JP7358617B2 - 変換器構成 - Google Patents
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Description
本発明は、電気的に相互接続されたモジュールの少なくとも1つのストリングを備える変換器構成に関する。
今日、高電圧直流(HVDC)およびフレキシブル交流伝送システム(FACTS)用途のための変換変電所は、典型的には、多くの直列接続スイッチングセルを含む電圧形変換器(VSC)に基づいている。半導体スイッチを含むスイッチングセルは、いわゆるPEBB(パワーエレクトロニクスビルディングブロック)またはいわゆるバルブ構造(バルブタワーとも)に構成することができ、典型的にはいわゆるバルブホールに構成される。複数の理由から、PEBBまたはセルスタックは、スイッチングセルと同じまたは同様の電位に接続された導電性構造によって取り囲まれ得る。これらの周囲構造は、以下の可能な機能を有する。
したがって、本発明の1つの目的は、変換器構成の外部の追加の減衰またはフィルタリング機器を必要とせずに、変換器構成における電磁ノイズの減衰を提供することである。
本発明は、添付の図面を参照して以下に説明される。
本発明は、高電力用途における変換器構成であり得る変換器構成に関する。変換器構成は、80kV以上などの高電圧で動作する高電圧直流(HVDC)変換器を備えることができる。変換器構成はさらに、変換器構成の異なる個々の構成要素とは異なる電位を有するバルブホールなどのエンクロージャ内に封入されてもよい。例えば、変換器構成が+1500kVもしくは-1500kVの電圧レベルまたはそれらの間の何らかの高電圧で動作している間、エンクロージャが接地されることが可能である。他の実現可能な電圧レベルは±800kVである。変換器構成は、例えば、電圧形変換器(VSC)などの交流電流(AC)と直流電流(DC)との間で変換する変換器であってもよい。さらに、電圧形変換器は、モジュラーマルチレベル変換器(MMC)として提供されてもよく、MMCにおいて、いくつかのカスケード接続された変換器サブモジュールまたはセルがAC波形を形成するために使用され、セルはスイッチおよびキャパシタを含む。これらのセルは、2つのDC極間または1つのDC極と接地との間に延伸する3つの平行な相脚に接続されてもよく、相脚の中点は対応するAC相に接続される。このタイプの変換器構成が、第1のタイプの変換器構成である。
図5から分かるように、第1のタイプの変換器構成10Aの第1の変形例では、減衰は、理想的にはセルがコロナシールドに接続されている明確に規定された位置で、第1の共振ループRL内に第1の減衰ユニット32Aを実装することによって達成される。したがって、減衰ユニットは、この例では第2のセル14Aと第1のコロナシールド24Aとの間の第1の電気接続部30Aである、第1のコロナシールド24Aの規定電位を提供するために使用される第1の電気接続部に配置することができる。この第1の減衰ユニット32Aは、第1の共振ループRL内の浮遊容量CSTR1Aおよび浮遊インダクタンスLSTR1Aと直列に接続されており、第1の浮遊インダクタンスLSTR1Aおよび第1の浮遊容量CSTR1Aとともに、第2のセル14A、第3のセル16Aおよび第4のセル18Aによって形成されるこの第1の共振ループRL内の共振を減衰させる。同様の減衰ユニット34Aおよび36Aが、第4のセル18Aと第2のコロナシールド26Aとの間、および第6のセル22Aと第3のコロナシールド28Aとの間に、すなわち、セルと対応するコロナシールドとの間に接続されてもよく、コロナシールドの規定電位を提供する。減衰ユニットはすべて第1のタイプである。
帯域通過および帯域停止フィルタリングなどの増強されたフィルタリングを得るために、さらなるインダクタおよび/またはキャパシタなどのさらなる構成要素をフィルタに追加することが可能であることを理解されたい。
・変換器変電所の高周波ノイズを大幅に低減することができる。
・この手法は、高価なEMI設計の適応をさらに妨げ得る。
上記の説明から、本発明が多数の方法で変更され得ることは明らかである。
Claims (10)
- 変換器構成(10A;10B;)であって、
