ES2585840T3 - Device for switching a direct current on a pole of a direct voltage network - Google Patents

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ES2585840T3
ES2585840T3 ES12711811.5T ES12711811T ES2585840T3 ES 2585840 T3 ES2585840 T3 ES 2585840T3 ES 12711811 T ES12711811 T ES 12711811T ES 2585840 T3 ES2585840 T3 ES 2585840T3
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ES
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switching
power
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semiconductor
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Spanish (es)
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Dominik ERGIN
Herbert Gambach
Hans-Joachim Knaak
Andreas Philipp
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Siemens AG
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Abstract

Dispositivo (1) para conmutar una corriente continua en un polo de una red de tensión continua, con - dos bornes de conexión (2, 3) para la conexión en serie al polo, - un ramal de corriente principal (4) que se extiende entre los bornes de conexión (2, 3), en el que están dispuestos dos interruptores mecánicos (6, 7), - un ramal de corriente secundario (5) que se extiende en conexión en paralelo respecto al ramal de corriente principal (4) entre los bornes de conexión (2, 3), en el que están dispuestos también dos interruptores mecánicos (8, 9) y/o dos semiconductores de potencia (20, 21), - un ramal central (11) que conecta un punto de potencial de ramal central (10) de la ruta de corriente principal (4), dispuesto entre los interruptores mecánicos (6, 7), a un punto de potencial de ramal central (12) del ramal de corriente secundario (5), dispuesto entre los interruptores mecánicos (8, 9) o los semiconductores de potencia (20, 21), en donde el dispositivo (1) está caracterizado porque el ramal central (11) presenta una unidad de conmutación de potencia (13), la cual presenta un circuito serie formado por submódulos bipolares (14) respectivamente con al menos un interruptor semiconductor de potencia (22) y unos medios para reducir una energía (24) que se libera al conmutar, y en donde el dispositivo (1) presenta - unos medios de conmutación (34) para conmutar la corriente continua en el ramal central (11), de tal manera que toda la corriente continua es conducida a través del ramal central (11), en donde los medios de conmutación (34) presentan al menos un semiconductor de potencia activable (22, 36).Device (1) for switching a direct current on a pole of a direct voltage network, with two connection terminals (2, 3) for serial connection to the pole, - a main current branch (4) extending between the connection terminals (2, 3), in which two mechanical switches (6, 7) are arranged, - a secondary current branch (5) extending in parallel connection with respect to the main current branch (4) between the connection terminals (2, 3), in which two mechanical switches (8, 9) and / or two power semiconductors (20, 21) are also arranged, - a central branch (11) connecting a point of central branch potential (10) of the main current path (4), disposed between the mechanical switches (6, 7), to a central branch potential point (12) of the secondary current branch (5), arranged between mechanical switches (8, 9) or power semiconductors (20, 21), where the device (1) is expensive cterized because the central branch (11) has a power switching unit (13), which has a serial circuit formed by bipolar submodules (14) respectively with at least one semiconductor power switch (22) and means for reducing a energy (24) that is released when switching, and where the device (1) has - switching means (34) for switching the direct current in the central branch (11), such that all the direct current is conducted through the central branch (11), where the switching means (34) have at least one activatable power semiconductor (22, 36).

Description

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DESCRIPCIONDESCRIPTION

Dispositivo para conmutar una corriente continua en un polo de una red de tension continuaDevice for switching a direct current on a pole of a direct voltage network

La presente invencion hace referencia a un dispositivo para conmutar una corriente continua en un polo de un ramal de red de tension continuaThe present invention refers to a device for switching a direct current at a pole of a branch of a direct voltage network.

La creciente demanda de energla en todo el mundo y la al mismo tiempo deseada reduccion de las emisiones de CO2 hacen cada vez mas atractivas las llamadas energlas renovables. Las fuentes de las energlas renovables son por ejemplo las instalaciones eolicas situadas en el mar o tambien las instalaciones de energla fotovoltaica en zonas deserticas muy soleadas. Para poder aprovechar economicamente la energla as! generada tiene cada vez mas importancia la conexion entre las fuentes de energla renovables y una red de suministro terrestre. Ante estos antecedentes se debate cada vez mas sobre el establecimiento y el funcionamiento de una red de tension continua en malla. Sin embargo, una premisa para ello es que puedan desconectarse de forma rapida y fiable las corrientes de cortocircuito, que pueden producirse en una red de tension continua en malla de este tipo. Para esto se requieren sin embargo unos interruptores de tension continua, que hasta ahora no estaban disponibles en el mercado. Del estado de la tecnica se conocen diferentes conceptos para un interruptor de tension continua de este tipo.The growing demand for energy throughout the world and at the same time desired reduction of CO2 emissions make so-called renewable energies more attractive. Renewable energy sources are, for example, wind installations located at sea or also photovoltaic energy installations in very sunny desert areas. To be able to use energy economically as well! The connection between renewable energy sources and a land supply network is increasingly important. Given this background, more and more debate is being held on the establishment and operation of a continuous tension grid network. However, a premise for this is that short-circuit currents can be disconnected quickly and reliably, which can occur in such a continuous mesh tension network. This requires, however, some continuous voltage switches, which until now were not available in the market. Different concepts for a continuous voltage switch of this type are known from the state of the art.

En el documento WO 2011/057675 A1 se describe un interruptor de tension continua, que presenta una ruta de corriente de funcionamiento con un interruptor mecanico as! como un ramal de desconexion, que esta conectado en paralelo a la ruta de corriente de funcionamiento. En el ramal de desconexion esta dispuesto un circuito serie de interruptores semiconductores de potencia, a los que esta conectado en paralelo respectivamente en contrasentido un diodo de rueda libre. Las unidades de conmutacion compuestas por los interruptores semiconductores de potencia y los diodos de pinon libre estan conectadas en antiserie, en donde los interruptores semiconductores de potencia que pueden desconectarse estan dispuestos en serie y para cada interruptor semiconductor de potencia esta previsto un interruptor semiconductor de potencia correspondiente con sentido de paso contrapuesto. De este modo y manera la corriente puede interrumpirse en ambos sentidos en el ramal de desconexion. En la ruta de corriente de funcionamiento esta dispuesto, aparte del interruptor mecanico, tambien un interruptor auxiliar electronico en serie con el interruptor mecanico. En funcionamiento normal la corriente fluye a traves de la ruta de corriente de funcionamiento y, de este modo, a traves del interruptor auxiliar electronico as! como a traves de los interruptores mecanicos cerrados, ya que los interruptores semiconductores de potencia del ramal de desconexion representan una mayor resistencia para la corriente continua. Para interrumpir por ejemplo una corriente de cortocircuito se traslada el interruptor auxiliar electronico a su posicion de seccionamiento. De este modo aumenta la resistencia en la ruta de corriente de funcionamiento, de tal manera que la corriente continua se conmuta en el ramal de desconexion. El interruptor seccionador mecanico rapido puede abrirse por ello sin corriente. La corriente de cortocircuito conducida a traves del ramal de desconexion puede interrumpirse mediante los interruptores semiconductores de potencia. Para absorber la energla acumulada en la red de tension continua y que debe reducirse para la conmutacion estan previstos unos descargadores, que estan conectados respectivamente en paralelo a los interruptores semiconductores de potencia del ramal de desconexion.WO 2011/057675 A1 describes a continuous voltage switch, which has an operating current path with a mechanical switch as! as a disconnection branch, which is connected in parallel to the operating current path. In the disconnection branch, a series circuit of semiconductor power switches is arranged, to which a freewheel diode is connected in parallel respectively. The switching units composed of the semiconductor power switches and the free pinon diodes are connected in antiseries, where the semiconductor power switches that can be disconnected are arranged in series and for each power semiconductor switch a power semiconductor switch is provided corresponding with opposite direction of passage. In this way and way the current can be interrupted in both directions in the disconnection branch. In the operating current path, apart from the mechanical switch, an electronic auxiliary switch is also arranged in series with the mechanical switch. In normal operation the current flows through the operating current path and, thus, through the electronic auxiliary switch as! as through the closed mechanical switches, since the semiconductor power switches of the disconnection branch represent a greater resistance to the direct current. To interrupt, for example, a short-circuit current, the electronic auxiliary switch is moved to its sectioning position. This increases the resistance in the operating current path, so that the direct current is switched in the disconnection branch. The quick mechanical disconnect switch can therefore be opened without power. The short-circuit current conducted through the disconnecting branch can be interrupted by means of the semiconductor power switches. To absorb the accumulated energy in the direct voltage network and which must be reduced for switching, some arresters are provided, which are connected respectively in parallel to the semiconductor power switches of the disconnection branch.

En el documento DE 694 08 811 T2 se describe un interruptor de tension continua, en el que estan conectados en serie dos interruptores mecanicos. El circuito serie formado por los dos interruptores mecanicos esta protegido contra sobretensiones elevadas mediante un descargador y un condensador. Solamente a uno de los interruptores mecanicos esta conectado en paralelo un interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse. Al abrirse el interruptor mecanico se produce un arco electrico. La tension que cae en el arco electrico enciende el interruptor semiconductor de potencia, con lo que se cortocircuita el interruptor mecanico abierto paralelo. El arco electrico se apaga. La corriente conducida a traves del interruptor semiconductor de potencia puede interrumpirse a continuacion mediante una activacion correspondiente del semiconductor de potencia.Document DE 694 08 811 T2 describes a continuous voltage switch, in which two mechanical switches are connected in series. The series circuit formed by the two mechanical switches is protected against high surges by means of a arrester and a capacitor. Only one of the mechanical switches is connected in parallel to a power semiconductor switch that can be connected and disconnected. When the mechanical switch is opened, an electric arc is produced. The voltage that falls on the electric arc turns on the power semiconductor switch, which short-circuits the parallel open mechanical switch. The electric arc goes out. The current conducted through the power semiconductor switch can then be interrupted by a corresponding activation of the power semiconductor.

En el documento US 5,999, 388 se describe un interruptor de potencia de tension continua, que puede integrarse en serie en una llnea de tension continua. Se compone de un circuito serie de interruptores semiconductores de potencia que pueden conectarse y desconectarse, a los que esta conectado en paralelo un diodo de rueda libre respectivamente en contrasentido. Asimismo esta conectado en paralelo a cada interruptor semiconductor de potencia un descargador, por ejemplo un varistor, para limitar la tension. El interruptor de tension continua ya conocido esta realizado de forma puramente electronica y se conmuta por ello bastante mas rapidamente en comparacion con los interruptores mecanicos habituales del mercado. En un plazo de unos pocos microsegundos puede interrumpirse una corriente de cortocircuito que fluya a traves del interruptor de tension continua. Sin embargo, existe el inconveniente de que tambien la corriente de funcionamiento tiene que conducirse a traves del interruptor semiconductor de potencia. De este modo se producen unas elevadas perdidas de transmision.In US 5,999, 388 a continuous voltage power switch is described, which can be integrated in series in a continuous voltage line. It consists of a series circuit of semiconductor power switches that can be connected and disconnected, to which a freewheel diode is connected in parallel respectively. Likewise, a arrester, for example a varistor, is connected in parallel to each power semiconductor switch to limit the voltage. The known continuous voltage switch is made purely electronically and is therefore switched much more quickly compared to the usual mechanical switches on the market. A short circuit current flowing through the continuous voltage switch can be interrupted within a few microseconds. However, there is the disadvantage that also the operating current has to be conducted through the semiconductor power switch. This results in high transmission losses.

El documento WO 2011/141055 revela un interruptor de tension continua, que puede conectarse en serie en un polo de una red de corriente continua de alta tension. El interruptor de tension continua se compone de un interruptor mecanico en serie con un interruptor semiconductor de potencia, al que a su vez esta conectado en paralelo un diodo de rueda libre en contrasentido. En paralelo al circuito serie formado por un interruptor semiconductor deWO 2011/141055 discloses a DC voltage switch, which can be connected in series at a pole of a high voltage DC network. The continuous voltage switch is composed of a series mechanical switch with a semiconductor power switch, to which a freewheel diode in parallel is connected in parallel. In parallel to the series circuit formed by a semiconductor switch of

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potencia y un interruptor mecanico esta conectado un circuito serie formado por una bobina y un condensador, es decir un ramal LC, as! como un descargador que limita la tension que cae a traves del ramal LC. Tambien al interruptor semiconductor de potencia esta conectado en paralelo un descargador. Despues de abrirse el interruptor mecanico se conecta y desconecta el interruptor semiconductor de potencia con la frecuencia natural del ramal LC. De este modo se genera una oscilacion y finalmente un paso por cero de corriente en el interruptor mecanico, de tal manera que puede apagarse el arco electrico producido.power and a mechanical switch is connected a series circuit consisting of a coil and a capacitor, that is an LC branch, as! as a arrester that limits the voltage that falls through the LC branch. Also, a arrester is connected in parallel to the power semiconductor switch. After opening the mechanical switch, the power semiconductor switch is switched on and off with the natural frequency of the LC branch. This generates an oscillation and finally a zero current crossing in the mechanical switch, so that the electric arc produced can be turned off.

El documento DE 10 2010 008 972 A1 revela un interruptor escalonado para un transformador escalonado con dos ramales de carga, en donde cada uno de los dos ramales de carga presenta un contacto principal mecanico, que conduce una corriente constante. En paralelo a cada uno de los ramales de carga esta previsto ademas un circuito serie formado por un contacto secundario mecanico y una unidad conmutadora de semiconductor, mediante la cual se lleva a cabo la verdadera conmutacion de carga.Document DE 10 2010 008 972 A1 discloses a stepped switch for a stepped transformer with two load branches, where each of the two load branches has a mechanical main contact, which conducts a constant current. In parallel to each of the load branches, a series circuit consisting of a secondary mechanical contact and a semiconductor switching unit is also provided, by means of which the true load switching is carried out.

El objeto de la invencion consiste en proporcionar un dispositivo de la clase citada al comienzo, con el que puedan desconectarse de forma fiable y economica corrientes de defecto en una red de tension continua, en donde en funcionamiento normal se producen al mismo tiempos unas perdidas reducidas.The object of the invention is to provide a device of the aforementioned class, with which fault currents can be disconnected reliably and economically in a continuous voltage network, where in normal operation reduced losses occur at the same time .

La invencion resuelve este objeto mediante un dispositivo para conmutar una corriente continua en un polo de una red de tension continua con dos bornes de conexion para la conexion en serie a un polo, un ramal de corriente principal que se extiende entre los bornes de conexion, en el que estan dispuestos dos interruptores mecanicos, un ramal de corriente secundario que se extiende en conexion en paralelo respecto al ramal de corriente principal entre los bornes de conexion, en el que estan dispuestos tambien dos interruptores mecanicos y/o dos semiconductores de potencia, un ramal central que conecta un punto de potencial de ramal central de la ruta de corriente principal, dispuesto entre los interruptores mecanicos, a un punto de potencial de ramal central del ramal de corriente secundario, dispuesto entre los interruptores mecanicos o los semiconductores de potencia y que presenta una unidad de conmutacion de potencia, la cual presenta un circuito serie formado por submodulos bipolares respectivamente con al menos un interruptor semiconductor de potencia y unos medios para reducir una energla que se libera al conmutar, y unos medios de conmutacion para conmutar la corriente continua en el ramal central, de tal manera que toda la corriente continua es conducida a traves del ramal central, en donde los medios de conmutacion presentan al menos un semiconductor de potencia activable.The invention solves this object by means of a device for switching a direct current in a pole of a direct voltage network with two connection terminals for the serial connection to a pole, a main current branch that extends between the connection terminals, in which two mechanical switches are arranged, a secondary current branch that extends in parallel connection with respect to the main current branch between the connection terminals, in which two mechanical switches and / or two power semiconductors are also arranged, a central branch connecting a central branch potential point of the main current path, arranged between the mechanical switches, to a central branch potential point of the secondary current branch, arranged between the mechanical switches or the power semiconductors and which has a power switching unit, which has a series circuit consisting of bipolar sub-modules it is respectively with at least one semiconductor power switch and means for reducing an energy that is released when switching, and switching means for switching the direct current in the central branch, such that all the direct current is conducted through of the central branch, where the switching means have at least one activatable power semiconductor.

