DE69709866T2

DE69709866T2 - Filterausrüstung

Info

Publication number: DE69709866T2
Application number: DE69709866T
Authority: DE
Inventors: Lars Andersson; Tommy Holmgren
Original assignee: ABB AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: EP0906653A1; SE510622C2; WO1997049167A1; SE9602367L; DE69709866D1; EP0906653B1; SE9602367D0

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Filtereinrichtungen für eine Vorrichtung zur Leistungsübertragung mittels Hochspannungsgleichstrom (HVDC). Die Einrichtung weist mehrere auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Abzweigungen auf. Jede dieser Abzweigungen umfasst einen Hauptkondensator und einen Induktor. Der Hauptkondensator umfasst in jeder Abzweigung mehrere in Reihe geschaltete Kondensatoreinheiten, die in einem im wesentlichen senkrechten Ständer angeordnet sind:

Stand der Technik

Die Stromrichter in einer HVDC Vorrichtung erzeugen Oberwellen, und um die Amplituden dieser Oberwellen zu verringern, werden Stromrichterstationen in HVDC Vorrichtungen sowohl auf der Wechselstromseite, als auch auf der Gleichstromseite der Stromrichter mit Oberwellenfiltern versehen. Die Filtereinrichtung wird groß und raumfordernd und bildet einen beträchtlichen Teil der Kosten und des Raumbedarfs einer Stromrichterstation.
Filtereinrichtungen der Art, auf die hier Bezug genommen wird, weisen mehrere Abzweigungen auf, wobei jede auf eine oder mehrere Oberwellen abgestimmt ist. Fig. 1 zeigt ein typisches Beispiel einer bekannten 12-Puls- Einpol- Stromrichterstation mit Stromrichtern SR1 und SR2, die über einen Wandler TR und Serienkondensatoren SC1 und SC2 mit einem Dreiphasen- Wechselstromnetz ACN verbunden sind. Auf der Wechselstromseite der Station ist die Filtereinrichtung FAC zwischen dem Netz und Erde geschaltet. Auf der Gleichstromseite der Station ist die Filtereinrichtung FDC zwischen den Polen P1 der Station und der neutralen Schiene NBB der Station geschaltet.
Die Filtereinrichtung FAC umfasst vier Filterabzweigungen. Die Abzweigung F11 ist eine Serienschaltung, die mit einem Kondensator C11 und einem Induktor L11 als auch einem Überspannungsableiter V11 als eine Überspannungs- Schutzvorrichtung über dem Induktor, auf die elfte Oberwelle (550 Hz bei 12-Puls Betrieb und 50 Hz Leitungsnetzfrequenz) abgestimmt ist. Die Abzweigung F13 ist eine Serienschaltung, die mit dem Kondensator C13, dem Induktor L13 und dem Überspannungsableiter V13 auf die dreizehnte Oberwelle abgestimmt ist. Die Abzweigung HP24 ist eine Serienschaltung, die mit dem Kondensator C24, dem Induktor L24, dem Widerstand R24 und dem Überspannungsableiter V24 auf die 24te Oberwelle abgestimmt ist. Die Abzweigung HP36 ist eine Serienschaltung, die mit dem Kondensator C36, dem Induktor L36, dem Widerstand R36 und dem Überspannungsableiter V36 auf die 36te Oberwelle abgestimmt ist. Die letzten beiden Abzweigungen weisen eine Bandbreite auf, die dazu ausgelegt ist, dass sie die Oberwellen der Ordnungen 23, 25 beziehungsweise 35, 37 dämpfen. Die Widerstände R24 und R36 geben den Abzweigungen geeignete Qualitätsfaktoren. Der Qualitätsfaktor ist für den Abzweig HP36 erheblich kleiner gewählt als 1Er den Abzweig HP24, und so klein, dass der Abzweig HP36 eine Hochpass- Charakteristik erhält, und ebenfalls Oberschwingungen höherer Ordnungen, beispielsweise die Oberschwingungen der Ordnungen 47 und 49 dämpft.
