further comprise at least one connector or a pluggable cable termination for electrically connecting a cell of the valve unit to one end of the container.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Ventileinheit ferner ein Beabstandungselement umfassen, das Isoliermaterial enthält und an einem Ende des Behältnisses zur Beabstandung des Behältnisses von einem Behältnis einer anderen Ventileinheit, mit der die Ventileinheit verbunden ist, angeordnet ist.According to one embodiment, the valve unit may further comprise a spacer element containing insulating material and disposed at one end of the container for spacing the container from a receptacle of another valve unit to which the valve unit is connected.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Isoliergas Schwefelhexafluorid (SF6) und/oder Stickstoff (N2) und/oder Luft und/oder Trockenluft sein. Es versteht sich, dass das Gas ein Gemisch aus verschiedenen Gasen, wie zum Beispiel ein Gemisch aus SF6 und N2, sein kann. Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf solche Gase beschränkt ist und dass andere Isoliergase in Betracht kommen können. Ferner kann das Gas ein Druckgas, zum Beispiel ein Gas unter einem bestimmten Druck, der über Atmosphärendruck liegt, sein.According to one embodiment, the insulating gas may be sulfur hexafluoride (SF 6 ) and / or nitrogen (N 2 ) and / or air and / or dry air. It is understood that the gas may be a mixture of different gases, such as a mixture of SF 6 and N 2 . It is understood that the present disclosure is not limited to such gases and that other insulating gases may be considered. Further, the gas may be a pressurized gas, for example, a gas under a certain pressure higher than atmospheric pressure.

Gemäß einigen Ausführungsformen kann ein Verbindungselement zumindest teilweise festes Isoliermaterial enthalten. Insbesondere kann jedes der Verbindungselemente der mehreren Verbindungselemente ein Isoliermaterial enthalten, wodurch die elektrische Potenzialtrennung zwischen aufeinanderfolgenden Stromrichterzellen verbessert wird.According to some embodiments, a connector may at least partially contain solid insulating material. In particular, each of the Connecting elements of the plurality of connecting elements contain an insulating material, whereby the electric potential separation between successive power converter cells is improved.

Gemäß einer Ausführungsform wird eine Stromrichterstation bereitgestellt. Die Stromrichterstation kann mindestens zwei Ventileinheiten gemäß der Definition in einer der vorhergehenden Ausführungsformen umfassen. Die Stromrichterstation kann auch als eine Hochspannungsgleichstrom(HVDC-)Stromrichterstation bezeichnet werden.According to one embodiment, a converter station is provided. The converter station may comprise at least two valve units as defined in one of the preceding embodiments. The converter station may also be referred to as a high voltage direct current (HVDC) converter station.

Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen, die alle möglichen Kombinationen aus den bei den oben beschriebenen Ausführungsformen angeführten Merkmalen verwenden, in Betracht kommen können.It should be understood that other embodiments using all possible combinations of the features recited in the embodiments described above may be considered.

Figurenlistelist of figures

Es werden nunmehr beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die folgenden angehängten Zeichnungen ausführlich beschrieben:

  • 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Haltestruktur (oder Stützstruktur) gemäß einer Ausführungsform;
  • 2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ventileinheit, die ein Behältnis, das zumindest teilweise mit einem Isoliergas gefüllt ist, einen Zellenstapel und eine Stützstruktur gemäß einigen Ausführungsformen enthält;
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Zelle gemäß einigen Ausführungsformen;
  • 4 zeigt eine schematische allgemeine Ansicht eines Ventilstapels gemäß einigen Ausführungsformen;
  • 5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Körpers (oder einer Kondensatoreinheit) einer Stromrichterzelle gemäß einer Ausführungsform;
  • Die 6A und 6B zeigen schematische Draufsichten von Körpern von Stromrichterzellen gemäß einigen Ausführungsformen;
  • 7 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils einer Kondensatoreinheit gemäß einer Ausführungsform;
  • Die 8A und 8B zeigen schematische Ansichten von alternativen Ausführungsformen für die Montage von stückweisen Stromrichterzellen an einer Haltestruktur;
  • 9 zeigt eine schematische Ansicht einer Ventileinheit eines HVDC-Stromrichters gemäß einer Ausführungsform;
  • 10 zeigt eine schematische Ansicht einer Ventileinheit gemäß einer anderen Ausführungsform; und
  • 11 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ventileinheit gemäß noch einer anderen Ausführungsform.
Exemplary embodiments will now be described in detail with reference to the following appended drawings.
  • 1 shows a schematic perspective view of a support structure (or support structure) according to an embodiment;
  • 2 shows a schematic perspective view of a valve unit containing a container which is at least partially filled with an insulating gas, a cell stack and a support structure according to some embodiments;
  • 3 shows a schematic view of a cell according to some embodiments;
  • 4 shows a schematic general view of a valve stack according to some embodiments;
  • 5 shows a schematic perspective view of a body (or a capacitor unit) of a power converter cell according to an embodiment;
  • The 6A and 6B 12 show schematic plan views of bodies of power converter cells according to some embodiments;
  • 7 shows a schematic view of a part of a capacitor unit according to an embodiment;
  • The 8A and 8B show schematic views of alternative embodiments for the assembly of piece-wise power converter cells to a support structure;
  • 9 shows a schematic view of a valve unit of a HVDC converter according to an embodiment;
  • 10 shows a schematic view of a valve unit according to another embodiment; and
  • 11 shows a schematic perspective view of a valve unit according to yet another embodiment.

Wie in den Figuren dargestellt, können die Größen der Elemente, Lagen und Bereiche für Veranschaulichungszwecke übertrieben sein und werden somit zur Veranschaulichung der allgemeinen Strukturen der Ausführungsformen dargeboten. Gleiche Bezugszahlen beziehen sich durchweg auf gleiche Elemente.As shown in the figures, the sizes of the elements, layers and regions may be exaggerated for illustrative purposes and are thus presented to illustrate the general structures of the embodiments. Like reference numerals refer to like elements throughout.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Nachfolgendend werden nunmehr beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen aktuell bevorzugte Ausführungsformen gezeigt werden, ausführlicher beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgestaltet werden und sollte nicht als auf die hierin angeführten Ausführungsformen beschränkt interpretiert werden; stattdessen werden diese Ausführungsformen der Gründlichkeit und Vollständigkeit halber dargeboten und vermitteln dem Fachmann vollständig den Schutzumfang der Erfindung. Hereinafter, exemplary embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which currently preferred embodiments are shown. However, the invention may be embodied in many different forms and should not be interpreted as limited to the embodiments set forth herein; instead, these embodiments are presented for the sake of thoroughness and completeness and fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Stützstruktur 100 beschrieben, die mehrere Halteelemente 121-124 und mehrere Verbindungselemente 141-144 umfasst.With reference to 1 becomes a support structure 100 described the several retaining elements 121 - 124 and a plurality of connecting elements 141 - 144 includes.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit zeigt 1 eine Stützstruktur 100, die mehrere Halteplatten 121-124, welche als Halteelemente (oder Halteglieder) wirken, und mehrere Stangen 141-144, die als Verbindungselemente wirken, umfasst. Die Stangen 141-144 erstrecken sich entlang einer in 1 mit 110 bezeichneten Axialrichtung. Insbesondere erstrecken sich die Stangen 141-144 parallel zu der Axialrichtung 110, und die Halteplatten 121-124 sind an verschiedenen Stellen entlang der Axialrichtung 110 in die Axialrichtung 110 senkrecht schneidenden Ebenen angeordnet. Es versteht sich jedoch, dass die Verbindungselemente nicht zwangsweise parallel zur Axialrichtung 110 sein müssen und dass die Halteplatten nicht in sich senkrecht zu der Axialrichtung 110 befindenden Ebenen sein müssen.Without restriction of generality shows 1 a support structure 100, which has several retaining plates 121 - 124 , which act as holding elements (or holding members), and a plurality of bars 141 - 144 which act as connecting elements comprises. The bars 141 -144 extend along an in 1 110 labeled axial direction. In particular, the rods extend 141 - 144 parallel to the axial direction 110 , and the holding plates 121 - 124 are at different locations along the axial direction 110 arranged in the axial direction 110 perpendicular intersecting planes. However, it is understood that the connecting elements need not necessarily be parallel to the axial direction 110 and that the retaining plates are not perpendicular to the axial direction 110 must be located.

Die Halteplatten 121-124 sind entlang der Axialrichtung 110 durch einen Spalt voneinander getrennt, wodurch die Anordnung von Stromrichterzellen gestattet wird, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird.The holding plates 121 - 124 are along the axial direction 110 separated by a gap, allowing the arrangement of power converter cells, as described in more detail below.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Halteplatten 121-124 der Stützstruktur 100 kreisförmig oder scheibenförmig. Es kommen jedoch auch andere Formen in Betracht. Ferner enthält jede der Halteplatten 121-124 ein Durchgangsloch, so dass sie als Ringe geformt sind. Eine erste Halteplatten 121 ist zum Beispiel scheibenförmig mit einem mit 151 bezeichneten Durchgangsloch, das in einem mittleren Teil der Halteplatte 121 angeordnet ist. Das mittlere Durchgangsloch 151 der Halteplatte 121 weist einen Umfang auf, der dem Innenumfang eines Körpers der an dem Halteelement 121 anzuordnenden Stromrichterzelle entspricht. Die Stangen 141-144 erstrecken sich entlang der Axialrichtung 110 und schneiden die Halteplatten 121-124 nahe den Durchgangslöchern der Halteplatten.At the in 1 In the embodiment shown, the holding plates 121-124 of the support structure 100 circular or disc-shaped. However, other forms come into consideration. Further, each of the holding plates 121-124 includes a through hole so as to be formed as rings. A first holding plates 121 is, for example, disc-shaped with a through-hole indicated 151 in a middle part of the holding plate 121 is arranged. The middle through hole 151 of the holding plate 121 has a circumference that corresponds to the inner circumference of a body on the holding element 121 corresponds to the converter cell to be arranged. The bars 141 - 144 extend along the axial direction 110 and cut the retaining plates 121 - 124 near the through holes of the holding plates.

Wie oben erwähnt, kann das Halteelement gemäß einigen Ausführungsformen einen Querschnitt (oder eine Form) über die Axialrichtung aufweisen, der (bzw. die) einem Querschnitt (oder einer Form) des Körpers der über die Axialrichtung an dem Halteelement anzuordnenden Stromrichterzelle entspricht. Ein Halteelement kann ein mittleres Durchgangsloch mit einem Umfang enthalten, der dem Innenumfang des Körpers einer an dem Halteelement anzuordnenden Stromrichterzelle entspricht oder größer als dieser ist. Insbesondere kann das mittlere Durchgangsloch des Halteelements eine Form aufweisen, die mit einer Form der Oberfläche des den Innenraum definierenden Körpers der Stromrichterzelle übereinstimmt. Es versteht sich, dass das Durchgangsloch des Halteelements verschiedene Formen aufweisen kann, beispielsweise kreisförmig, elliptisch, rechteckig oder quadratisch sein kann. Ferner kann auch die Größe des Durchgangslochs variieren.As mentioned above, according to some embodiments, the holding member may have a cross section (or a shape) about the axial direction corresponding to a cross section (or shape) of the body of the power converter cell to be arranged over the axial direction on the holding member. A holding member may include a center through hole having a circumference corresponding to or larger than the inner circumference of the body of a power converter cell to be disposed on the holding member. In particular, the middle through-hole of the holding element may have a shape which coincides with a shape of the surface of the inner space defining body of the power converter cell. It is understood that the through hole of the holding element may have different shapes, for example circular, elliptical, rectangular or square. Furthermore, the size of the through-hole may also vary.

Bei einigen Ausführungsformen kann der Umfang des mittleren Durchgangslochs des Halteelements größer als der Innenumfang des Körpers der Stromrichterzelle sein, in welchem Fall nur ein Teil des Körpers der Stromrichterzelle an dem Halteelement anliegt. Bei anderen Ausführungsformen kann der Umfang des mittleren Durchgangslochs des Halteelements im Wesentlichen gleich dem Innenumfang des Körpers der Stromrichterzelle sein. Diese Ausführungsformen bewirken eine Verhinderung eines Oberflächenfunkenüberschlags, der durch Partikelverunreinigung unterstützt wird, da ein reduzierter Bereich von horizontalen Oberflächen der Halteelemente, die solchen Partikeln ausgesetzt sind, besteht.In some embodiments, the circumference of the central through hole of the holding member may be larger than the inner circumference of the body of the power converter cell, in which case only a part of the body of the power converter cell abuts against the holding member. In other embodiments, the circumference of the central through-hole of the holding member may be substantially equal to the inner circumference of the body of the power converter cell. These embodiments provide prevention of surface sparkover that is aided by particulate contamination because there is a reduced range of horizontal surfaces of the holding members exposed to such particulates.

Bei noch einigen anderen Ausführungsformen kann der Umfang des mittleren Durchgangslochs des Halteelements kleiner als der Innenumfang des Körpers der Stromrichterzelle sein, in welchem Fall jegliche Vorrichtung (oder einige der Vorrichtungen), die in dem durch den Innenumfang begrenzten Innenraum angeordnet ist (sind), an dem Halteelement anliegen kann (können).In still some other embodiments, the circumference of the central through hole of the holding member may be smaller than the inner circumference of the body of the power converter cell, in which case any device (or some of the devices) disposed in the inner periphery bounded interior is (are) can rest against the holding element (can).

Der Körper (oder die Kondensatoreinheit) einer Stromrichterzelle kann aus einem einzigen Teil mit einem Loch gebildet sein, in dem andere elektrische Bauelemente, wie zum Beispiel Schaltvorrichtungen, angeordnet sein können.The body (or the condenser unit) of a power converter cell may be formed of a single part with a hole in which other electrical components, such as switching devices, may be arranged.