Conforme a la invencion se proporciona un llamado circuito en H que presenta dos ramales que discurren mutuamente en paralelo, precisamente un ramal de corriente principal y un ramal de corriente secundario. Los dos ramales paralelos se extienden respectivamente entre los dos bornes de conexion, en donde cada uno de los ramales citados presenta dos interruptores mecanicos. El punto de potencial entre los interruptores mecanicos del ramal de corriente principal esta conectado, a traves de un ramal central, al punto de potencial entre los dos interruptores mecanicos o entre los interruptores semiconductores de potencia del ramal de corriente secundario. En el ramal central esta dispuesta una unidad de conmutacion de potencia, que por su lado comprende un circuito serie formado por submodulos bipolares. Cada submodulo posee al menos un interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse, es decir IGBT, IGCT, GTO, etc., en caso necesario con unos diodos de pinon libre paralelos respectivamente en contrasentido. En lugar de ello, sin embargo, tambien pueden emplearse interruptores semiconductores de potencia capaces de conducir a la inversa. El numero de submodulos se basa en los respectivos requisitos. En cualquier caso los submodulos de la unidad de conmutacion de potencia deben ser capaces de absorber las tensiones aplicadas y desconectar de forma segura y suficientemente rapida incluso corrientes de cortocircuito elevadas. La energla acumulada en la red de tension continua y liberada al conmutar se reduce mediante unos medios convenientes para reducir la energla de conmutacion. A este respecto se trata por ejemplo de unas resistencias no lineales, por ejemplo de descargadores, varistores, etc. Si la tension que cae en las mismas supera una tension umbral, estas piezas constructivas se comportan como resistencias ohmicas, en donde transforman la energla libera al conmutar en energla termica y la entregan a la atmosfera exterior. Los medios para reducir la energla de conmutacion estan integrados convenientemente en los submodulos. A diferencia de esto las resistencias no lineales estan conectadas en paralelo a uno o mas submodulos. Ademas de esto los submodulos pueden presentar en el marco de la invencion tambien unos acumuladores de energla. La corriente continua a conmutar puede ser conducida en el marco de la invencion, en funcionamiento normal. Solamente a traves del ramal de corriente principal. Alternativamente la corriente continua es conducida, en funcionamiento normal, tanto a traves del ramal de corriente principal como del ramal de corriente secundario. En cualquier caso el circuito en H hace posible conmutar la corriente continua de tal manera en el ramal central que, con independencia del sentido de la corriente continua, sea conducida siempre solamente en un sentido a traves del ramal central. Los semiconductores de potencia de la unidad de conmutacion de potencia solo tienen por ello que estar disenados para conmutar corrientes en un sentido. Sin embargo, en ciertas circunstancias es necesario tener en cuenta contracorrientes en el ramal central, en el caso de posibles oscilaciones de red.According to the invention, a so-called H-circuit is provided which has two branches that run mutually in parallel, precisely a main current branch and a secondary current branch. The two parallel branches extend respectively between the two connection terminals, where each of the aforementioned branches has two mechanical switches. The potential point between the mechanical switches of the main current branch is connected, through a central branch, to the point of potential between the two mechanical switches or between the semiconductor power switches of the secondary current branch. In the central branch there is a power switching unit, which on its side comprises a series circuit formed by bipolar sub-modules. Each sub-module has at least one semiconductor power switch that can be connected and disconnected, that is to say IGBT, IGCT, GTO, etc., if necessary with parallel pinon diodes parallel respectively in the opposite direction. Instead, however, power semiconductor switches capable of driving in reverse can also be used. The number of sub-modules is based on the respective requirements. In any case, the sub-modules of the power switching unit must be able to absorb the applied voltages and disconnect safely and quickly enough even high short-circuit currents. The energy accumulated in the continuous voltage network and released when switching is reduced by means of convenient means to reduce the switching energy. In this respect it is, for example, non-linear resistors, for example arresters, varistors, etc. If the voltage that falls in them exceeds a threshold voltage, these construction pieces behave like ohmic resistors, where they transform the energy released by switching into thermal energy and deliver it to the outside atmosphere. The means for reducing switching energy are conveniently integrated in the sub-modules. Unlike this, the non-linear resistors are connected in parallel to one or more sub-modules. In addition to this, the sub-modules may also have energy accumulators in the context of the invention. The direct current to be switched can be conducted within the framework of the invention, in normal operation. Only through the main stream. Alternatively, the direct current is conducted, in normal operation, both through the main current branch and the secondary current branch. In any case, the H-circuit makes it possible to switch the direct current in such a way in the central branch that, regardless of the direction of the direct current, it is always conducted only in one direction through the central branch. The power semiconductors of the power switching unit only have to be designed to switch currents in one direction. However, in certain circumstances it is necessary to take into account countercurrents in the central branch, in the case of possible network oscillations.

Conforme a la invencion estan previstos ademas unos medios de conmutacion que poseen al menos un semiconductor de potencia activable. Mediante los medios de conmutacion se ha hecho posible, en el marco de la invencion, poner en marcha la conmutacion de la corriente continua a conmutar al menos de un tramo del ramal de corriente principal en el ramal central. Para ello se activa(n) el o los semiconductores de los medios de conmutacionIn accordance with the invention, switching means are also provided which have at least one activatable power semiconductor. By means of the switching means it has become possible, within the framework of the invention, to start the switching of the direct current to be switched at least one section of the main current branch in the central branch. To do this, the semiconductor of the switching means is activated

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mediante una senal de control, de tal manera que o bien se aumenta la resistencia en el tramo citado del ramal de corriente principal y dado el caso del ramal de corriente secundario o se genera una corriente circular conducida a traves del tramo citado o de los tramos citados, la cual se superpone aproximadamente en cero con la corriente continua a conmutar. Los medios de conmutacion apoyan los interruptores mecanicos a la hora de conmutar la corriente continua en el ramal central.by means of a control signal, in such a way that either the resistance in the aforementioned section of the main current branch is increased and in the case of the secondary current branch or a circular current generated through the mentioned section or the sections is generated cited, which overlaps approximately zero with the direct current to be switched. The switching means support the mechanical switches when switching the direct current in the central branch.

De forma preferida esta previsto un ramal de carga que, por un lado, esta conectado a un contrapolo de la red de tension continua polarizado inversamente respecto al polo y, por otro lado, esta conectado o puede conectarse al ramal central, en donde el ramal de carga posee una resistencia ohmica. El ramal de carga se usa tanto para la puesta en marcha como para hacer funcionar el dispositivo en funcionamiento normal. Si el ramal de carga esta conectado por ejemplo al punto de potencial de ramal central del ramal de corriente secundario, el ramal de corriente principal esta conectado a traves del ramal central y del ramal de carga al potencial de tierra o al contrapolo de la red de tension continua. A la unidad de conmutacion de potencia esta aplicada de este modo una tension, que puede emplearse por ejemplo para el funcionamiento de la electronica del interruptor semiconductor de potencia de la unidad de conmutacion de potencia. Si los submodulos en el ramal central presentan unos acumuladores de energla, estos pueden cargarse a traves del ramal de carga, en donde el valor de la corriente de carga esta determinado por el diseno de la resistencia ohmica del ramal de carga. El ramal de carga esta conectado, en el marco de la invencion, ya sea continuamente al ramal central o bien presenta un interruptor mecanico, con el que puede establecerse la conexion entre el ramal de carga y el ramal central e interrumpirse de nuevo. Solo mediante la resistencia ohmica es posible proporcionar continuamente la conexion entre el ramal de carga y el ramal central en el caso de un funcionamiento de red sin fallos. En el marco de la invencion tampoco es necesario seccionar el ramal de carga respecto al ramal central antes de la desconexion de una corriente de cortocircuito. El flujo de corriente esta limitado en todo momento, en el marco de la invencion, por la resistencia ohmica del ramal de carga.Preferably, a loading branch is provided which, on the one hand, is connected to a counter-pole of the continuous voltage network polarized inversely with respect to the pole and, on the other hand, is connected or can be connected to the central branch, where the branch Load has an ohmic resistance. The loading branch is used both for commissioning and for operating the device in normal operation. If the load branch is connected, for example, to the central branch potential point of the secondary current branch, the main current branch is connected through the central branch and the load branch to the ground potential or to the backbone of the power network. continuous tension A voltage is applied to the power switching unit, which can be used, for example, for the operation of the power semiconductor switch electronics of the power switching unit. If the sub-modules in the central branch have energy accumulators, they can be charged through the load branch, where the value of the load current is determined by the design of the ohmic resistance of the load branch. The load branch is connected, within the framework of the invention, either continuously to the central branch or a mechanical switch, with which the connection between the load branch and the central branch can be established and interrupted again. Only by means of the ohmic resistance is it possible to continuously provide the connection between the load branch and the central branch in the case of a malfunction without mains. In the context of the invention, it is also not necessary to section the load branch with respect to the central branch before disconnection of a short-circuit current. The current flow is limited at all times, within the framework of the invention, by the ohmic resistance of the load branch.

Si la unidad de conmutacion de potencia esta lista para funcionar puede interrumpirse por ejemplo una corriente de cortocircuito mediante el dispositivo conforme a la invencion. En funcionamiento normal fluye una corriente continua a traves del ramal de corriente principal, con sus dos interruptores mecanicos, casi sin perdidas. Esto es valido tambien para el ramal de corriente secundario en el caso de unas conformaciones simetricas del dispositivo conforme a la invencion. En caso de fallo se abren el interruptor del ramal de corriente principal, dispuesto detras del punto de potencial de ramal central en el sentido de flujo de corriente, y el interruptor mecanico del ramal de corriente secundario, montado dado el caso delante del punto de potencial de ramal central. Mediante el seccionado de los contactos de los interruptores, si no se hubiesen previsto medidas adicionales, se establecerla un arco electrico. Los medios de conmutacion suprimen la aparicion de un arco electrico, en caso ideal por completo. Mediante la apertura de los interruptores se conmuta la corriente del ramal de corriente principal en el ramal central y en la parte inferior del ramal de corriente secundario. A continuacion los interruptores semiconductores de potencia de la unidad de conmutacion de potencia pueden interrumpir la corriente de cortocircuito. La energla que con ello se libera se reduce mediante los medios para reducir la energla liberada al conmutar. Por ultimo se abren tambien los restantes interruptores mecanicos del dispositivo conforme a la invencion. La corriente de cortocircuito esta interrumpida, y el ramal central esta seccionado galvanicamente respecto a las llneas.If the power switching unit is ready to operate, for example, a short-circuit current can be interrupted by the device according to the invention. In normal operation a direct current flows through the main current branch, with its two mechanical switches, almost without losses. This is also valid for the branch of secondary current in the case of symmetrical conformations of the device according to the invention. In the event of a fault, the main current branch switch, located behind the potential point of the central branch in the direction of current flow, and the mechanical switch of the secondary current branch are opened, mounted if necessary in front of the potential point of central branch. By disconnecting the contacts of the switches, if no additional measures had been planned, an electric arc would be established. The switching means suppress the appearance of an electric arc, ideally completely. By opening the switches, the main current branch current in the central branch and in the lower part of the secondary current branch is switched. Then the power semiconductor switches of the power switching unit can interrupt the short-circuit current. The energy that is released is reduced by means to reduce the energy released when switching. Finally, the remaining mechanical switches of the device according to the invention are also opened. The short-circuit current is interrupted, and the central branch is galvanically sectioned with respect to the lines.

La resistencia del ramal de carga debe disenarse con un valor ohmico tan alto, que al menos temporalmente pueda hacerse funcionar a la tension continua completa que se presente y al mismo con un valor ohmico tan bajo, que pueda fluir la corriente de carga necesaria para precargar y obtener de forma permanente la carga de los acumuladores de energla. Para cargar los acumuladores de energla de la unidad de conmutacion de potencia es suficiente con una calda de tension de unos pocos kilovoltios. La resistencia del ramal de carga puede disenarse por ello con un alto valor ohmico. La potencia disipada maxima y el tamano constructivo de la resistencia ohmica son por ello relativamente reducidos.The resistance of the load branch must be designed with such a high ohmic value, that at least temporarily it can be operated at the full continuous voltage that is present and at the same with such a low ohmic value, that the load current necessary to preload can flow and permanently obtain the charge of the energy accumulators. To charge the energy accumulators of the power switching unit, a voltage of a few kilovolts is sufficient. The resistance of the load branch can therefore be designed with a high ohmic value. The maximum dissipated power and the constructive size of the ohmic resistance are therefore relatively small.

El ramal de carga esta conectado o puede conectarse convenientemente a un punto de potencial de ramal central del ramal de corriente secundario. Conforme a esta conformation ventajosa de la invencion la corriente de carga fluye desde el ramal de corriente principal a traves de todo el ramal central. Todos los acumuladores de energla dispuestos en el ramal central puede cargarse de este modo, si el primer interruptor mecanico del ramal de corriente principal en el sentido de flujo de corriente se encuentra en su position de cierre.The load branch is connected or can be conveniently connected to a central branch potential point of the secondary current branch. According to this advantageous conformation of the invention, the load current flows from the main current branch through the entire central branch. All energy accumulators arranged in the central branch can be charged in this way, if the first mechanical switch of the main current branch in the direction of current flow is in its closed position.

El ramal de carga presenta convenientemente un interruptor mecanico conectado en serie a la resistencia ohmica, el cual esta disenado para conectar el ramal de carga al ramal central. En el caso de interruptor mecanico puede tratarse de un interruptor mecanico relativamente lento a causa de la resistencia ohmica, como ya se ha explicado. El interruptor es por ejemplo un sencillo seccionador, que se abre casi sin corriente. Mediante el interruptor se descarga termicamente la resistencia del ramal de carga, que tambien puede llamarse resistencia de precarga.The load branch conveniently features a mechanical switch connected in series to the ohmic resistance, which is designed to connect the load branch to the central branch. In the case of a mechanical switch, it can be a relatively slow mechanical switch because of the ohmic resistance, as already explained. The switch is for example a simple disconnector, which opens almost without current. The load branch resistance is thermally discharged through the switch, which can also be called preload resistance.

Los submodulos de la unidad de conmutacion de potencia presentan ventajosamente, al menos parcialmente, respectivamente un interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse y un diodo de rueda libre conectado para ello en paralelo en contrasentido. Alternativamente a ello cada submodulo puede presentar tambien un unico interruptor semiconductor de potencia que puede conducir a la inversa. Como interruptor semiconductor de potencias se contemplan por ejemplo IGBTs, IGCTs, GTOs, etc. Normalmente un interruptorThe sub-modules of the power switching unit advantageously present, at least partially, respectively a semiconductor power switch that can be connected and disconnected and a freewheel diode connected for this purpose in parallel in the opposite direction. Alternatively, each sub-module can also have a unique semiconductor power switch that can lead in reverse. As a semiconductor power switch, for example IGBTs, IGCTs, GTOs, etc. are contemplated. Normally a switch

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semiconductor de potencia presenta varios chips de interruptor semiconductor de potencia dispuestos en una carcasa. Para conectar las conexiones de carga de los chips de interruptor semiconductor de potencia se usan por ejemplo cables de conexion electrica. Sin embargo, a diferencia de esto pueden emplearse tambien interruptores semiconductores de potencia que contactan por presion en el marco de la invencion, en los que los chips de interruptor semiconductor de potencia en el lado de la conexion de carga estan conectados entre ellos a traves de un contacto de presion. Estos interruptores semiconductores de potencias son conocidos sin embargo por el tecnico, de tal manera que no es necesario analizar aqul con mas detalle su conformacion.Power semiconductor features several power semiconductor switch chips arranged in a housing. To connect the load connections of the semiconductor power switch chips, for example, electrical connection cables are used. However, unlike this, semiconductor power switches can also be used which contact by pressure within the scope of the invention, in which the semiconductor power switch chips on the side of the load connection are connected to each other via a pressure contact These semiconductor power switches are known by the technician, however, so it is not necessary to analyze their conformation here in more detail.

Los interruptores semiconductores de potencia, que pueden conectarse y desconectarse de los submodulos, estan disenados de forma preferida para desconectar corrientes en un sentido.The semiconductor power switches, which can be connected and disconnected from the sub-modules, are preferably designed to disconnect currents in one direction.

Conforme a un perfeccionamiento que difiere de esto los submodulos de la unidad de conmutacion de potencia forman sin embargo dos grupos, respectivamente con unos sentidos de paso con la misma orientacion de sus interruptores semiconductores de potencia, en donde los interruptores semiconductores de potencia de un grupo estan orientados en contrasentido respecto a los interruptores semiconductores de potencia del otro grupo. Conforme a este perfeccionamiento ventajoso la corriente no solo puede fluir en ambos sentidos de corriente a traves del ramal de desconexion, sino que tambien pueden desconectarse con seguridad corrientes en ambos sentidos. Si la corriente fluye por ejemplo a causa de oscilaciones de red en el primer sentido, se activan los interruptores semiconductores de potencia del primer grupo para interrumpir la corriente en el citado primer sentido. Si la corriente fluye en el sentido opuesto, se emplean los interruptores semiconductores de potencia del segundo grupo.According to an improvement that differs from this, the submodules of the power switching unit, however, form two groups, respectively, with passages with the same orientation of their power semiconductor switches, where the power semiconductor switches of a group They are oriented against the semiconductor power switches of the other group. According to this advantageous improvement, the current can not only flow in both directions of current through the disconnection branch, but currents in both directions can also be safely disconnected. If the current flows for example due to network oscillations in the first direction, the power semiconductor switches of the first group are activated to interrupt the current in said first direction. If the current flows in the opposite direction, the power semiconductor switches of the second group are used.

En una conformacion preferida de la invencion los submodulos de la unidad de conmutacion de potencia presentan al menos parcialmente respectivamente un acumulador de energla electrica y un circuito serie, conectado en paralelo al acumulador de energla electrica, formado por dos interruptores semiconductores de potencia que pueden conectarse y desconectarse respectivamente con un diodo de rueda libre dispuesto en contrasentido en paralelo a los mismos, en donde un borne de conexion de submodulo esta conectado a un punto de potencial entre los interruptores semiconductores de potencias que pueden conectarse y desconectarse y el otro borne de conexion esta conectado a un polo del acumulador de energla electrica. Una topologla de submodulo de este tipo recibe tambien el nombre de medio puente.In a preferred embodiment of the invention, the sub-modules of the power switching unit have at least partially respectively an electric energy accumulator and a serial circuit, connected in parallel to the electric energy accumulator, formed by two semiconductor power switches that can be connected and disconnecting respectively with a freewheel diode disposed in parallel to them, where a sub-module connection terminal is connected to a potential point between the semiconductor power switches that can be connected and disconnected and the other connection terminal It is connected to a pole of the electric energy accumulator. A sub-module topology of this type is also called a half bridge.