Die Filtereinrichtung FAC ist in der Figur in Form eines Ein- Leitungsdiagramms gezeigt, und jeder der in der Figur gezeigten Abzweigungen besteht daher aus drei Abzweigungen, für jede Phase eine.
Die Filterabzweigungen weisen bei der Grundfrequenz eine kapazitive Charakteristik auf. Zumindest bestimmte von den Abzweigungen werden daher mit so großen Kondensatoren bemessen, dass sie bei der Grundfrequenz eine Blindleistung erzeugen, die zumindest teilweise den relativ hohen Verbrauch von Blindleitung einer herkömmlichen Stromrichterstation kompensieren. Bestimmte Arten von Stromrichtern, beispielsweise die in Fig. 1 gezeigten Serienkondensator- verbundenen Stromrichter (Kondensator erregte Stromrichter, CCC) weisen jedoch einen geringen Verbrauch von Blindleistung auf. Dann können all die Abzweigungen nur hinsichtlich von Oberwellen- Dämpfung bemessen werden, und die Kondensatoren werden relativ klein.
Die Filterabzweigungen können, in bekannter Weise, beispielsweise gemäß Fig. 2 die einen doppelt abgestimmten Filter für die Oberwellen der 11 und 13 Ordnung zeigt, als doppelt abgestimmte Filterschaltungen ausgelegt werden. Der Filter weist einen mit einem Induktor LA in Serie geschalteten Hauptkondensator CA auf. Diese Serienschaltung ist mit dem Parallelschaltkreis bestehend aus einem Kondensator CB und einem Induktor B in Serie geschaltet. Der Hauptkondensator CA ist für den gewünschten Grad an Blindleistungs- Erzeugung bemessen, und dieser Kondensator nimmt den überwiegenden Teil der Leitungsspannung bei der Grundfrequenz auf.
In den in Fig. 1 gezeigten einfach abgestimmten Abzweigungen bildet einer der Kondensatoren in bekannter Weise den Hauptkondensator der Abzweigung und nimmt den überwiegenden Teil der Leitungsspannung bei der Grundfrequenz auf.
Jeder der Hauptkondensatoren der Filterabzweigungen weist eine Anzahl von in Serie geschalteten (und möglicherweise auch parallel geschalteten) Kondensatoreinheiten auf, die in einem im wesentlichen senkrechten Ständer angeordnet sind. Ein solcher typischer Ständer besteht aus vier Isolatorsäulen, die eine Anzahl von Kondensatorhaltern tragen, die in gleichmäßigen Abständen übereinander verteilt sind. Jeder Halter weist einen Metallrahmen auf, der eine Anzahl von in Reihe und/oder parallel geschalteter Kondensatoreinheiten trägt, und elektrisch mit den Gehäusen der auf den Haltern angeordneten Kondensatoreinheiten verbunden ist. Jede Kondensatoreinheit weist mehrere gewickelte Folienkondensatoren auf, die in einem Metallgehäuse mit einer oder mehreren Durchführungen angebracht sind. Die Durchführungen sind die elektrischen Anschlüsse der Einheit (wahlweise kann das Gehäuse eine der Verbindungen bilden). Der Ständer weist an der Oberseite einen Hochspannungsanschluss und an der Unterseite einen Niederspannungsanschluss auf. Solch ein Ständer mit den Haltern und den darin angeordneten Kondensatoreinheiten wird im Nachstehenden als eine Kondensatorbaugruppe bezeichnet.