Obgleich 1 Halteplatten als ein Beispiel für Halteelemente zeigt, versteht sich, dass auch andere Arten von Halteelementen verwendet werden können. Allgemein dienen die Halteelemente dazu, eine oder mehrere Stromrichterzellen an einer Stelle entlang der Axialrichtung, entlang der sich der Stapel von Stromrichterzellen erstreckt, (das heißt der Stapelrichtung) zu halten. Die Halteelemente können deshalb an einer bestimmten Stelle entlang der Stapelrichtung fixiert sein. Das Halteelement einer bestimmten Stelle darf kein(e) durchgehende(r) Körper oder Platte sein, sondern könnte eine Anzahl von Haltegliedern sein, die mehrere Kontaktpunkte an jedem der Verbindungselemente definieren, so dass eine Stromrichterzelle an einer bestimmten Stelle entlang der Stapelrichtung daran installiert werden kann. Es versteht sich jedoch, dass ein Halteelement mit einem einzigen Körper, wie zum Beispiel einer Halteplatte, der bzw. die sich entlang der Stapelrichtung erstreckenden Verbindungselemente physisch verbindet, für das Tragen des Gewichts der Stromrichterzellen, wodurch die mechanische Stabilität verbessert wird, günstig ist.Although 1 Holding plates as an example of holding elements, it is understood that other types of holding elements can be used. Generally, the holding members serve to hold one or more power converter cells at a location along the axial direction along which the stack of power converter cells extends (ie, the stacking direction). The holding elements can therefore be fixed at a certain point along the stacking direction. The holding member of a particular location may not be a continuous body or plate, but could be a number of holding members defining a plurality of contact points on each of the connecting members so that a power converter cell is installed thereon at a predetermined position along the stacking direction can. However, it should be understood that a single-body retainer, such as a retainer plate, that physically connects fasteners extending along the stacking direction is beneficial for supporting the weight of the power converter cells, thereby improving mechanical stability.

Obgleich 1 eine Stützstruktur mit mehreren Verbindungselementen und mehreren Halteelementen zeigt, versteht sich, dass die Halteelemente integrierte Teile der Körper der an den durch die Halteelemente entlang der Axialrichtung definierten Stellen anzuordnenden Stromrichterzellen sein können. Bei diesen Ausführungsformen können die Stromrichterzellen mit einigen Anbringungsmitteln zum Anbringen der Verbindungselemente ausgestattet sein.Although 1 It is understood that a support structure having a plurality of connecting elements and a plurality of holding elements can be integrated parts of the bodies of the power converter cells to be arranged at the locations defined by the holding elements along the axial direction. In these embodiments, the power converter cells may be provided with some attachment means for attaching the connecting elements.

Bei einigen Ausführungsformen können die Verbindungselemente eine oder mehrere Stangen, Seile oder Röhren sein. Die Verbindungselemente können dahingehend ausgeführt sein, ein Halteelement mit einem anderen mechanisch zu verbinden. Zum Beispiel kann die Stützstruktur mehrere Halteplatten enthalten, die mehrere Löcher zum Einsetzen mehrerer als Verbindungselemente wirkender Stangen umfassen. Die Halteplatten können dann mittels einigen Befestigungselementen (oder Befestigungsmitteln), wie zum Beispiel Schrauben oder Klammern, an den Stangen befestigt werden. In einem anderen Beispiel können die Halteelemente mit den Verbindungselementen verlötet werden.In some embodiments, the connecting elements may be one or more rods, cables or tubes. The connecting elements may be designed to mechanically connect one holding element to another. For example, the support structure may include a plurality of retaining plates that include a plurality of holes for inserting a plurality of rods acting as connecting elements. The retaining plates may then be secured to the rods by some fasteners (or fasteners), such as screws or staples. In another example, the retaining elements may be soldered to the connecting elements.

Gemäß einigen Ausführungsformen können die Verbindungselemente zumindest teilweise festes Isoliermaterial enthalten (oder daraus hergestellt sein). Insbesondere kann jedes der Verbindungselemente der mehreren Verbindungselemente ein Isoliermaterial enthalten, wodurch die elektrische Potenzialtrennung zwischen aufeinanderfolgenden Stromrichterzellen verbessert wird.According to some embodiments, the connectors may at least partially include (or be made of) solid insulating material. In particular, each of the connecting elements of the plurality of connecting elements Insulating material included, whereby the electrical isolation between successive power converter cells is improved.

Unter Bezugnahme auf 2 wird eine Ventileinheit 200 gemäß einer Ausführungsform beschrieben.With reference to 2 becomes a valve unit 200 described according to one embodiment.

2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ventileinheit 200, die mehrere Stromrichterzellen 130-139, eine Stützstruktur ähnlich der unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Stützstruktur mit Halteelementen 121-124 (nicht alle Elemente in der Figur bezeichnet) und Verbindungselementen 141-143 und ein Behältnis 280, das zumindest teilweise mit Isoliergas gefüllt ist, umfasst. 2 shows a schematic perspective view of a valve unit 200 containing multiple power converter cells 130 - 139 , a support structure similar to that with reference to 1 described supporting structure with holding elements 121-124 (not all elements in the figure) and connecting elements 141 - 143 and a container 280 at least partially filled with insulating gas.

Die Ventileinheit 200 umfasst ein Behältnis (oder Gehäuse) 280 und mehrere Zellen 130-139, die als ein Stapel (oder eine Säule) innerhalb des Gehäuses 280 angeordnet sind. Die Zellen 130-139 sind übereinander angeordnet und in Reihe geschaltet, um ein(e) elektrische(s) Ausrüstung oder System (zum Beispiel einen Stromrichter) innerhalb des Behältnisses 280 zu bilden.The valve unit 200 includes a container (or housing) 280 and multiple cells 130 - 139 acting as a stack (or pillar) within the housing 280 are arranged. The cells 130 - 139 are stacked and connected in series to an electrical equipment or system (for example a power converter) within the container 280 to build.

Das Behältnis 280 kann sich hauptsächlich entlang einer Axialrichtung 110 erstrecken und kann zum Beispiel eine zylinderartige Form haben, die sich von einer Basisfläche oder einem Basisbereich 288 zu einer anderen Basisfläche oder einem anderen Basisbereich 289 (das heißt zwischen zwei beabstandeten Stellen entlang der Axialrichtung 110) erstreckt. Bei einer bestimmten Ausführungsformen kann das Gehäuse 280 ein Zylinder sein, der sich entlang der Axialrichtung 110 erstreckt, und die Zellen 130-139 sind unter Verwendung einer Stützstruktur, wie zum Beispiel der unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen, entlang der Axialrichtung 110 angeordnet, wodurch mehrere Zellenpositionen entlang der Axialrichtung 110 definiert werden.The container 280 may extend primarily along an axial direction 110 and may, for example, have a cylindrical shape extending from a base surface or a base region 288 to another base area or another base area 289 (that is, between two spaced locations along the axial direction 110 ). In a particular embodiment, the housing may 280 a cylinder that extends along the axial direction 110 extends, and the cells 130 - 139 are using a support structure, such as with reference to 1 described along the axial direction 110 arranged, creating multiple cell positions along the axial direction 110 To be defined.

Wie in 2 dargestellt, kann die Ventileinheit bei einigen Ausführungsformen mit mindestens einem Anbringungselement zum Anbringen mindestens eines der Halteelemente und/oder der Verbindungselementen 141-143 an einer unteren Fläche, einer oberen Fläche und/oder einer Wandfläche des Behältnisses ausgestattet sein. Bei einer Ausführungsform kann die Stützstruktur bei Betrachtung der Ventileinheit (und dadurch des sich in der Axialrichtung erstreckenden Behältnisses) in einer stehenden Position, das heißt mit sich im Wesentlichen vertikal befindender Axialrichtung, an einem Ende am Boden des Behältnisses angebracht (oder montiert) sein, und die Stützstruktur kann wahlweise an ihrem anderen Ende am oberen Teil des Behältnisses angebracht (oder montiert) sein.As in 2 In some embodiments, the valve unit may include at least one attachment member for attaching at least one of the retention members and / or the fasteners 141 - 143 be equipped on a lower surface, an upper surface and / or a wall surface of the container. In one embodiment, the support structure may be mounted (or mounted) at one end at the bottom of the container when viewing the valve unit (and thereby the axially extending container) in a standing position, that is, in a substantially vertical axial direction; and the support structure may optionally be attached (or mounted) at the other end to the upper part of the container.

Wie bei anderen Ausführungsformen weiter beschrieben wird, kann das Anbringungselement eine Abschirmungsflächenstruktur zum Glätten des elektrischen Felds innerhalb des Behältnisses enthalten, die die Isolierung verbessert. Bei einer spezielleren Ausführungsform kann das Anbringungselement (oder die Abschirmung) so ausgeführt (oder aufgebaut) sein, dass es sich entlang einer Richtung erstreckt, die eine Radialrichtung schneidet (das heißt, es ist in einer Richtung ausgeführt, die nicht im Wesentlichen senkrecht zu der Axialrichtung, entlang der sich das Behältnis erstreckt, verläuft). Mit anderen Worten, das Anbringungselement kann dahingehend ausgeführt sein, horizontale Oberflächen, auf die Partikel fallen (und sich dort ansammeln) können, wodurch die Oberflächenisolierung beeinträchtigt wird, zu vermeiden.As further described in other embodiments, the attachment member may include a shielding surface structure for smoothing the electric field within the container, which improves insulation. In a more specific embodiment, the attachment member (or shield) may be configured to extend along a direction that intersects a radial direction (that is, it is in a direction that is not substantially perpendicular to the direction) Axial direction along which the container extends runs). In other words, the attachment member may be designed to avoid horizontal surfaces on which particles fall (and accumulate), thereby impairing the surface insulation.

Wie unter Bezugnahme auf 3 weiter beschrieben wird, kann eine Zelle mindestens ein Kondensatorelement und eine Schaltvorrichtung enthalten. Der Stapel von Stromrichterzellen 130-139 kann Hochspannungskondensatorabschirmungen (HV-Kondensatorabschirmungen) enthalten, in denen die Kondensatorelemente angeordnet sind. Die HV-Kondensatorabschirmung einer Zelle kann die Schaltvorrichtung umgeben. Mit anderen Worten, eine Kondensatorabschirmung einer Zelle wirkt als eine Ummantelung für das Kondensatorelement. Die Kondensatorabschirmung kann als ein Toroid mit einem quadratischen Querschnitt gebildet sein. In dem Stapel sind zwei aufeinanderfolgende Stromrichterzellen, die jeweils eine Kondensatorabschirmung mit einem Kondensatorelement und eine Schaltvorrichtung umfassen, durch das sich innerhalb des Behältnisses befindende Isoliergas getrennt. In dieser Konfiguration wird eine HV-Kondensatorabschirmung als Teil einer Zelle betrachtet, so dass eine Zelle eine Schaltvorrichtung, ein Kondensatorelement und ihre Kondensatorabschirmung enthält, wobei der Stapel dann eine Folge von Zellen enthält, die mit einem gewissen Gasspalt zwischen aufeinanderfolgenden Zellen aufeinander angeordnet sind.As with reference to 3 Further, a cell may include at least a capacitor element and a switching device. The stack of power converter cells 130-139 may include high voltage capacitor (HV) capacitor shields in which the capacitor elements are disposed. The HV capacitor shield of a cell may surround the switching device. In other words, a capacitor shield of a cell acts as a cladding for the capacitor element. The capacitor shield may be formed as a toroid having a square cross section. In the stack, two successive power converter cells, each comprising a capacitor screen with a capacitor element and a switching device, are separated by the insulating gas located inside the container. In this configuration, an HV capacitor shield is considered to be part of a cell such that a cell includes a switching device, a capacitor element and its capacitor shield, the stack then containing a series of cells arranged with a certain gas gap between successive cells.

Die Außenfläche des Gehäuses 280 kann aus einem elektrischen leitenden Material, wie zum Beispiel einem Metall, hergestellt sein, oder kann durch ein elektrisch leitendes Material bedeckt sein, so dass die Außenfläche des Gehäuses 280 geerdet sein kann.The outer surface of the housing 280 may be made of an electrically conductive material, such as a metal, or may be covered by an electrically conductive material, such that the outer surface of the housing 280 can be grounded.

Ferner kann das Behältnis 280 für eine elektrische Isolierung zwischen den Stromrichterzellen 130-139 zum Beispiel teilweise mit einem Isoliergas 215 gefüllt sein, bei dem es sich zum Beispiel um SF6, N2, Luft, Trockenluft oder ein Gemisch aus solchen Gasen handeln kann. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist und dass andere Gase, insbesondere SF6-freie Gase, mit ähnlichen Isoliereigenschaften verwendet werden können. Ferner kann ein Druckgas mit einem Druck von ungefähr ein paar Bar verwendet werden. Zum Beispiel kann das Gehäuse 280 mit SF6 mit einem Druck in einem Bereich von 2 bis 6 bar gefüllt sein.Furthermore, the container 280 for electrical insulation between the power converter cells 130 - 139 for example, partly with an insulating gas 215 be filled, which may be, for example, SF 6 , N 2 , air, dry air or a mixture of such gases. It should be understood, however, that the present disclosure is not limited to these examples and that other gases, particularly SF 6 -free gases, have similar insulating properties can be used. Further, a pressurized gas may be used at a pressure of about a few bars. For example, the housing 280 may be filled with SF 6 at a pressure in a range of 2 to 6 bar.

Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens eine der Zellen, eine Gruppe von Zellen oder der Stapel trennbar angeordnet sein, so dass sie bzw. er aus dem Behältnis entfernt werden kann. Insbesondere kann der Stapel von Zellen von dem Gehäuse trennbar (oder daraus entfernbar) sein, was beispielsweise für Reparatur oder Austausch einer Zelle des Stapels, einer Gruppe von Zellen oder sogar des gesamten Stapels von Vorteil ist. Auf 2 Bezug nehmend, kann der Stapel von Zellen 130-139 durch Entfernen eines oberen Teils des Behältnisses 280 in das Gehäuse 280 eingesetzt oder daraus entfernt werden. 2 zeigt, dass das Behältnis 280 aus mindestens zwei Teilen hergestellt sein kann, wobei ein Hauptteil ein Zylinder ist, in dem der Zellenstapel angeordnet ist, und ein oberer Teil als ein Flaschenhals geformt ist, der mittels eines Flansches 287 auf dem Hauptteil aufliegt, um ein flaschenartiges Behältnis 280 zu bilden. Der zylinderartige Stapel mit seiner inneren Stützstruktur kann entlang der Axialrichtung 110 in dem zylinderartigen Gehäuse 280 gleiten.In some embodiments, at least one of the cells, a group of cells, or the stack may be separable so that it may be removed from the container. In particular, the stack of cells may be separable (or removable) from the housing, which is advantageous, for example, for repairing or replacing a cell of the stack, a group of cells, or even the entire stack. On 2 Referring to, the stack of cells 130 - 139 by removing an upper part of the container 280 into the housing 280 used or removed from it. 2 shows that the container 280 may be made of at least two parts, a main part is a cylinder in which the cell stack is arranged, and an upper part is formed as a bottle neck, which rests on the main part by means of a flange 287 to a bottle-like container 280 to build. The cylinder-like stack with its inner support structure can along the axial direction 110 in the cylinder-like housing 280 slide.

In der in 2 gezeigten Ventileinheit 200 kann der Stapel von Stromrichterzellen koaxial zu der Axialrichtung 110, entlang der sich das Behältnis 280 erstreckt, angeordnet sein.In the in 2 shown valve unit 200 The stack of power converter cells may be coaxial with the axial direction 110 along which the container 280 extends, be arranged.