Como es natural en un submodulo puede emplearse, en lugar de un solo interruptor semiconductor de potencia, tambien un circuito serie activado sincronicamente formado por interruptores semiconductores de potencia. Los interruptores semiconductores de potencia activados sincronicamente del circuito serie se comportan despues exactamente como un unico interruptor semiconductor de potencia. Esto es valido por lo demas tambien para los submodulos que se describen mas adelante, es decir, tambien para el circuito en puente completo o el circuito controlador de corte.Naturally, in a sub-module, instead of a single power semiconductor switch, a synchronously activated serial circuit consisting of power semiconductor switches can also be used. Synchronously activated power semiconductor switches of the serial circuit then behave exactly like a single power semiconductor switch. This is also valid for the sub-modules described below, that is, also for the complete bridge circuit or the cutting controller circuit.

Para reducir una energla que se libera al conmutar, que esta acumulada en la red de tension continua, esta prevista para cada submodulo de la unidad de conmutacion de potencia al menos una resistencia no lineal por ejemplo en forma de un descargador y/o un varistor. La resistencia no lineal esta conectada en paralelo por ejemplo a todo el submodulo.To reduce an energy that is released when switching, which is accumulated in the continuous voltage network, it is provided for each sub-module of the power switching unit at least one non-linear resistance for example in the form of a arrester and / or a varistor . The non-linear resistance is connected in parallel, for example, to the entire sub-module.

Los submodulos de la unidad de conmutacion de potencia, que estan configurados como medios puentes, pueden interrumpir la corriente en solo un sentido. Si se quiere interrumpir el flujo de corriente en dos sentidos, tambien aqul es necesaria la configuracion de dos grupos de submodulos, en donde los submodulos de un grupo se usan para interrumpir la corriente en un primer sentido y los submodulos del otro grupo para la interrupcion de la corriente en un segundo sentido, contrapuesto al primer sentido.The sub-modules of the power switching unit, which are configured as bridging means, can interrupt the current in only one direction. If you want to interrupt the flow of current in two directions, you also need to configure two groups of sub-modules, where the sub-modules of one group are used to interrupt the current in a first direction and the sub-modules of the other group for interruption of the current in a second sense, as opposed to the first sense.

Conforme a una conformacion preferida de la invencion, sin embargo, los submodulos de la unidad de conmutacion de potencia estan configurados al menos parcialmente como circuito en puente completo y presentan por ello un acumulador de energla electrica y dos circuitos serie, conectados en paralelo al acumulador de energla electrica, respectivamente con dos interruptores semiconductores de potencia que pueden conectarse y desconectarse con diodos de pinon libre paralelos respectivamente en contrasentido, en donde un primer borne de conexion esta conectado al punto de potencial entre los dos interruptores semiconductores de potencia del primer circuito serie y un segundo borne de conexion de submodulo al punto de potencial entre los dos interruptores semiconductores de potencia del segundo circuito serie. Un circuito en puente completo de este tipo es capaz de interrumpir corrientes en ambos sentidos, es decir en otras palabras desconectarlas.According to a preferred embodiment of the invention, however, the sub-modules of the power switching unit are at least partially configured as a complete bridge circuit and therefore have an electric energy accumulator and two serial circuits, connected in parallel to the accumulator. of electric energy, respectively with two power semiconductor switches that can be connected and disconnected with parallel pinon diodes parallel respectively in contrasense, where a first connection terminal is connected to the potential point between the two power semiconductor switches of the first series circuit and a second sub-module connection terminal to the potential point between the two power semiconductor switches of the second serial circuit. A complete bridge circuit of this type is capable of interrupting currents in both directions, that is, in other words, disconnecting them.

Como ya se ha explicado, cada submodulo de la unidad de conmutacion de potencia presenta convenientemente un descargador y/o un varistor, ya sea conectado en paralelo a un unico interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse o conectado en paralelo al acumulador de energla electrica del submodulo.As already explained, each sub-module of the power switching unit conveniently presents a arrester and / or a varistor, either connected in parallel to a single semiconductor power switch that can be connected and disconnected or connected in parallel to the energy accumulator electric sub module.

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Los submodulos de la unidad de conmutacion de potencia presentan ventajosamente un circuito serie formado por un interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse con diodos de pinon libre en contrasentido y un diodo, que presenta el mismo sentido de paso que el diodo de rueda libre, en donde el circuito serie esta conectado en paralelo a un acumulador de energla electrica y un primer borne de conexion de submodulo esta conectado al punto de potencial entre el interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse, y el diodo y el otro borne de conexion de submodulo estan conectados a un polo del acumulador de energla electrica, y el interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse esta dispuesto entre los bornes de conexion de submodulo. Un submodulo de este tipo puede llamarse semipuente con un solo semiconductor de potencia controlable. Tambien puede ser ventajosa una conformacion correspondiente del circuito en puente completo en el marco de la invencion. Un circuito en puente completo presentarla entonces dos interruptores semiconductores de potencia controlables.The submodules of the power switching unit advantageously have a series circuit formed by a semiconductor power switch that can be connected and disconnected with free pinon diodes and a diode, which has the same direction of passage as the freewheel diode. , where the serial circuit is connected in parallel to an electric energy accumulator and a first terminal block of sub-module is connected to the potential point between the semiconductor power switch that can be connected and disconnected, and the diode and the other terminal of Sub-module connection are connected to a pole of the electric energy accumulator, and the semiconductor power switch that can be connected and disconnected is arranged between the sub-module connection terminals. A sub-module of this type can be called semipuente with a single semiconductor of controllable power. A corresponding conformation of the complete bridge circuit may also be advantageous in the context of the invention. A complete bridge circuit will then be presented by two controllable power semiconductor switches.

A diferencia de esto los submodulos de la unidad de conmutacion de potencia estan configurados al menos parcialmente como modulos controladores de corte. Estos modulos controladores de corte presentan un acumulador de energla electrica, al que esta conectado en paralelo un primer circuito serie. El primer circuito serie se compone de un interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse con diodo de rueda libre paralelo en contrasentido y un diodo orientado en el mismo sentido que el diodo de rueda libre. Ademas de esto esta previsto un segundo circuito serie, que tambien esta conectado en paralelo al acumulador de energla electrica. El segundo circuito serie se compone de un interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse con diodo de rueda libre paralelo en contrasentido y otro diodo orientado en el mismo sentido que el diodo de rueda libre. El diodo del segundo circuito serie puentea una resistencia ohmica. El primer borne de conexion de submodulo esta conectado a un polo del acumulador de energla electrica y el segundo borne de conexion de submodulo al punto de potencial entre el interruptor semiconductor de potencia desconectable y el diodo del primer circuito serie. Estos modulos controladores de corte pueden transformar particularmente bien la energla acumulada en la red y que debe reducirse al conmutar en energla termica y evacuarla a la atmosfera exterior.In contrast to this, the sub-modules of the power switching unit are at least partially configured as cutting control modules. These cutting control modules have an electric energy accumulator, to which a first series circuit is connected in parallel. The first series circuit consists of a semiconductor power switch that can be connected and disconnected with a parallel freewheel diode in the opposite direction and a diode oriented in the same direction as the freewheel diode. In addition to this, a second series circuit is planned, which is also connected in parallel to the electric energy accumulator. The second series circuit consists of a semiconductor power switch that can be connected and disconnected with a parallel freewheel diode in the opposite direction and another diode oriented in the same direction as the freewheel diode. The diode of the second series circuit bridges an ohmic resistance. The first sub-module connection terminal is connected to a pole of the electric energy accumulator and the second sub-module connection terminal to the potential point between the disconnectable power semiconductor switch and the diode of the first series circuit. These control modules of cutting can transform particularly well the energy accumulated in the network and that must be reduced when switching into thermal energy and evacuating it to the outside atmosphere.

Conforme a una conformacion preferida los medios de conmutacion estan dispuestos en el ramal central en serie respecto a la unidad de conmutacion de potencia y disenados para generar una corriente circular, que fluye a traves de al menos uno de los interruptores mecanicos del ramal de corriente principal y esta contrapuesta a la corriente continua a conmutar. Una corriente circular de este tipo puede generarse en ambas mallas a la izquierda y a la derecha del ramal central, en donde cada malla esta configurada mediante el ramal central, un tramo de la ruta de corriente principal y un tramo de la ruta de corriente secundaria. En una malla esta dirigida en contra de la corriente principal a conmutar en el ramal de corriente principal. Ambas corrientes suman cero en un caso ideal, de tal manera que a continuacion el interruptor mecanico puede abrirse sin corriente en el citado tramo del ramal de corriente principal. En la otra malla, sin embargo, la corriente circular y la corriente continua a conmutar fluyen en el ramal de corriente principal en el mismo sentido y por ello se refuerzan. En el caso de una configuracion simetrica del dispositivo conforme a la invencion se aplica lo correspondiente al ramal de corriente secundario, de tal manera que tambien en el ramal de corriente secundario se abre sin corriente un interruptor mecanico. A este respecto los dos interruptores que se abren sin corriente estan dispuestos en el sentido de la corriente continua, en el ramal de corriente secundario y en el ramal de corriente principal, despues del respectivo punto de potencial de ramal central. Solo puede influirse en una corriente exterior, es decir, una corriente que fluya por fuera del interruptor de tension continua conforme a la invencion, si al menos un interruptor mecanico del ramal de corriente principal esta abierto y se impide un flujo de la corriente continua a conmutar a traves del ramal de corriente secundario, ya sea mediante un interruptor mecanico tambien abierto o un diodo. A este respecto los medios de conmutacion estan conformados de tal manera, que generan una contratension tan elevada en la ventana de tiempo necesaria en la citada malla, que puede suprimirse el flujo de corriente en el ramal de corriente principal y abrirse sin corriente el interruptor mecanico, dispuesto detras del punto de potencial de ramal central del ramal de corriente principal en el sentido de flujo de la corriente continua.According to a preferred conformation, the switching means are arranged in the central branch in series with respect to the power switching unit and designed to generate a circular current, which flows through at least one of the mechanical switches of the main current branch and is opposed to the direct current to commute. A circular current of this type can be generated in both meshes to the left and to the right of the central branch, where each mesh is configured by the central branch, a section of the main current route and a section of the secondary current route. In a mesh it is directed against the main current to be switched in the main current branch. Both currents add zero in an ideal case, in such a way that the mechanical switch can then be opened without current in the said section of the main current branch. In the other mesh, however, the circular current and the direct current to be commuted flow in the main current branch in the same direction and are therefore reinforced. In the case of a symmetrical configuration of the device according to the invention, the corresponding to the secondary current branch is applied, such that a mechanical switch is also opened without current in the secondary current branch. In this regard, the two switches that open without current are arranged in the direction of the direct current, in the secondary current branch and in the main current branch, after the respective point of potential central branch. Only one external current can be influenced, that is, a current flowing outside the continuous voltage switch according to the invention, if at least one mechanical switch of the main current branch is open and a flow of the direct current to commute through the branch of secondary current, either by means of a mechanical switch also open or a diode. In this regard, the switching means are shaped in such a way that they generate such a high counter-voltage in the time window needed in said mesh, that the current flow in the main current branch can be suppressed and the mechanical switch opened without current , arranged behind the central branch potential point of the main current branch in the direction of direct current flow.

Los medios de conmutacion presentan convenientemente un sensor de corriente, que esta dispuesto en el ramal de corriente principal. El sensor de corriente esta conectado a una unidad de control y regulacion del dispositivo conforme a la invencion. El sensor de corriente detecta la corriente que fluye a traves del ramal de corriente principal y proporciona unos valores de medicion de corriente para la unidad de regulacion. La unidad de regulacion comprueba si los valores de medicion de corriente recibidos poseen un criterio de intervencion. Un criterio de intervencion de este tipo es por ejemplo un aumento de corriente excesivo, di/dt, o se presenta cuando los valores de corriente medidos superan un valor umbral de corriente mas alla de una ventana de tiempo prefijada. Sin embargo, basicamente es posible cualquier combinacion con otros valores de medicion de aparatos de proteccion, etc. o bien otro criterio en el marco de la invencion. Si se presenta un criterio de intervencion de este tipo, se conmuta la corriente en el ramal central y se abre(n) el o los interruptores mecanicos. En cuanto los interruptores mecanicos pueden absorber tension, se limita o desconecta la corriente que fluye ahora a traves del ramal central. Si solo se quiere limitar la corriente en el ramal central, pero no desconectarla, solo se desconectan algunos submodulos de la unidad de conmutacion de potencia. Si en paralelo a los submodulos desconectados esta conectada una resistencia no lineal como por ejemplo un descargador, este desarrollo su accion con la finalidad de que aumente la resistencia electrica del ramal central. Por ello se limita la corriente que fluye a traves del ramalThe switching means conveniently have a current sensor, which is arranged in the main current branch. The current sensor is connected to a control and regulation unit of the device according to the invention. The current sensor detects the current flowing through the main current branch and provides current measurement values for the regulation unit. The regulation unit checks whether the current measurement values received have an intervention criterion. An intervention criterion of this type is, for example, an excessive current increase, di / dt, or occurs when the measured current values exceed a current threshold value beyond a predetermined time window. However, basically any combination with other measurement values of protective devices, etc. is possible. or another criterion within the framework of the invention. If an intervention criterion of this type is presented, the current in the central branch is switched and the mechanical switch (s) is opened. As soon as the mechanical switches can absorb tension, the current flowing through the central branch is limited or disconnected. If you only want to limit the current in the central branch, but not disconnect it, only some sub-modules of the power switching unit are disconnected. If, in parallel to the disconnected sub-modules, a non-linear resistor is connected, such as a arrester, this action is taken to increase the electrical resistance of the central branch. Therefore, the current flowing through the branch is limited

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central. Si la limitacion se ha hecho innecesaria, por ejemplo despues de la rapida reparacion de una averla, pueden cerrarse de nuevo los interruptores mecanicos del ramal de corriente principal, de tal manera que la corriente fluya de nuevo casi sin perdidas a traves del ramal de corriente principal y, dado el caso, del ramal de corriente secundario.central. If the limitation has become unnecessary, for example after the rapid repair of a fault, the mechanical switches of the main current branch can be closed again, so that the current flows again almost without losses through the current branch main and, where appropriate, the branch of secondary current.

En un perfeccionamiento conveniente con relacion a esto el ramal de carga esta conectado al punto de potencial entre la unidad de conmutacion de potencia y los medios de conmutacion. Una conexion de este tipo del ramal de carga entre los medios de conmutacion y la unidad de conmutacion de potencia hace posible, para cargar los acumuladores de energla de los medios de conmutacion, aprovechar tambien partes del ramal de corriente secundario para la corriente de carga. Esto es en particular ventajoso si los medios de conmutacion presentan unos submodulos que estan conformados como unos llamados medios puentes.In a convenient development in relation to this the load branch is connected to the potential point between the power switching unit and the switching means. Such a connection of the load branch between the switching means and the power switching unit makes it possible, to charge the energy accumulators of the switching means, also to take advantage of parts of the secondary current branch for the charging current. This is particularly advantageous if the switching means have sub-modules that are shaped as so-called bridging means.

Conforme a una conformacion preferida de la invention los medios de conmutacion forman un circuito serie de submodulos bipolares, en donde cada submodulo posee un acumulador de energla electrica y un interruptor semiconductor de potencia conectado en paralelo al acumulador de energla electrica. Con ayuda del circuito semiconducor de potencia puede ajustarse la tension del submodulo bipolar que cae en los bornes de conexion de submodulo. A los bornes de conexion de submodulo se aplica o bien la tension que cae en el acumulador de energla electrica o una tension cero, es decir, ninguna tension. A causa del circuito serie puede ajustarse escalonadamente por ello la tension que cae en todo el circuito serie de los submodulos de los medios de comunicacion, en donde la altura de los escalones se corresponde con la tension que cae en el acumulador de energla electrica de un submodulo. Cuanto mayor sea la tension generada en la citada malla mediante los medios de conmutacion, mayor sera la corriente circular impulsada por esta tension.According to a preferred embodiment of the invention, the switching means form a series circuit of bipolar sub-modules, in which each sub-module has an electric energy accumulator and a semiconductor power switch connected in parallel to the electric energy accumulator. With the help of the power semiconductor circuit, the voltage of the bipolar sub-module that falls on the sub-module connection terminals can be adjusted. The voltage that falls on the electric energy accumulator or a zero voltage, that is, no voltage, is applied to the sub-module connection terminals. Because of the series circuit, the voltage that falls in the entire series circuit of the sub-modules of the communication means can be adjusted step by step, where the height of the steps corresponds to the voltage that falls on the electric energy accumulator of a sub module. The higher the voltage generated in said mesh by means of switching, the greater the circular current driven by this voltage.

