DE202012103792U1

DE202012103792U1 - Kraftschienenverteiler für einen Spannungskonverter

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Publication number: DE202012103792U1
Application number: DE202012103792U
Authority: DE
Original assignee: "RESEARCH AND DEVELOPMENT CENTER AT FEDERAL GRID Co OF UNITED ENERGY SYSTEM" JOINT-STOCK Co; FED GRID Co OF UNIFIED ENERGY SYSTEM JOINT STOCK Co; FEDERAL GRID Co OF UNIFIED ENERGY SYSTEM JOINT STOCK Co; RES AND DEV CT AT FED GRID Co OF UNITED ENERGY SYSTEM JOINT STOCK Co
Current assignee: "RESEARCH AND DEVELOPMENT CENTER AT FEDERAL GRID Co OF UNITED ENERGY SYSTEM" JOINT-STOCK Co; FED GRID Co OF UNIFIED ENERGY SYSTEM JOINT STOCK Co; FEDERAL GRID Co OF UNIFIED ENERGY SYSTEM JOINT STOCK Co; RES AND DEV CT AT FED GRID Co OF UNITED ENERGY SYSTEM JOINT STOCK Co
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2022-10-05

Abstract

Kraftschienenverteiler, der eine mit nichtleitenden Spannschlössern parallel fest-gelegte zentrale Schiene (1) und zwei äußere Schienen (2, 3) aufweis, 3) mit dielektrischen Verlegungen (4) auf der ganzen Ausdehnung des Schienenverteilers voneinander getrennt sind, dass jede Schiene (1, 2, 3) mit Ableitungen (11, 12) zum Anschluss von Konden-satorbatterien (13, 14) und Schaltelementen (16) eines Spannungskonverters versehen sind, und dass die zentrale Schiene (1) aus zwei parallelen Teilen (9, 10) besteht, die in einem Luftabstand zueinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftschienenverteiler für einen Spannungskonverter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung ist in der Elektroenergetik einsetzbar und kann bei der Montage von Kraftstromleitschienen von mächtigen statischen Spannungskonvertern verwendet werden.
Gestreckte Schienenverteiler mit kleiner Induktivität sind in mächtigen statischen Konvertern für eine Vereinigung von Kondensatorbatterien mit von ihnen entfernten Schaltelementen eines Wechselrichters verwendet.
Bekannt ist ein Kraftschienenverteiler, der für mächtige statische Spannungskonverter vorbestimmt ist und mit nichtleitenden Spannschlössern parallel festgelegte Stromleitschienen aufweist. Eine zentrale Schiene und zwei äußere Schienen sind vorgesehen, die auf der ganzen Ausdehnung eines Schienenverteilers von einer zentralen Schiene mit dielektrischen Verlegungen abgetrennt sind. Dabei ist jede Schiene mit Ableitungen für ein Anschließen von Kondensatorbatterien und von Schaltelementen eines Konverters versehen [Anmeldung PCT Nr. WO 2002/080324 ]. Dank einer nahen parallelen Anordnung der Stromleitschienen und der Abteilung der äußeren Schienen von der zentralen Schiene mit dielektrischen Verlegungen auf der ganzen Ausdehnung des Schienenverteilers verfügen die Stromleitschienen der bekannten Einrichtung über eine kleine Induktivität.
Ein Mangel der bekannten Einrichtung sind schlechte Bedingungen der Abkühlung der mit dielektrischen Verlegungen geschlossenen zentralen Schiene, die die größte Strombelastung trägt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Belastungsfähigkeit eines Kraftschienenverteilers eines statischen Spannungskonverters zu erhöhen.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Kraftschienenverteiler, der eine mit nichtleitenden Spannschlössern parallel festgelegte zentrale Schiene und zwei äußere Schienen aufweist, ist auf der ganzen Ausdehnung eines Schienenverteilers von einer zentralen Schiene mit dielektrischen Verlegungen abgetrennt. Dabei ist jede Schiene mit Ableitungen für ein Anschließen von Kondensatorbatterien und von Schaltelementen eines Spannungskonverters versorgt. Die zentrale Schiene ist aus zwei parallelen Teilen gebildet, die über einen Luftabstand voneinander getrennt sind.
Diese Gesamtheit der Merkmale lässt zu, das oben angegebene technische Ergebnis zu bekommen.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schienenverteilung im Querschnitt und
2 die Nutzung eines Schienenverteilers in einem mächtigen statischen Spannungskonverter.
Der in 1 gezeigte Schienenverteiler weist eine mit nichtleitenden Spannschlössern parallel festgelegte zentrale Schiene 1 und zwei äußere Schienen 2 und 3 auf. Die Schienen 2 und 3 sind von einer zentralen Schiene 1 mit dielektrischen Verlegungen 4 auf der ganzen Ausdehnung des Schienenverteilers abgetrennt. Die Stromleitschienen 1, 2 und 3 sind parallel zueinander gelegen und zusammen mit den Verlegungen 4 mit Hilfe von einigen nichtleitenden Spannschlössern fixiert, die entlang des Schienen-verteilers aufgestellt sind.
Die nichtleitenden Spannschlösser sind aus einem polymeren Stoff in Form von Schraubzwingen 5 ausgebildet und mit Hilfe von Bolzen 6 und Muttern 7 zusammengezogen. Jede der Schienen 2 und 3 besteht aus einem gestreckten Teil 8 eines rechteckigen Schnitts. Die Schiene 1 hat zwei gestreckte Teile 9 und 10 mit rechteckigem Schnitt, die mit einem Luftabstand voneinander getrennt sind. Für die Induktivitätsverkleinerung ist eine elektrische Vereinigung der Teile 9 und 10 nur an einem Ende des Schienenverteilers vorgenommen und zwar in der Nähe von Kondensatorbatterien 13 und 14.
Alle Stromleitschienen sind mit Ableitungen 11, 12 für das Anschließen der Kraftelemente des Konverterschemas, der Kondensatorbatterien 13, 14 und der Schaltelemente 16 (Thyristor oder Transistoren IGBT) versehen. Die Ableitungen 11 der zentralen Schiene 1 und die Ableitungen 12 der äußeren Schienen 2 und 3 nach 1 liegen in den gegenseitig senkrechten Ebenen.
Die 2 zeigt die Nutzung eines Schienenverteilers in einem mächtigen Kraftwechsel-richter, der ein Teil eines Spannungskonverters ist. Zum Bestand des Wechselrichters gehören zwei konsequent verbundene Kondensatorbatterien 13 und 14, deren mittlerer Punkt 15 an die neutrale Schiene 1 angeschlossen ist, die auf Nullpotential liegt. Der Punkt 15 kann gebildet sein. An der zweiten Anschlussleitung der Kondensatorbatterie 13, die mit Pluspotential geladen wird, ist die äußere Schiene 2 angeschaltet. An der zweiten Anschlussleitung der Kondensatorbatterie 14, die mit Minuspotential geladen wird, ist die äußere Schiene 3 angeschaltet. Die Ladungsketten der Kondensatorbatterien 13 und 14 sind in 2 nicht gezeigt.
Der Wechselrichter bildet mit Hilfe von Schaltern 16, die in jeder Phase aufgestellt sind, einen Wechselstrom der geforderten Frequenz. Die Bildung verwirklicht sich nach einem Verfahren der Pulsweitenmodulation (PWM) mittels einer Phasenumschaltung zwischen drei Niveaus einer Konstantspannung, die von den Kondensatorbatterien 13 und 14 geliefert wird. Dabei ist die Arbeitsfrequenz der Umschaltung der Schalter 16 gewöhnlich etwa 3,0 kHz. In der Konstruktion des Prototyps ist eine einheitliche zentrale Schiene 1 auf der ganzen Ausdehnung des Schienenverteilers zwischen dielektrischen Platten geschlossen, die sie von den äußeren Schienen 2 und 3 abtrennen. Deshalb ist ein großer Teil ihrer Oberfläche von Luft nicht gekühlt.
Die Ausführung der zentralen Schiene 1 aus zwei parallelen Teilen 9 und 10, die mit einem Luftabstand voneinander getrennt sind, verbessert wesentlich ihr thermisches Verhalten. Unter Berücksichtigung einer großen Strombelastung der zentralen Schiene 1 (ihr mittlerer Strom übersteigt den mittleren Strom jeder äußeren Schiene 3 und 4 um das Zweifache) lässt zu, die Belastungsfähigkeit des angebotenen Schienenverteilers insgesamt, und entsprechend des verwendenden Spannungskonverters, wesentlich zu erhöhen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2002/080324 [0004]

