SE518070C2 - VSC-strömriktare - Google Patents

VSC-strömriktare

Info

Publication number
SE518070C2
SE518070C2 SE0004711A SE0004711A SE518070C2 SE 518070 C2 SE518070 C2 SE 518070C2 SE 0004711 A SE0004711 A SE 0004711A SE 0004711 A SE0004711 A SE 0004711A SE 518070 C2 SE518070 C2 SE 518070C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
parallel
series
circuit
current
rectifier
Prior art date
Application number
SE0004711A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0004711D0 (sv
SE0004711L (sv
Inventor
Gunnar Asplund
Original Assignee
Abb Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Ab filed Critical Abb Ab
Priority to SE0004711A priority Critical patent/SE518070C2/sv
Publication of SE0004711D0 publication Critical patent/SE0004711D0/sv
Priority to EP01271682A priority patent/EP1344292A1/en
Priority to US10/451,256 priority patent/US20040052023A1/en
Priority to PCT/SE2001/002775 priority patent/WO2002050972A1/en
Publication of SE0004711L publication Critical patent/SE0004711L/sv
Publication of SE518070C2 publication Critical patent/SE518070C2/sv

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H03K17/08148—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in composite switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
    • H02H7/1222—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to abnormalities in the input circuit, e.g. transients in the DC input
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4833—Capacitor voltage balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4837—Flying capacitor converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/538—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/10—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
    • H03K17/107—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in composite switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H02M1/348—Passive dissipative snubbers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H03K17/08144—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in thyristor switches

Description

a-ann 35 518 070' 2 elspänningsnät eller ett nät utan någon egen generering (ett dött växelspänningsnät). Ytterligare fördelar finnes också.
Uppfinningen är inte begränsad till denna applikation, utan strömriktaren kan lika väl vara avsedd för omvandling i en SVC (Static Var Compensator), varvid då likspänningsnätet är ersatt av ett DC-mellanled. ”Nät” är även att ge en mycket vid bety- delse, och det måste inte röra sig om några sådana i detta ords egentliga bemärkelse. Spänningarna på strömriktarens likspän- ningssida är med fördel höga, 10-400 kV, företrädesvis 50-400 kV.
Vid överföring av likspänning på ett till VSC-strömriktaren anslu- tet likspänningsnät är det önskvärt att ha en så hög spänning som möjligt, då överföringsförlusterna minskar med ökande spänning. Ett ökande av denna spänning innebär emellertid ökade risker för att de seriekopplade släckbara halvledarele- menten i strömriktarens strömventiler utsätts för överspänningar som kan ha en destruerande verkan på nämnda halvledarele- ment. Risken för överspänningar är särskilt stor hos de två strömventiler, här benämnda de yttre strömventilerna, som är an- ordnade närmast respektive pol hos likspänningssidan hos en VSC-strömriktare av typen med så kallad flygande kondensator.
Det föreligger därför ett stort behov att skydda i synnerhet dessa yttre strömventiler mot överspänningar. Den konventionella me- toden att skydda en komponent mot överspänning är att koppla en avledare parallellt med komponenten. En avledare leder ej elektrisk ström då spänningen över avledaren är lägre än ett visst gränsvärde, vilket gränsvärde bestäms av avledarens ut- formning. När spänningen över avledaren överstiger detta gräns- värde blir dock avledaren fullt ledande, varvid väsentligen all ström via avledaren kommer att shuntas förbi nämnda kompo- nent. Härvid minskas spänningen över nämnda komponent dras- tiskt till en för komponenten icke skadlig nivå.