Obgleich eine zylinderartige Form einige Vorteile hinsichtlich Homogenität der in solch einer Art von elektrischen Ausrüstungen induzierten elektrischen Felder bietet, versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf solch eine Form des Gehäuses beschränkt ist und auch andere Geometrien in Betracht kommen.Although a cylindrical shape offers some advantages in terms of homogeneity of the electric fields induced in such a type of electrical equipment, it will be understood that the present disclosure is not limited to such a form of housing and other geometries are contemplated.

Ferner werden die Spannungen der Kondensatoren der Zellen 130-139 (die ungefähr ein paar kV betragen könnten) dem in dem Gehäuse 280 eingeschlossenen Druckgas ausgesetzt.Further, the voltages of the capacitors of cells 130-139 (which could be about a few kV) become that in the housing 280 enclosed compressed gas exposed.

In der Ventileinheit 200 sind die mehreren Stromrichterzellen 130-139 als ein Stapel entlang der Axialrichtung 110 angeordnet. Eine Stromrichterzelle, zum Beispiel die mit 139 bezeichnete Stromrichterzelle, enthält einen Körper, der sich in einer Radialrichtung (in dem vorliegenden Beispiel in einer im Wesentlichen senkrecht zu der Axialrichtung 110 erstreckenden Richtung) zwischen einem Außenumfang und einem Innenumfang erstreckt (siehe auch Figur 3 für mehr Details). Infolge der Anordnung der Stromrichterzellen 130-139 an den Halteplatten 120-129 der Stützstruktur ist in dem Stapel von Stromrichterzellen ein Innenraum 170 gebildet.In the valve unit 200 For example, the plurality of power converter cells 130-139 are arranged as a stack along the axial direction 110. A power converter cell, for example the power converter cell designated 139, includes a body extending in a radial direction (in the present example, in a direction substantially perpendicular to the axial direction 110 extending direction) between an outer periphery and an inner periphery extends (see also FIG 3 for more details). Due to the arrangement of the power converter cells 130 - 139 on the holding plates 120 - 129 the support structure is an interior in the stack of power converter cells 170 educated.

In dem in 2 gezeigten Beispiel ist jede Stromrichterzelle an ihrer eigenen Halteplatte angeordnet. Somit definieren die Halteplatten 120-129 mehrere Stellen für die Anordnung der Stromrichterzellen 130-139 entlang der Axialrichtung 110. Insbesondere sind die mit 130-139 bezeichneten Stromrichterzellen an den jeweiligen mit 120-129 bezeichneten Halteplatten der Stützstruktur angeordnet. Die Stützstruktur enthält auch mehrere Verbindungselemente, in dem vorliegenden Beispiel vier Stangen 141-144, die sich entlang der Stapelrichtung 110 erstrecken. Die vier Stangen sind dahingehend angeordnet, die Halteplatten 120-129 mechanisch miteinander zu verbinden. Die Stangen 141-144 erstrecken sich in dem durch das Stapeln der Stromrichterzellen 130-139 definierten Innenraum 170. Obgleich die spezielle Ausführungsform von 2 Verbindungselemente zeigt, die sich innerhalb des Innenraums des Stapels erstrecken, können die Verbindungselemente allgemeiner als sich innerhalb des Außenumfangs (und insbesondere des Außendurchmessers) des Stapels (wie durch den Außendurchmesser der den Stapel bildenden Stromrichterzellen definiert) erstreckend beschrieben werden.In the in 2 As shown, each power converter cell is arranged on its own retaining plate. Thus, the holding plates define 120 - 129 a plurality of locations for the arrangement of the power converter cells 130-139 along the axial direction 110 , In particular, the power converter cells designated 130-139 are arranged on the respective retaining plates of the support structure designated 120-129. The support structure also includes a plurality of connectors, in the present example four rods 141-144 extending along the stacking direction 110 extend. The four rods are arranged to the holding plates 120 - 129 mechanically connect with each other. The bars 141 - 144 extend in the interior defined by the stacking of the power converter cells 130-139 170 , Although the specific embodiment of 2 Showing fasteners that extend within the interior of the stack, the fasteners may be described more generally than extending within the outer perimeter (and particularly the outer diameter) of the stack (as defined by the outer diameter of the stack forming power converter cells).

2 veranschaulicht, dass die Stromrichterzellen die Verbindungselemente 141-144 der Stützstruktur umgeben. Insbesondere veranschaulicht 2, dass die Stromrichterzellen ringförmig sein können und somit eine kreisförmige Außenfläche aufweisen, wodurch sie einen zylinderartigen Stapel von Zellen ergeben. Es kommen auch andere Geometrien in Betracht; es ist jedoch günstig, wenn die Stromrichterzellen (und der sich ergebende Stapel von Stromrichterzellen) eine glatte Außenfläche mit abgerundeten Ecken haben. 2 illustrates that the power converter cells, the connecting elements 141 - 144 surrounded the support structure. In particular, illustrated 2 in that the power converter cells may be annular and thus have a circular outer surface, thereby yielding a cylinder-like stack of cells. Other geometries are also possible; however, it is beneficial if the power converter cells (and the resulting stack of power converter cells) have a smooth outer surface with rounded corners.

Unter Bezugnahme auf 3 wird eine Zelle 130 gemäß einer Ausführungsform ausführlicher beschrieben.With reference to 3 becomes a cell 130 described in more detail according to one embodiment.

3 zeigt eine Zelle 130, die einen Körper (oder eine Kondensatorabschirmung) 332 und eine Schaltvorrichtung, wie zum Beispiel ein Bauelement 337 auf Halbleiterbasis, enthält. Mindestens ein Kondensatorelement (nicht gezeigt) ist in dem Körper (oder in der Kondensatorabschirmung 332), das heißt in dem durch das Innere des Körpers 332 definierten Volumen, angeordnet oder eingeschlossen. Der Körper 332 der Stromrichterzelle 130 erstreckt sich in einer Radialrichtung (in einer im Wesentlichen senkrecht zu einer Axialrichtung, wie durch den ringförmigen Körper definiert, verlaufenden Richtung) zwischen einem Außenumfang 160 und einem Innenumfang 162. 3 shows a cell 130 including a body (or capacitor shield) 332 and a switching device, such as a device 337 Semiconductor-based. At least one capacitor element (not shown) is in the body (or in the capacitor shield 332 ), that is, through the interior of the body 332 defined volume, arranged or enclosed. The body 332 the power converter cell 130 extends between an outer circumference 160 and an inner circumference in a radial direction (in a direction substantially perpendicular to an axial direction as defined by the annular body) 162 ,

Die Kondensatorabschirmung 332 und ihr darin angeordnetes Kondensatorelement kann als die Kondensatoreinheit (oder der Körper) der Stromrichterzelle 130 bezeichnet werden. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform umgibt der Körper 332 das Halbleiterbauelement 337 und ist scheibenförmig. Der Körper 332 ist ringförmig und definiert ein mittleres Loch, in dem das Halbleiterbauelement 337 platziert sein kann. Die in 3 gezeigte Zelle 130 eignet sich deshalb besonders zur Bildung eines zylinderartigen Stapels von Stromrichterzellen.The capacitor shield 332 and their capacitor element disposed therein may be referred to as the capacitor unit (or body) of the power converter cell 130. At the in 3 the embodiment shown surrounds the body 332 the semiconductor device 337 and is disc-shaped. The body 332 is annular and defines a central hole in which the semiconductor device 337 can be placed. In the 3 shown cell 130 is therefore particularly suitable for forming a cylinder-like stack of power converter cells.

In dem in 3 gezeigten Beispiel bildet der Körper 332 einen Innenraum 370, der durch den Körper 332 der Stromrichterzelle 130 definiert wird. Das Halbleiterbauelement 337 ist innerhalb des Innenraums 370 angeordnet. Der Innenraum 370 weist in der Darstellung eine kreisförmige Querschnittsform über die Axialrichtung, entlang der sich die Stromrichterzelle erstreckt, auf. Der Innenraum kann jedoch auch eine andere Geometrie aufweisen.In the in 3 The example shows the body 332 an interior 370 by the body 332 the power converter cell 130 is defined. The semiconductor device 337 is inside the interior 370 arranged. The interior 370 In the illustration, it has a circular cross-sectional shape over the axial direction along which the power converter cell extends. However, the interior can also have a different geometry.

Der durch den Körper einer Stromrichterzelle definierte Innenraum kann zum Beispiel eine elliptische Querschnittsform, eine kreisförmige Querschnittsform, eine polygonale Querschnittsform oder eine quadratische Querschnittsform über die Axialrichtung aufweisen. Obgleich es von Vorteil, wenn auch nicht immer erforderlich, ist, dass die Außenfläche des Körpers abgerundete Ecken enthält und kreisförmig ist, kann der durch die Körper der Stromrichterzellen definierte Innenraum (oder innere Raum) in Abhängigkeit von der gewünschten Anordnung der elektrischen Bauelemente in dem Innenraum verschiedene Formen aufweisen. Bei einer speziellen Ausführungsform kann der durch den hohlen Körper begrenzte Innenraum quadratisch sein, was einen verbesserten Füllfaktor der daran installierten Bauelemente bereitstellen kann. Ferner kann die Form des Innenraums an die Konfiguration (Anzahl, Positionierung) der sich in dem Innenraum erstreckenden Verbindungselemente angepasst sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der Innenumfang der Stromrichterzellen (das heißt der Innenraum) zur Aufnahme der Verbindungselemente ausgeführt sein. Zum Beispiel können in der Oberfläche des dem Innenraum zugewandten Körpers Vertiefungen zum Einsetzen der Verbindungselemente ausgebildet sein, wodurch mehr Raum für jegliche elektronischen Bauelemente und/oder andere in dem Innenraum anzuordnende Vorrichtungen gelassen wird.The internal space defined by the body of a power converter cell may have, for example, an elliptical cross-sectional shape, a circular cross-sectional shape, a polygonal cross-sectional shape, or a square cross-sectional shape across the axial direction. Although it is advantageous, although not always required, for the outer surface of the body to include rounded corners and to be circular, the interior space defined by the bodies of the power converter cells (or internal space) may vary depending on the desired arrangement of electrical components in the body Interior have different shapes. In a particular embodiment, the interior space defined by the hollow body may be square, which may provide an improved fill factor of the devices installed thereon. Further, the shape of the inner space may be adapted to the configuration (number, positioning) of the connecting elements extending in the inner space. In some embodiments, the inner circumference of the power converter cells (that is, the inner space) may be configured to receive the connecting elements. For example, depressions for inserting the connecting elements may be formed in the surface of the interior facing body, thereby leaving more room for any electronic components and / or other devices to be arranged in the internal space.

Es versteht sich, dass sich die Verbindungselemente bei einigen Ausführungsformen in einem (innerhalb eines) zwischen dem Außenumfang einer Stromrichterzelle und dem Innenumfang der Stromrichterzelle begrenzten Raum(s) erstrecken können. Mit anderen Worten, die Verbindungselemente befinden sich bei einigen Ausführungsformen möglicherweise nicht innerhalb des Raums der Säule (wie durch die Überlagerung der Stromrichterzellen definiert), sondern außerhalb des Innenraums, jedoch innerhalb des Außenumfangs der Säule (oder der Außendurchmesser der die Säule bildenden Stromrichterzellen).It should be understood that in some embodiments, the connecting elements may extend in a space (s) defined between (within) the outer circumference of a power converter cell and the inner circumference of the power converter cell. In other words, in some embodiments, the connectors may not reside within the space of the column (as defined by the superposition of the power converter cells), but outside the interior, but within the perimeter of the column (or outside diameters of the column forming power converter cells).

Wie oben erwähnt, kann eine Außenfläche der Stromrichterzelle (das heißt der Körper oder die Kondensatoreinheit der Stromrichterzelle) elliptisch, kreisförmig sein und/oder mindestens eine abgerundete Ecke umfassen. Bei einigen Ausführungsformen können die Stromrichterzellen scheibenförmig sein. Insbesondere kann die Stromrichterzelle (oder ihr Körper) eine zylindrische Form oder die Form eines Parallelepipeds aufweisen. Es versteht sich jedoch, dass für die Zwecke einer HVDC-Stromrichterzelle eine Kreisform oder zumindest eine Form mit abgerundeten Ecken von Vorteil ist, da dadurch eine glatte Oberfläche bereitgestellt wird, was wiederum die Hochspannungsisolation erleichtert, da es weniger scharfe Kurven und Kanten gibt, die hervorstehen. Infolgedessen können Isolierungsabstände verkürzt werden, und beispielsweise können Koronaringe teilweise oder vollständig vermieden werden. Die Verwendung eines kapazitiven Körpers mit einer Außenfläche, die abgerundete Ecken umfasst und zum Beispiel kreisförmig ist, bietet deshalb den Vorteil, dass Raum effizienter genutzt werden kann, wodurch die Größe der Stromrichterstation reduziert werden kann.As mentioned above, an outer surface of the power converter cell (that is, the body or the capacitor unit of the power converter cell) may be elliptical, circular, and / or include at least one rounded corner. In some embodiments, the power converter cells may be disc-shaped. In particular, the power converter cell (or its body) may have a cylindrical shape or the shape of a parallelepiped. However, it will be appreciated that for the purposes of a HVDC power converter cell, a circular shape or at least a rounded corner shape is advantageous because it provides a smooth surface, which in turn facilitates high voltage isolation since there are fewer sharp curves and edges protrude. As a result, isolation distances can be shortened and, for example, coronary rings can be partially or completely avoided. The use of a capacitive body having an outer surface that includes rounded corners and is circular, for example, therefore offers the advantage that space can be used more efficiently, whereby the size of the converter station can be reduced.

Gemäß einer allgemeineren Ausführungsform kann die Stromrichterzelle ferner mindestens ein Kondensatorelement, das in einem sich von dem Außenumfang zu einem Innenumfang der Stromrichterzelle erstreckenden Körper angeordnet ist, und mindestens eine Schaltvorrichtung umfassen.According to a more general embodiment, the power converter cell may further comprise at least one capacitor element disposed in a body extending from the outer periphery to an inner circumference of the power converter cell and at least one switching device.

Bei solchen Ausführungsformen kann der Körper mindestens ein Kondensatorelement enthalten, das heißt der Körper kann dem Kondensatorteil (oder der Kondensatoreinheit) der Stromrichterzelle entsprechen. In dieser Hinsicht können die Abmessungen des Körpers die Eigenschaften und insbesondere die mögliche Kapazität und Spannung des Kondensators der Stromrichterzelle für eine bestimmte Auswahl von Materialien bestimmen. Ferner kann die Höhe des Körpers entlang der Axialrichtung durch die gewünschte Kapazität oder gewünschte Spannung bestimmt werden. Der Körper kann deshalb auch als kapazitiver Körper oder Kondensator der Stromrichterzelle bezeichnet werden.In such embodiments, the body may include at least one capacitor element, that is, the body may correspond to the capacitor part (or capacitor unit) of the power converter cell. In this regard, the dimensions of the body may determine the characteristics and, in particular, the potential capacitance and voltage of the converter of the power converter cell for a particular choice of materials. Further, the height of the body along the axial direction may be determined by the desired capacitance or desired voltage. The body can therefore also be referred to as a capacitive body or capacitor of the power converter cell.