電気的に相互接続されたモジュール(12A,14A,16A,18A,20A,22A;12B,14B,16B,18B,20B,22B;CE1,CE2,CE3,CE4,CE5,CE6,CE7,CE8,CE9,CE10,CE11,CE12;12A’,14A’,16A’,18A’,20A’,22A’)の少なくとも1つの第1のストリングと、第1のスクリーンおよび第2のスクリーン(24A,26A;24B,26B;FR1,FR2;42A,44A)とを備え、前記第1のスクリーン(24A;24B;FR1;42A)は、第1の規定電位に接続されており、少なくとも1つの第1のモジュール(14A;14B;CE1;16A’)を備える前記第1のストリング内の第1のモジュールグループ(G1A;G1B;G1A’)に隣接して配置されており、前記第2のスクリーン(26A;26B;FR2;44A)は、第2の規定電位に接続されており、少なくとも1つの第2のモジュール(18A;18B;CE3;18A’)を備える前記第1のストリング内の第2のモジュールグループ(G2A,G2B;G2A’)に隣接して配置されており、前記変換器構成の動作中、共振ループ(RL;RL1;RL’)が、前記第1のモジュール(14A;14B;CE1;16A’)から前記第1のスクリーンおよび前記第2のスクリーン(24A,26A,24B,26B;FR1;FR2;42A,44A)ならびに前記第2のモジュール(18A,18B,CE3;18A’)を介して前記第1のモジュール(14A;14B;CE1;16A’)に戻るように作成され、前記変換器構成は、
前記共振ループ内の減衰ユニット(32A;32B;32C;38A;38B;D1;D12;48A)をさらに備え、前記減衰ユニットは、半導電性の前記スクリーンとして実現される抵抗を備え、前記規定電位を提供する前記グループの前記モジュールと前記電位が提供される前記スクリーン(24A;24B;FR1;42A)との間に配置された第1の減衰ユニット(32A;32B;32C;D1;48A)、および、前記第1のスクリーンおよび前記第2のスクリーン(24A,26A;24B,26B;FR1,FR2)との間に接続された第2の減衰ユニット(38A;38B;D12)を含み、
前記減衰ユニットは、前記共振ループの前記浮遊容量および浮遊インダクタンスによって規定される周波数で電磁ノイズを減衰またはフィルタリングするように設定される、変換器構成(10A;10B;)。 - 前記第1の減衰ユニット(32A;32B;D1)が、インダクタの形態のフィルタ構成要素を備える、請求項1に記載の変換器構成。
- 前記減衰ユニット(38A;38B;D12)が、キャパシタの形態のフィルタリング構成要素を備える、請求項1に記載の変換器構成。
- 前記減衰ユニット(32C)は、規定電位を提供するモジュールと前記電位が提供される対応する前記スクリーンとの間の接続部(30A)を取り囲む磁性材料のコア(60)を備える、請求項1に記載の変換器構成。
- 前記減衰ユニット(32C)が、前記磁性材料のコアの周りに巻かれたコイル(62)を備える、請求項4に記載の変換器構成。
- 前記抵抗が、インダクタである場合には前記フィルタ構成要素と並列に、またはキャパシタである場合には前記フィルタ構成要素と直列に接続される、請求項2または3に記載の変換器構成。
- 前記減衰ユニットが、帯域通過フィルタリングまたは帯域阻止フィルタリングなどのフィルタリングの増強を可能にするための少なくとも1つのさらなるフィルタ構成要素を備える、請求項6に記載の変換器構成。
- 前記第1のストリングが、互いに平行に配置された、第1および第2の電気的に相互接続され、水平に整列したスタックを備え、前記第1のモジュールグループおよび前記第2のモジュールグループ(G1A’,G2A’)が、それぞれ前記第1のスタックおよび前記第2のスタックに含まれる、請求項1~7のいずれか1項に記載の変換器構成。
- 前記変換器構成が、ACとDCとの間で変換するように構成され、前記第1のスクリーンおよび前記第2のスクリーンが、前記第1のストリング内の隣接するモジュールグループのために設けられたコロナシールドである、請求項1~8のいずれか1項に記載の変換器構成(10A)。
- ACシステムの相間に接続された3つのストリングを備え、前記第1のスクリーンおよび前記第2のスクリーンが、隣接する第1のモジュールグループおよび第2のモジュールグループのためのエンクロージャである、請求項1~8のいずれか1項に記載の変換器構成(10B)。
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