La conformacion del circuito semiconductor de potencia de los medios de conmutacion puede ser un circuito en medio puente o en puente completo, como ya se ha descrito con relacion a los submodulos de la unidad de conmutacion de potencia. Si el circuito semiconductor de potencia es un circuito en medio puente, esta previsto solamente un circuito serie de dos interruptores semiconductores de potencia desconectables con unos diodos de pinon libre paralelos respectivamente en contrasentido, en donde un primer borne de conexion de submodulo esta conectado al punto de potencial entre los interruptores semiconductores de potencia que pueden conectarse y desconectarse y otro borne de conexion de submodulo a un polo del acumulador de energla electrica. Los submodulos configurados como circuito en medio puente de los medios de conmutacion deben estar orientados de tal manera, que pueda generarse una contratension con la polaridad deseada en la ruta de corriente de funcionamiento. Esto es normalmente el caso si los circuitos en medio puente de los medios de conmutacion estan orientados en contrasentido respecto a los circuitos de medio puente de los submodulos de la unidad de conmutacion de potencia.The conformation of the power semiconductor circuit of the switching means may be a half-bridge or full-bridge circuit, as already described in relation to the sub-modules of the power switching unit. If the power semiconductor circuit is a half-bridge circuit, only a series circuit of two disconnectable power semiconductor switches with parallel pin-free diodes respectively is provided in the opposite direction, where a first sub-module connection terminal is connected to the point of potential between the semiconductor power switches that can be connected and disconnected and another sub-module connection terminal to a pole of the electric energy accumulator. The sub-modules configured as a half-bridge circuit of the switching means must be oriented in such a way that a counter voltage can be generated with the desired polarity in the operating current path. This is normally the case if the half-bridge circuits of the switching means are oriented in the opposite direction to the half-bridge circuits of the sub-modules of the power switching unit.

A diferencia de esto el circuito semiconductor de potencia de los submodulos de los medios de conmutacion esta configurado junto con el acumulador de energla electrica como circuito en puente completo, en donde estan previstos dos circuitos serie como ya se ha descrito anteriormente. Los dos circuitos serie estan conmutados en paralelo al acumulador de energla electrica y presentan respectivamente dos interruptores semiconductores de potencias que pueden conectarse y desconectarse, con unos diodos de pinon libre paralelos respectivamente en contrasentido. En lugar de interruptores semiconductores de potencia con diodos de pinon libre pueden emplearse tambien unos interruptores semiconductores de potencia con capacidad de conduction inversa. El punto de potencial entre los dos interruptores semiconductores de potencia esta conectado respectivamente a un borne de conexion de submodulo, de tal manera que en los bornes de conexion de submodulo puede generarse la tension que cae en el acumulador de energla electrica, una tension cero o incluso la tension inversa del acumulador de energla electrica. El circuito en puente completo puede generar de este modo unas tensiones que presenten diferentes polaridades. Estas son particularmente ventajosas si se pretende generar contratensiones para corrientes en ambos sentidos.Unlike this, the semiconductor power circuit of the sub-modules of the switching means is configured together with the electric energy accumulator as a complete bridge circuit, where two series circuits are provided as already described above. The two series circuits are switched in parallel to the electric energy accumulator and have two power semiconductor switches that can be connected and disconnected respectively, with parallel pinon diodes parallel respectively in the opposite direction. Instead of power semiconductor switches with free pinon diodes, power semiconductor switches with reverse conduction capability can also be used. The potential point between the two power semiconductor switches is connected respectively to a sub-module connection terminal, in such a way that the voltage that falls on the electric energy accumulator, a zero or zero voltage, can be generated in the sub-module connection terminals. even the inverse voltage of the electric energy accumulator. The complete bridge circuit can thus generate voltages that have different polarities. These are particularly advantageous if it is intended to generate counter voltages for currents in both directions.

Como acumulador de energla electrica de los submodulos, tanto de los medios de conmutacion como de la unidad de conmutacion de potencia, esta previsto por ejemplo un condensador.As the electric energy accumulator of the sub-modules, both of the switching means and of the power switching unit, a capacitor is provided, for example.

Conforme a una conformacion de la invencion que difiere de esto los medios de conmutacion estan configurados como interruptores semiconductores de conmutacion, que estan dispuestos en el ramal de corriente principal. Los interruptores semiconductores de conmutacion pueden conectarse y desconectarse como los otros interruptores semiconductores de potencia y presentan en caso necesario un diodo de rueda libre paralelo en contrasentido. En lugar de la conexion en paralelo entre el circuito semiconductor de potencia y el diodo de rueda libre pueden emplearse interruptores semiconductores de potencia con capacidad de conduccion inversa. Para reducir una energla que se libera al conmutar puede conectarse en paralelo a los interruptores semiconductores de potencia un descargador, un varistor u otra resistencia no lineal. Tambien pueden emplearse acumuladores de energla como condensadores, etc. para reducir la energla. A este respecto los interruptores semiconductores de conmutacion estan dispuestos entre el punto de potencial del ramal central, es decir el punto de potencial de ramal central del ramal de corriente principal y uno de los interruptores mecanicos del ramal de corriente principal. De este modo estan previstos dos interruptores semiconductores de conmutacion con diodo de rueda libre paralelo enAccording to a conformation of the invention that differs from this the switching means are configured as semiconductor switching switches, which are arranged in the main current branch. The semiconductor switching switches can be switched on and off like the other power semiconductor switches and, if necessary, have a parallel freewheel diode in the opposite direction. Instead of the parallel connection between the power semiconductor circuit and the freewheel diode, power semiconductor switches with reverse conduction capability can be used. To reduce an energy that is released when switching, a arrester, a varistor or other non-linear resistor can be connected in parallel to the power semiconductor switches. Energy accumulators can also be used as capacitors, etc. To reduce energy. In this respect, the semiconductor switching switches are arranged between the potential point of the central branch, that is the central branch potential point of the main current branch and one of the mechanical switches of the main current branch. In this way two semiconductor switching switches with parallel freewheel diode are provided in

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contrasentido y, en caso necesario, unos descargadores como medios para reducir una energla que se libera al conmutar. Sin embargo, una resistencia no lineal no es siempre imprescindible y puede prescindirse de ella en el marco de la invention segun se solicite. Para conmutar una corriente que fluya a traves del ramal de corriente principal en el ramal central se traslada el interruptor de conmutacion, dispuesto detras del punto de potencial de ramal central en el sentido del flujo de corriente continua, a su position de interruption en la que se interrumpe un flujo de corriente a traves del interruptor de conmutacion. Si la resistencia a traves del ramal de corriente principal se hace demasiado grande, se conmuta la corriente continua en el ramal central y puede interrumpirse all! especlficamente despues de la apertura de los interruptores mecanicos. Al mismo tiempo que la activation del interruptor semiconductor de conmutacion se abre tambien el interruptor mecanico, dispuesto detras del interruptor semiconductor de conmutacion en el sentido de flujo de corriente. El sentido de paso del interruptor semiconductor de conmutacion se ha elegido de tal manera, que mediante el interruptor semiconductor de conmutacion puede interrumpirse una corriente que fluye desde el punto de potencial de ramal central hasta el interruptor mecanico asociado respectivo. Para poder interrumpir ambos sentidos de corriente los dos interruptores semiconductores de conmutacion estan orientados mutuamente en contrasentido, conforme a este ejemplo de realization.contradiction and, if necessary, some arresters as means to reduce an energy that is released when switching. However, a non-linear resistance is not always essential and can be dispensed with within the framework of the invention as requested. To switch a current that flows through the main current branch in the central branch, the switching switch, located behind the point of potential of the central branch in the direction of the direct current flow, is moved to its interruption position where A current flow is interrupted through the switching switch. If the resistance through the main current branch becomes too large, the direct current in the central branch is switched and it can be interrupted there! specifically after the opening of the mechanical switches. At the same time that the activation of the semiconductor switching switch also opens the mechanical switch, arranged behind the switching semiconductor switch in the direction of current flow. The direction of passage of the switching semiconductor switch has been chosen in such a way that, by means of the switching semiconductor switch, a current flowing from the point of central branch potential to the respective associated mechanical switch can be interrupted. In order to interrupt both directions of current, the two semiconductor switching switches are mutually oriented in the opposite direction, in accordance with this example of realization.

Si el ramal de corriente secundario no presenta ningun interruptor semiconductor de conmutacion, los interruptores mecanicos estan abiertos en funcionamiento normal, ya que en caso contrario el flujo de corriente fluirla a traves del ramal de corriente secundario a causa de la elevada resistencia en el ramal de corriente principal. El ramal de corriente secundario debe presentar por ello unos interruptores mecanicos de cierre rapido, para garantizar una conmutacion en el ramal central.If the secondary current branch does not have any semiconductor switching switch, the mechanical switches are open in normal operation, since otherwise the flow of current will flow through the secondary current branch because of the high resistance in the branch of mainstream. The secondary current branch must therefore have mechanical quick-closing switches, to ensure a switching in the central branch.

Conforme a una conformation preferida de la invencion el ramal de corriente secundario presenta tambien dos interruptores semiconductores de conmutacion, que estan dispuestos y orientados como los interruptores de conmutacion del ramal de corriente principal. En funcionamiento normal la corriente puede fluir de este modo tanto a traves del ramal de corriente principal como a traves del ramal de corriente secundario. Para conmutar la corriente en el ramal central se trasladan por ello una vez el interruptor de conmutacion, dispuesto detras del punto de potencial de ramal central del ramal de corriente principal en el ramal de corriente principal, as! como el interruptor de conmutacion, montado delante del punto de potencial de ramal central del ramal de corriente secundario en el sentido de la corriente, a su respectiva posicion de seccionado.According to a preferred conformation of the invention, the secondary current branch also has two semiconductor switching switches, which are arranged and oriented as the main current branch switching switches. In normal operation the current can flow in this way both through the main current branch and through the secondary current branch. For switching the current in the central branch, the switching switch, arranged behind the central branch potential point of the main current branch in the main current branch, is thus moved once! as the switching switch, mounted in front of the central branch potential point of the secondary current branch in the direction of the current, to its respective sectioning position.

El ramal de corriente secundario puede presentar en lugar de dos interruptores mecanicos tambien unos semiconductores de potencia, en donde el punto de potencial de ramal central esta dispuesto entre los semiconductores de potencia citados. Los semiconductores de potencia citados presentan un sentido de paso orientado en contrasentido y estan conformados por ejemplo como diodos o tiristores. Impiden un flujo de corriente a traves del ramal de corriente secundario en funcionamiento normal.The secondary current branch can also have power semiconductors instead of two mechanical switches, where the center branch potential point is arranged between the mentioned power semiconductors. The power semiconductors mentioned have a direction of passage oriented in the opposite direction and are formed for example as diodes or thyristors. They prevent a flow of current through the branch of secondary current in normal operation.

Los interruptores mecanicos del ramal de corriente principal estan configurados como interruptores rapidos y disenados para abrirse dentro de un margen de entre 1 ms y 10 ms. Los interruptores mecanicos del ramal de corriente secundario, sin embargo, son por ejemplo unos interruptores mecanicos relativamente lentos, que se abren dentro de un margen de 10 ms a 60 ms. Estos interruptores tan rapidos presentan una masa de conmutacion reducida, que debe moverse al conmutar. Ademas de esto se necesitan unos accionamientos que respondan rapidamente, por ejemplo unos accionamientos electrodinamicos. Los interruptores semiconductores de potencias actualmente disponibles en el comercio conmutan normalmente en un orden de magnitud de entre 10 ms y 50 ms. Estos interruptores comerciales estan dispuestos por ejemplo en el ramal de corriente secundario. Se abren antes de la aparicion de un caso de fallo, en donde es conocido el sentido de la corriente continua a conmutar. Evidentemente se conocen tambien interruptores mecanicos que se abren dentro de un margen de milisegundos.The main circuit branch mechanical switches are configured as fast switches and designed to open within a range of 1 ms to 10 ms. The mechanical switches of the secondary current branch, however, are for example relatively slow mechanical switches, which open within a range of 10 ms to 60 ms. These fast switches have a reduced switching mass, which must be moved when switching. In addition to this, some drives are required that respond quickly, for example electrodynamic drives. The commercially available power semiconductor switches normally switch in an order of magnitude between 10 ms and 50 ms. These commercial switches are arranged for example in the branch of secondary current. They open before the appearance of a fault case, where the direction of the direct current to be switched is known. Obviously mechanical switches are also known that open within a range of milliseconds.

Conforme a otra variante de la invencion es conveniente que el dispositivo conforme a la invencion se emplee tambien modularmente y, de este modo, se utilice como pieza constructiva bipolar o con dos polos en un circuito serie.According to another variant of the invention it is convenient that the device according to the invention is also used modularly and, thus, be used as a bipolar or two-pole construction part in a series circuit.

Por ultimo se quiere destacar que es cierto que los interruptores semiconductores de potencias que pueden conectarse y desconectarse se revelan aqul siempre con relation a unos diodos de pinon libre paralelos en contrasentido o como unos semiconductores de potencia con capacidad de conduction inversa. Sin embargo, esto se debe principalmente al hecho de que los semiconductores de potencia desconectables como IGBTs. IGCTs, GTOs, etc. normalmente se distribuyen en el mercado siempre con un diodo de rueda libre paralelo en contrasentido. Un diodo de rueda libre en contrasentido de este tipo se usa para proteger el interruptor semiconductor de potencia que, con relacion a una tension contrapuesta a su sentido de paso, es extremadamente sensible. El citado diodo de rueda libre, sin embargo, no es imprescindible en todos los casos aqul mostrados. Estos casos son claramente visibles para el tecnico, de tal manera que a esto no se hace aqul referencia expllcita en un caso aislado. Sin embargo, dentro del ambito de protection deben estar incluidos los modos de realizacion de la invencion, en los que puede prescindirse del diodo de rueda libre dispuesto en paralelo en contrasentido respecto al interruptor semiconductor de potencia.Finally, it should be noted that it is true that the semiconductor power switches that can be connected and disconnected are revealed here always in relation to parallel pinon diodes in the opposite direction or as power semiconductors with reverse conduction capability. However, this is mainly due to the fact that disconnectable power semiconductors such as IGBTs. IGCTs, GTOs, etc. They are usually distributed on the market always with a parallel freewheel diode in contradiction. A counterwheel-free diode of this type is used to protect the power semiconductor switch which, in relation to a voltage opposed to its direction of passage, is extremely sensitive. The aforementioned freewheel diode, however, is not essential in all the cases shown here. These cases are clearly visible to the technician, so that no explicit reference is made to this in an isolated case. However, within the scope of protection, the embodiments of the invention must be included, in which the freewheel diode arranged in parallel in the opposite direction to the power semiconductor switch can be dispensed with.

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Unas conformaciones y ventajas convenientes de la invencion son objeto de la siguiente descripcion de ejemplos de realizacion, haciendo referencia a las figuras del dibujo, en donde los mismos simbolos de referencia hacen referencia a pieza constructivas con el mismo efecto, y en donde muestranConvenient conformations and advantages of the invention are the subject of the following description of embodiments, with reference to the drawing figures, where the same reference symbols refer to construction pieces with the same effect, and where they show

la figura 1 un primer ejemplo de realizacion del dispositivo conforme a la invencion,Figure 1 a first example of embodiment of the device according to the invention,

las figuras 2 y 3 el ejemplo de realizacion conforme a la figura 1 en diferentes posiciones, para mostrar claramente paso a paso la carga del dispositivo con forme a la figura 1,Figures 2 and 3 the embodiment according to Figure 1 in different positions, to clearly show step by step the loading of the device according to Figure 1,

la figura 4 otro ejemplo de realizacion del dispositivo conforme a la invencion,Figure 4 another example of embodiment of the device according to the invention,

las figuras 5 a 8 unos ejemplos de realizacion de los submodulos para su empleo en el dispositivo conforme a la invencion, yFigures 5 to 8 some examples of realization of the sub-modules for use in the device according to the invention, and

las figuras 9 a 14 otros ejemplos de realizacion del dispositivo conforme a la invencion.Figures 9 to 14 other examples of embodiment of the device according to the invention.

La figura 1 muestra un ejemplo de realizacion del dispositivo 1 conforme a la invencion, que presenta dos bornes de conexion 2 y 3 con los que el dispositivo 1 puede conmutarse en serie en un polo, es decir una linea de una red de tension continua. El dispositivo 1 se usa para interrumpir un flujo de corriente en el polo de la red de tension continua y, de este modo, puede llamarse interruptor de tension continua.Figure 1 shows an example of embodiment of the device 1 according to the invention, which has two connection terminals 2 and 3 with which the device 1 can be switched in series on a pole, that is to say a line of a continuous voltage network. The device 1 is used to interrupt a current flow at the pole of the direct voltage network and, thus, can be called a continuous voltage switch.