Die auf der Gleichstromseite der Station angeordnete Filtereinrichtung FDC ist in ähnlicher Weise ausgelegt, wie die der Einrichtung FAC, ist jedoch mit seinem Niederspannungsanschluss mit der neutralen Schiene NBB der Station verbunden.
Bei Filtereinrichtungen dieser bekannten Art können die Hauptkondensatoren der Filterabzweigungen als getrennte Kondensatorständer ausgeführt werden. Die Einrichtung wird dann die selbe Anzahl von Ständern aufweisen, wie der Filter Abzweigungen aufweist, und die Anzahl der Isolatoren, Grundplatten, Hochspannungsanschlüsse, etc. wird hoch sein. Solche Einrichtung ist daher teuer und erfordert eine große Grundfläche. Solche Einrichtung ist besonders bei hohen Betriebsspannungen und in den Fällen unvorteilhaft, in denen keine oder geringe Anforderungen an die Erzeugung von Blindleistung gestellt werden. In diesen Fällen ist die Anzahl der Kondensatoreinheiten pro "Etage" gering und die Anzahl der Isolatoren, Halter, etc., wird im Verhältnis zu der Menge der Kondensatoreinheiten groß.
Es ist ebenfalls bekannt, die Filterabzweigungen in Form doppelt abgestimmter oder möglicherweise dreifach abgestimmter Abzweigungen auszulegen. Die Anzahl der Hauptkondensatoren in der Filtereinrichtung, wie auch die Anzahl der Kondensatorständer wird dann auf eine entsprechende Größe verringert. Sowohl die Kosten als auch der Raumbedarf der Filtereinrichtung werden dann verringert. Ein beträchtlicher Nachteil ist jedoch, dass der Qualitätsfaktor für die unterschiedlichen Frequenzen der Abzweigung nicht unabhängig voneinander gewählt werden kann. In Filterabzweigungen, die steuerbare Induktoren aufweisen, wird eine Vergrößerung der Steuerbereiche im Verhältnis zu dem, was bei einfach abgestimmten Filterabzweigungen der Fall ist benötigt, und dies führt zu erhöhten Kosten der Induktoren.
In einer dritten Ausführungsform sind die Hauptkondensatoren von zwei oder mehreren Filterabzweigungen in dem selben Ständer angeordnet, und ein und der selbe Halter trägt folglich die Kondensatoreinheiten, die in verschiedenen Hauptkondensatoren enthalten sind. Die Grundfrequenzspannung (Gleichspannung auf der Gleichstromseite) ist im wesentlichen gleichmäßig entlang der Baugruppen verteilt, und die Grundfrequenz- Spannungsunterschiede zwischen in dem selben Halter angeordneten Kondensatoreinheiten sind gering. Die Oberwellenfrequenz- Spannungsunterschiede zwischen solchen Kondensatoreinheiten, können jedoch hoch sein. Weil die Gehäuse der Kondensatoreinheiten auf der selben Etage möglicherweise über die Halter verbunden sind, ist die maximal zulässige Spannungsdifferenz durch die Isolation der Kondensatoreinheiten zwischen den Durchführungen und dem Gehäuse beschränkt. Diese Ausführungsform ist daher bei hohen Spannungen nicht brauchbar (Tatsächlich, ist hohe Oberwellenspannung = Oberwellenstrom · Impedanz).