En VSC-strömriktare drivs emellertid i regel med hög switchfrek- vens, i storleksordningen 1-2 kHz, varför det är mycket svårt att 10 15 20 25 sn,øa 35 518 (070 3 hos en VSC-strömriktare skydda strömventilerna mot överspän- ning medelst en avledare på ovan beskrivet sätt. Den höga switchfrekvensen innebär nämligen att en över strömventilen kopplad avledare utsätts för mycket snabba spänningssprång, vilket i sin tur leder till en uppvärmning av avledaren och till höga effektförluster hos denna. Uppvärmningen medför att avledaren riskerar att snabbt förstöras och "ta slut". För att avledaren skall kunna klara de höga switchfrekvenser som det här är frågan om måste denna ges en sådan kraftig dimensionering att skyddsni- vån, d v s det spänningsvärde vid vilket avledaren blir strömle- dande, kommer att ligga på en så hög nivå att avledaren i prakti- ken inte kommer att kunna göra någon nytta för skyddet av strömventilernas halvledarelement.
UPPFINNINGENS SYFTE Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en VSC-strömriktare hos vilken halvledarelementen hos en eller flera av VSC-strömriktarens strömventiler på ett enkelt och ef- fektivt sätt är skyddade mot överspänningar.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt uppfinningen uppnås nämnda syfte med hjälp av en VSC- strömriktare enligt ingressen till patentkravet 1 respektive pa- tentkravet 2 uppvisande de i den kännetecknande delen till pa- tentkravet 1 respektive patentkravet 2 angivna särdragen.
Den uppfinningsenliga lösningen innebär att en skyddad ström- ventil skyddas mot överspänningar medelst den i kretsen för överspänningsskydd ingående avledaren, varvid avledaren i sin tur skyddas mot de högfrekventa spänningsomslagen medelst i nämnda krets ingående likriktarorgan i samverkan med den i av- ledaren ingående kondensatorfunktionen. En avledare uppvisar alltid en viss kapacitans och resistans och kan något förenklat betraktas som en kondensator parallellkopplad med en resistor.
Enligt uppfinningen utnyttjas den inre kapacitansen hos avleda- 10 15 20 25 nano. 35 sis oroå 4 ren för att i samverkan med Iikriktarorganet tillförsäkra att avle- daren ej utsätts för högfrekventa spänningsomslag. Avledarens inre kapacitans, vilken kan liknas vid en inre kondensator hos avledaren, åstadkommer tillsammans med Iikriktarorganet en så kallad topplikriktning, varvid avledarens "inre kondensator" håller kvar spänningen över avledaren så att avledaren endast utsätts för likspänning. På detta sätt utsätts avledaren för mindre "sli- tage" och kan således ges en betydligt mindre dimensionering jämfört med det fall att avledaren vore utsatt för de högfrekventa spänningsomslagen.
Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är en kon- densator kopplad parallellt med avledaren och i serie med det i kretsen för överspänningsskydd ingående Iikriktarorganet. Kon- densatorn utgör ett komplement till avledarens "inre kondensator" i nämnda krets och leder till ett förstärkt skydd av avledaren mot högfrekventa spänningsomslag.
Enligt uppfinningen uppnås ovan nämnda syfte även med hjälp av en VSC-strömriktare enligt ingressen till patentkravet 6 uppvi- sande de i den kännetecknande delen till patentkravet 6 angivna särdragen.