El dispositivo 1 presenta un ramal de corriente 4 asi como un ramal de corriente secundario 5. En el ejemplo de realizacion mostrado en la figura 1 ambas rutas de corriente tienen la misma validez y presentan, en otras palabras, aproximadamente la misma resistencia electrica. Una corriente continua que fluye entre los bornes de conexion 2 y 3 fluye de este modo tanto a traves del ramal de corriente principal 4 como a traves del ramal de corriente secundario 5. Tanto el ramal de corriente principal 4 como el ramal de corrientes secundario 5 presentan respectivamente dos interruptores mecanicos 6, 7, 8 y 9. Entre los interruptores mecanicos 6 y 7 del ramal de corriente principal 4 esta configurado un punto de potencial de ramal central 10. El punto de potencial de ramal central 10 esta conectado a traves de un ramal central 11 a un punto de potencial de ramal central 12 del ramal de corriente secundario 5. El ramal central 11 presenta una unidad de conmutacion de potencia 13, que posee un circuito serie formado por submodulos 14, cuya conformacion se tratara con mas detalle posteriormente. Aqui sea ya dicho que cada uno de los submodulos 14 presenta al menos un interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse, cuyo sentido de paso esta orientado desde el punto de potencial de ramal central 10 del ramal de corriente principal 4 hasta el punto de potencial de ramal central 12 del ramal de corriente secundario 5. De este modo pueden interrumpirse especificamente, mediante los interruptores semiconductores de potencias que pueden conectarse y desconectarse, las corrientes que fluyen en este sentido a traves de la unidad de conmutacion de potencia 13. Para absorber la energia que aqui se libera se usan unos medios de absorcion de la energia que se libera al conmutar, es decir, por ejemplo unas resistencias no lineales como descargadores o varistores. Estos descargadores o bien forman parte de los submodulos, como se muestra, o estan conectados en paralelo a uno o varios submodulos.The device 1 has a current branch 4 as well as a secondary current branch 5. In the exemplary embodiment shown in Figure 1 both current paths have the same validity and have, in other words, approximately the same electrical resistance. A direct current flowing between the connection terminals 2 and 3 thus flows both through the main current branch 4 and through the secondary current branch 5. Both the main current branch 4 and the secondary current branch 5 they have two mechanical switches 6, 7, 8 and 9. respectively. Between the mechanical switches 6 and 7 of the main current branch 4, a central branch potential point 10 is configured. The central branch potential point 10 is connected through a central branch 11 to a point of central branch potential 12 of the secondary current branch 5. The central branch 11 has a power switching unit 13, which has a serial circuit formed by sub-modules 14, whose conformation will be treated in more detail later. Here it is already said that each of the sub-modules 14 has at least one semiconductor power switch that can be connected and disconnected, whose direction of passage is oriented from the center branch potential point 10 of the main current branch 4 to the point of central branch potential 12 of the secondary current branch 5. In this way, the currents that flow in this direction through the power switching unit 13 can be interrupted specifically by means of the semiconductor power switches that can be switched on and off. absorbing the energy that is released here uses energy absorbing means that is released when switching, that is, for example, non-linear resistors such as arresters or varistors. These arresters are either part of the sub-modules, as shown, or are connected in parallel to one or more sub-modules.

En la figura 1 pueden reconocerse ademas unos medios de conmutacion 34, cuta conformacion se trata posteriormente tambien con mas detalle. Los medios de conmutacion 34 presentan en cualquier caso al menos un interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse, que no se ha representado en la figura 1. Los medios de conmutacion 34 producen, en el caso de una activacion correspondiente del o de los interruptores semiconductores de potencias, una conmutacion de la corriente continua a desconectar en el ramal central 11.In FIG. 1, switching means 34 can also be recognized, which conformation is also discussed in more detail later. The switching means 34 have in any case at least one semiconductor power switch that can be connected and disconnected, which has not been shown in Figure 1. The switching means 34 produces, in the case of a corresponding activation of the or of the semiconductor power switches, a switching of the direct current to be disconnected at the central branch 11.

Para iniciar la electronica, dado el caso para cargar el acumulador de energia electrica de la unidad de conmutacion de potencia 13 y dado el caso los medios de conmutacion, esta previsto un ramal de carga 15 que presenta una resistencia ohmica 16 como resistencia de precarga asi como un interruptor mecanico 17, que esta configurado aqui como seccionador. El ramal de carga 15 esta conectado al potencial de tierra en el ejemplo de realizacion mostrado en la figura 1. A diferencia de esto el ramal de carga 15 esta conectado sin embargo al contrapolo, es decir por ejemplo a un polo negativo de una red de tension continua, mientras que los bornes de conexion 2 y 3 estan conectados al polo positivo de la red de tension continua. En ambas variantes existiria la posibilidad, despues de aplicar al borne de conexion 2 la tension de polo y del cierre del interruptor 17 con el interruptor mecanico 6 cerrado, de tomar una tension que cae en los interruptores semiconductores de potencia que se conectan y desconectan para suministrar energia a la electronica de los interruptores semiconductores de potencia y, de este modo, preparar para su funcionamiento la unidad de conmutacion de potencia 13. Ademas de esto existe la posibilidad de cargar de manera controlada los acumuladores de energia dispuestos en los submodulos 14, en donde se fija el valor de la corriente de carga mediante el valor de la resistencia ohmica 16. La resistencia ohmica esta disenada de tal manera que puede hacerse funcionar al menos temporalmente con toda la tension que cae entre el polo y el potencial de tierra, respectivamente el contrapolo. El interruptor 17 puede permanecer cerrado basicamente de formaTo start the electronics, if necessary to charge the electric energy accumulator of the power switching unit 13 and if necessary the switching means, a charging branch 15 is provided that has an ohmic resistance 16 as a preload resistor so as a mechanical switch 17, which is configured here as a disconnector. The loading branch 15 is connected to the ground potential in the exemplary embodiment shown in Figure 1. Unlike this, the loading branch 15 is connected to the counter pole, that is, for example, to a negative pole of a network of Continuous voltage, while connection terminals 2 and 3 are connected to the positive pole of the continuous voltage network. In both variants there would be the possibility, after applying the pole voltage to the connection terminal 2 and closing the switch 17 with the mechanical switch 6 closed, to take a voltage that falls on the semiconductor power switches that are connected and disconnected to supply power to the electronics of the semiconductor power switches and, thus, prepare for its operation the power switching unit 13. In addition there is the possibility of charging in a controlled manner the energy accumulators arranged in sub-modules 14, where the value of the load current is set by the value of the ohmic resistance 16. The ohmic resistance is designed in such a way that it can be operated at least temporarily with all the voltage that falls between the pole and the ground potential, respectively the counter polo. The switch 17 can remain basically closed.

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permanente con un diseno suficientemente alto de la resistencia 16. A diferencia de esto puede usarse para descargar la resistencia ohmica 16, que se produce al abrirse el interruptor 17.permanent with a sufficiently high design of the resistance 16. Unlike this, it can be used to discharge the ohmic resistance 16, which occurs when the switch 17 is opened.

En las figuras 2 y 3 se muestra claramente la carga de acumuladores de energia de los submodulos 14 de la unidad de conmutacion de potencia 13 y, dado el caso, de los submodulos no mostrados de los medios de conmutacion 34. Para ello en primer lugar solo se cierran los interruptores mecanicos 6 y 17. La carga de corriente I fluye a continuacion desde el borne de conexion 2 a traves del interruptor 6, pasando por el ramal central 11 y el ramal de carga 15, hasta tierra. Primero se cargan unos controladores de energia de la electronica de los interruptores semiconductores de potencia, a continuacion los acumuladores de energia de alta tension de los submodulos 14. Si la unidad de conmutacion de potencia 13 esta lista para funcionar se cierra el interruptor 7. La corriente principal fluye ahora a traves de los interruptores mecanicos 6 y 7 hasta el borne de conexion 3. La corriente de carga que fluye a traves del ramal central 11 se mantiene, sin embargo, mientras esten abiertos los interruptores 8 y 9 del ramal de corriente secundario 5.Figures 2 and 3 clearly show the charge of energy accumulators of the sub-modules 14 of the power switching unit 13 and, if necessary, the sub-modules not shown of the switching means 34. To do this first only mechanical switches 6 and 17 are closed. The current load I then flows from the connection terminal 2 through the switch 6, through the central branch 11 and the load branch 15, to ground. First, electronic power controllers of the semiconductor power switches are loaded, then the high voltage energy accumulators of the sub-modules 14. If the power switching unit 13 is ready for operation, switch 7 closes. main current now flows through the mechanical switches 6 and 7 to the connection terminal 3. The load current flowing through the central branch 11 is maintained, however, while the switches 8 and 9 of the current branch are open secondary 5.

La figura 4 muestra otro ejemplo de realizacion del dispositivo 1 conforme a la invencion, que se corresponde en muy gran medida con el ejemplo de realizacion conforme a la figura 1, en donde sin embargo los interruptores 8 y 9 se han movido entre el borne de conexion 2 y un punto de ramificacion 18 entre el ramal de corriente principal 4 y el ramal de corriente secundario 5, respectivamente entre el punto de ramificacion 19 y el borne de conexion. En lugar de ellos estan previstos en el ramal de corriente secundario unos semiconductores de potencia 20 y 21 en forma de diodos, que impiden que fluya una corriente desde el borne de conexion 2 o 3 a traves del ramal de corriente secundario 5 directamente hasta el ramal de carga 15, sin ser conducido a traves del ramal central 11. Basicamente puede prescindirse de los interruptores 8 y 9 entre los bornes de conexion 2 y 3 y los puntos de ramificacion 18 o 19. Sin embargo, hacen posible la conexion controlada de un tramo de red de tension continua y el seccionado galvanico de la unidad respecto a la red de tension continua.Figure 4 shows another example of embodiment of the device 1 according to the invention, which corresponds to a great extent with the example of embodiment according to Figure 1, where however switches 8 and 9 have moved between the terminal of connection 2 and a branch point 18 between the main current branch 4 and the secondary current branch 5, respectively between the branch point 19 and the connection terminal. Instead of them, power semiconductors 20 and 21 in the form of diodes are provided in the secondary current branch, which prevent a current from flowing from the connection terminal 2 or 3 through the secondary current branch 5 directly to the branch of load 15, without being conducted through the central branch 11. Basically, switches 8 and 9 between connection terminals 2 and 3 and branch points 18 or 19 can be dispensed with. However, they make possible the controlled connection of a section of the continuous tension network and the galvanic section of the unit with respect to the continuous tension network.

En las figuras 5, 6 7 y 8 se han representado ejemplos de posibles submodulos 14 para el dispositivo 1 conforme a la invencion. El submodulo 14 representado en la figura 5 presenta solamente un unico interruptor semiconductor de potencia 22 que puede conectarse y desconectarse con un diodo de rueda libre 23 conectado en paralelo en contrasentido. Un submodulo 14 de este tipo solo puede usarse, en los modos de realziacion de la invencion conforme a las figuras 1 a 4, formando parte de la unidad de conmutacion de potencia 13, pero no formando parte de los medios de conmutacion 34, ya que estos en el caso de una disposicion en el ramal central 11 tienen que presentar un acumulador de energia electrica para generar una corriente circular. Al circuito paralelo formado por el interruptor semiconductor de potencia 23 y el diodo de rueda libre esta conectado en paralelo un descargador 24, que absorbe la energia que se libera al conmutar. En el caso del descargador 24 se trata de este modo de un medio para absorber la energia que se libera al conmutar. En lugar de un unico interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse es tambien posible, en el marco de la invencion emplear un interruptor semiconductor de potencia que puede conectarse y desconectarse y puede activar al mismo tiempo un circuito serie, en donde un unico descargador esta conectado en paralelo a todo el circuito serie.Examples of possible sub-modules 14 for device 1 according to the invention have been shown in Figures 5, 6, 7 and 8. Sub-module 14 shown in Figure 5 has only a single power semiconductor switch 22 that can be connected and disconnected with a freewheel diode 23 connected in parallel in the opposite direction. A sub-module 14 of this type can only be used, in the embodiments of the invention according to figures 1 to 4, forming part of the power switching unit 13, but not being part of the switching means 34, since these in the case of an arrangement in the central branch 11 have to present an electric energy accumulator to generate a circular current. To the parallel circuit formed by the semiconductor power switch 23 and the freewheel diode a arrester 24 is connected in parallel, which absorbs the energy that is released when switching. In the case of the arrester 24, this is a means to absorb the energy that is released when switching. Instead of a single power semiconductor switch that can be connected and disconnected it is also possible, within the framework of the invention to use a power semiconductor switch that can be connected and disconnected and can simultaneously activate a serial circuit, where a single arrester It is connected in parallel to the entire series circuit.

El numero de submodulos 14 en la unidad de conmutacion de potencia 13 depende de la capacidad de bloqueo de los interruptores semiconductores de potencias 22, en este caso IGBTs. La misma esta actualmente dentro de un margen de hasta 6,5 kV. La tension en las redes de corriente continua de alta tension, que actualmente estan conformadas casi exclusivamente como conexiones punto a punto, es normalmente de entre 300 y 500 kV. Tambien se conocen lineas de transmision de 800 kV. Los descargadores 24 estan dimensionados de tal manera, que los mismos conjuntamente bloquean con una tension de funcionamiento aplicada, es decir, son no conductores. Sin embargo, si la tension que cae en los mismos supera una tension maxima, estos se hacen conductores, de tal manera que se hace posible un flujo de corriente controlado, en donde los descargadores 24 se calientan y entregan la energia electrica como energia termica a la atmosfera exterior. El numero de descargadores 24 conectados en serie se corresponde con el numero de submodulos no conductores, es decir, interrumpidos. Si por lo tanto no se trasladan los submodulos 14 a su posicion de interruption, puede fijarse un flujo de corriente de magnitud controlada a traves de los descargadores. Esto se usa por ejemplo para la conexion controlada de un tramo de red.The number of sub-modules 14 in the power switching unit 13 depends on the blocking capacity of the power semiconductor switches 22, in this case IGBTs. It is currently within a range of up to 6.5 kV. The voltage in the high voltage DC networks, which are currently almost exclusively formed as point-to-point connections, is normally between 300 and 500 kV. 800 kV transmission lines are also known. The arresters 24 are sized in such a way that they together block with an applied operating voltage, that is, they are non-conductive. However, if the voltage that falls on them exceeds a maximum voltage, these become conductors, in such a way that a controlled current flow is made possible, where the arresters 24 are heated and deliver the electrical energy as thermal energy to The outside atmosphere The number of arresters 24 connected in series corresponds to the number of non-conductive sub-modules, that is, interrupted. If, therefore, sub-modules 14 are not transferred to their interruption position, a controlled current flow of magnitude can be set through the arresters. This is used for example for the controlled connection of a network section.

La figura 6 muestra un submodulo 14, que configura un llamado medio puente. El medio puente se compone de un acumulador de energia electrica 25, aqui un condensador de alta tension, asi como un circuito serie 26 que esta conectado en paralelo al acumulador de energia electrica 25. El circuito serie 26 presenta dos interruptores semiconductores de potencia que pueden conectarse y desconectarse conectados mutuamente en paralelo en forma de IGBTs 22, a los que esta conectado respectivamente en paralelo un diodo de rueda libre 23 en contrasentido. Un primer borne de conexion 27 esta conectado al punto de potencial entre los dos interruptores semiconductores de potencia 22 del circuito serie 26. El segundo borne de conexion 28 se encuentra al potencial de uno de los polos del acumulador de energia electrica 25. Entre los bornes de conexion 27 y 28 esta previsto un interruptor de puenteo 29, con el que puede puentearse el submodulo 14 en caso de fallo. Si se averia un unico submodulo toda la unidad de conmutacion de potencia 13 sigue teniendo capacidad de funcionamiento. Para la absorcion de corrientes de cortocircuito elevadas esta dispuesto un diodo 30 entre los bornes de conexion de submodulo 27 y 28. Este apoya el diodo de rueda libre 23, tambien dispuesto entre los bornes de conexion de submodulo 27 y 28, en el caso de unas corrientes elevadas que fluyan a traves del submodulo 14. En lugar de unFigure 6 shows a sub-module 14, which configures a so-called half bridge. The half bridge is composed of an electric energy accumulator 25, here a high voltage capacitor, as well as a series 26 circuit that is connected in parallel to the electric energy accumulator 25. The series 26 circuit has two semiconductor power switches that can connect and disconnect connected to each other in parallel in the form of IGBTs 22, to which a freewheel diode 23 is connected in parallel respectively. A first connection terminal 27 is connected to the potential point between the two power semiconductor switches 22 of the series circuit 26. The second connection terminal 28 is at the potential of one of the poles of the electric energy accumulator 25. Between the terminals of connection 27 and 28 a bridging switch 29 is provided, with which sub-module 14 can be bridged in case of failure. If a single sub-module fails, the entire power switching unit 13 continues to have operating capacity. For the absorption of high short-circuit currents, a diode 30 is arranged between the sub-module connection terminals 27 and 28. This supports the free-wheel diode 23, also arranged between the sub-module connection terminals 27 and 28, in the case of high currents flowing through sub-module 14. Instead of a