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Filtereinrichtung der in dem einführenden Teil der Beschreibung angegebenen Art bereitzustellen, die einfacher und weniger kostspielig ist, und einen geringeren Raumbedarf im Verhältnis zu Einrichtungen des Standes der Technik aufweist, während gleichzeitig die Filterabzweigungen für die verschiedenen Frequenzen (und möglicherweise die Induktoren) völlig unabhängig voneinander ausgelegt (gesteuert) werden können. Die Erfindung ist besonders darauf gerichtet, eine Filtereinrichtung zu erreichen, die für die Verwendung bei hohen Spannungen und in solchen Vorrichtungen ausgelegt ist, wo der Bedarf zur Erzeugung einer Blindleistung gering ist.
Aus den beigefügten Ansprüchen wird klar werden, was ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der Erfindung kennzeichnet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird in dem Nachfolgenden detaillierter unter Bezugnahme auf die begleitenden Fig. 1-6 beschrieben. Fig. 1 ist ein Schaltplan einer Stromrichterstation mit Teilen von Filtereinrichtungen gemäß der. Erfindung. Fig. 2 zeigt einen Schaltplan eines doppelt abgestimmten Filterzweiges. Fig. 3 zeigt die körperliche Zusammensetzung des Kondensatorständers in einer Filtereinrichtung gemäß Fig. 1. Fig. 4 zeigt wie der Kondensatorständer der Filtereinrichtung und anderer Komponenten im Verhältnis zueinander angeordnet sind. Fig. 5 zeigt einen Kondensatorständer gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausfiuirungsform. Fig. 6 zeigt ein alternatives Verfahren zum Anordnen des Kondensatorständers und, anderer Komponenten im Verhältnis zueinander.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 und 2 wurden bereits vorstehend beschrieben.
Fig. 3 zeigt wie, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, in Filtereinrichtungen gemäß Fig. 1, die vier Kondensatorbaugruppen der Einrichtung in einem gemeinsamen Ständer angeordnet werden können. Fig. 3a und Fig. 3b zeigen den Ständer von zwei zueinander senkrechten Richtungen aus gesehen. Fig. 3c zeigt von oben gesehen einen Schnitt durch den Ständer in einer Ebene direkt über den Haltern RA11&sub4;, RA13&sub4;, etc.
Der Ständer umfasst die vier Kondensatorbaugruppen, jede einzelne bildet einen der vier Hauptkondensatoren C11, C13, C24, C36 der Einrichtung. Die Baugruppen sind alle in gleicher Weise zusammengesetzt, und als ein Beispiel wird die Kondensatorbaugruppe C13 beschrieben. Sie weist 18 in Reihe geschaltete Kondensatoreinheiten C13&sub1;-C13&sub1;&sub8; auf. Diese Einheiten sind jeweils paarweise auf Metallrahmen oder Haltern RA13&sub1;-RA13&sub9; angebracht. Das Gehäuse von jeder Einheit ist mit dem Halter elektrisch verbunden, was daher eine elektrische Verbindung zwischen den zwei auf den Haltern befestigte Kondensatoreinheiten bildet. Jede Einheit weist eine Durchführung auf, beispielsweise TE13&sub7; und TE13&sub8; der Einheiten C13&sub7; und C13&sub1;&sub8;. Der Niederspannungsanschluss LVT&sub1;&sub3; der Kondensatorbaugruppe ist an die Durchführung der untersten Kondensatoreinheit C13&sub1; angeschlossen. Die Einheiten sind in der vertikalen Richtung mit Hilfe von Leitern, beispielsweise die Einheiten C13&sub2; und C13&sub3; mit der Hilfe des Leiters CL13&sub1; miteinander verbunden. Die Durchführung des obersten Kondensators CL13&sub1;&sub8; ist mittels eines Leiters CL13&sub9; mit einem rechtwinkligen Metallrahmen MF verbunden, der die oberen Enden der vier Baugruppen mechanisch und elektrisch verbindet.
Die Halter der Kondensatorbaugruppe C13 werden durch eine Isolatorsäule getragen, die die übereinander liegenden Abschnitte IS13&sub1;-IS13&sub1;&sub0; aufweist.
Die anderen drei Baugruppen C11, C24 und C36 sind in dem gezeigten Beispiel in genau gleicher Weise zusammengesetzt wie die jetzt beschriebene Baugruppe C13, und die in diesen Baugruppen enthaltenen Komponenten sind in der gleicher Weise wie die in der Baugruppe C13 enthaltenen Komponenten bezeichnet.
