DE212011100212U1 - Frame for a modular voltage-driven converter and insulation device - Google Patents
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Abstract
Rahmen (13) für einen modularen spannungsgeführten Wandler (11), umfassend ein oder mehrere Wandlermodule (121, ..., 12n), wobei der Rahmen (13) umfasst: – ein Gehäuse (15) zum Aufnehmen des einen oder der mehreren Wandlermodule (121, ..., 12n), und – eine Isolationsvorrichtung (10), umfassend: – eine erste elektrisch leitende Schicht (16), umfassend ein erstes Verbindungsmittel (19) für eine Verbindung mit einer Einhausung (14), die den Rahmen (13) aufnimmt, – eine zweite elektrisch leitende Schicht (17), umfassend ein zweites Verbindungsmittel (20) zum Verbinden mit einem Wandlermodul (121) des einen oder der mehreren Wandlermodule (121, ..., 12n), und – eine Isolationsschicht (18), die die erste elektrisch leitende Schicht (16) und die zweite elektrisch leitende Schicht (17) trennt.Frame (13) for a modular live converter (11), comprising one or more converter modules (121, ..., 12n), the frame (13) comprising: - a housing (15) for receiving the one or more converter modules (121, ..., 12n), and - an insulation device (10), comprising: - a first electrically conductive layer (16), comprising a first connection means (19) for connection to a housing (14) which forms the frame (13), - a second electrically conductive layer (17), comprising a second connecting means (20) for connecting to a converter module (121) of the one or more converter modules (121, ..., 12n), and - an insulation layer (18), which separates the first electrically conductive layer (16) and the second electrically conductive layer (17).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der spannungsgeführten Wandler, und insbesondere Wandlerrahmen, Isolation und Schutz dafür.The invention relates generally to the field of voltage-driven converters, and more particularly to transducer frames, isolation and protection therefor.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Spannungsgeführte Wandler (Voltage Source Converters, VSC), auch als STATCOM bezeichnet, stellen heutzutage eine wertvolle Lösung zum Erhöhen der Leistungsqualität eines elektrischen Leistungsgitters und zum Sicherstellen der Konformität mit Gittercodes im Falle der Integration von stochastischer Erzeugung (also Windkraft, Solarkraft) dar. Das Bedürfnis zur Reduktion von Systemkosten führt die Technologie hin zu Standardlösungen, und unter Bezugnahme auf
Genügend Luftabstände zwischen den Rahmen und dem Gehäuse muss somit für die elektrische Isolation sichergestellt werden, was die Kompaktheit der Lösung begrenzt und die Systemkosten stark beeinflusst, wenn der spannungsgeführte Wandler
Neben den obigen Lösungen des Dimensionierens des Gehäuses, um hinreichende Luftabstände bereitzustellen, und des Auskleidens des Gehäuses mit Isolationsmaterial, sind Lösungen bekannt, die Isolationsöl oder Vakuumisolation verwenden.In addition to the above solutions of sizing the housing to provide sufficient air gaps and lining the housing with insulation material, solutions using insulation oil or vacuum insulation are known.
Die oben erwähnten bekannten Lösungen weisen einen oder mehrere Nachteile auf, wie hohe Material-, Produktions- und Installationskosten, und das Erfordernis einer großen Grundfläche, was eine Gefahr für die Umwelt darstellt. Weiter sind die Instandhaltungskosten hoch, insbesondere für öl- oder gasisolierte Strukturen, und mechanische Kosten zum Sicherstellen der Dichtungen aller Teile sind sehr hoch.The above-mentioned known solutions have one or more disadvantages, such as high material, production and installation costs, and the requirement of a large footprint, which is a danger to the environment. Furthermore, the maintenance costs are high, especially for oil or gas insulated structures, and mechanical costs for ensuring the seals of all parts are very high.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Hinsichtlich des Obigen ist es eine Aufgabe der Erfindung, kosteneffiziente und kompakte Isolationsmittel für Wandlermodulanordnungen bereitzustellen.In view of the above, it is an object of the invention to provide cost effective and compact isolation means for transducer module assemblies.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch einen Rahmen für einen modularen spannungsgeführten Wandler, der ein oder mehrere Wandlermodule umfasst, gelöst. Der Rahmen umfasst ein Gehäuse zum Aufnehmen des einen oder der mehreren Wandlermodule; und eine Isolationsvorrichtung, die umfasst: eine erste elektrisch leitende Schicht, umfassend ein erstes Verbindungsmittel zum Verbinden mit einer Einhausung, die den Rahmen aufnimmt, eine zweite elektrisch leitende Schicht, umfassend ein zweites Verbindungsmittel zum Verbinden mit einem Wandlermodul des einen oder der mehreren Wandlermodule, und eine Isolationsschicht, die die erste elektrisch leitende Schicht und die zweite elektrisch leitende Schicht trennt.The object is achieved according to a first aspect of the invention by a frame for a modular voltage-driven converter comprising one or more converter modules. The frame includes a housing for receiving the one or more transducer modules; and an insulation device comprising: a first electrically conductive layer comprising a first connection means for connection to a housing which houses the frame, a second electrically conductive layer comprising a second connection means for connection to a transducer module of the one or more transducer modules, and an insulating layer separating the first electrically conductive layer and the second electrically conductive layer.