Mit dem Begriff Kondensatorelement ist ein Bauelement gemeint, das als Kondensator fungiert, das heißt als ein elektrisches Bauelement zur elektrostatischen Speicherung von Energie in einem elektrischen Feld wirkt. Ein Kondensatorelement (oder Kondensator) wird normalerweise durch Metallschichten (oder Platten), zwischen denen ein isolierendes Medium angeordnet ist, gebildet.By the term capacitor element is meant a device that acts as a capacitor, that is, acts as an electrical device for electrostatically storing energy in an electric field. A capacitor element (or capacitor) is normally formed by metal layers (or plates) between which an insulating medium is disposed.

Die Schaltvorrichtung kann zum Beispiel innerhalb des durch den Körper der Stromrichterzelle begrenzten Innenraums angeordnet sein. Die Schaltvorrichtungen (zum Beispiel die Halbleiterschalter) können auf einer Weise zur gleichmäßigeren Verteilung des geschalteten Stroms um den Bereich des kapazitiven Körpers, zum Beispiel zur Reduzierung von Hotspottemperaturen und zur Erhöhung der langfristigen Zuverlässigkeit des Kondensators, angeordnet sein. For example, the switching device may be disposed within the interior space defined by the body of the power converter cell. The switching devices (eg, the semiconductor switches) may be arranged in a manner to more uniformly distribute the switched current around the area of the capacitive body, for example to reduce hot spot temperatures and increase the long term reliability of the capacitor.

Die Schaltvorrichtung kann eine Schaltvorrichtung auf Halbleiterbasis sein. Beispielsweise kann die Schaltvorrichtung ein IGBT (insulated-gate bipolar transistor), ein MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), ein IGCT (integrated gatecommutated thyristor), ein GTO-Thyristor (GTO - gate turn-off), ein HEMT (high electron mobility transistor) und ein HBT (hetero junction bipolar transistor) sein. Es können auch andere Arten von Transistoren (oder Schaltvorrichtungen auf Halbleiterbasis) in Betracht kommen.The switching device may be a semiconductor-based switching device. For example, the switching device may include an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), an integrated gate commutated thyristor (IGCT), a gate turn-off (GTO) thyristor HEMT (high electron mobility transistor) and a HBT (hetero junction bipolar transistor) be. Other types of transistors (or semiconductor-based switching devices) may also be considered.

Ferner versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf eine spezielle Halbleitertechnologie beschränkt ist. Es versteht sich, dass auf Silizium oder Siliziumcarbid basierende Schaltvorrichtungen eingesetzt werden können, insbesondere beispielsweise MOSFET, IBGTs, IGCTs und GTOs. Auf Galliumnitrid oder Galliumsarsenid basierende Schaltvorrichtungen können auch eingesetzt werden, insbesondere beispielsweise HEMTs oder HBTs. Andere Arten von Halbleitern, die Schaltvorrichtungen für Hochleistungsanwendungen bereitstellen, können in Betracht kommen.Further, it should be understood that the present disclosure is not limited to any particular semiconductor technology. It will be appreciated that silicon or silicon carbide based switching devices may be used, particularly, for example MOSFET, IBGTs, IGCTs and GTOs. Gallium-nitride or gallium-arsenide based switching devices may also be used, in particular, for example, HEMTs or HBTs. Other types of semiconductors that provide switching devices for high power applications may be considered.

Es versteht sich, dass die Stromrichterzelle ferner andere elektrische Bauelemente oder Vorrichtungen umfassen kann. Zum Beispiel kann die Stromrichterzelle auch eine Kühlvorrichtung und/oder einen Überbrückungsschalter, der einem Strom das Umgehen der Schaltvorrichtungen einer Stromrichterzelle bei Versagen einer Schaltvorrichtung gestattet, wodurch die Gefahr von Beschädigungen der Bauelemente einer Stromrichterzelle reduziert wird, die zum Beispiel durch Kurzschlussströme verursacht werden, enthalten. Der Überbrückungsschalter kann ein mechanischer Schalter oder ein elektrischer Schalter, wie zum Beispiel ein Thyristor, sein. Ferner kann die Stromrichterzelle auch Mittel zum Reduzieren der Fehlerströme enthalten. Andere Bauelemente und Vorrichtungen als die hierin aufgeführten können innerhalb des durch den Zellenstapel definierten Innenraums angeordnet sein.It is understood that the power converter cell may further comprise other electrical components or devices. For example, the power converter cell may also include a cooling device and / or a bypass switch that allows a current to bypass the switching devices of a power converter cell in the event of failure of a switching device, thereby reducing the risk of damage to the components of a power converter cell caused, for example, by short circuit currents , The bypass switch may be a mechanical switch or an electrical switch, such as a thyristor. Further, the power converter cell may also include means for reducing the fault currents. Devices and devices other than those listed herein may be disposed within the interior space defined by the cell stack.

Es können mehrere Zellen entlang einer Axialrichtung (insbesondere, aber nicht zwangsweise, einer Vertikalrichtung) zur Bildung eines Stapels von Zellen übereinander angeordnet sein. Die mehreren Zellen können über ein Sammelschienenelement elektrisch miteinander verbunden sein, um die gewünschte elektrische Ausrüstung zu bilden.Multiple cells may be arranged one above the other along an axial direction (particularly, but not necessarily, a vertical direction) to form a stack of cells. The plurality of cells may be electrically interconnected via a bus bar element to form the desired electrical equipment.

4 zeigt ein Beispiel für einen Ventilstapel 450, bei dem mehrere Stromrichterzellen entlang einer Axialrichtung übereinander angeordnet sind. Der Ventilstapel 150 enthält mehrere Zellen 130-139, die jeweils der unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Stromrichterzelle 130 entsprechen können. Die in 4 gezeigte Anordnung kann der in 2 dargestellten Anordnung entsprechen. 4 zeigt eine Querschnittsansicht des Stapels 450 von Stromrichterzellen mit einer Schaltvorrichtung 337, die von einem Körper oder einer Kondensatorabschirmung 332 umgeben ist. Ferner versteht sich, dass zwei aufeinanderfolgenden Zellen in dem Stapel identisch oder verschieden voneinander sein können. 4 zeigt auch eine Sammelschiene 440, die die mehreren Stromrichterzellen 130-139 zur Bildung eines größeren Stromrichters in Reihe schaltet. 4 shows an example of a valve stack 450 in which a plurality of power converter cells are arranged one above the other along an axial direction. The valve stack 150 contains a plurality of cells 130 - 139 , each of which with reference to 3 described power converter cell 130 may correspond. In the 4 The arrangement shown in FIG 2 correspond to the arrangement shown. 4 shows a cross-sectional view of the stack 450 of power converter cells with a switching device 337 that of a body or a capacitor shield 332 is surrounded. It is further understood that two consecutive cells in the stack may be the same or different from each other. 4 also shows a busbar 440 which serially connects the plurality of power converter cells 130-139 to form a larger power converter.

4 stellt auch dar, dass die Halteelemente 120-129 zwischen den Stromrichterzellen 130-139 angeordnet sein können. In dem dargestellten Beispiel ist ein Halteelement zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stromrichterzellen angeordnet. Insbesondere kann das Halteelement eine Form haben, die der Form des Körpers der am Halteelement angeordneten Stromrichterzelle entspricht. 4 also shows that the retaining elements 120 - 129 between the power converter cells 130 - 139 can be arranged. In the illustrated example, a holding element is arranged between two successive power converter cells. In particular, the holding element may have a shape that corresponds to the shape of the body of the arranged on the holding element power converter cell.

Bei der dargestellten Konfiguration kann der Stapel von Stromrichterzellen durch aufeinanderfolgendes Montieren eines Halteelements (wie zum Beispiel einer Halteplatte) und einer Stromrichterzelle an den Verbindungselementen hergestellt werden.In the illustrated configuration, the stack of power converter cells may be manufactured by successively mounting a holding member (such as a holding plate) and a power converter cell to the connecting members.

Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen unter Verwendung einer anderen Art von Stromrichterzellen beschrieben.In the following, further embodiments using another type of power converter cells will be described.

Unter Bezugnahme auf 5 wird eine Kondensatoreinheit 500 einer Stromrichterzelle gemäß einer Ausführungsform beschrieben.With reference to 5 For example, a capacitor unit 500 of a power converter cell according to an embodiment will be described.

5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Kondensatoreinheit 500. Die Kondensatoreinheit 500 umfasst vier Teile 501-504. Wenn die vier Teile 501-504 montiert sind, bilden sie einen sich entlang einer Axialrichtung 110 erstreckenden Körper. 5 shows a schematic perspective view of the capacitor unit 500 , The condenser unit 500 includes four parts 501 - 504 , If the four parts 501 - 504 are mounted, they form a body extending along an axial direction 110.

Bei diesen Ausführungsformen kann der Körper (oder die Kondensatoreinheit) der Stromrichterzelle deshalb nicht aus einem einzigen Teil (oder einem einzigen mechanischen Block) bestehen, sondern besteht aus mehreren (mindestens zwei) Teilen. Die Teile oder „Scheiben“ bilden bei einem Kreiskondensator die Kondensatoreinheit, wenn sie zusammenmontiert sind. Es versteht sich, dass jedes der Teile bzw. jeder der Abschnitte eine Teileinheit (oder ein Teilelement) der Kondensatoreinheit sein kann und selbst als Kondensator wirkt.Therefore, in these embodiments, the body (or condenser unit) of the power converter cell can not consist of a single part (or a single mechanical block), but consists of several (at least two) parts. The parts or "slices" in a circular capacitor form the capacitor unit when assembled together. It is understood that each of the parts or each of the sections is a subunit (or a subelement) of the capacitor unit and itself acts as a capacitor.

Die Kondensatoreinheit kann durch Montieren von N Teilen gebildet werden, wodurch die Installation der Kondensatoreinheit in einer Ventileinheit einer Stromrichterhalle erleichtert wird, da eines der N Teile der Kondensatoreinheit leichter zu handhaben ist als die gesamte Kondensatoreinheit (das heißt, wenn die Kondensatoreinheit aus einem einzigen Teil hergestellt wäre). Ein Teil oder Teilelement einer Kondensatoreinheit weist auch ein geringeres Gewicht als die gesamte Kondensatoreinheit (im Vergleich zu einem einzigen Teil, das die gesamte Kondensatoreinheit bildet) auf.The condenser unit can be formed by mounting N parts, thereby facilitating the installation of the condenser unit in a valve unit of a power converter hall, since one of the N parts of the condenser unit is easier to handle than the whole condenser unit (that is, if the condenser unit is a single part would be made). A part or sub-element of a condenser unit also has a lower weight than the entire condenser unit (as compared to a single part that makes up the entire condenser unit).

Bei diesen Ausführungsformen ist der Körper aus mehreren Teilen gebildet, die nach der Montage ein Loch oder einen Hohlraum bilden, in dem andere elektrische Bauelemente angeordnet sein können. Die Teile können nebeneinander, das heißt in einer engen Anordnung mit einem mechanischen Kontakt zwischen zwei benachbarten oder aufeinanderfolgenden Teilen, angeordnet sein. Die den Körper bildenden Teile können jedoch bei einigen anderen Ausführungsformen dicht beieinander, jedoch mit einem Spalt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilen angeordnet sein. Somit kann der Körper auch durch eine lose Anordnung der Teile, das heißt mit einem Spalt zwischen den Teilen, gebildet sein, was von Vorteil ist, da er einen Teil des Drucks entlastet. Die Anordnung der Teile bestimmt einen Außenumfang der sich ergebenden Stromrichterzelle.In these embodiments, the body is formed of a plurality of parts that form a hole or cavity after assembly in which other electrical components may be disposed. The parts may be arranged side by side, that is in a close arrangement with a mechanical contact between two adjacent or successive parts. However, in some other embodiments, the body forming members may be located close together, but with a gap between two consecutive members. Thus, the body can also be formed by a loose arrangement of the parts, that is with a gap between the parts, which is advantageous because it relieves part of the pressure. The arrangement of the parts determines an outer periphery of the resulting power converter cell.

Es versteht sich, dass ein Teil der Kondensatoreinheit (oder des Körpers) selbst mehrere Kondensatorelemente oder kapazitive Teilelemente, die zur Bildung eines „kapazitiven“ Teils miteinander verbunden sind (das heißt als Kondensator fungieren), enthalten kann.It should be understood that a portion of the capacitor unit (or body) itself may include a plurality of capacitor elements or partial capacitive elements interconnected (that is, functioning as a capacitor) to form a "capacitive" portion.

Unter Bezugnahme auf 5 begrenzen die Teile 501-504 einen Raum oder Bereich 570, der auch als Innenraum bezeichnet wird und dem mittleren Teil oder Hohlraum der Kondensatoreinheit 500 entspricht. Jedes der Teile 501-504 bildet einen Abschnitt des Körpers, und mindestens eines der Teile ist ein trennbarer Abschnitt des Körpers. 5 veranschaulicht, dass das mit 504 bezeichnete Teil von den anderen Teilen getrennt ist.With reference to 5 limit the parts 501 -504 a room or area 570 , which is also referred to as the interior and the middle part or cavity of the condenser unit 500 equivalent. Each of the parts 501 - 504 forms a section of the body, and at least one of the parts is a separable section of the body. 5 illustrates that the part labeled 504 is separate from the other parts.

Die Kondensatoreinheit 500 kann verschiedene Formen aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Außenfläche 506 des Körpers der Kondensatoreinheit 500 kreisförmig sein, wie zum Beispiel in 5 dargestellt, aber es kann auch in Betracht kommen, dass die Außenfläche des Körpers der Kondensatoreinheit elliptisch und/oder rechteckig oder quadratisch ist oder irgendeine andere Form aufweist. Es kann jedoch auf der Hand liegen, dass die Außenfläche des Körpers der Kondensatoreinheit 500 vorteilhafterweise abgerundete Ecken umfassen kann.The condenser unit 500 can have different shapes. In some embodiments, an outer surface 506 of the body of the condenser unit 500 be circular, such as in 5 but it may also be considered that the outer surface of the body of the condenser unit is elliptical and / or rectangular or square or has some other shape. However, it may be obvious that the outer surface of the body of the condenser unit 500 may advantageously comprise rounded corners.