Strömventilerna hos en VSC-strömriktare innefattar konventio- nellt ett flertal seriekopplade kretsar, vilka kretsar var och en in- nefattar bland annat en släckbar halvledarkomponent och en därmed antiparallellt kopplad första likriktarkomponent. Varje så- dan seriekopplad krets innefattar redan en parallellt med halvle- darkomponenten kopplad kondensator samt en i serie med kon- densatorn, parallellt med halvledarkomponenten och antiparallellt med den första likriktarkomponenten kopplad andra likriktarkom- ponent. För att åstadkomma en krets som på ovan beskrivet sätt skyddar en strömventil mot överspänningar medelst en avledare och samtidigt skyddar avledaren från högfrekventa spännings- omslag behöver de nämnda i strömventilen ingående seriekopp- lade kretsarna endast kompletteras med varsin avledare kopplad parallellt över den i respektive seriekopplad krets ingående kon- 10 15 20 25 Qogoa 35 518 07V0 5 densatorn. En av fördelarna med att på detta sätt anordna över- spänningsskyddet vid varje enskild släckbar halvledarkomponent i strömventilen istället för att anordna ett gemensamt överspän- ningsskydd för samtliga i strömventilen ingående och seriekopp- lade släckbara halvledarkomponenter är naturligtvis att något kompletterande likriktarorgan, och i förekommande fall någon kompletterande kondensator, ej behöver införas. lnbesparingen av detta likriktarorgan, och i förekommande fall kondensatorn, väger i regel mer än väl upp kostnaden för det ökade antal avle- dare som erfordras. Det förtjänar även att påpekas att mindre och billigare avledare kan användas i detta senare fall jämfört med det fall där samtliga i strömventilen ingående släckbara halvledarkomponenter skyddas av ett gemensamt överspän- ningsskydd. Vidare blir strömventilen och dess överspännings- skydd mindre skrymmande i detta senare fall. Dessutom innebär anordnadet av separata överspänningsskydd vid var och en av de enskilda släckbara halvledarkomponenterna att enskilda kom- ponenter i strömventilen kan skyddas vid tillfälliga sneddelningar av spänningen inne i strömventilen.
Ytterligare föredragna utföringsformer av de uppfinningsenliga strömriktarna framgår av de osjälvständiga patentkraven och ef- terföljande beskrivning.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritning.
Det visas i: Fig1 ett förenklat kopplingsschema illustrerande en i en VSC-strömriktare enligt uppfinningen ingående ström- ventil uppvisande en krets för överspänningsskydd en- ligt en första variant, Fig2 ett förenklat kopplingsschema illustrerande en i en VSC-strömriktare enligt uppfinningen ingående ström- 10 15 20 25 :nano 35 sia 070 6 ventil uppvisande en krets för överspänningsskydd en- ligt en andra variant, Fig 3 ett förenklat koppiingsschema illustrerande en VSC- strömriktare enligt en variant av uppfinningen, och Fig 4 ett förenklat koppiingsschema illustrerande en så kal- lad transistorposition hos en strömventil ingående i en VSC-strömriktare enligt en ytterligare variant av upp- finningen.
DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER VSC-strömriktare är kända i ett flertal utföranden. l samtliga ut- föranden innefattar en VSC-strömriktare ett antal så kallade strömventiler, vilka var och en innefattar ett släckbart halvledar- element, sàsom en IGBT (lnsulated Gate Bipolar Transistor) eller en GTO (Gate Turn-Off Tyristor), och ett antiparallellt därmed kopplat likriktarorgan i form av en diod, i regel en så kallad fri- hjulsdiod. Varje släckbart halvledarelement är normalt uppbyggt av en mängd, seriekopplade, simultant styrda släckbara halvle- darkomponenter, såsom en mängd enskilda lGBT-er eller GTO- er. Vid högspänningstillämpningar krävs det nämligen ett förhål- landevis stort antal sådana halvledarkomponenter för att hålla den spänning som varje strömventil måste hålla i blockerat till- stånd. På motsvarande sätt är varje likriktarorgan uppbyggt av en mängd seriekopplade likriktarkomponenter. De släckbara halvle- darkomponenterna och likriktarkomponenterna är hos strömven- tilen anordnade i ett flertal seriekopplade kretsar, vilka kretsar var och en innefattar bland annat en släckbar halvledarkompo- nent och en därmed antiparallellt kopplad likriktarkomponent.