Claims

Kraftschienenverteiler, der eine mit nichtleitenden Spannschlössern parallel fest-gelegte zentrale Schiene (1) und zwei äußere Schienen (2, 3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen (1, 2, 3) mit dielektrischen Verlegungen (4) auf der ganzen Ausdehnung des Schienenverteilers voneinander getrennt sind, dass jede Schiene (1, 2, 3) mit Ableitungen (11, 12) zum Anschluss von Konden-satorbatterien (13, 14) und Schaltelementen (16) eines Spannungskonverters versehen sind, und dass die zentrale Schiene (1) aus zwei parallelen Teilen (9, 10) besteht, die in einem Luftabstand zueinander angeordnet sind.
Kraftschienenverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftwechselrichter ein Teil des Spannungskonverters ist, dass der Kraftwechselrichter in jeder Phase einen Wechselstrom der geforderten Frequenz von etwa 3 kHz bildet, wobei die Phasenumschaltung nach einem Verfahren der Pulsweitenmodulation (PWM) zwischen drei Niveaus einer Konstantspannung erfolgt, die von den Kondensatorbatterien (13, 14) geliefert sind.
Kraftschienenverteiler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter zwei Kondensatorbatterien (13, 14) aufweist, deren mittlerer Punkt (15) an die zentrale Schiene (1) angeschlossen ist, die auf Nullpotential liegt, dass an der zweiten Anschlussleitung (12) der Kondensatorbatterie (13), die mit Pluspotential geladen wird, die äußere Schiene (2) angeschlossen ist und dass an der zweiten Anschlussleitung (12) der Kondensatorbatterie (14), die mit Minuspotential geladen wird, die äußere Schiene (3) angeschlossen ist.
Kraftschienenverteiler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennten Teile (9, 10) der zentralen Schiene (1) nur an dem Ende des Schienenverteilers in der Nähe der Kondensatorbatterien (13, 14) miteinander vereinigt sind.
Kraftschienenverteiler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitungen (11) der zentralen Schiene (1) und die Ableitungen (12) der äußeren Schienen (2, 3) in gegenseitig senkrechten Ebenen liegen.