Gemäß einer Ausführungsform kann jedes der Teile 501-504 einen Abschnitt eines Rings definieren, so dass der Körper 500 ringförmig ist, wodurch ein Ringkondensator, wie zum Beispiel in 5 gezeigt, gebildet wird.According to one embodiment, each of the parts 501 504 define a portion of a ring such that the body 500 is annular, whereby a ring capacitor, such as in FIG 5 shown is formed.

Unter weiterer Bezugnahme auf Figur 5 können die Teile 501-504 um die Axialrichtung 110 verteilt sein. Die Teile 501-504 erstrecken sich in einer die Axialrichtung 110 schneidenden Ebene. Insbesondere zeigt 5, dass die Teile 501-504 in einer Ebene angeordnet sind, die senkrecht zur Axialrichtung 110 verläuft.With further reference to FIG 5 can the parts 501 - 504 around the axial direction 110 be distributed. The parts 501-504 extend in a plane intersecting the axial direction 110. In particular shows 5 that the parts 501 - 504 are arranged in a plane perpendicular to the axial direction 110 runs.

Obgleich in dem in 5 gezeigten Beispiel vier Teile 501-504 die Kondensatoreinheit 500 bilden, versteht sich, dass die Kondensatoreinheit 500 in einer anderen Anzahl von Teilen unterteilt sein kann. Die Kondensatoreinheit 500 kann in mindestens zwei Teile unterteilt sein, so dass mindestens ein Teil von der Kondensatoreinheit trennbar ist. Mit trennbar ist gemeint, dass das Teil von der Kondensatoreinheit getrennt werden kann, ohne dass die gesamte Kondensatoreinheit auseinandergebaut werden muss, das heißt, ohne dass sämtliche anderen Teile getrennt werden müssen. Das trennbare Teil 504 ist aus der Kondensatoreinheit 500 entfernbar und kann wieder zurück in Position angeordnet werden.Although in the in 5 shown four parts 501-504 the capacitor unit 500 It is understood that the capacitor unit 500 can be divided into a different number of parts. The capacitor unit 500 may be divided into at least two parts, so that at least a part of the capacitor unit is separable. By separable is meant that the part can be separated from the condenser unit without having to disassemble the entire condenser unit, that is, without having to separate all other parts. The separable part 504 is removable from the condenser unit 500 and can be placed back in position again.

Obgleich in 5 nur eines der Teile 501-504 von der Kondensatoreinheit 500 getrennt gezeigt wird, das heißt das in dem vorliegenden Beispiel mit 504 bezeichnete Teil, versteht sich, dass sämtliche der Teile 501-504 von der Kondensatoreinheit 500 trennbar sein können.Although in 5 only one of the parts 501 - 504 is shown separated from the condenser unit 500, that is, the part designated 504 in the present example, it will be understood that all of the parts 501 - 504 from the condenser unit 500 can be separable.

Im Allgemeinen kann mindestens eines der Teile zum Beispiel ein trennbarer Abschnitt des Körpers sein. Infolgedessen kann mindestens ein Teil einzeln entfernt und ausgetauscht werden, ohne dass die umliegenden Teile des Körpers gestört werden. Dadurch wird auch die Zugänglichkeit des durch den Körper (oder die Kondensatoreinheit) der Stromrichterzelle begrenzten Innenraums (oder inneren Raums) verbessert, wobei in dem Innenraum elektronische Bauteile (wie zum Beispiel Halbleiter-Schaltvorrichtungen) angeordnet werden können. Durch Entfernen eines Teils des kapazitiven Körpers können jegliche sich im Innenraum befindende Bauelemente geprüft werden, herausgenommen und möglicherweise ausgetauscht oder repariert werden. Solch eine Ausführung des Körpers der Stromrichterzelle erleichtert Wartungsarbeiten und reduziert den Platzbedarf für Wartung, was wiederum zu einer kompakteren Stromrichterstation führen kann. Es versteht sich, dass bei einigen Ausführungsformen jedes der Teile des Körpers trennbar sein (das heißt trennbare Abschnitte des Körpers bilden) kann.In general, at least one of the parts may, for example, be a separable portion of the body. As a result, at least one part can be removed and replaced individually without disturbing the surrounding parts of the body. This also improves the accessibility of the internal space (or inner space) bounded by the body (or the condenser unit) of the power converter cell, whereby electronic components (such as semiconductor switching devices) can be arranged in the interior space. By removing a portion of the capacitive body, any components in the interior can be inspected, removed, and possibly replaced or repaired. Such an embodiment of the body of the power converter cell facilitates maintenance and reduces the space required for maintenance, which in turn can lead to a more compact converter station. It understands In fact, in some embodiments, each of the parts of the body may be separable (that is, form separable portions of the body).

Unter Bezugnahme auf 6 werden Kondensatoreinheiten gemäß einigen Ausführungsformen beschrieben.With reference to 6 Capacitor units are described according to some embodiments.

6 zeigt eine schematische Draufsicht von zwei verschiedenen Kondensatoreinheiten 500 und 600 gemäß einigen Ausführungsformen. 6 shows a schematic plan view of two different capacitor units 500 and 600 according to some embodiments.

6A zeigt eine Draufsicht einer Kondensatoreinheit 500, die der unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Kondensatoreinheit 500 entsprechen kann. Insbesondere enthält die Kondensatoreinheit 500 einen kapazitiven Körper, der einem Bereich oder Innenraum 570, bei dem es sich um ein Quadrat handelt, begrenzen kann. Mit Innenraum ist der Raum oder der Bereich gemeint, der sich in der durch den durch die Teile 501-504 gebildeten Körper definierten geschlossenen Schleife befindet. Mit anderen Worten, der Innenraum 570 entspricht dem mittleren Teil der Kondensatoreinheit 500. 6A shows a plan view of a capacitor unit 500 referring to 5 described capacitor unit 500 may correspond. In particular, the capacitor unit contains 500 a capacitive body that is an area or interior 570 , which is a square, can limit. By interior is meant the space or area that is in the through the parts 501 - 504 formed body defined closed loop. In other words, the interior 570 corresponds to the middle part of the condenser unit 500 ,

6B zeigt auch eine Draufsicht einer anderen Kondensatoreinheit 600, die der unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Kondensatoreinheit entsprechen kann, außer dass der durch den kapazitiven Körper der Kondensatoreinheit 600 definierte Bereich oder Innenraum 670 kreisförmig ist. Die Kondensatoreinheit 600 umfasst auch drei Teile 601-603 allein zur Bildung des kapazitiven Körpers. Obgleich die 6A und 6B zwei Beispiele für mögliche Formen von durch die Hohlkörper von zwei Kondensatoreinheiten definierten Innenräumen zeigen, können auch andere Formen in Betracht kommen. Zum Beispiel kann der Innenraum auch elliptisch oder rechteckig sein. 6B FIG. 12 also shows a plan view of another capacitor unit 600, which is described with reference to FIG 5 except that the area or inner space 670 defined by the capacitive body of the capacitor unit 600 is circular. The condenser unit 600 also includes three parts 601 - 603 solely for the formation of the capacitive body. Although the 6A and 6B show two examples of possible shapes of defined by the hollow body of two capacitor units interiors, other shapes may be considered. For example, the interior may also be elliptical or rectangular.

6B zeigt ferner, dass sich der Körper der Kondensatoreinheit 600 (und dadurch der sich ergebenden Stromrichterzelle, nachdem eine Schaltvorrichtung in der Kondensatoreinheit angeordnet ist) zwischen einem Außendurchmesser 660 und einem Innendurchmesser 662 erstreckt. 6B further shows that the body of the condenser unit 600 (and thereby the resulting power converter cell, after a switching device is disposed in the condenser unit) is between an outer diameter 660 and an inner diameter 662 extends.

7 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils einer Kondensatoreinheit gemäß einer Ausführungsform. 7 shows a schematic view of a portion of a capacitor unit according to an embodiment.

7 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils 700 einer Kondensatoreinheit, wie zum Beispiel der unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Kondensatoreinheit 500. Das Teil 700 kann deshalb irgendeinem der Teile 501-504 entsprechen. 7 shows an enlarged view of a part 700 a capacitor unit, such as that with reference to FIG 5 described capacitor unit 500 , The part 700 therefore can be any of the parts 501 - 504 correspond.

7 zeigt ein Teil 700, das die Form eines trapezförmigen Blocks mit einer gekrümmten Fläche 746 aufweist. Insbesondere umfasst das Teil 700 eine erste Oberfläche 746, die einen Teil der Außenfläche des Hohlkörpers definiert, und eine zweite Oberfläche 742, die einen Teil des durch den Hohlkörper definierten Innenraums definiert. Das Teil 700 umfasst ferner zwei Seitenflächen 744, 748, die jeweils bei Montage in einer Kondensatoreinheit Kontakt mit einem benachbarten Teil oder ihm (in der Nähe davon) zugekehrt angeordnet werden sollen. Das Teil umfasst auch eine Basisfläche 752 (oder eine untere Fläche) und eine obere Fläche 750. 7 shows a part 700 which has the shape of a trapezoidal block with a curved surface 746 having. In particular, the part comprises 700 a first surface 746 defining a portion of the outer surface of the hollow body and a second surface 742 defining a portion of the interior defined by the hollow body. The part 700 further comprises two side surfaces 744, 748 which, when mounted in a condenser unit, are intended to be in contact with (or near) an adjacent part. The part also includes a base area 752 (or a lower surface) and an upper surface 750 ,

In dem Teil 700 bilden die beiden Seitenflächen Wände, die sich in die erste (gekrümmte) Oberfläche 746 schneidenden Ebenen erstrecken, wobei sie einen Teil der Außenseite der Kondensatoreinheit in einem Winkel von weniger als 90 Grad bilden. Die beiden Seitenflächen sind durch die einen Teil des Innenraums der Kondensatoreinheit 700 bildende zweite Oberfläche 742 miteinander verbunden. Die Basisfläche 752 und die obere Fläche 750 erstrecken sich in die beiden Seitenflächen und die erste und die zweite Oberfläche senkrecht schneidenden Ebenen. Die Oberflächen des Teils bilden einen geschlossenen Kasten, in dem ein Isoliermaterial oder in dem mehrere kapazitive Teilelemente angeordnet sein können, um die kapazitive Funktionalität des Teils 700 zu gewährleisten.In the part 700 The two side surfaces form walls that extend into the first (curved) surface 746 extending cutting planes, forming a part of the outside of the condenser unit at an angle of less than 90 degrees. The two side surfaces are through the one part of the interior of the condenser unit 700 forming second surface 742 connected with each other. The base area 752 and the upper surface 750 extend into the two side surfaces and the first and second surfaces perpendicularly intersecting planes. The surfaces of the part form a closed box, in which an insulating material or in which a plurality of capacitive sub-elements can be arranged to the capacitive functionality of the part 700 to ensure.

Obgleich 7 ein Teil mit einer Trapezform zeigt, versteht sich, dass auch andere Geometrien in Betracht kommen können. Zum Beispiel können die beiden Seitenflächen 744 und 748 die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche senkrecht schneiden, wodurch sich ein kubischeres Teil bzw. ein kubischerer Abschnitt der Kondensatoreinheit ergibt. Ferner kann die einen Teil des Innenraums der Kondensatoreinheit definierende zweite Oberfläche gekrümmt sein, wodurch ein kreisförmigerer Innenraum anstatt ein quadratischer Innenraum, wie er durch das in 7 gezeigte Teil erhalten wird, definiert wird.Although 7 shows a part with a trapezoidal shape, it is understood that other geometries may be considered. For example, the two side surfaces 744 and 748 may intersect the first surface and the second surface perpendicularly, resulting in a cubic portion and a cubic portion of the capacitor unit, respectively. Further, the second surface defining a portion of the interior of the condenser unit may be curved, thereby providing a more circular interior rather than a square interior as defined by the present invention 7 is shown part is defined.

Ferner zeigt 7, dass das Teil 700 elektrische Verbinder 760 umfasst, die an der einen Teil des Innenraums der Kondensatoreinheit definierenden zweiten Oberfläche 742 angeordnet sind. Mit anderen Worten, die elektrischen Verbinder sind an der dem durch den Körper definierten Innenraum zugekehrten Wand angeordnet. Die elektrischen Verbinder 760 können zur Verbindung mit mindestens einer Schaltvorrichtung oder einer Stromrichterschaltungsanordnung, die in der hohlen Mitte der Kondensatoreinheit angeordnet ist, verwendet werden.Further shows 7 that part 700 includes electrical connectors 760 disposed on the second surface 742 defining a portion of the interior of the capacitor unit. In other words, the electrical connectors are disposed on the wall facing the body defined by the body. The electrical connectors 760 may be used for connection to at least one switching device or a power converter circuit arrangement, which is arranged in the hollow center of the capacitor unit.

Allgemein bilden die Teile einer Kondensatoreinheit, wie zum Beispiel das in 7 gezeigte Teil 700, ein Gehäuse oder ein Behältnis, in dem mindestens ein Kondensatorelement angeordnet sein kann. Das Kondensatorelement kann Metallplatten und ein zwischen den Metallplatten angeordnetes dielektrisches Material enthalten. Das Kondensatorelement kann zum Beispiel ein Wickel-Folien-Kondensator sein. Das durch das Teil definierte Gehäuse oder Behältnis kann aus einem elektrisch leitenden Material, wie zum Beispiel Metall, hergestellt sein, aber kann auch aus einem nichtleitenden Material hergestellt sein. In Abhängigkeit davon, ob das Gehäuse zur Abschirmung verwendet werden soll, das heißt in Abhängigkeit von der Anwendung, kann das Gehäuse oder das Behältnis ferner auch mit einem nichtleitenden Lack beschichtet sein. Das Montieren der mehreren Teile kann einen zylindrischen Kondensator ergeben.Generally, the parts of a condenser unit, such as the one in FIG 7 shown part 700 , a housing or a container in which at least one capacitor element can be arranged. The capacitor element may include metal plates and a dielectric material disposed between the metal plates. The capacitor element For example, it may be a wrap-foil capacitor. The housing or container defined by the part may be made of an electrically conductive material, such as metal, but may also be made of a non-conductive material. Depending on whether the housing is to be used for shielding, that is, depending on the application, the housing or the container may also be coated with a non-conductive paint. The mounting of the plurality of parts may yield a cylindrical capacitor.

8A zeigt eine Ventileinheit 1100 oder zumindest einen Teil davon (die Säule von Stromrichterzellen mit ihrer inneren Stützstruktur), bei der eine stückweise Kondensatoreinheit (oder ein stückweiser kapazitiver Körper) zur Bildung der Stromrichterzellen verwendet wird. Es kann in Betracht kommen, dass 8A einen Teil einer Ventileinheit, wie zum Beispiel der unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen Ventileinheit 1200, die gerade montiert wird, zeigt. 8A shows a valve unit 1100 or at least a part thereof (the column of power converter cells with their inner support structure) in which a piece-wise capacitor unit (or a piecewise capacitive body) is used to form the power converter cells. It may be considered that 8A a part of a valve unit, such as that with reference to 9 described valve unit 1200 which is being assembled shows.