Der Metallrahmen MF verbindet die oberen Enden der vier Baugruppen, was dem Ständer einen Aufbau gibt, der beispielsweise gegen Windkräfte und seismische Kräfte sehr stabil und widerstandsfähig ist. Der Rahmen MF verbindet die oberen Enden der Baugruppen ebenfalls elektrisch. Der Rahmen ist mit einem einzigen Hochspannungsanschluss HVT versehen, der allen vier Kondensatorbaugruppen gemeinsam ist.
Um die mechanische Stabilität der Struktur zu erhöhen, sind die Baugruppen mit einem passenden Abstand von ihren Enden mit Hilfe von elektrisch isolierten Querbalken miteinander verbunden. In dem gezeigten Beispiel sind folglich vier Isolatoren IS1-IS4 zwischen den Haltern RA11&sub4;, RA13&sub4;, RA24&sub4; und RA36&sub4; befestigt.
Wie vorstehend erwähnt, wird während des Betriebs praktisch die gesamte Grundfrequenzspannung über jede Filterabzweigung über den Hauptkondensator der Abzweigung aufgenommen. Das bedeutet, dass die Potentiale der in jeder horizontalen Ebene angeordneten Teile der vier Baugruppen nahezu identisch sein werden, und keine bemerkenswerten Grundfrequenz- Spannungsunterschiede in der horizontalen Richtung zwischen den Baugruppen auftreten werden.
Für die Oberwellen sind andererseits die Voraussetzungen anders. Die Spannungen der Oberwellenfrequenz der verschiedenen Baugruppen weisen im Allgemeinen unterschiedliche Amplitude und Frequenz auf. Die oberen Enden der Baugruppen sind natürlich elektrisch miteinander verbunden, und daher können wahrend des Betriebs Spannungsunterschiede der Oberwellenfrequenz zwischen den Baugruppen, die von oben nach unten zunehmen auftreten. Diese Spannungsunterschiede sind an dem untersten Teil der Baugruppen am größten. Die maximale Spannung entlang jeder Baugruppe wird durch das Produkt aus dem maximalen Oberwellenstrom und der Impedanz des Kondensators bei der Oberwellenfrequenz bestimmt.
Da diese Spannungen in zwei verschiedenen Baugruppen während eines Teils der Periode der Grundfrequenz zueinander gegenläufig sein können, wird die maximale Spannungsdifferenz zwischen den Baugruppen die Summe der vorstehend erwähnten Baugruppenspannungen sein. Der horizontale Abstand zwischen den Kondensatorbaugruppen ist dazu ausgelegt, dass der benötigte Isolationsabstand erhalten wird, um die maximalen auftretenden Spannungsunterschiede aufzunehmen.
Es wurde herausgefunden, das ein erfindungsgemäßer Kondensatorständer typischerweise mäßige Abmessungen aufweist; beispielsweise in einer Vorrichtung für die Betriebsspannung 400 kV weist der Ständer eine horizontale Ausdehnung von etwa 3 m · 3 m und eine Höhe von etwa 8 m auf.
Fig. 4a zeigt schematisch die gesamte Filtereinrichtung FAC wie von oben gesehen, und Fig. 4b zeigt die Einrichtung wie von der Seite gesehen. Der Einfachheit halber ist der Kondensatorständer als ein rechtwinkliger Block CS dargestellt. Dem benachbart liegen die anderen Komponenten der Einrichtung. Der Überspannungsableiter V11 und der Induktor L11 sind mit dem Niederspannungsanschluss LVT11 der Baugruppe C11 verbunden. Der Überspannungsableiter V13 und der Induktor L13 sind mit dem Niederspannungsanschluss LVT13 der Baugruppe C13 verbunden. Der Überspannungsableiter V24, der Induktor L24 und der Widerstand R24 sind mit dem Niederspannungsanschluss LVT24 der Baugruppe C24 verbunden. Der Überspannungsableiter V36, der Induktor L36 und der Widerstand R36 sind mit dem Niederspannungsanschluss LVT&sub3;&sub6; der Baugruppe C36 verbunden.
Wie von dem Vorstehenden klar ist, sind in einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung die unterschiedlichen Filterabzweigungen der Einrichtung voneinander elektrisch getrennt, und jeder einzelne kann optimal und von einander unabhängig bemessen (und wo anwendbar gesteuert) werden.
Die Einrichtung kann ohne Schwierigkeit für die höchsten auftretenden Betriebsspannungen verwendet werden. Gleichzeitig wird die Anzahl der Isolatoren, Halter, Grundplatten, Hochspannungsanschlüsse, etc. verglichen mit der entsprechenden Einrichtung des Standes der Technik stark verringert, und dies ohne die Widerstandsfähigkeit der Einrichtung gegenüber mechanischen Belastungen zu verringern. Der Bodenbedarf und die Kosten der Einrichtung sind ebenfalls beträchtlich geringer.
Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Kondensatorständers gemäß der Erfindung. Die Ausführungsform verwendet die Tatsache, das die zwischen den Baugruppen auftretenden Spannungsunterschiede in dem obersten Teil des Ständers gleich null, und unten am größten sind. Folglich sind die Baugruppen unten mit dem größten Abstand voneinander aufgestellt, und die Baugruppen sind nach innen zueinander geneigt, so dass der Abstand oben am geringsten ist, wo die Baugruppen durch den Metallrahmen MF zusammengehalten werden. Wie in den vorstehend beschriebenen Beispiel weist der Kondensatorständer vier Baugruppen auf. Von diesen sind die Baugruppen C13 und C36 in der Figur gezeigt. Die Baugruppen ruhen auf vier Grundplatten, die jeweils in einer Ecke eines Quadrates angeordnet sind. Die Grundplatten FD13 und FD36 sind in der Figur gezeigt. Die Baugruppe C13 und die Baugruppe C11 (nicht gezeigt) sind in der Figur nach links geneigt, und die Baugruppe C36 und die Baugruppe C24 (nicht gezeigt) sind nach rechts geneigt. Weiter sind die Baugruppen C11 und C13, wie auch die Baugruppen C24 und C36, nach innen zueinander geneigt, wobei die vier Baugruppen die Kanten einer gleichmäßigen vierseitigen Pyramide bilden. Um ein einfaches Aufbauen zu ermöglichen, sind die Baugruppen um horizontale Achsen oder Verbinder in den Grundplatten (in den Figuren nicht gezeigt) derart passend drehbar ausgelegt, dass jede Baugruppe mit der Baugruppe horizontal befestigt werden kann, woraufhin sie zu ihrer Endposition gedreht wird, und an ihrem oberen Ende mit den anderen Baugruppen verbunden wird.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 ergibt eine gesteigerte Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen.
Alternativ kann der Ständer gemäß Fig. 5 mit Querverbindungen der Art versehen werden, die in Fig. 3 gezeigt sind, um die mechanische Widerstandsfähigkeit des Ständers weiter zu erhöhen.
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Filtereinrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 6a zeigt die Einrichtung von oben gesehen, und Fig. 6b zeigt eine perspektivische Ansicht der Einrichtung. In gleicher Weise wie vorstehend beschrieben, weist die Einrichtung vier Filterabzweigungen auf, zwei Abzweigungen für die 11te und 13te Oberwelle und zwei Abzweigungen mit Hochpass- Charakteristik die auf die Oberwellen der Ordnungen 24 und 36 abgestimmt sind. Wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen weist der Kondensatorständer vier Kondensatorbaugruppen C11, C13, C24 und C36 auf, die mittels eines Metallrahmens MF an ihren oberen Enden mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind, der wiederum mit einem Hochspannungsanschluss HVT verbunden ist. An seinen oberen Teil an dem die Spannung am höchsten ist, ist der Kondensatorständer mit Sprühschirmen versehen, beispielsweise der mit SH bezeichnete Schirm. Zusätzlich weisen die Filterabzweigungen die Induktoren L11, L13, L24 und L36, die Überspannungsableiter V11, V13, V24 und V36, wie auch die Widerstände R24 und R 36 auf. Zusätzlich sind die Filterabzweigungen mit der Hilfe der Leiter GC11, GC13, GC24 und GC36 mit der Erde verbunden. In diesen Leitern sind Stromwandler CT11, CT13, CT24 und CT36 zur Messung der Ströme in den Filterabzweigungen verbunden. Die Einrichtung ist von einen Zaun F mit einem Tor G umgeben.
In den beiden Filterabzweigungen C11 und C13 sind die Schutzspannungen der Überspannungsschutze höher als in den anderen zwei Abzweigungen. Es ist daher vorteilhaft, wie in der Einrichtung gemäß Fig. 6, diese zwei Abzweigungen einander diagonal gegenüberliegend anzuordnen, und den durch diese Lage der Abzweigungen gelieferten größeren Isolationsabstand zwischen den Abzweigungen zu nutzen.