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diodo 30 puede emplearse tambien un tiristor. Un interruptor de puenteo 29 y un diodo 30 o un tiristor 30 entre los bornes no son sin embargo siempre imprescindibles. Si el submodulo 14 se emplea por ejemplo en una unidad de conmutacion de potencia 13 para desconectar la corriente que fluye a traves del ramal central 11, puede prescindirse sin sustitucion de un diodo 30 o de un tiristor utilizado en lugar del diodo. Ademas de esto pueden emplearse en el marco de la invencion tambien unos interruptores semiconductores de potencia de contacto por presion con una caracterlstica llamada de “conduccion en caso de fallo” (del ingles “conducto on fail”), que tambien se hacen conductores en caso de fallo. Esto harla que normalmente pudiese prescindirse del diodo 30. Por ultimo quiere destacarse que, en lugar de dos interruptores semiconductores de potencia aislados, pueden emplearse respectivamente en total dos circuitos serie de interruptores semiconductores de potencia. El medio puente presenta ademas de nuevo un descargador 24, que esta conectado en paralelo al acumulador de energla electrica 25. Tambien este descargador 24 se usa de nuevo para absorber la energla que se libera al conmutar. El descargador 24 esta dispuesto, en el caso de un ejemplo de realizacion que difiere de la figura 6, entre los bornes de submodulo 27 y 28. Evidentemente el circuito en medio puente conforme a la figura 6 solo puede interrumpir el flujo de corriente desde el primer borne de conexion de submodulo 27 en direccion al segundo borne de conexion de submodulo 28. En el sentido opuesto la corriente fluye sin impedimentos y sin control a traves del diodo de rueda libre 23 y dado el caso a traves del diodo de cortocircuito 30. Mediante el circuito en H, elegido en el marco de la invencion, la corriente a desconectar fluye sin embargo basicamente solo en un sentido a traves del ramal central 11, de tal manera que se prefiere en particular como submodulo 14 en el ramal central 11 un medio puente que conmute la corriente. En este punto se quiere destacar que para conmutar o limitar la corriente tambien puede prescindirse del interruptor semiconductor de potencia 22 superior en la figura 6, que por lo tanto no esta dispuesto entre los bornes de conexion de submodulo 28, 29. El circuito serie 26 conforme a la figura 6 se corresponderla entonces con el circuito serie 26 conforme a la figura 8. Un submodulo de medio puente 14 de este tipo no es sin embargo adecuado para genera corrientes circulares y, de este modo, tampoco formando parte de los medios de conmutacion 34 en el ramal central 11, que se trataran posteriormente con mas detalle.diode 30 a thyristor can also be used. A bridging switch 29 and a diode 30 or a thyristor 30 between the terminals are not always essential. If sub-module 14 is used, for example, in a power switching unit 13 to disconnect the current flowing through the central branch 11, it can be dispensed with without replacing a diode 30 or a thyristor used instead of the diode. In addition, semiconductor switches of pressure contact power can also be used in the context of the invention with a characteristic called "conduction in case of failure" (in English "conduction on fail"), which are also made conductors in case of failure. This would normally mean that diode 30 could be dispensed with. Finally, it should be noted that, instead of two isolated power semiconductor switches, a total of two series circuits of power semiconductor switches can be used respectively. The bridge means also has again a arrester 24, which is connected in parallel to the electric energy accumulator 25. This arrester 24 is also used again to absorb the energy that is released when switching. The arrester 24 is arranged, in the case of an exemplary embodiment that differs from Figure 6, between the sub-module terminals 27 and 28. Obviously the circuit in half a bridge according to Figure 6 can only interrupt the flow of current from the first sub-module connection terminal 27 in the direction of the second sub-module connection terminal 28. In the opposite direction the current flows without impediments and without control through the freewheel diode 23 and, if necessary, through the short-circuit diode 30. By means of the circuit in H, chosen in the context of the invention, the current to be disconnected flows, however, basically only in one direction through the central branch 11, in such a way that it is particularly preferred as a sub-module 14 in the central branch 11 a half bridge that switches the current. At this point, it is to be noted that to switch or limit the current, the upper power semiconductor switch 22 can also be dispensed with in Figure 6, which is therefore not arranged between the sub-module connection terminals 28, 29. The series circuit 26 according to figure 6, it will then correspond to the series circuit 26 according to figure 8. A sub-module of half-bridge 14 of this type is, however, not suitable for generating circular currents and, thus, also not being part of the means of switching 34 in the central branch 11, which will be discussed in more detail later.

La figura 7 deja ver claramente un submodulo 14, que se ha realizado como circuito en puente completo. Tambien el circuito en puente completo conforme a la figura 7 posee un acumulador de energla electrica 25 y un primer circuito serie 26, formado por dos IGBTs 22 con diodo de rueda libre 23 paralelo en contrasentido. Ademas de esto esta previsto sin embargo un segundo circuito serie 31, que tambien esta conectado en paralelo al acumulador de energla electrica 25 y que presenta tambien dos IGBTs 22, en serie uno con respecto al otro, con un diodo de rueda libre 23 paralelo respectivamente en contrasentido. El primer borne de conexion de submodulo 27 esta conectado al punto de potencial entre los IGBTS 22 del primer circuito serie, mientras que el segundo borne de conexion de submodulo 28 esta conectado al punto de potencial entre los IGBTs 22 del segundo circuito serie 31. El circuito en medio puente conforme a la figura 6 es capaz, segun la activacion de los IGBTs 22, de generar en los bornes de conexion de submodulo 27 y 28 o bien la tension de condensador Uc que cae en el condensador 25 o una tension cero, es decir una tension nula. En los bornes de conexion de submodulo 27 y 28 no puede generarse ademas la tension de condensador Uc que cae en el acumulador de energla electrica 25 ni una tension cero, sino tambien la tension de condensador inversa -Uc. De este modo los bornes de conexion de submodulo 27, 28 del circuito en puente completo pueden polarizarse de forma diferente. Aqul se quiere destacar de nuevo que en cada circuito serie 26 y/ 31 puede prescindirse sin sustituirse de uno de los IGBTs 22, por ejemplo del IGBT 22 representado respectivamente arriba en la figura 7. Un submodulo en puente completo 14 de este tipo con en total dos o tres semiconductores de potencia 22 que pueden conectarase y desconectarse es ciertamente adecuado para conmutar o limitar la corriente en el ramal central 11, formando parte de la unidad de conmutacion de potencia 13. Sin embargo, con un submodulo 14 de este tipo no es posible la generacion de una corriente circular. Un submodulo 14 en puente completo con dos o tres interruptores semiconductores de potencia 22 que pueden conectarse y desconectarse no es por ello adecuado para formar parte de los medios de conmutacion 34 en el ramal central 11, cuya configuracion se tratara posteriormente con mas detalle.Figure 7 clearly shows a sub-module 14, which has been carried out as a complete bridge circuit. Also the complete bridge circuit according to Figure 7 has an electric energy accumulator 25 and a first series circuit 26, formed by two IGBTs 22 with parallel freewheel diode 23 in counter direction. In addition, a second series circuit 31 is also provided, which is also connected in parallel to the electric energy accumulator 25 and which also has two IGBTs 22, in series with respect to each other, with a parallel freewheel diode 23 parallel respectively in contradiction. The first sub-module connection terminal 27 is connected to the potential point between the IGBTS 22 of the first serial circuit, while the second sub-module connection terminal 28 is connected to the potential point between the IGBTs 22 of the second serial circuit 31. The half-bridge circuit according to figure 6 is able, according to the activation of the IGBTs 22, to generate in the connection terminals of sub-module 27 and 28 or the capacitor voltage Uc that falls on the capacitor 25 or a zero voltage, that is to say a zero tension. In the connection terminals of sub-module 27 and 28, the capacitor voltage Uc that falls in the electric energy accumulator 25 or a zero voltage cannot be generated, but also the reverse capacitor voltage -Uc. In this way the sub-module connection terminals 27, 28 of the complete bridge circuit can be polarized differently. Here we want to emphasize again that in each 26 and / 31 series circuit, one of the IGBTs 22 can be dispensed with without being replaced, for example of the IGBT 22 represented respectively above in Figure 7. A complete bridge sub-module 14 of this type with in total two or three power semiconductors 22 that can be connected and disconnected is certainly suitable for switching or limiting the current in the central branch 11, forming part of the power switching unit 13. However, with such a sub module 14 It is possible to generate a circular current. A complete bridge sub-module 14 with two or three power semiconductor switches 22 that can be connected and disconnected is therefore not suitable for forming part of the switching means 34 in the central branch 11, the configuration of which will be discussed in more detail later.

La figura 8 muestra un submodulo 14, que aqul recibe el nombre de modulo controlador de corte. Tambien el modulo controlador de corte 14 presenta un acumulador de energla electrica 25 as! como un primer circuito serie 26, que esta conectado en paralelo al acumulador de energla electrica 25. El circuito serie 26 presenta sin embargo solo un interruptor semiconductor de potencia 22 con diodo de rueda libre 23 paralelo en contrasentido. En serie con el interruptor semiconductor de potencia 22, aqul un IGBT, esta conectado otro diodo 32 que esta orientado en el mismo sentido que el diodo de rueda libre 23 del primer circuito serie 26. Ademas de esto esta previsto de nuevo un segundo circuito serie 31, que tambien esta conectado en paralelo al acumulador de energla electrica 25 y tambien presenta solamente un IGBT 22 con diodo de rueda libre 23 en contrasentido y, en serie con el mismo, otro diodo 32. En paralelo a diodo 32 del segundo circuito serie 31 esta prevista una resistencia ohmica 33. El segundo circuito serie 31 se usa para limitar la tension que cae en el acumulador de energla electrica 25. Si esta se hace excesivamente grande se conecta el IGBT 22, de tal manera que se produce un flujo de corriente a traves de la resistencia ohmica 33 as! como una descarga del acumulador de energla electrica 25. El primer borne de conexion de submodulo 27 esta conectado al punto de potencial entre el diodo 32 y el IGBT 22 del primer circuito serie 26, mientras que el segundo borne de conexion de submodulo 28 esta situado al potencial del polo del acumulador de energla electrica 25. A causa de este conexionado no es posible aplicar la tension del acumulador de energla electrica entre los bornes de conexion de submodulo 27 y 28. Solo puede conmutarse un flujo de corriente desde el borne de conexion de submodulo 27 al borne de conexion de submodulo 28. El acumulador de energla electrica 25Figure 8 shows a sub-module 14, which here is called the cutting controller module. Also the cutting controller module 14 has an electric energy accumulator 25 as! as a first series 26 circuit, which is connected in parallel to the electric energy accumulator 25. The series 26 circuit, however, has only a semiconductor power switch 22 with a freewheel diode 23 parallel in the opposite direction. In series with the semiconductor power switch 22, here an IGBT, another diode 32 is connected that is oriented in the same direction as the freewheel diode 23 of the first series circuit 26. In addition to this a second series circuit is again provided. 31, which is also connected in parallel to the electric energy accumulator 25 and also has only one IGBT 22 with a freewheel diode 23 in contradiction and, in series with it, another diode 32. In parallel to diode 32 of the second series circuit 31, an ohmic resistance 33 is provided. The second series circuit 31 is used to limit the voltage that falls on the electric energy accumulator 25. If it becomes excessively large, the IGBT 22 is connected, so that a flow of current through the ohmic resistance 33 as! as a discharge of the electric energy accumulator 25. The first sub-module connection terminal 27 is connected to the potential point between diode 32 and IGBT 22 of the first series circuit 26, while the second sub-module connection terminal 28 is located to the potential of the pole of the electric energy accumulator 25. Because of this connection it is not possible to apply the voltage of the electric energy accumulator between the connection terminals of sub-module 27 and 28. Only one current flow can be switched from the connection terminal from sub-module 27 to the sub-terminal connection terminal 28. The electric energy accumulator 25

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se usa fundamentalmente para suministrar energla a la electronica del o de los IGBTs. El condensador es tambien responsable de que al conmutar no se produzca ningun pico de tension, a causa de lo cual podrlan resultar destruidos los semiconductores. Con relacion a esto se quiere destacar que, en lugar de un segundo circuito serie 31, puede emplearse tambien un descargador que esta conectado en paralelo al acumulador de energla electrica 25. En otras palabras el modulo controlador de corte se corresponderla entonces con el circuito en medio puente mostrado en la figura 6, en donde puede prescindirse del IGBT 22 no dispuesto entre los dos bornes de conexion de submodulo 27 y 28.It is primarily used to supply power to the electronics of the IGBTs. The capacitor is also responsible for switching no voltage spikes when switching, because of which the semiconductors could be destroyed. With regard to this, it is to be noted that, instead of a second series 31 circuit, a arrester can also be used that is connected in parallel to the electric energy accumulator 25. In other words, the cutting controller module will then correspond to the circuit in half bridge shown in figure 6, where the IGBT 22 not disposed between the two sub-module connection terminals 27 and 28 can be dispensed with.

En el marco de la invencion puede ser ventajoso, en el caso del submodulo 14 tanto conforme a la figura 7 como conforme a la figura 8, que entre los bornes de conexion de submodulo 27 y 28 este dispuesto un interruptor semiconductor de potencia, por ejemplo un tiristor, o un interruptor mecanico 29, como se muestra en la figura 6 con relacion al medio puente. El interruptor mecanico 29 se usa para puentear el submodulo 14 en caso necesario.In the context of the invention, it can be advantageous, in the case of sub-module 14, both according to figure 7 and according to figure 8, that a semiconductor power switch, for example, is arranged between the sub-module connection terminals 27 and 28, for example a thyristor, or a mechanical switch 29, as shown in Figure 6 in relation to the half bridge. Mechanical switch 29 is used to bypass sub-module 14 if necessary.

La figura 9 muestra otro ejemplo de realizacion del dispositivo 1 conforme a la invencion, que se corresponde en muy gran medida con el ejemplo de realizacion mostrado en la figura 1, en donde sin embargo se han representado con mas detalle los medios de conmutacion 34 dispuestos en serie respecto a la unidad de conmutacion de potencia 13. Los medios de conmutacion 34 se componen tambien de un circuito serie de formado por submodulos 14, de los que en la figura 9 solo se muestra uno, en donde sin embargo mediante las llneas a trazos y puntos del ramal central 11 se ha indicado en la figura el circuito serie de estos submodulos 14 identicos. Conforme al ejemplo de realizacion mostrado en la figura 9, los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34 estan configurados como circuito en puente completo con el descargador 24 conforme a la figura 7. Los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34 estan previstos para accionar dos corrientes circulares mutuamente contrapuestas en las mallas formadas por el ramal de corriente principal, el ramal de corriente secundario y el ramal central. El dispositivo mostrado en la figura 9 esta conformado simetricamente. En otras palabras, la corriente continua a desconectar fluye en funcionamiento normal por ejemplo desde el borne de conexion 2 hasta el borne de conexion 3, tanto a traves del ramal de corriente principal 4 como a traves del ramal de corriente secundario 5. Cada una de las dos corrientes circulares generadas por los medios de conmutacion 34 esta en contrasentido respecto a la corriente continua a conmutar en uno de los interruptores mecanicos, aqul 7 y 8, de tal manera que se obtiene una corriente resultante de aproximadamente cero en los respectivos interruptores mecanicos 7 y 8. Los interruptores mecanicos 7 y 8 se abren por ello sin corriente. La corriente total se conmuta al ramal central 11 y fluye a traves de la unidad de conmutacion de potencia 13 y de los interruptores mecanicos 6 y 9 hasta el borne de conexion 3. Los submodulos 14 de la unidad de conmutacion de potencia 13 pueden desconectar o limitar ahora la corriente continua. A continuacion pueden abrirse los restantes interruptores mecanicos 6 y 9.Figure 9 shows another example of embodiment of the device 1 according to the invention, which corresponds to a great extent with the example of embodiment shown in Figure 1, where however the switching means 34 arranged in more detail have been represented in series with respect to the power switching unit 13. The switching means 34 are also composed of a series circuit consisting of sub-modules 14, of which only one is shown in Figure 9, where however, by means of the lines to strokes and points of the central branch 11, the serial circuit of these identical sub-modules 14 has been indicated in the figure. In accordance with the exemplary embodiment shown in FIG. 9, the sub-modules 14 of the switching means 34 are configured as a complete bridge circuit with the arrester 24 according to FIG. 7. The sub-modules 14 of the switching means 34 are provided for actuation. two mutually opposed circular currents in the meshes formed by the main current branch, the secondary current branch and the central branch. The device shown in Figure 9 is symmetrically shaped. In other words, the direct current to be disconnected flows in normal operation for example from the connection terminal 2 to the connection terminal 3, both through the main current branch 4 and through the secondary current branch 5. Each of the two circular currents generated by the switching means 34 are in contradiction with respect to the direct current to be switched in one of the mechanical switches, here 7 and 8, such that a current resulting from approximately zero is obtained in the respective mechanical switches 7 and 8. The mechanical switches 7 and 8 are therefore opened without current. The total current is switched to the central branch 11 and flows through the power switching unit 13 and the mechanical switches 6 and 9 to the connection terminal 3. Sub-modules 14 of the power switching unit 13 can disconnect or limit the direct current now. Then the remaining mechanical switches 6 and 9 can be opened.