Die Ventileinheit 1100 enthält eine Stützstruktur 100, die der unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Stützstruktur 100 entsprechen kann. In 8A werden eine Stützstruktur 100 mit zwei Halteplatten 121 und 122 und vier Verbindungselementen als Stangen 141-144 gezeigt.The valve unit 1100 contains a support structure 100 referring to 1 described support structure 100 may correspond. In 8A become a support structure 100 with two retaining plates 121 and 122 and four connectors as rods 141 - 144 shown.

Die erste Halteplatte 121 ist zur Aufnahme einer ersten Stromrichterzelle 131 angeordnet, während eine zweite Halteplatten 122 zur Aufnahme einer zweiten Stromrichterzelle 132 angeordnet ist. Die erste und zweite Stromrichterzelle 131, 132 oder die Hauptkörper dieser Stromrichterzellen können irgendeinen bzw. irgendeiner der unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschriebenen Körper oder Stromrichterzellen 500 und 600 entsprechen.The first holding plate 121 is arranged to receive a first power converter cell 131, while a second holding plates 122 is arranged to receive a second power converter cell 132. The first and second power converter cell 131 . 132 or the main bodies of these power converter cells may be any one of them with reference to FIGS 5 and 6 described body or power converter cells 500 and 600 correspond.

Obgleich in der Darstellung nur eine Stromrichterzelle 131 an der mit 151 bezeichneten ersten Halteplatte angeordnet ist, kann zwischen der ersten Halteplatte 121 und der zweiten Halteplatte 122 eine andere Stromrichterzelle eingesetzt sein, so dass die erste Halteplatten 121 zwei Stromrichterzellen hält. Die erste Halteplatte weist ein Durchgangsloch 151 auf, durch das elektrische Verbindungen zwischen aufeinanderfolgenden Stromrichterzellen hergestellt werden können.Although in the illustration only one power converter cell 131 is arranged on the first holding plate designated 151, can between the first holding plate 121 and the second holding plate 122 another power converter cell be used, so that the first holding plates 121 holds two power converter cells. The first holding plate has a through hole 151 on, can be made by the electrical connections between successive power converter cells.

8A veranschaulicht auch, dass sich die Stangen 141-144 innerhalb des durch die Teile der Körper (oder Kondensatoreinheiten) der Stromrichterzellen 131, 132 definierten Innenraums erstrecken. 8A also illustrates that the rods 141 - 144 within the through the parts of the bodies (or capacitor units) of the power converter cells 131 . 132 defined interior extend.

Bei der vorliegenden Konfiguration brauchen die Stromrichterzellen und die Halteplatten nicht nacheinander an den Stangen 141-144 angebracht zu werden. Die Haltestruktur kann zuerst als Ganzes realisiert werden, das heißt durch Montage der Halteplatten 121, 122 und der Verbindungselemente 141-144. Die Stromrichterzellen können dann stückweise an der Stützstruktur angebracht werden, das heißt, indem zunächst die vier Teile der Stromrichterzelle zusammen mit ihrer zugehörigen Schaltvorrichtung und irgendwelchen anderen Zusatzvorrichtungen montiert werden und dann eine andere Stromrichterzelle montiert wird.In the present configuration, the power converter cells and the holding plates do not need to be successively attached to the bars 141 - 144 to be attached. The holding structure can first be realized as a whole, that is by mounting the holding plates 121, 122 and the connecting elements 141 -144. The power converter cells may then be attached piecewise to the support structure, that is, by first mounting the four parts of the power converter cell together with their associated switching device and any other accessories, and then mounting another power converter cell.

Bei diesen Ausführungsformen definiert der Schnittpunkt mehrerer Verbindungselemente mit einem Halteelement allgemein mehrere Fächer am Halteelement, die der Anzahl von Teilen des am Halteelement angeordneten Körpers entsprechen, wobei ein Teil des Körpers in einem Fach angeordnet ist. Die Verbindungselemente, die sich zwischen einem ersten Halteelement und einem zweiten Halteelement erstrecken, können zwischen zwei benachbarten Teilen des am ersten Halteelement angeordneten Körpers am ersten Halteelement fixiert sein. Bei solchen Ausführungsformen kann zwischen zwei benachbarten Teilen des Körpers der Stromrichterzelle ein gewisser Spalt bestehen, so dass die Verbindungselemente zwischen diesen beiden benachbarten Teilen eingesetzt oder angeordnet werden können. Bei diesen Ausführungsformen sind die Verbindungselemente in einem durch den Außenumfang der Stromrichterzelle und einem Innenumfang der Stromrichterzelle, wie durch die Montage der Teile definiert, begrenzten Raum angeordnet.In these embodiments, the intersection of a plurality of connecting elements with a holding element generally defines a plurality of compartments on the holding element that correspond to the number of parts of the body arranged on the holding element, wherein a part of the body is arranged in a compartment. The connecting elements, which extend between a first holding element and a second holding element, can be fixed to the first holding element between two adjacent parts of the body arranged on the first holding element. In such embodiments, there may be a certain gap between two adjacent parts of the body of the power converter cell, so that the connecting elements can be inserted or arranged between these two adjacent parts. In these embodiments, the connection elements are arranged in a space defined by the outer circumference of the power converter cell and an inner circumference of the power converter cell as defined by the mounting of the parts.

9 zeigt eine schematische Ansicht einer Ventileinheit 1200 eines Stromrichters, wie zum Beispiel eines HVDC-Stromrichters gemäß einigen Ausführungsformen. 9 FIG. 12 shows a schematic view of a valve unit 1200 of a power converter, such as an HVDC power converter, in accordance with some embodiments.

Die Ventileinheit 1200 umfasst mehrere Stromrichterzellen 1271-1280, das heißt in dem vorliegenden Beispiel zehn Stromrichterzellen, die mittels einer Haltestruktur 100 als ein Stapel angeordnet sind. Die Ventileinheit 1200 kann in Abhängigkeit von der Anwendung und folglich von der gewünschten Spannung oder gewünschten Leistung jedoch irgendeine Anzahl von Stromrichterzellen umfassen.The valve unit 1200 comprises a plurality of power converter cells 1271-1280, that is, in the present example, ten power converter cells, which by means of a holding structure 100 are arranged as a stack. The valve unit 1200 however, may include any number of power converter cells, depending on the application, and thus the desired voltage or power.

Die Ventileinheit 1200 kann auch Hochspannungskondensatorabschirmungen umfassen, die zwischen zwei benachbarten (oder aufeinanderfolgenden) Stromrichterzellen angeordnet sind.The valve unit 1200 may also include high voltage capacitor shields disposed between two adjacent (or sequential) power converter cells.

Wie in der vergrößerten Ansicht dargestellt, kann ein Teil der in 9 gezeigten Ventileinheit, eine Stromrichterzelle 1275 in der Ventileinheit 700, eine Kondensatoreinheit und eine Stromrichterschaltung der unter Bezugnahme auf irgendwelche der 5-7 beschriebenen Art umfassen. Die in 9 gezeigten Stromrichterzellen können Kondensatoreinheiten mit scheibenförmigen Gehäusen enthalten. Es können auch andere Formen in Betracht kommen, wie zum Beispiel Gehäuse mit einem kreisförmigen, elliptischen oder rechteckigen Querschnitt. Bei einer Ausführungsform können die Kondensatoreinheiten (und dadurch die Stromrichterzellen) die Form von die Stromrichterschaltungen umgebenden Ringen haben.As shown in the enlarged view, part of the in 9 shown valve unit, a power converter cell 1275 in the valve unit 700 , a capacitor unit and a power converter circuit described with reference to any of 5 - 7 include described type. In the 9 shown converter cells can condenser units with disc-shaped housings contain. Other shapes may also be considered, such as circular, elliptical or rectangular cross-section housings. In one embodiment, the capacitor units (and thereby the power converter cells) may take the form of rings surrounding the power converter circuits.

Wie bereits in 9 dargestellt, können die Stromrichterschaltungen der Stromrichterzellen 1271-1280 zum Beispiel elektrisch in Reihe geschaltet sein, um die Eingangs- und/oder Ausgangsspannung der Ventileinheit 1200 zu erhöhen.As already in 9 shown, the power converter circuits of the power converter cells 1271 For example, to be electrically connected in series to increase the input and / or output voltage of the valve unit 1200.

Wie in 9 dargestellt, ist die Verwendung einer Stromrichterzelle mit einem Körper, der in mehrere Teile unterteilt ist, günstig, da eine Trennung eines der Teile die Zugänglichkeit zu anderen Bauelementen der Stromrichterzellen (das heißt innerhalb des durch die Kondensatoreinheit der Stromrichterzelle definierten Innenraums) erleichtert, wodurch Wartungsarbeiten erleichtert und der Platzbedarf reduziert wird.As in 9 As shown, the use of a power converter cell having a body divided into a plurality of parts is favorable because separation of one of the parts facilitates accessibility to other components of the power converter cells (that is, within the interior space defined by the capacitor unit of the power converter cell), thereby performing maintenance relieved and the space required is reduced.

8B zeigt eine schematische Ansicht einer Ventileinheit gemäß einer anderen Ausführungsform. 8B shows a schematic view of a valve unit according to another embodiment.

8B zeigt eine Ventileinheit 1300, die der unter Bezugnahme auf 8A beschriebenen Ventileinheit 1100 entspricht, außer dass die Verbindungselemente versetzt sind. In 8B enthält die Stützstruktur 1310 mehrere Verbindungselemente 1341-1344, die sich nicht innerhalb des durch die Stromrichterzellen des Stapels gebildeten Innenraums 151 erstrecken, sondern sich zwischen dem Außendurchmesser der mit 1331 bezeichneten Stromrichterzelle und seinem Innendurchmesser erstrecken. Analog dazu erstrecken sich die Verbindungselemente 1341-1344 zwischen dem Außendurchmesser der mit 1332 bezeichneten Stromrichterzelle und ihrem Innendurchmesser. Zwischen benachbarten Teilen einer Stromrichterzelle kann ein Spalt vorgesehen sein, so dass die Verbindungselemente an den Halteplatten 121, 122 fixiert werden können. Bei diesen Ausführungsformen sind die Verbindungselemente 1341-1344 zwischen zwei nebeneinander angeordneten Teilen angeordnet. 8B shows a valve unit 1300 referring to 8A described valve unit 1100 matches, except that the connectors are offset. In 8B contains the support structure 1310 several fasteners 1341 - 1344 not within the interior space formed by the power converter cells of the stack 151 but extend between the outer diameter of the designated 1331 power converter cell and its inner diameter. Similarly, the fasteners extend 1341 - 1344 between the outside diameter of the 1332 power converter cell and its inside diameter. Between adjacent parts of a power converter cell, a gap may be provided, so that the connecting elements to the holding plates 121 . 122 can be fixed. In these embodiments, the connecting elements 1341 - 1344 arranged between two juxtaposed parts.

Unter Bezugnahme auf 10 wird eine Ventileinheit 1400 gemäß einer Ausführungsform beschrieben.With reference to 10 becomes a valve unit 1400 described according to one embodiment.

10 zeigt eine Querschnittsansicht einer Ventileinheit 1400, die ein Behältnis (oder ein Gehäuse) 280 und mehrere Zellen umfasst, die unter Verwendung einer Stützstruktur, die mehrere Stangen 141-143 und Halteelemente 121-124, wie unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben, enthält, als ein Stapel in dem Gehäuse 280 angeordnet sind. 10 10 shows a cross-sectional view of a valve unit 1400 comprising a container (or housing) 280 and a plurality of cells formed using a support structure comprising a plurality of rods 141 - 143 and holding elements 121 - 124 as with reference to the 1 and 2 described as containing a stack in the housing 280 are arranged.

Die in 10 gezeigte Ventileinheit 1400 kann der unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Ventileinheit 200 entsprechen, außer dass sie auch einen ersten Verbinder 1460 zur Verbindung eines Endes des Stapels der Ventileinheit mit einer anderen Ventileinheit und einen zweiten Verbinder 1470 zur Verbindung eines anderen Endes des Stapels der Ventileinheit mit noch einer anderen Ventileinheit aufweist.In the 10 shown valve unit 1400 can the referring to 2 described valve unit 200, except that they also have a first connector 1460 for connecting one end of the stack of the valve unit to another valve unit and a second connector 1470 for connecting another end of the stack of the valve unit with yet another valve unit.

Das den Stapel von Stromrichterzellen enthaltende Behältnis 280 kann verschlossen oder versiegelt sein. Zum Beispiel kann ein Beabstandungselement an einem der Enden oder Basisflächen des Gehäuses angeordnet sein. Wie in 10 dargestellt, kann ein erstes Beabstandungselement 1416 an einem Ende 288 des Behältnisses 280 angeordnet sein, während ein zweites Beabstandungselement 1414 an einem gegenüberliegenden Ende 289 des Behältnisses 280 angeordnet sein kann. Insbesondere kann das erste Beabstandungselement 1416 an der Verbindungsstelle zwischen dem ersten Verbinder 1460 und dem oberen Ende 288 des Behältnisses 280 angeordnet sein, während das zweite Beabstandungselement 1414 an der Verbindungsstelle zwischen dem zweiten Verbinder 1470 und dem unteren Ende 289 des Behältnisses 280 angeordnet sein kann.The container 280 containing the stack of power converter cells may be closed or sealed. For example, a spacer may be disposed on one of the ends or base surfaces of the housing. As in 10 As shown, a first spacer 1416 may be at one end 288 of the container 280, while a second spacer element 1414 at an opposite end 289 of the container 280 can be arranged. In particular, the first spacer element 1416 at the junction between the first connector 1460 and the upper end 288 of the container 280 be arranged while the second spacer element 1414 at the junction between the second connector 1470 and the lower end 289 of the container 280 can be arranged.

Das erste Beabstandungselement 1416 und das zweite Beabstandungselement 1414 können zum Beispiel aus einem Isoliermaterial hergestellt sein.The first spacer element 1416 and the second spacer 1414 may be made of, for example, an insulating material.

Es kann ein Beabstandungselement an einem Ende des Behältnisses zum Trennen des Behältnisses von einem Behältnis einer anderen Ventileinheit, mit der die Ventileinheit verbunden ist, angeordnet sein.There may be a spacer element at one end of the container for separating the container from a container of another valve unit to which the valve unit is connected.