Den mer detaljerade uppbyggnaden av en sådan krets kommer senare att beskrivas i anslutning till Fig 4. l fig 1 illustreras en i en VSC-strömriktare enligt uppfinningen in- gående strömventil 1. Denna strömventil 1 innefattar i enlighet costs club: 10 15 20 25 30 35 51 8 070 7 med vad som ovan angivits ett släckbart halvledarelement 2, så- som en IGBT eller en GTO, och ett antiparallellt därmed kopplat likriktarorgan 3 i form av en diod, såsom en frihjulsdiod. Fastän endast symbolerna för ett släckbart halvledarelement 2 och ett likriktarorgan 3 visas kan dessa symboler i enlighet med vad som ovan angivits stå för en mängd släckbara halvledarkomponenter respektive likriktarkomponenter. Detta gäller även för motsva- rande symboler i Fig 2 och 3. l enlighet med uppfinningen är den i Fig 1 illustrerade strömven- tilen 1 försedd med ett överspänningsskydd 4 för skyddande av det i strömventilen ingående släckbara halvledarelementet 2 mot överspänningar. I den i Fig 1 illustrerade utföringsformen utgörs detta överspänningsskydd 4 av en parallellt med strömventilen 1 kopplad krets innefattande en seriekoppling av en avledare 5 och ett likriktarorgan 6, varvid detta likriktarorganet 6 är kopplat anti- parallellt med strömventilens likriktarorgan 3. Det i överspän- ningsskyddet 4 ingående likriktarorganet 6 kan liksom strömven- tilens likriktarorgan 3 bestå av en mängd seriekopplade likriktar- komponenter i form av dioder, såsom frihjulsdioder.
Avledarens inre kapacitans åstadkommer såsom tidigare nämnts tillsammans med likriktarorganet 6 en så kallad topplikriktning, varvid avledarens "inre kondensator" håller kvar spänningen över avledaren 5 så att denna endast utsätts för likspänning och där- igenom skyddas mot högfrekventa spänningsomslag.
Avledaren 5 är av konventionell typ, såsom en zinkoxidavledare, vilken även går under benämningen MOV (Metal Oxide Varistor), och drar normalt en mycket låg ström, men när spänningen över den överskrider en viss nivå drar den en kraftigt ökad ström.
I fig 2 illustreras en i en VSC-strömriktare enligt uppfinningen in- gående strömventil 1 uppvisande ett överspänningsskydd enligt en andra variant. Strömventilen 1 har samma uppbyggnad som den i anslutning till Fig 1 beskrivna strömventilen. Överspän- ningsskyddet 4 utgörs även här av en parallellt med strömventi- 10 15 20 25 alu-o 35 518 570 8 len 1 kopplad krets innefattande en avledare 5 och ett därmed seriekopplat likriktarorgan 6, varvid likriktarorganet 6 är kopplat antiparallellt med strömventilens likriktarorgan 3. Hos den i Fig 2 visade varianten är dock kretsen för överspänningsskydd kom- pletterad med en kondensator 8, vilken är kopplad parallellt med avledaren 5 och i serie med det i kretsen ingående likriktarorga- net 6. Nämnda kondensator 8 kompletterar såsom tidigare nämnts avledarens "inre kondensator" och leder till ett förstärkt skydd av avledaren 5 mot högfrekventa spänningsomslag.
I Fig 3 illustreras en VSC-strömriktare 9 enligt en föredragen va- riant av uppfinningen. Den visade strömriktaren är av en typ med så kallad "flygande kondensator". l Fig 3 är endast den del av strömriktaren som är ansluten till en fas hos en växelspännings- fasledning visad, varvid antalet faser normalt är tre, men det är även möjligt att detta utgör hela strömriktaren då denna är an- sluten till ett enfas-växelspänningsnät. Den visade delen av strömriktaren utgör ett så kallat fasben och en VSC-strömriktare anpassad för ett trefas-växelspänningsnät innefattar tre fasben av visad typ. Fasbenet hos den aktuella VSC-strömriktaren upp- visar fyra strömventiler 10-13 seriekopplade mellan de båda po- lerna 14, 15 hos en likspänningssida hos strömriktaren. Ström- ventilerna 10-13 har samma uppbyggnad som den i anslutning till Fig 1 beskrivna strömventilen. Två seriekopplade kondensatorer 16, 17 är anordnade mellan de båda polerna 14, 15, och en punkt 18 mellan dessa ansluts vanligtvis till jord, så att på detta sätt potentialerna +U/2 respektive -U/2 tillhandahålls hos respektive pol, varvid U är spänningen mellan de båda polerna 14, 15.