Mediante los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34 se accionan, como se ha descrito anteriormente, dos corrientes circulares a traves de las dos mallas formadas por los ramales central, secundario y principal. Una de las corrientes circulares fluye en sentido horario, mientras que la otra corriente circular fluye en sentido antihorario a traves de la malla respectiva. De esta forma se garantiza que, con independencia del sentido de la corriente continua a desconectar, la corriente continua a conmutar y una de las corrientes circulare se superpongan siempre en uno de los interruptores mecanicos 6, 7 del ramal de corriente principal y en un interruptor mecanico del ramal de corriente secundario 8 o 9 hasta formar cero. A este respecto los interruptores, en los que se ajusta una corriente resultante de aproximadamente cero, estan dispuestos en lados diferentes del ramal central, es decir en el sentido de la corriente continua a conmutar delante o detras del punto de potencial de ramal central de su respectivo ramal. Los citados interruptores mecanicos , p.ej. 7 y 8, pueden abrirse a continuacion, de tal manera que la corriente fluye a traves de la unidad de conmutacion de potencia 13, cuyos submodulos 14 pueden despues interrumpir o limitar el flujo de corriente. Los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34 mostrados en la figura 9 presentan tambien un descargador 24, de tal manera que los mismos pueden actuar tambien como submodulos de la unidad de conmutacion de potencia 13. Si los submodulos 14 de la unidad de conmutacion de potencia 13 estan configurados tambien como circuitos en puente completo conforme a la figura 7, puede hablarse tambien de solamente un circuito serie, en donde solamente la activacion de los submodulos mediante una unidad de control y regulacion no mostrada hace una distincion, de si los submodulos 14 actuan formando parte de los medios de conmutacion 34 o de la unidad de conmutacion de potencia 13. Como es natural un submodulo en puente completo 14 puede desarrollar tambien ambas acciones desplazadas en el tiempo. Como es natural los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34, que estan configurados conforme a la figura 7 como circuito en puente completo con descargador 24, pueden emplearse tambien para desconectar o limitar la corriente.By means of the sub-modules 14 of the switching means 34, two circular currents are actuated as described above through the two meshes formed by the central, secondary and main branches. One of the circular currents flows clockwise, while the other circular current flows counterclockwise through the respective mesh. This ensures that, regardless of the direction of the direct current to be disconnected, the direct current to be switched and one of the circulating currents always overlap in one of the mechanical switches 6, 7 of the main current branch and in a switch mechanical of the branch of secondary current 8 or 9 until forming zero. In this regard, the switches, in which a resulting current of approximately zero is set, are arranged on different sides of the central branch, that is to say in the direction of the direct current to be switched in front of or behind the center branch potential point of its respective branch. The said mechanical switches, eg 7 and 8, can then be opened, so that the current flows through the power switching unit 13, whose sub-modules 14 can then interrupt or limit the current flow. The sub-modules 14 of the switching means 34 shown in FIG. 9 also have a arrester 24, such that they can also act as sub-modules of the power switching unit 13. If the sub-modules 14 of the switching unit of Power 13 are also configured as full-bridge circuits according to Figure 7, one can also speak of only one serial circuit, where only the activation of the sub-modules by means of a control and regulation unit not shown makes a distinction, of whether the sub-modules 14 act as part of the switching means 34 or of the power switching unit 13. Naturally, a complete bridge sub-module 14 can also perform both actions displaced in time. Naturally, the sub-modules 14 of the switching means 34, which are configured according to FIG. 7 as a complete bridge circuit with arrester 24, can also be used to disconnect or limit the current.

En este punto se quiere destacar que en el marco de la invencion los submodulos 14 de la unidad de conmutacion de potencia 13 no tienen que estar conformados siempre identicamente. De esta forma una parte de los submodulos 14 puede estar conformado por ejemplo conforme a la figura 5, otra parte conforme a la figura 6, otra parte conforme a la figura 7 y una ultima parte conforme a la figura 8. Los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34, sin embargo, deben presentar un acumulador de energla electrica 25 con el que primero se haga posible la generacion de una corriente circular en la malla. Ademas de esto el submodulo 14 debe ser capaz de generar en los bornes de conexion de submodulo 27, 28 la tension que cae en el acumulador de energla electrica 25.At this point it is to be noted that in the context of the invention the sub-modules 14 of the power switching unit 13 do not always have to be identically shaped. In this way, a part of the sub-modules 14 can be formed, for example, according to figure 5, another part according to figure 6, another part according to figure 7 and a last part according to figure 8. The sub-modules 14 of the switching means 34, however, must have an electric energy accumulator 25 with which it is first possible to generate a circular current in the mesh. In addition to this, sub-module 14 must be able to generate the voltage that falls on the electric energy accumulator 25 at the sub-module connection terminals 27, 28.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

6060

La figura 10 muestra una conformacion conforme a la figura 9, en donde sin embargo los medios de conmutacion 34 estan conformados como circuitos en medio puente conforme a la figura 6, en donde no esta previsto sin embargo ningun diodo 30 y ningun interruptor de puenteo. Tambien en la figura 10 estan conectados en serie varios submodulos 14 de los medios de conmutacion 34, en donde tambien aqul esta conexion en serie se aclara mediante las llnea a trazos y puntos. Al contrario que el circuito en puente completo conforme a la figura 9, el circuito en medio puente conforme a la figura 19 solo puede generar una polaridad de tension en los bornes de conexion de submodulo 27 y 28. Sin embargo, debido a que la corriente a traves del ramal central 11 fluye siempre solo en un sentido, esta unica polaridad de tension es totalmente suficiente para conmutar o limitar una corriente continua en ambos sentidos. Ademas de esto los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34 no pueden interrumpir una corriente que fluye desde el ramal de corriente principal 4 hasta el ramal de corriente secundario 5 a traves del ramal central 11, ya que esta fluye a traves de los diodos de pinon libre 23 entre los bornes de conexion de submodulo 27 y 28. Despues de la conmutacion de la corriente en el ramal central 11 puede ser por ello conveniente cerrar el interruptor 29 que puentea los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34, que no se muestra en las figuras 9 y 10. Si los submodulos 14 de la unidad de conmutacion de potencia 13 presentaran tambien un circuito en medio puente, los IGBTs o con relacion a los IGBTs de los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34 presentan una orientacion contrapuesta. En la conformacion del dispositivo 1 mostrada en la figura 10 los medios de conmutacion 34 generan unas corrientes circulares que fluyen una en sentido contrario a la otra , es decir en sentido horario o en contra del sentido horario, de tal manera que dos de los interruptores mecanicos pueden abrirse sin corriente y la corriente se conmuta en el ramal central 11. A causa de la diferente polarizacion de los interruptores semiconductores de potencias 22 de los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34, en comparacion con los submodulos 14 de la unidad de conmutacion de potencia 13, el ramal de carga 15 ya no esta conectado al punto de potencial de ramal central del ramal de corriente secundario 5, sino conectado al punto de potencial entre la unidad de conmutacion de potencia 13 y los medios de conmutacion 34. La corriente de carga para cargar el acumulador de energla electrica 25 de los submodulos 14 de los medios de conmutacion 34 fluye despues desde el borne de conexion 3 a traves del interruptor 9, a traves de los medios de conmutacion 34 y finalmente a traves del ramal de carga 15, hasta tierra o hasta el contrapolo.Figure 10 shows a conformation according to Figure 9, where however the switching means 34 are formed as circuits in half a bridge according to Figure 6, where however, no diode 30 and no bridge switch are provided. Also in figure 10 several sub-modules 14 of the switching means 34 are connected in series, where also this serial connection is clarified by the dashed and dotted lines. Unlike the complete bridge circuit according to figure 9, the half bridge circuit according to figure 19 can only generate a voltage polarity at the sub-module connection terminals 27 and 28. However, due to the current through the central branch 11 always flows only in one direction, this unique voltage polarity is totally sufficient to switch or limit a direct current in both directions. In addition to this, the sub-modules 14 of the switching means 34 cannot interrupt a current flowing from the main current branch 4 to the secondary current branch 5 through the central branch 11, since it flows through the diodes of free pin 23 between the sub-module connection terminals 27 and 28. After switching the current in the central branch 11 it may therefore be convenient to close the switch 29 that bridges the sub-modules 14 of the switching means 34, which is not shown in figures 9 and 10. If the sub-modules 14 of the power switching unit 13 also have a half-bridge circuit, the IGBTs or in relation to the IGBTs of the sub-modules 14 of the switching means 34 have an opposite orientation. . In the conformation of the device 1 shown in Figure 10, the switching means 34 generates circular currents that flow in one direction opposite to the other, that is to say in a clockwise direction or against the clockwise direction, such that two of the switches mechanics can be opened without current and the current is switched on the central branch 11. Because of the different polarization of the power semiconductor switches 22 of the sub-modules 14 of the switching means 34, compared to the sub-modules 14 of the power unit Power switching 13, the load branch 15 is no longer connected to the central branch potential point of the secondary current branch 5, but connected to the potential point between the power switching unit 13 and the switching means 34. The charging current to charge the electric energy accumulator 25 of the sub-modules 14 of the switching means 34 then flows from the connection terminal 3 through s of the switch 9, through the switching means 34 and finally through the loading branch 15, to ground or to the counter pole.

La figura 11 muestra otra conformacion de la invencion, en donde estan conectados mutuamente en serie no un dispositivo aislado, sino varios dispositivos 1 bipolares. El modo de funcionamiento de los dispositivos aislados se corresponde con el modo de funcionamiento que se ha explicado con relacion a las figuras citadas hasta ahora. El dispositivo 1 tambien puede estar estructurado conforme a las otras conformaciones de la invencion representadas o realizadas anteriormente. El numero de dispositivos 1 conectados en serie es totalmente voluntario. El circuito serie tiene la ventaja de que el interruptor de tension continua completo formado por el mismo puede escalarse mejor, para interrumpir la corriente, y puede disenarse mejor para diferentes niveles de tension. Los dispositivo comparativamente menores pueden producirse y manipularse de forma mas economica. La tension que cae en los interruptores aislados es menor, de tal manera que se acelera la velocidad de conmutacion de los interruptores mecanicos. Sin embargo, existe el inconveniente de la necesaria sincronizacion de los dispositivos aislados. Ademas de esto es posible, como ya se ha senalado en la figura 1, equipar el dispositivo 1 con una inductividad en forma de una bobina o de un estrangulador. Una bobina o un estrangulador de este tipo es tambien en la conformacion conforme a la figura 11, en donde el estrangulador esta dispuesto distribuido por los dispositivos aislados. De este modo tambien el estrangulador puede escalarse mas facilmente.Figure 11 shows another embodiment of the invention, where not connected to each other in series is not an isolated device, but several bipolar devices 1. The mode of operation of the isolated devices corresponds to the mode of operation that has been explained in relation to the figures cited so far. The device 1 may also be structured in accordance with the other conformations of the invention represented or realized above. The number of devices 1 connected in series is completely voluntary. The series circuit has the advantage that the complete continuous voltage switch formed by it can be scaled better, to interrupt the current, and can be better designed for different voltage levels. Comparatively minor devices can be produced and handled more economically. The voltage that falls on the isolated switches is lower, so that the switching speed of the mechanical switches is accelerated. However, there is the disadvantage of the necessary synchronization of the isolated devices. In addition to this, it is possible, as already indicated in Figure 1, to equip the device 1 with an inductivity in the form of a coil or a choke. A coil or throttle of this type is also in the conformation according to figure 11, where the throttle is arranged distributed by the isolated devices. In this way the choke can also be scaled more easily.

La figura 12 muestra otro ejemplo de realizacion del dispositivo 1 conforme a la invencion, en donde los medios de conmutacion 34 ya no estan dispuestos en el ramal central 11. Mas bien esta dispuesto entre el punto de potencial de ramal central del ramal de corriente principal 4 y cada interruptor mecanico 6 y 7 del remal de corriente principal 4 un interruptor semiconductor de conmutacion 36 y 37, con un diodo de rueda libre 23 paralelo respectivamente en contrasentido. En paralelo al interruptor semiconductor de conmutacion 36 y con ello tambien a cada diodo de rueda libre 23 esta conectado un descargador 24, que se usa como medio para reducir una energla que se libera al conmutar. Los medios de conmutacion 34 comprenden por ello los interruptores semiconductores de conmutacion 36, 37, el respectivo diodo de rueda libre 23 as! como la respectiva resistencia no lineal 24. Los interruptores semiconductores de conmutacion 36 y 37 estan orientados mutuamente en contrasentido, de tal manera que puede interrumpirse o limitarse un flujo de corriente en ambos sentidos. En comparacion con la figura 1 apoyan los interruptores semiconductores de conmutacion 36 o 37 los interruptores mecanicos 6 y 7, para conmutar la corriente en el ramal central 11. Si por ejemplo la corriente fluye desde el borne de conexion 2 hasta el borne de conexion 3 a traves del ramal de corriente principal 4, con el interruptor mecanico 8 abierto, para desconectar al corriente se acciona el interruptor semiconductor de conmutacion 37 y al mismo tiempo el interruptor mecanico 7. a causa de la resistencia que aumenta tan rapidamente se conmuta el flujo de corriente en el ramal central 11, de tal manera que la unidad de conmutacion de potencia 13 puede interrumpir el mismo. A continuacion se abren todos los interruptores mecanicos.Figure 12 shows another example of embodiment of the device 1 according to the invention, wherein the switching means 34 are no longer arranged in the central branch 11. Rather it is arranged between the center branch potential point of the main current branch 4 and each mechanical switch 6 and 7 of the main current row 4 a switching semiconductor switch 36 and 37, with a parallel freewheel diode 23 parallel respectively. In parallel to the semiconductor switching switch 36 and with this also a free arrester 24 is connected to each freewheel diode 23, which is used as a means to reduce an energy that is released when switching. The switching means 34 thus comprise the semiconductor switching switches 36, 37, the respective freewheel diode 23 as! as the respective non-linear resistance 24. The switching semiconductor switches 36 and 37 are mutually oriented in such a way that a current flow in both directions can be interrupted or limited. In comparison with figure 1, the semiconductor switching switches 36 or 37 support the mechanical switches 6 and 7, to switch the current in the central branch 11. If for example the current flows from the connection terminal 2 to the connection terminal 3 through the main current branch 4, with the mechanical switch 8 open, to switch off the current, the semiconductor switching switch 37 is activated and at the same time the mechanical switch 7. due to the resistance that increases so rapidly the flow is switched of current in the central branch 11, such that the power switching unit 13 can interrupt it. Then all the mechanical switches are opened.

La figura 13 muestra otro ejemplo de realizacion del dispositivo 1 conforme a la invencion, que se corresponde en muy gran medida con el ejemplo de realizacion mostrado en la figura 12, en donde sin embargo estan dispuestos tambien dos interruptores semiconductores de conmutacion 38 y 39 en forma de IGBTs en el ramal de corrientes secundario 5. Conforme a este perfeccionamiento ventajoso en funcionamiento normal estan cerrados todos los interruptores mecanicos 6, 7, 8 y 9. Los interruptores semiconductores de conmutacion 36, 37, 38 y 39 se hanFigure 13 shows another example of embodiment of the device 1 according to the invention, which corresponds to a great extent with the example of embodiment shown in Figure 12, where however two semiconductor switching switches 38 and 39 are also arranged in form of IGBTs in the branch of secondary currents 5. In accordance with this advantageous improvement in normal operation all mechanical switches 6, 7, 8 and 9 are closed. Semiconductor switching switches 36, 37, 38 and 39 have been

trasladado a su posicion de paso, de tal manera que una corriente puede fluir desde el borne de conexion 2 hasta el borne de conexion 3, tanto a traves del ramal de corriente principal 4 como a traves del ramal de corriente secundario 5. Para desconectar la corriente se trasladan simultaneamente a su posicion de seccionado o se abren los interruptores semiconductores de conmutacion 37 y 38 as! como los interruptores mecanicos 7 y 8. Despues la 5 corriente fluye desde el borne de conexion 2 al ramal central 11 ya solo a traves del ramal de corriente principal4, del interruptor mecanico 6, del diodo de rueda libre 23 y, a continuacion, a traves del diodo de rueda libre 23 y del interruptor mecanico 9 cerrado, hasta el borne de conexion 3. La unidad de conmutacion de potencia 13 pueden interrumpir seguidamente la corriente.moved to its passage position, so that a current can flow from the connection terminal 2 to the connection terminal 3, both through the main current branch 4 and through the secondary current branch 5. To disconnect the current is transferred simultaneously to its sectioning position or the semiconductor switching switches 37 and 38 are opened! as mechanical switches 7 and 8. Then the current 5 flows from the connection terminal 2 to the central branch 11 and only through the main current branch 4, the mechanical switch 6, the freewheel diode 23 and then to through the freewheel diode 23 and the mechanical switch 9 closed, to the connection terminal 3. The power switching unit 13 can then interrupt the current.

La figura 14 muestra claramente otra conformacion del interruptor conforme a la invencion, en el que los 10 interruptores semiconductores de conmutacion 38 y 39 del ramal de corriente secundario 5 son prescindibles respecto al ejemplo de realizacion conforme a la figura 13. En lugar de ello estan dispuestos dos diodos 20 y 21 en el ramal de corriente secundario 5, como en el ejemplo de realizacion conforme a la figura 5. Los diodos 20 y 21 impiden un flujo de corriente a traves del ramal de corriente secundario 5, sin que este sea conducido previamente a traves del ramal central 11. Los interruptores 8 y 9 apoyan los diodos 20 y 21, pero tambien son prescindibles con un 15 diseno correspondiente de los diodos 20 y 21.Figure 14 clearly shows another conformation of the switch according to the invention, in which the 10 switching semiconductor switches 38 and 39 of the secondary current branch 5 are expendable with respect to the exemplary embodiment according to Figure 13. Instead they are two diodes 20 and 21 arranged in the secondary current branch 5, as in the example of embodiment according to figure 5. The diodes 20 and 21 prevent a current flow through the secondary current branch 5, without this being conducted previously through the central branch 11. Switches 8 and 9 support diodes 20 and 21, but are also expendable with a corresponding design of diodes 20 and 21.