Ein Problem mit Filtereinrichtungen der Art, auf die hier Bezug genommen wird, ist der ärgerlich hohe Geräuschpegel der Kondensatoren. Es ist bekannt, den Geräuschpegel durch Anordnen von Lärm absorbierenden Kästen auf jedem Halter zu verringern, die die auf jeden Halter angebrachten Kondensatoreinheiten umgeben. Dies ist eine komplizierte und teuere Lösung. Ein anderes Verfahren den Geräuschpegel zu senken ist, die Kondensatoreinheiten mit inneren Dämpfungsmitteln zu versehen, beispielsweise in der, in der Schwedischen Patentanmeldung 9402178-9 beschrieben Art. In Einrichtungen gemäß der Erfindung sind die Filterabzweigungen vollständig voneinander getrennt. Der Geräuschpegel ist für den 11 und 13 Oberwellenfilter oft am höchsten. Für diese, kann dann das innere Dämpfungsmittel mit einer schmalen Bandbreite und somit mit so einem hohen Dämpfungsgrad ausgelegt werden, dass zusätzliche Dämpfungsmaßnahmen, beispielsweise in Form von den vorstehend erwähnten Lärmschutzkästen überflüssig werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind nur ein Beispiel.
Folglich kann die Erfindung auch an anderen Arten von Filtereinrichtungen als der vorstehend beschriebenen, beispielsweise in Filtereinrichtungen auf der Gleichstromseite, in Filtervorrichtungen mit einer anderen Anzahl von Abzweigungen als 4 (beispielsweise drei Abzweigungen), oder anderen Pulszahlen als 12 (z. B. 6), in anderen Arten von Stromrichtern als die vorstehend beschriebenen Serienkondensator verbundenen Stromrichtern, verwendet werden.
Beispielsweise in Filtereinrichtungen mit drei Abzweigungen können die unteren Teile der drei Kondensatorbaugruppen auf Grundplatten angebracht werden, die sich in den Ecken eines Dreiecks befinden, und zueinander geneigt sind, um so einen Tetraeder zu bilden.
Die Erfindung liefert die größten Vorteile, wenn die Filterabzweigungen einfach abgestimmt sind, die Erfindung kann jedoch ebenfalls bei Einrichtungen angewendet werden, bei denen ein oder mehrere der Abzweigungen doppelt oder möglicherweise dreifach abgestimmt sind. Es sind dann die Hauptkondensatoren dieser mehrfach abgestimmten Abzweigungen die in der vorstehend erwähnten Weise in Baugruppen angeordnet sind. In einer alternativen Ausführungsform können erfindungsgemäße Filtereinrichtungen mit zwei doppelt abgestimmten Abzweigungen ausgelegt werden, eine Abzweigung für die Oberwellen der 11fen und 13ten Ordnung, und eine Abzweigung abgestimmt auf die 24te und 36te Oberwelle und mit einer Hochpass- Charakteristik. Diese Abzweigungen weisen dann jeweils einen Hauptkondensator auf, der jeweils eine Kondensatorbaugruppe bildet. Diese zwei Baugruppen können dann zusammen mit einer zusätzlichen Baugruppe angeordnet werden, um einen Kondensatorständer zu bilden. Diese drei Baugruppen werden dann Beispielsweise vertikal und jeder in einer jeweiligen Ecke eines Dreiecks angebracht. Die Zusätzliche Baugruppe dient dann lediglich dazu, dem Ständer die notwendige mechanische Widerstandsfähigkeit und Stabilität zu geben, und kann beispielsweise aus einer Isolatorsäule bestehen. In dem Fall, dass sie aus Metall gefertigt ist, muss die notwendige elektrische Isolierung zwischen der zusätzlichen Baugruppe und dem Hochspannungsanschluss, des Ständers angeordnet sein. Alternativ können die nun erwähnten drei Baugruppen zueinander geneigt angeordnet werden, um so einen Tetraeder zu bilden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist der Hauptkondensator in jeder Abzweigung am nächsten zu dem Hochspannungsanschluss der Abzweigung angebracht. Obwohl diese Lage vorteilhaft ist, kann der Kondensator im Prinzip innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung in irgendeiner anderen Lage, beispielsweise nächstens zu der Verbindung der Abzweigung zu der Erde oder einer neutralen Schiene angeordnet sein.
Weiter ist in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung die Anzahl der Halter in den verschiedenen Abzweigungen gleich. Alternativ können die Abzweigungen jedoch eine unterschiedliche Anzahl von Haltern zwischen einander aufweisen.
Der in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschriebene Metallrahmen, der die oberen Teile der Kondensatorbaugruppen elektrisch und mechanisch verbindet, kann beispielsweise alternativ aus einem Rahmen aus Glasfaser verstärktem Kunststoff, der die mechanische Verbindung liefert, in Kombination mit Kupferleitern bestehen, die die benötigten elektrischen Verbindungen liefern.