Der erste Verbinder 1460 enthält ein Sammelschienenelement 1461, das zur Verbindung des Stapels von Stromrichterzellen (und insbesondere einer oberen Zelle des Stapels) mit dem Stapel einer benachbarten Ventileinheit (in 10 nicht gezeigt) angeordnet ist. Der erste Verbinder 1460 kann ein Sammelschienenelement enthalten, das aus einem einzigen Teil hergestellt ist, das zur Verbindung von zwei sich oben auf den Stapeln von zwei benachbarten Ventileinheiten befindenden Zellen gebogen ist. Wie in 10 gezeigt, kann das Sammelschienenelement des ersten Verbinders 1460 als Alternative dazu mehrere Segmente enthalten. Zum Beispiel kann der erste Verbinder ein Knotenelement 1462 zur Verbindung eines ersten Segments des Sammelschienenelements mit einem anderen Segment des Sammelschienenelements, das sich entlang der Axialrichtung 110 erstreckt, aufweisen, um die Stromrichterzellen in Reihe zu schalten. Bei der in 10 gezeigten besonderen Ausführungsform ist das Knotenelement 1462 dahingehend konfiguriert, ein Segment des Sammelschienenelements 1461 in einer die Axialrichtung 110, entlang der sich das Behältnis 280 erstreckt, schneidenden Richtung (zum Beispiel orthogonal dazu) zu führen, um eine benachbarte Ventileinheit zu erreichen.The first connector 1460 includes a busbar member 1461 adapted to connect the stack of power converter cells (and in particular an upper cell of the stack) to the stack of an adjacent valve unit (in FIG 10 not shown) is arranged. The first connector 1460 may include a bus bar element made of a single piece bent to connect two cells located on top of the stacks of two adjacent valve units. As in 10 shown, the busbar element of the first connector 1460 as an alternative, contain multiple segments. For example, the first connector may be a node element 1462 for connecting a first segment of the busbar element to another segment of the busbar element extending along the axial direction 110 extends, in order to connect the power converter cells in series. At the in 10 The particular embodiment shown is Node member 1462 configured to a segment of the busbar element 1461 in an axial direction 110, along which the container 280 extends to guide a cutting direction (for example, orthogonal thereto) to reach an adjacent valve unit.

Der zweite Verbinder 1470 enthält ein Sammelschienenelement 1471, das zur Verbindung des Stapels von Stromrichterzellen (und insbesondere einer unteren Zelle des Stapels) mit dem Stapel einer benachbarten Ventileinheit (in 1 nicht gezeigt) angeordnet ist. Der zweite Verbinder 1470 kann ein Sammelschienenelement enthalten, das aus einem einzigen Teil hergestellt ist, das zur Verbindung von zwei sich am unteren Ende der Stapel von zwei benachbarten Ventileinheiten befindenden Zellen gebogen ist. Wie in 10 gezeigt, kann das Sammelschienenelement des zweiten Verbinders 1470 als Alternative dazu mehrere Segmente enthalten. Zum Beispiel kann der zweite Verbinder ein Knotenelement 1472 zur Verbindung eines ersten Segments des Sammelschienenelements mit einem anderen Segment des Sammelschienenelements, das sich entlang der Axialrichtung 110 erstreckt, aufweisen, um die Stromrichterzellen in Reihe zu schalten. Bei der in 1 gezeigten besonderen Ausführungsform ist das Knotenelement 1472 dahingehend konfiguriert, ein Segment des Sammelschienenelements 1471 in einer die Axialrichtung 110, entlang der sich das Behältnis 2801 erstreckt, schneidenden Richtung (zum Beispiel orthogonal dazu) zu führen, um eine benachbarte Ventileinheit zu erreichen.The second connector 1470 includes a busbar member 1471 adapted to connect the stack of power converter cells (and more particularly a lower cell of the stack) to the stack of an adjacent valve unit (in FIG 1 not shown) is arranged. The second connector 1470 may include a bus bar member made of a single piece bent to connect two cells located at the bottom of the stack of two adjacent valve units. As in 10 shown, the busbar element of the second connector 1470 as an alternative, contain multiple segments. For example, the second connector may be a node element 1472 for connecting a first segment of the busbar element to another segment of the busbar element extending along the axial direction 110 extends, in order to connect the power converter cells in series. At the in 1 In the particular embodiment shown, the node member 1472 is configured to include a segment of the busbar member 1471 in an axial direction 110, along which the container 2801 extends to guide a cutting direction (for example, orthogonal thereto) to reach an adjacent valve unit.

Der erste Verbinder 1460 und der zweite Verbinder 1470 können dahingehend konfiguriert sein, ein Sammelschienenelement in entgegengesetzte Richtungen zu führen, um den Stapel von zwei verschiedenen Ventileinheiten zu erreichen, wodurch eine Reihenschaltung der Ventileinheiten zur Bildung eines größeren Stromrichters ermöglicht wird.The first connector 1460 and the second connector 1470 may be configured to guide a bus bar element in opposite directions to reach the stack of two different valve units, thereby enabling series connection of the valve units to form a larger power converter.

Bei der in 10 gezeigten Ausführungsform können der Stapel von Zellen und seine Stützstruktur in das Gehäuse 280 eingesetzt oder daraus entfernt werden, indem das erste Beabstandungselement oder Abstandsstück 1416, der erste Verbinder 1460, der am oberen Ende des zylinderartigen Behältnisses 280 angebracht ist, entfernt werden, wodurch das Behältnis 280 geöffnet wird, und in dem wahlweise das zweite Beabstandungselement 1414 entfernt wird und ein oberer Teil des Behältnisses 280 demontiert wird.At the in 10 In the embodiment shown, the stack of cells and its support structure may be inserted into or removed from the housing 280 by the first spacer or spacer 1416 , the first connector 1460 at the top end of the cylinder-like container 280 is attached, removed, causing the container 280 is opened, and in which optionally the second spacer element 1414 is removed and an upper part of the container 280 is dismantled.

Die Ventileinheit 1400 kann wahlweise auch mit einer oberen (oder ersten) Kondensatorabschirmung 1411 am oberen Ende 288 des Behältnisses 280 und mit einer unteren (oder zweiten) Kondensatorabschirmung 1413 am unteren Ende 289 des Behältnisses 280 versehen sein, an der die Stützstruktur (und insbesondere die Stangen 141-143) angebracht sein können, um den Stapel von Stromrichterzellen zu stützen. Die elektrischen Abschirmungen 1411 und 1413 können entfernbare Teile des Behältnisses sein, um ein Einsetzen der Säule von Stromrichterzellen in das Behältnis zu erleichtern. The valve unit 1400 Optionally also with an upper (or first) capacitor shield 1411 at the upper end 288 of the container 280 and a lower (or second) capacitor shield 1413 at the bottom 289 of the container 280 be provided, on which the support structure (and in particular the rods 141 - 143 ) to support the stack of power converter cells. The electrical shields 1411 and 1413 may be removable parts of the container to facilitate insertion of the column of power converter cells into the container.

Allgemeiner ausgedrückt, die Ventileinheit kann über ihren ersten Verbinder mit einem anderen Ventil verbunden sein oder kann über einen steckbaren Kabelabschluss mit einer AC- oder DC-Übertragungsleitung verbunden sein. Der erste Verbinder kann zum Beispiel ein erstes Sammelschienenelement zur elektrischen Verbindung der betreffenden Zelle mit einer Zelle einer anderen Ventileinheit enthalten. Der erste Verbinder kann zum Beispiel zur elektrischen Verbindung einer oberen Zelle der Säule einer ersten Ventileinheit mit einer oberen Zelle einer Säule einer zweiten Ventileinheit angeordnet sein. Der erste Verbinder kann durch ein elektrisch isolierendes Gas isoliert sein.More generally, the valve unit may be connected to another valve via its first connector or may be connected to an AC or DC transmission line via a pluggable cable termination. For example, the first connector may include a first busbar element for electrically connecting the subject cell to a cell of another valve unit. The first connector may, for example, be arranged to electrically connect an upper cell of the pillar of a first valve unit to an upper cell of a pillar of a second valve unit. The first connector may be insulated by an electrically insulating gas.

Wie in dem Beispiel von 10 gezeigt, liegt auf der Hand, dass eine Ventileinheit an einem anderen Ende des Behältnisses mit einem zweiten Verbinder zur Verbindung einer anderen Zelle der Säule mit einer anderen Ventileinheit ausgestattet sein kann. Gemäß einigen Ausführungsformen können sich der erste Verbinder und der zweite Verbinder an gegenüberliegenden Enden des Behältnisses befinden. Insbesondere kann der erste Verbinder dahingehend konfiguriert sein, eine obere Zelle der Säule (zum Beispiel die sich oben auf dem Stapel befindende) mit einer oberen Zelle einer Säule der anderen Ventileinheit elektrisch zu verbinden. Analog dazu kann der zweite Verbinder dahingehend konfiguriert sein, eine untere Zelle der Säule mit einer unteren Zelle der Säule (zum Beispiel der untersten in dem Ventilstapel) einer dritten Ventileinheit elektrisch zu verbinden. Im Falle eines zylinderartigen Behältnisses (oder Gehäuses) kann der erste Verbinder zum Beispiel an einer ersten Basis des zylinderartigen Behältnisses angeordnet sein, und der zweite Verbinder kann an einer zweiten Basis des zylinderartigen Behältnisses gegenüber der ersten Basis angeordnet sein.As in the example of 10 It is obvious that a valve unit at another end of the container may be equipped with a second connector for connecting another cell of the column to another valve unit. According to some embodiments, the first connector and the second connector may be located at opposite ends of the container. In particular, the first connector may be configured to electrically connect an upper cell of the column (for example, located on top of the stack) to an upper cell of one pillar of the other valve unit. Similarly, the second connector may be configured to electrically connect a lower cell of the column to a lower cell of the column (for example, the lowest one in the valve stack) of a third valve unit. For example, in the case of a cylinder-like receptacle (or housing), the first connector may be disposed on a first base of the cylinder-like receptacle, and the second connector may be disposed on a second base of the cylindrically-shaped receptacle opposite the first base.

Es versteht sich, dass die Ventileinheit des Weiteren oder als Alternative dazu mit einem steckbaren Kabelabschluss oder einer gasisolierten Sammelschiene zur Verbindung mit einer Wechselstromübertragungsleitung (AC-Übertragungsleitung) ausgestattet sein kann. Analog dazu kann die Ventileinheit mit einem anderen steckbaren Kabelabschluss oder einer gasisolierten Sammelschiene zur Verbindung mit einer Gleichstromübertragungsleitung (DC-Übertragungsleitung) ausgestattet sein. Ob die Ventileinheit mit einem oder mehreren Verbindern oder einem steckbaren Kabelabschluss (oder einer gasisolierten Sammelschiene) ausgestattet ist, hängt von der Position der betreffenden Ventileinheit in einer Anordnung mehrerer Ventileinheiten, die zur Konstruktion einer Stromrichterstation verwendet werden, ab. Bei einer Konfiguration mit nur zwei Ventileinheiten kann die erste Ventileinheit einen steckbaren Kabelabschluss oder eine gasisolierte Sammelschiene zur Verbindung mit einer AC-Übertragungsleitung an einem Ende ihres Behältnisses enthalten, während die erste Ventileinheit an ihrem gegenüberliegenden Ende über einen durch Gas elektrisch isolierten ersten Verbinder mit einer zweiten Ventileinheit verbunden ist. Eine Zelle an einem gegenüberliegenden Ende der zweiten Ventileinheit kann über einen steckbaren Kabelabschluss oder eine gasisolierte Sammelschiene mit einer DC-Übertragungsleitung verbunden sein.It is understood that the valve unit may further or alternatively be provided with a plug-in cable termination or gas-insulated busbar for connection to an AC transmission line. Likewise, the valve unit may be equipped with another pluggable cable termination or gas-insulated busbar for connection to a DC transmission line. Whether the valve unit is equipped with one or more connectors or a pluggable cable termination (or gas-insulated busbar) depends on the position of the valve unit in question Arrangement of several valve units, which are used for the construction of a converter station off. In a configuration with only two valve units, the first valve unit may include a plug-in cable termination or gas-insulated bus bar for connection to an AC transmission line at one end of its container, while the first valve unit at its opposite end via a first electrically isolated by gas first connector second valve unit is connected. A cell at an opposite end of the second valve unit may be connected to a DC transmission line via a pluggable cable termination or gas-insulated busbar.

Unter Bezugnahme auf 11 wird eine Ventileinheit 1500 gemäß noch einer anderen Ausführungsform beschrieben.With reference to 11 becomes a valve unit 1500 described according to yet another embodiment.

Die Ventileinheit 1500 enthält ein Behältnis 1580, das mindestens vier Hauptteile enthält. Das Behältnis 1580 kann zylindrisch sein, und sein mittlerer Teil kann aus zwei röhrenförmigen Teilen 1582 und 1583, die Flansche zur Montage dieser beiden Teile umfassen können, hergestellt sein. Das Behältnis 1580 kann auch zwei Endteile umfassen, die als Flaschenhälse geformt sein können. Ein aus mehreren Teilen hergestelltes Behältnis kann die Montage der Ventileinheit und insbesondere das Einsetzen der Stromrichterzellen und der Stützstruktur in das Behältnis erleichtern.The valve unit 1500 contains a container 1580 that contains at least four main parts. The container 1580 may be cylindrical, and its middle part may consist of two tubular parts 1582 and 1583 , which may include flanges for mounting these two parts, be made. The container 1580 may also include two end parts, which may be shaped as bottle necks. A container made of several parts can facilitate the assembly of the valve unit and in particular the insertion of the power converter cells and the support structure into the container.

Wie in 11 gezeigt, kann die Ventileinheit 1500 eine Stützstruktur enthalten, die mehrere Halteelemente 1520 enthält (obgleich in 15 nur eines gezeigt wird, um die Figur nicht zu sehr zu verdecken), sowie mehrere Verbindungselemente (oder Stangen) 1540, die die Halteelemente (oder Halteplatten) miteinander verbinden. Die Verbindungselemente 1540 sind innerhalb des Außenumfangs der an dem Halteelement 1520 angeordneten Stromrichterzelle 1530 angeordnet.As in 11 shown, the valve unit can 1500 a support structure containing several retaining elements 1520 contains (although in 15 only one is shown so as not to obscure the figure too much), and a plurality of connecting members (or rods) 1540 connecting the holding members (or holding plates) to each other. The connecting elements 1540 are within the outer periphery of the holding member 1520 arranged power converter cell 1530 arranged.

Gemäß einer Ausführungsform wird eine Stromrichterstation bereitgestellt. Die Stromrichterstation kann mindestens zwei Ventileinheiten wie bei irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen definiert umfassen. Die Stromrichterstation kann auch als eine Hochspannungsgleichstrom(HVDC-)Stromrichterstation bezeichnet werden.According to one embodiment, a converter station is provided. The converter station may comprise at least two valve units as defined in any one of the preceding embodiments. The converter station may also be referred to as a high voltage direct current (HVDC) converter station.