Claims (21)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 4040 45Four. Five REIVINDICACIONES 1. Dispositivo (1) para conmutar una corriente continua en un polo de una red de tension continua, con1. Device (1) for switching a direct current on a pole of a direct voltage network, with - dos bornes de conexion (2, 3) para la conexion en serie al polo,- two connection terminals (2, 3) for serial connection to the pole, - un ramal de corriente principal (4) que se extiende entre los bornes de conexion (2, 3), en el que estan dispuestos dos interruptores mecanicos (6, 7),- a main current branch (4) extending between the connection terminals (2, 3), in which two mechanical switches (6, 7) are arranged, - un ramal de corriente secundario (5) que se extiende en conexion en paralelo respecto al ramal de corriente principal (4) entre los bornes de conexion (2, 3), en el que estan dispuestos tambien dos interruptores mecanicos (8, 9) y/o dos semiconductores de potencia (20, 21),- a secondary current branch (5) that extends in parallel connection with respect to the main current branch (4) between the connection terminals (2, 3), in which two mechanical switches (8, 9) are also arranged and / or two power semiconductors (20, 21), - un ramal central (11) que conecta un punto de potencial de ramal central (10) de la ruta de corriente principal (4), dispuesto entre los interruptores mecanicos (6, 7), a un punto de potencial de ramal central (12) del ramal de corriente secundario (5), dispuesto entre los interruptores mecanicos (8, 9) o los semiconductores de potencia (20, 21), en donde el dispositivo (1) esta caracterizado porque el ramal central (11) presenta una unidad de conmutacion de potencia (13), la cual presenta un circuito serie formado por submodulos bipolares (14) respectivamente con al menos un interruptor semiconductor de potencia (22) y unos medios para reducir una energla (24) que se libera al conmutar, y en donde el dispositivo (1) presenta- a central branch (11) connecting a central branch potential point (10) of the main current path (4), arranged between the mechanical switches (6, 7), to a central branch potential point (12 ) of the secondary current branch (5), arranged between the mechanical switches (8, 9) or the power semiconductors (20, 21), where the device (1) is characterized in that the central branch (11) has a unit of power switching (13), which has a series circuit formed by bipolar sub-modules (14) respectively with at least one semiconductor power switch (22) and means for reducing an energy (24) that is released when switching, and where the device (1) presents - unos medios de conmutacion (34) para conmutar la corriente continua en el ramal central (11), de tal manera que toda la corriente continua es conducida a traves del ramal central (11), en donde los medios de conmutacion (34) presentan al menos un semiconductor de potencia activable (22, 36).- switching means (34) for switching the direct current in the central branch (11), in such a way that all the direct current is conducted through the central branch (11), where the switching means (34) have at least one activatable power semiconductor (22, 36). 2. Dispositivo (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque esta previsto un ramal de carga (15) que, por un lado, esta conectado al potencial de tierra o a un contrapolo de la red de tension continua polarizado inversamente respecto al polo y, por otro lado, esta conectado o puede conectarse al ramal central (11), en donde el ramal de carga (15) presenta una resistencia ohmica (16).2. Device (1) according to claim 1, characterized in that a load branch (15) is provided which, on the one hand, is connected to the ground potential or to a counter-pole of the continuous voltage network polarized inversely with respect to the pole and, on the other hand, it is connected or can be connected to the central branch (11), where the load branch (15) has an ohmic resistance (16). 3. Dispositivo (1) segun la reivindicacion 2, caracterizado porque el ramal de carga (15) esta conectado o puede conectarse al punto de potencial de ramal central (12) del ramal de corriente secundario (5).3. Device (1) according to claim 2, characterized in that the load branch (15) is connected or can be connected to the center branch potential point (12) of the secondary current branch (5). 4. Dispositivo (1) segun la reivindicacion 2 o 3, caracterizado porque el ramal de carga (15) presenta un interruptor mecanico (17) conectado en serie a la resistencia ohmica (16), que esta disenada para conectar el ramal de carga (15) al ramal central (11).Device (1) according to claim 2 or 3, characterized in that the load branch (15) has a mechanical switch (17) connected in series to the ohmic resistance (16), which is designed to connect the load branch ( 15) to the central branch (11). 5. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los submodulos (14) de la unidad de conmutacion de potencia (13) presentan, al menos parcialmente, respectivamente un interruptor semiconductor de potencia (22) que puede conectarse y desconectarse y un diodo de rueda libre (23) conectado para ello en paralelo en contrasentido.Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sub-modules (14) of the power switching unit (13) have, at least partially, respectively a semiconductor power switch (22) that can be connected and disconnected and a freewheel diode (23) connected for this in parallel in the opposite direction. 6. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de conmutacion de potencia (13) esta disenada para desconectar corrientes en solo un sentido.Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the power switching unit (13) is designed to disconnect currents in only one direction. 7. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los submodulos (14) de la unidad de conmutacion de potencia (13) presentan al menos parcialmente respectivamente un acumulador de energla electrica (25) y un circuito serie (26), conectado en paralelo al acumulador de energla electrica (25), formado por dos interruptores semiconductores de potencias (22) que pueden conectarse y desconectarse respectivamente con un diodo de rueda libre (23) dispuesto en contrasentido en paralelo, en donde un borne de conexion de submodulo (27) esta conectado a un punto de potencial entre los interruptores semiconductores de potencias (22) que pueden conectarse y desconectarse y el otro borne de conexion (28) esta conectado a un polo del acumulador de energla electrica (25).Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sub-modules (14) of the power switching unit (13) have at least partially respectively an electric energy accumulator (25) and a serial circuit (26) , connected in parallel to the electric energy accumulator (25), formed by two semiconductor power switches (22) that can be connected and disconnected respectively with a freewheel diode (23) arranged in parallel in parallel, where a connection terminal of sub module (27) is connected to a potential point between the semiconductor power switches (22) that can be connected and disconnected and the other connection terminal (28) is connected to a pole of the electric energy accumulator (25). 8. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los submodulos (14) de la unidad de conmutacion de potencia (13) presentan al menos parcialmente un acumulador de energla electrica (25) y dos circuitos serie (26, 31), conectados en paralelo al acumulador de energla electrica (25), respectivamente con dos interruptores semiconductores de potencia que pueden conectarse y desconectarse con diodos de pinon libre paralelos en contrasentido, en donde un primer borne de conexion (27) esta conectado a un punto de potencial entre los dos interruptores semiconductores de potencias (22) del primer circuito serie (26) y un segundo borne de conexion de submodulo (28) al punto de potencial entre los dos interruptores semiconductores de potencias (22) del segundo circuito serie (31).Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sub-modules (14) of the power switching unit (13) have at least partially an electric energy accumulator (25) and two series circuits (26, 31 ), connected in parallel to the electric energy accumulator (25), respectively with two semiconductor power switches that can be connected and disconnected with parallel pin-free diodes in the opposite direction, where a first connection terminal (27) is connected to a point of potential between the two power semiconductor switches (22) of the first series circuit (26) and a second sub-module connection terminal (28) to the potential point between the two power semiconductor switches (22) of the second series circuit (31) ). 55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 4040 45Four. Five 50fifty 9. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios para reducir la energla que se libera al conmutar son varistores y/o descargadores (24).9. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the means for reducing the energy released when switching are varistors and / or arresters (24). 10. Dispositivo (1) segun la reivindicacion 9, caracterizado porque los varistores y/o descargadores estan conectados al menos parcialmente en paralelo a un acumulador de energla electrica (25).10. Device (1) according to claim 9, characterized in that the varistors and / or arresters are connected at least partially in parallel to an electric energy accumulator (25). 11. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los submodulos (14) de la unidad de conmutacion de potencia (13) estan configurados al menos parcialmente como modulos controladores de corte y presentan un acumulador de energla electrica (25), al que esta conectado en paralelo un primer circuito serie (26) formado por un interruptor semiconductor de potencia (22) que puede conectarse y desconectarse con un diodo de rueda libre (23) paralelo en contrasentido y un diodo (32) orientado en el mismo sentido respecto al diodo de rueda libre (23), y un segundo circuito serie (31) formado por un interruptor semiconductor de potencia (28) que puede conectarse y desconectarse con diodo de rueda libre (23) paralelo en contrasentido y otro diodo (32) orientado en el mismo sentido respecto al diodo de rueda libre (23), en donde el diodo (32) del segundo circuito serie (31) puentea una resistencia ohmica (33), y el primer borne de conexion de submodulo (27) esta conectado a un polo del acumulador de energla electrica (25) y el segundo borne de conexion de submodulo (28) al punto de potencial entre el interruptor semiconductor de potencia (22) desconectable y el diodo (32) del primer circuito serie (26).Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sub-modules (14) of the power switching unit (13) are configured at least partially as control modules for cutting and have an electric energy accumulator (25) , to which a first series circuit (26) formed by a power semiconductor switch (22) is connected in parallel that can be connected and disconnected with a parallel freewheeling diode (23) in parallel and a diode (32) oriented in the same direction with respect to the freewheel diode (23), and a second series circuit (31) formed by a semiconductor power switch (28) that can be connected and disconnected with a freewheel diode (23) parallel in the opposite direction and another diode ( 32) oriented in the same direction with respect to the freewheel diode (23), where the diode (32) of the second series circuit (31) bypasses an ohmic resistor (33), and the first sub-module connection terminal (27) is connected to a pole of the electric energy accumulator (25) and the second sub-module connection terminal (28) to the potential point between the disconnectable power semiconductor switch (22) and the diode (32) of the first series circuit (26) . 12. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de conmutacion (34) estan dispuestos en el ramal central (11) en serie respecto a la unidad de conmutacion de potencia (13) y disenados para generar una corriente circular, que esta contrapuesta a la corriente continua a conmutar.Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching means (34) are arranged in the central branch (11) in series with respect to the power switching unit (13) and designed to generate a current circular, which is opposed to the direct current to commute. 13. Dispositivo (1) segun la reivindicacion 12, caracterizado porque el ramal de carga (15) esta unido o puede unirse al punto de potencial entre la unidad de conmutacion de potencia (13) y los medios de conmutacion (34).13. Device (1) according to claim 12, characterized in that the load branch (15) is connected or can be connected to the potential point between the power switching unit (13) and the switching means (34). 14. Dispositivo (1) segun la reivindicacion 12 o 13, caracterizado porque los medios de conmutacion (34) configuran un circuito serie formado por submodulos bipolares (14), en donde cada submodulo (14) posee un acumulador de energla electrica (25) y un interruptor semiconductor de potencia (26, 31) conectado en paralelo al acumulador de energla electrica (25).14. Device (1) according to claim 12 or 13, characterized in that the switching means (34) form a serial circuit formed by bipolar sub-modules (14), wherein each sub-module (14) has an electric energy accumulator (25) and a semiconductor power switch (26, 31) connected in parallel to the electric energy accumulator (25). 15. Dispositivo (1) segun la reivindicacion 14, caracterizado porque el circuito semiconducor de potencia configura un circuito serie (26) formado por dos interruptores semiconductores de potencia (22) desconectables con unos diodos de pinon libre (23) paralelos respectivamente en contrasentido, en donde un primer borne de conexion de submodulo (27) esta conectado al punto de potencial entre los interruptores semiconductores de potencias (22) que pueden conectarse y desconectarse y otro borne de conexion de submodulo (28) a un polo del acumulador de energla electrica (25).15. Device (1) according to claim 14, characterized in that the power semiconductor circuit configures a serial circuit (26) formed by two disconnectable power semiconductor switches (22) with parallel pinon diodes (23) parallel respectively in the opposite direction, wherein a first sub-module connection terminal (27) is connected to the potential point between the semiconductor power switches (22) that can be connected and disconnected and another sub-module connection terminal (28) to a pole of the electric energy accumulator (25). 16. Dispositivo (1) segun la reivindicacion 14, caracterizado porque el circuito semiconductor de potencia configura dos circuitos serie (26, 31) formados respectivamente por dos interruptores semiconductores de potencia (22) que pueden conectarse y desconectarse con unos diodos de pinon libre (23) paralelos respectivamente en contrasentido, en donde el punto de potencial entre los interruptores semiconductores de potencia (22) que pueden conectarse y desconectarse del primer circuito serie (26) esta conectado al primer borne de conexion de submodulo (27) y el punto de potencial entre los interruptores semiconductores de potencias (22) que pueden conectarse y desconectarse del segundo circuito serie (31) esta conectado al segundo borne de conexion de submodulo (28).16. Device (1) according to claim 14, characterized in that the power semiconductor circuit configures two series circuits (26, 31) formed respectively by two power semiconductor switches (22) that can be connected and disconnected with free pinon diodes ( 23) parallel respectively in contrasense, where the potential point between the semiconductor power switches (22) that can be connected and disconnected from the first serial circuit (26) is connected to the first sub-module connection terminal (27) and the point of potential between the semiconductor power switches (22) that can be connected and disconnected from the second serial circuit (31) is connected to the second sub-module connection terminal (28). 17. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los medios de conmutacion (34) estan dispuestos en el ramal de corriente principal (4) y presentan unos interruptores semiconductores de conmutacion (31, 37), a los que estan conectados en paralelo unos medios para reducir una energla (24) que se libera al conmutar, en donde cada interruptor semiconductor de conmutacion (36, 37) esta dispuesto entre el punto potencial de ramal central (10) del ramal de corriente principal (4) y uno de los interruptores mecanicos (6, 7) del ramal de corriente principal (4).17. Device (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the switching means (34) are arranged in the main current branch (4) and have semiconductor switching switches (31, 37), at that means are connected in parallel to reduce an energy (24) that is released when switching, where each semiconductor switching switch (36, 37) is arranged between the potential central branch point (10) of the main current branch ( 4) and one of the mechanical switches (6, 7) of the main current branch (4). 18. Dispositivo (1) segun la reivindicacion 17, caracterizado porque entre cada interruptor mecanico (6, 7) y el punto de potencial de ramal central (10) del ramal de corriente principal (4) esta dispuesto un interruptor semiconductor de conmutacion, en donde los dos interruptores semiconductores de conmutacion (36, 37) del ramal de corriente principal (4) estan orientados mutuamente en contrasentido.18. Device (1) according to claim 17, characterized in that a semiconductor switching switch is arranged between each mechanical switch (6, 7) and the central branch potential point (10) of the main current branch (4). where the two semiconductor switching switches (36, 37) of the main current branch (4) are mutually oriented against each other. 19. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones 17 o 18, caracterizado porque el ramal de corriente secundario (5) presenta unos interruptores semiconductores de conmutacion (38, 39), y conectados en paralelos al o a los interruptores semiconductores de conmutacion (38, 38) estan previstos unos medios para evacuar una energla (24) que se libera al conmutar.19. Device (1) according to one of claims 17 or 18, characterized in that the secondary current branch (5) has switching semiconductor switches (38, 39), and connected in parallel to the switching semiconductor switches (38) , 38) means are provided for evacuating an energy (24) that is released when switching. 20. Dispositivo (1) segun la reivindicacion 19, caracterizado porque entre cada interruptor mecanico (8, 9) o entre cada semiconductor de potencia (20, 21) del ramal de corriente secundario (5) y el punto de potencial de ramal central (12) del ramal de corriente secundario (5) esta dispuesto respectivamente un interruptor semiconductor de conmutacion (38, 39), en donde los dos interruptores semiconductores de conmutacion (38, 39) estan orientados20. Device (1) according to claim 19, characterized in that between each mechanical switch (8, 9) or between each power semiconductor (20, 21) of the secondary current branch (5) and the center branch potential point ( 12) of the secondary current branch (5), a switching semiconductor switch (38, 39) is respectively arranged, wherein the two switching semiconductor switches (38, 39) are oriented 5 mutuamente en contrasentido.5 mutually inconsistent. 21. Dispositivo (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los interruptores mecanicos (6, 7) del ramal de corriente principal (4) son interruptores rapidos y estan disenados para abrirse en un margen de 1 ms a 10 ms, en donde los interruptores mecanicos (8, 9) del ramal de corriente secundario (5) son interruptores mecanicos comparativamente lentos, que se abren en un margen de tiempo de 10 a 50 ms.21. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical switches (6, 7) of the main current branch (4) are quick switches and are designed to open in a range of 1 ms to 10 ms, in where the mechanical switches (8, 9) of the secondary current branch (5) are comparatively slow mechanical switches, which open in a time range of 10 to 50 ms. 10 22. Instalacion para conmutar corrientes continuas en un polo de una red de tension continua, con un circuito serie10 22. Installation for switching direct currents on a pole of a direct voltage network, with a serial circuit formado por dispositivos (1) conforme a una de las reivindicaciones anteriores.formed by devices (1) according to one of the preceding claims.
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