Claims

1. Filtereinrichtung für eine Vorrichtung zur Leistungsübertragung mittels Hochspannungsgleichstrom (HVDC),

wobei die Einrichtung mehrere auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Abzweigungen (F11, F13, HP24, HP36) aufweist,

wobei jede Abzweigung (beispielsweise F11) einen Hauptkondensator (C11) und eine Drosselspule (L11) umfasst, und

wobei der Hauptkondensator (beispielsweise C11) in jeder Abzweigung mehrere in Reihe geschalteten Kondensatoreinheiten (C11&sub1;-C11&sub1;&sub8;) umfasst, die in einem im wesentlichen senkrechten Ständer angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Hauptkondensatoren (C11, C13, C24, C36) für mindestens zwei Abzweigungen in ein und dem selben Ständer angeordnet sind,

wobei jeder Hauptkondensator in einer separaten Kondensatorbaugruppe ist, wobei die Baugruppen an einem Ende elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind, und dass

die Baugruppen sonst getrennt und mit so einem großen Abstand voneinander angeordnet sind, dass der erforderliche Isolationsabstand zwischen den Baugruppen erhalten wird.

2. Filtereinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Enden der Baugruppen mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind.

3. Filtereinrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen mittels eines Rahmens aus Metall (MF) miteinander verbunden sind.

4. Filtereinrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 2-3, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Enden der Baugruppen einen gemeinsamen Hochspannungsanschluss (HVT) aufweisen.

5. Filtereinrichtung gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Baugruppen elektrisch isolierende Querverbindungen (IS1-IS4) mit einem Abstand von den Enden der Baugruppen angeordnet sind.

6. Filtereinrichtung gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen derart im Verhältnis zueinander geneigt angeordnet sind, daß der Abstand zwischen den Baugruppen in Richtung auf das Ende abnimmt, an dem die Baugruppen miteinander verbunden sind.

7. Filtereinrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Enden der Baugruppen auf Grundplatten (FD13, FD36) mit einem Abstand voneinander angeordnet sind, und dass die gegenseitigen Abstände der Baugruppen in Richtung auf die oberen Enden der Baugruppen abnehmen, an denen die Baugruppen miteinander verbunden sind.