Die Erfindung stellt eine kompakte Isolationslösung für modulare Wandlersysteme bereit, was die Reduktion der Größe und der Anzahl von Einhausungen zum Aufnehmen der Wandlermodule erlaubt. Die Erfindung ermöglicht somit auch eine Reduzierung von Systemkosten. Das reduzierte Größenerfordernis der Einhausungen kann stattdessen durch das Einführen zusätzlicher Wandlermodule für Anwendungen ausgenutzt werden, wo ein solcher Bedarf besteht.The invention provides a compact isolation solution for modular transducer systems, which allows the reduction of the size and number of housings for accommodating the transducer modules. The invention thus also enables a reduction of system costs. The reduced size requirement of the enclosures may instead be exploited by introducing additional transducer modules for applications where such a need exists.
Des Weiteren kann die Lösung der Erfindung standardisiert werden und für Massenproduktion geeignet sein, was wiederum ein kompaktes System mit geringen Kosten erlaubt. Die geringe Grundfläche, die beim erfindungsgemäßen Rahmen und der Isolationsvorrichtung erforderlich ist, macht diese insbesondere zum Beispiel für Offshore-Windkraftplattformen geeignet.Furthermore, the solution of the invention can be standardized and suitable for mass production, which in turn allows a compact system with low cost. The small footprint that is required in the frame and the insulation device according to the invention makes them particularly suitable for example for offshore wind power platforms.
Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung durch eine Isolationsvorrichtung für einen Rahmen, der einen modularen spannungsgeführten Wandler mit einem oder mehreren Wandlermodulen aufnimmt, gelöst. Die Isolationsvorrichtung umfasst eine erste elektrisch leitende Schicht, umfassend ein erstes Verbindungsmittel zum Verbinden mit einer Einhausung, die den Rahmen aufnimmt. Die Isolationsvorrichtung umfasst weiter eine zweite elektrisch leitende Schicht, umfassend ein zweites Verbindungsmittel zum Verbinden mit einem Wandlermodul des einen oder der mehreren Wandlermodule. Die Isolationsvorrichtung umfasst weiter eine Isolationsschicht, die die erste elektrisch leitende Schicht und die zweite elektrisch leitende Schicht trennt. Dem Obigen entsprechende Eigenschaften werden auch für diesen Aspekt der Erfindung erreicht.The object is achieved according to a second aspect of the invention by a frame isolation device comprising a modular voltage-driven converter having one or more Transducer modules receives, solved. The isolation device comprises a first electrically conductive layer comprising a first connection means for connection to an enclosure which receives the frame. The isolation device further comprises a second electrically conductive layer comprising a second connection means for connecting to a transducer module of the one or more transducer modules. The insulation device further comprises an insulation layer separating the first electrically conductive layer and the second electrically conductive layer. The above-mentioned properties are also achieved for this aspect of the invention.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch das Lesen der folgenden Beschreibungen und aus den angehängten Zeichnungen klar werden.Other features and advantages of the invention will become apparent upon reading the following descriptions and accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments
In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung und nicht der Begrenzung spezifische Details, wie besondere Architekturen, Schnittstellen, Techniken, usw. aufgeführt, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu bieten. Es wird dem Fachmann jedoch offensichtlich sein, dass die Erfindung in anderen Ausführungsformen ausgeführt werden kann, die von diesen spezifischen Details abweichen. In anderen Fällen werden detaillierte Beschreibungen von bekannten Vorrichtungen, Schaltungen und Verfahren weggelassen, um die Beschreibung der Erfindung nicht mit unnötigen Details zu verwirren. Dieselben Bezugszeichen beziehen sich in der Beschreibung auf ähnliche Elemente.In the following description, for purposes of explanation and not limitation, specific details, such as particular architectures, interfaces, techniques, etc., are set forth in order to provide further understanding of the invention. However, it will be apparent to those skilled in the art that the invention may be embodied in other embodiments that depart from these specific details. In other instances, detailed descriptions of known devices, circuits, and methods are omitted so as not to obscure the description of the invention with unnecessary detail. The same reference numerals in the description refer to similar elements.
Bezug nehmend auf
Zum Beispiel könnte der spannungsgeführte Wandler
Der Rahmen
Der Rahmen
Die erste elektrisch leitende Schicht
Die zweite elektrisch leitende Schicht
Die Isolationsschicht
In einer Ausführungsform ist die Isolationsschicht
Beim Auslegen und Herstellen der Isolationsvorrichtung
Ein anderer Auslegungsaspekt mit Bezug auf solche Teilentladungen ist die Gestalt der ersten elektrisch leitenden Schicht
Die Isolationsvorrichtung
Die Isolationsvorrichtung
Wenn das Rahmengehäuse
Die Erfindung umfasst auch die Isolationsvorrichtung
In einer Ausführungsform sind die erste elektrisch leitende Schicht
In einer Ausführungsform sind die erste elektrisch leitende Schicht
In einer Ausführungsform umfasst die Isolationsschicht
In einer Ausführungsform ist die Isolationsschicht
In einer Ausführungsform ist ein Material der Isolationsschicht
In einer Ausführungsform umfassen das erste Verbindungsmittel
In einer Ausführungsform ist das erste Verbindungsmittel
Obwohl oben einige besondere Ausführungsformen der Isolationsvorrichtung
Es wird angemerkt, dass die Delta-Verbindung des spannungsgeführten Wandlers lediglich als Beispiel gegeben ist und andere Arten von Verbindungen ebenso ihren Nutzen aus der Lehre der Erfindung ziehen können, wie beispielsweise Stern(why)-verbundene spannungsgeführte Wandler oder Einzelphasenwandler.It is noted that the delta connection of the voltage-driven converter is given by way of example only and other types of connections may also benefit from the teachings of the invention, such as star-connected voltage-controlled converters or single-phase converters.
Durch die Erfindung kann die durch die Isolationsvorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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