Ferner versteht sich, dass die mehreren Stromrichterzellen der Ventileinheit nur Teil eines größeren Stromrichters bilden können. Insbesondere kann gemäß einigen Ausführungsformen ein Stromrichterarm (oder ein Stromrichterzweig) mindestens zwei Ventileinheiten wie bei irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen definiert umfassen. Bei diesen Ausführungsformen können die Stromrichterzellen einer ersten Ventileinheit mit den Stromrichterzellen einer zweiten Ventileinheit elektrisch in der Reihe geschaltet sein, wie oben beschrieben.Furthermore, it is understood that the plurality of power converter cells of the valve unit can only form part of a larger power converter. In particular, according to some embodiments, a power converter arm (or a power branch) may comprise at least two valve units as defined in any one of the preceding embodiments. In these embodiments, the power converter cells of a first valve unit may be electrically connected in series with the power converter cells of a second valve unit, as described above.

Die HVDC-Stromrichterstation kann auch durch Montieren von mindestens zwei Ventilarmen konstruiert werden, wobei ein Arm mehrere elektrisch in Reihe geschaltete Ventileinheiten umfasst. Die HVDC-Stromrichterstation kann zum Beispiel drei Arme zur Bereitstellung eines Drehstromrichters enthalten.The HVDC converter station may also be constructed by mounting at least two valve arms, with one arm including a plurality of valve units connected electrically in series. For example, the HVDC converter station may include three arms for providing a three-phase converter.

Wie oben erwähnt, kann die Außenfläche des Behältnisses ein elektrisch leitendes Material oder eine elektrisch leitende Schicht, wie zum Beispiel ein Metall, enthalten, das dann zur Erdung verwendet werden kann. In einem Ventilarm oder in einer Stromrichterstation können alle der Behältnisse der Ventileinheiten ein Metall (oder eine elektrisch leitende Außenfläche) mit elektrischem Potenzial zu Erde enthalten.As mentioned above, the outer surface of the container may contain an electrically conductive material or an electrically conductive layer, such as a metal, which may then be used for grounding. In a valve arm or in a converter station, all of the containers of the valve units may contain a metal (or an electrically conductive outer surface) with electrical potential to ground.

Die vorliegende Offenbarung ist auf Stromversorgungseinrichtungen mit verschiedenen Spannungspegeln, wie zum Beispiel eine Hochspannungs-Stromrichterstation, aber auch Mittelspannungseinrichtungen, bei denen das Raummanagement verbessert werden soll, anwendbar. Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind bei jeglichen Anwendungen vorteilhaft, bei denen eine Säule von Stromrichterzellen verwendet wird. Rein zur Veranschaulichung können Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zum Erhalt von Stromrichtern, wie zum Beispiel eines statischen STATCOM (static synchronous compensator) für Anwendungen von flexiblen AC-Übertragungssystemen (FACTS - flexible AC transmission systems), Motorantrieben, Unterwasserstromrichtern und DC/DC-Wandlern für ein Gleichstromnetz, günstig sein. Es können jedoch auch andere Anwendungen in Betracht kommen. Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verbessern das Raummanagement mittels Gasisolation in dem Behältnis und durch Anordnung der Stützstruktur innerhalb des Außendurchmessers der Säule von Stromrichterzellen, das heißt über eine innere Stützstruktur.The present disclosure is applicable to power supplies having various voltage levels, such as a high voltage power converter station, but also medium voltage devices where space management is to be improved. The embodiments of the present disclosure are advantageous in any applications where a column of power converter cells is used. By way of example only, embodiments of the present disclosure may be made to obtain power converters such as a static static synchronous compensator for flexible AC transmission system (FACTS) applications, motor drives, subsea converters, and DC / DC converters a direct current network, be cheap. However, other applications may also be considered. The embodiments of the present disclosure improve the space management by means of gas insulation in the container and by arranging the support structure within the outer diameter of the column of power converter cells, that is, via an inner support structure.

Die vorliegende Offenbarung ist allgemein für Anwendungen von Vorteil, bei denen eine kompaktere Stromversorgungseinrichtung erwünscht ist, wie zum Beispiel bei Anwendungen, bei denen Raum für die Installation der elektrischen Stromversorgungseinheit begrenzt ist und/oder für Offshore-Windpark-Anwendungen.The present disclosure is generally advantageous for applications where a more compact power supply device is desired, such as in applications where space for the installation of the electrical power unit is limited and / or for offshore wind farm applications.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung kann der Begriff Ventileinheit gegen die Begriffe Stromrichterventilstapel, Blockeinheit oder Vorrichtung (eines Stromrichters) ausgetauscht werden.In the context of the present disclosure, the term valve unit can be exchanged for the terms power converter valve stack, block unit or device (of a power converter).

Obgleich Merkmale und Elemente oben in bestimmten Kombinationen beschrieben werden, kann jedes Merkmal oder Element ohne die anderen Merkmale und Elemente oder in verschiedenen Kombinationen mit oder ohne andere(n) Merkmale(n) und Elemente(n) alleine verwendet werden. Obgleich die in den 4 und 6 gezeigten Beispiele fünf Ventileinheiten enthalten, versteht sich insbesondere, dass irgendeine andere Anzahl von Ventileinheiten zur Bildung einer Stromrichterstation (oder zumindest eines Teils davon) verwendet werden kann. Ferner kann ein Verweis auf eine erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Ventileinheit ausgetauscht werden, so kann zum Beispiel die dritte Ventileinheit als die erste Ventileinheit und umgekehrt betrachtet werden.Although features and elements are described above in certain combinations, each feature or element may be used without the other features and elements or in various combinations with or without other features and elements alone. Although the in the 4 and 6 In particular, while examples shown include five valve units, it is to be understood that any other number of valve units may be used to form a converter station (or at least a portion thereof). Further, a reference to a first, second, third, fourth and fifth valve unit may be interchanged, for example, the third valve unit may be considered as the first valve unit and vice versa.

Darüber hinaus können Varianten der offenbarten Ausführungsformen von dem die beanspruchte Erfindung ausübenden Fachmann anhand einer genauen Untersuchung der Zeichnungen, der Offenbarung und der angehängten Ansprüche nachvollzogen und umgesetzt werden. In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassen“ andere Elemente nicht aus, und der unbestimmte Artikel „ein“ oder „eine(r)“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Allein die Tatsache, dass bestimmte Merkmale in voneinander verschiedenen abhängigen Ansprüchen angeführt werden, zeigt nicht an, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht vorteilhaft genutzt werden kann.Moreover, variants of the disclosed embodiments may be understood and practiced by the skilled practitioner of the claimed invention from a thorough examination of the drawings, the disclosure, and the appended claims. In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements, and the indefinite article "a" or "a" does not exclude a plurality. The very fact that certain features are cited in different dependent claims does not indicate that a combination of these features can not be used to advantage.

Claims (21)

Ventileinheit, umfassend: ein Behältnis, das zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden Gas gefüllt ist und sich entlang einer Axialrichtung erstreckt; mehrere Stromrichterzellen, die als mindestens eine Säule in dem Behältnis angeordnet sind; mehrere Halteelemente, wobei ein Halteelement dahingehend angeordnet ist, mindestens eine Stromrichterzelle zu halten; und mehrere Verbindungselemente, die die Halteelemente mechanisch verbinden, wobei sich die Verbindungselemente von einem ersten Halteelement zu einem anderen innerhalb eines durch einen Außenumfang einer zwischen den Halteelementen angeordneten Stromrichterzelle begrenzten Raums erstrecken.Valve unit comprising: a container that is at least partially filled with an electrically insulating gas and extends along an axial direction; a plurality of power converter cells, which are arranged as at least one column in the container; a plurality of holding elements, wherein a holding element is arranged to hold at least one power converter cell; and a plurality of connecting elements mechanically connecting the holding elements, wherein the connecting elements extend from a first holding element to another within a limited by an outer circumference of a arranged between the holding elements power converter cell space. Ventileinheit nach Anspruch 1, wobei die Säule von Stromrichterzellen koaxial zu der Axialrichtung, entlang der sich das Behältnis erstreckt, angeordnet ist.Valve unit after Claim 1 wherein the column is arranged by power converter cells coaxial with the axial direction along which the container extends. Ventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Behälter eine zylindrische Form aufweist.Valve unit after Claim 1 or 2 wherein the container has a cylindrical shape. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halteelemente und die Verbindungselemente zusammen eine Stützstruktur für die Stromrichterzellen bilden.Valve unit according to one of the preceding claims, wherein the holding elements and the connecting elements together form a support structure for the power converter cells. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halteelemente mehrere Stellen zur Anordnung der Stromrichterzellen entlang der Axialrichtung definieren, wobei sich eine erste Stelle an oder nahe einem ersten äußersten Ende des Behältnisses befindet und sich eine zweite Stelle an oder nahe einem äußersten Ende des Behältnisses gegenüber dem ersten äußersten Ende entlang der Axialrichtung befindet.Valve unit according to one of the preceding claims, wherein the holding elements define a plurality of locations for the arrangement of the power converter cells along the axial direction, wherein a first location at or near a first extremity of the container and a second location at or near an outermost end of the container located at the first extreme end along the axial direction. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend mindestens ein Anbringungselement zum Anbringen mindestens eines der Halteelemente und/oder der Verbindungselemente an einer unteren Fläche, einer oberen Fläche und/oder einer Wandfläche des Behältnisses.Valve unit according to one of the preceding claims, further comprising at least one attachment member for attaching at least one of the holding elements and / or the connecting elements to a lower surface, an upper surface and / or a wall surface of the container. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Teil eines Halteelements in einem Körper der durch das Halteelement gestützten Stromrichterzelle integriert ist.Valve unit according to one of the preceding claims, wherein at least a part of a holding element is integrated in a body of the supported by the holding element power converter cell. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Stromrichterzelle einen Körper enthält, der sich in einer Radialrichtung zwischen einem Außenumfang und einem Innenumfang erstreckt, wodurch ein Innenraum definiert wird.A valve unit according to any one of the preceding claims, wherein a power converter cell includes a body extending in a radial direction between an outer periphery and an inner periphery, thereby defining an inner space. Ventileinheit nach Anspruch 6, wobei sich die Verbindungselemente innerhalb des Innenraums erstrecken.Valve unit after Claim 6 , wherein the connecting elements extend within the interior. Ventileinheit nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Körper in mehrere Teile unterteilt ist, wobei ein Teil einen Abschnitt des Körpers bildet.Valve unit after Claim 6 or 7 wherein the body is divided into several parts, one part forming a portion of the body. Ventileinheit nach Anspruch 6-8, wobei ein Halteelement ein mittleres Durchgangsloch mit einem Umfang, der dem Innenumfang des Körpers einer an dem Halteelement angeordneten Stromrichterzelle entspricht oder größer als dieser ist, enthält.Valve unit after Claim 6 - 8th wherein a holding member includes a middle through-hole having a circumference corresponding to or larger than the inner circumference of the body of a power converter cell arranged on the holding member. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Außenfläche einer Stromrichterzelle elliptisch, kreisförmig sein und/oder mindestens eine abgerundete Ecke umfassen kann.Valve unit according to one of the preceding claims, wherein an outer surface of a power converter cell may be elliptical, circular and / or at least comprise a rounded corner. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stromrichterzelle mindestens ein Kondensatorelement, das in einem sich von dem Außenumfang zu einem Innenumfang der Stromrichterzelle erstreckenden Körper angeordnet ist, und mindestens eine Schaltvorrichtung umfassen kann.Valve unit according to one of the preceding claims, wherein the power converter cell may comprise at least one capacitor element, which is arranged in a body extending from the outer periphery to an inner periphery of the power converter cell, and at least one switching device. Ventileinheit nach Anspruch 8, wobei der Schnittpunkt der mehreren Verbindungselemente mit einem Halteelement mehrere Fächer an dem Halteelement definiert, die der Anzahl von Teilen des an dem Halteelement angeordneten Körpers entsprechen, wobei ein Teil des Körpers in einem Fach angeordnet ist.Valve unit after Claim 8 wherein the point of intersection of the plurality of connecting elements with a holding element defines a plurality of compartments on the holding element, that of the number of parts of the body arranged on the holding element correspond, wherein a part of the body is arranged in a compartment. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine erste elektrische Abschirmung zum Einsetzen der mindestens einen Säule von Stromrichterzellen an einem Ende des Behältnisses und/oder eine elektrische Abschirmung zum Einsetzen des Stapels von Stromrichterzellen an einem gegenüberliegenden Ende des Behältnisses.Valve unit according to one of the preceding claims, further comprising a first electrical shield for inserting the at least one column of power converter cells at one end of the container and / or an electrical shield for inserting the stack of power converter cells at an opposite end of the container. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend mindestens einen Verbinder, der ein erstes Sammelschienenelement enthält, das eine Zelle der Ventileinheit an einem Ende des Behältnisses mit einer Zelle einer zweiten Ventileinheit elektrisch verbindet.The valve assembly of any one of the preceding claims, further comprising at least one connector including a first busbar member that electrically connects a cell of the valve assembly at one end of the container to a cell of a second valve assembly. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Beabstandungselement, das Isoliermaterial enthält und an einem Ende des Behältnisses zur Beabstandung des Behältnisses von einem Behältnis einer anderen Ventileinheit, mit der die Ventileinheit verbunden ist, angeordnet ist.Valve unit according to one of the preceding claims, further comprising a spacer element, which contains insulating material and at one end of the container for spacing the container from a container of another valve unit, with which the valve unit is connected, is arranged. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Isoliergas Schwefelhexafluorid (SF6) und/oder Stickstoff (N2) und/oder Luft und/oder Trockenluft ist.Valve unit according to one of the preceding claims, wherein the insulating gas is sulfur hexafluoride (SF 6 ) and / or nitrogen (N 2 ) and / or air and / or dry air. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verbindungselement zumindest teilweise festes Isoliermaterial enthält.Valve unit according to one of the preceding claims, wherein a connecting element at least partially contains solid insulating material. Ventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Axialrichtung vertikal ist, so dass das Behältnis vertikal vom Boden ausgerichtet ist.Valve unit according to one of the preceding claims, wherein the axial direction is vertical, so that the container is vertically aligned from the ground. Stromrichterstation, die mindestens zwei Ventileinheiten wie in einem der vorhergehenden Ansprüche definiert umfasst.Converter station comprising at least two valve units as defined in any one of the preceding claims.
DE112015007244.6T 2015-12-28 2015-12-28 Valve unit for HVDC converters Pending DE112015007244T5 (en)

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