En första mittpunkt 19 hos seriekopplingen mellan de båda strömventilerna 11 och 12, vilken utgör omriktarens fasutgång, är ansluten till en växelspänningsfasledning 20 via en induktor 21.
På detta sätt uppdelas nämnda seriekoppling l två likadana delar med två strömventiler 10, 11 respektive 12, 13 hos varje sådan del. 10 15 20 25 35 513 oro 9 En andra mittpunkt 22 mellan två nämnda strömventiler 10, 11 hos den ena delen hos seriekopplingen är via en flygande kon- densator 23 ansluten till en med avseende på fasutgången mot- svarande andra mittpunkt 24 hos seriekopplingens andra del.
Funktionen hos en VSC-strömriktare av den i Fig 3 illustrerade typen är välkänd för fackmannen och kommer därför inte att här beskrivas närmare.
De strömventiler 10, 13 som är anordnade närmast respektive pol 14, 15 är enligt uppfinningen försedda med varsitt överspän- ningsskydd 4 av det slag som beskrivits i anslutning till Fig 1 el- ler Fig 2, vilket således utgörs av en parallellt med respektive strömventil 10, 13 kopplad krets innefattande en avledare 5 och ett därmed seriekopplat likriktarorgan 6, varvid likriktarorganet 6 är kopplat antiparallellt med respektive strömventils likriktarorgan 3. I Fig 3 visas den varianten där kretsen för överspänningsskydd uppvisar en kompletterande kondensator 8 kopplad parallellt med avledaren 5 och i serie med det i kretsen ingående likriktarorga- net 6. Dock skulle överspänningsskydden 4 här, liksom det i Fig 1 illustrerade överspänningsskyddet, kunna vara utformade utan nämnda kondensator 8. l Fig 4 illustreras en av ovan nämnda seriekopplade kretsar hos en strömventil ingående i en VSC-strömriktare enligt en ytterli- gare variant av uppfinningen. Såsom ovan nämnts innefattar en VSC-strömriktare konventionellt ett flertal sådana seriekopplade kretsar, vilka kretsar var och en innefattar bland annat en släck- bar halvledarkomponent 31 och en därmed antiparallellt kopplad första likriktarkomponent 32. En sådan krets går ofta under be- nämningen transistorposition. Kretsen 30 innefattar vidare en pa- rallellt med den släckbara halvledarkomponenten 31 kopplad kondensator 33 samt en i serie med kondensatorn 33, parallellt med den släckbara halvledarkomponenten 31 och antiparallellt med den första likriktarkomponenten 32 kopplad andra likriktar- komponent 34. Kretsen 32 innefattar dessutom en parallellt med nämnda komponenter 30-34 kopplad resistor 35. Enligt den aktu- soya: ovana 10 15 20 518 070 10 ella varianten av uppfinningen är var och en av de seriekopplade kretsarna 30 hos åtminstone en av VSC-strömriktarens ström- ventiler försedda med en avledare 5 kopplad parallellt med nämnda kondensator 33 och i serie med nämnda andra likriktar- komponent 34. De bägge likriktarkomponenterna 32, 34 utgörs av dioder, såsom frihjulsdioder, och avledaren 5 är av tidigare nämnd typ.
Avledaren 5 hos respektive krets 30 kommer att fungera som ett överspänningsskydd för den släckbara halvledarkomponenten 31 samtidigt som kondensatorn 33 och den andra likriktarkompo- nenten 34 skyddar avledaren 5 mot högfrekventa spännings- omslag.
Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsat till de ovan beskrivna föredragna utföringsformerna, utan en mängd möjlig- heter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fack- man på området, utan att denna för den skull avviker från uppfin- ningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patent- krav.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 :nano anus» 35 518 070' 11 PATENTKRAV
1. VSC-strömriktare för omvandling av likspänning till växel- spänning och vice versa, innefattande ett flertal strömventiler (1) var och en innefattande ett släckbart halvledarelement (2) och ett antiparallellt därmed kopplat första likriktarorgan (3), kännetecknad därav, att åtminstone en av strömventilerna uppvisar en parallellt med strömventilen (1) kopplad krets för överspänningsskydd, vilken krets innefattar en seriekoppling av en avledare (5) och ett andra likriktarorgan (6), varvid det andra likriktarorganet (6) är kopplat antiparallellt med det i nämnda åtminstone ena strömventil ingående första likriktar- organet (3). . VSC-strömriktare för omvandling av likspänning till växel- spänning och vice versa, vilken innefattar en mellan två poler (14, 15), en positiv och en negativ, hos en likspänningssida hos strömriktaren anordnad seriekoppling av minst fyra strömventiler (10-14) vardera innefattande ett släckbart halv- ledarelement (2) och ett därmed antiparallellt kopplat första likriktarorgan (3), en växelspänningsfasledning (20) ansluten till en första mittpunkt (19), benämnd fasutgàng, hos serie- kopplingen mellan två strömventiler under uppdelande av se- riekopplingen i två lika delar, varvid seriekopplingen uppvisar en andra mittpunkt (22) mellan två av nämnda strömventiler hos den ena delen hos seriekopplingen, vilken andra mitt- punkt (22) via en flygande kondensator (23) är ansluten till en med avseende på fasutgången motsvarande andra mittpunkt (24) hos seriekopplingens andra del, kännetecknad därav, att de strömventiler (10, 13) som är anslutna mellan den ena po- len (14) och nämnda andra mittpunkt (22) hos den ena delen av seriekopplingen och mellan den andra polen (15) och nämnda andra mittpunkt (24) hos den andra delen av serie- kopplingen var och en uppvisar en parallellt med strömventi- len (10, 13) kopplad krets för överspänningsskydd, vilken krets innefattar en seriekoppling av en avledare (5) och ett andra likriktarorgan (6), varvid det andra likriktarorganet (6) .lf 10 15 20 25 lavar A n 35 5181 070 12 hos respektive krets är kopplat antiparallellt med det första likriktarorgan (3) som ingår i den strömventil över vilken kret- sen är kopplad. . VSC-strömriktare enligt något av föregående krav, känne- tecknad därav, att en kondensator (8) är kopplad parallellt med avledaren (5) och i serie med det andra likrlktarorganet (6) i respektive krets. . VSC-strömriktare enligt något av föregående krav, känne- tecknad därav, att avledaren (5) är en zinkoxidavledare. . VSC-strömriktare enligt något av föregående krav, känne- tecknad därav, att nämnda andra likriktarorgan (6) är en diod, företrädesvis en frihjulsdiod. . VSC-strömriktare för omvandling av likspänning till växel- spänning och vice versa, innefattande ett flertal strömventiler var och en bestående av ett flertal seriekopplade kretsar (30), vilka kretsar var och en innefattar en släckbar halvledarkom- ponent (31), en antiparallellt därmed kopplad första likriktar- komponent (32), en parallellt med den släckbara halvledar- komponenten (31) kopplad kondensator (33) samt en i serie med kondensatorn (33), parallellt med den släckbara halvle- darkomponenten (31) och antiparallellt med den första likrik- tarkomponenten (32) kopplad andra likriktarkomponent (34), kännetecknad därav, att var och en av de seriekopplade kretsarna (30) hos åtminstone en av strömventilerna innefat- tar en avledare (5) kopplad parallellt med nämnda kondensa- tor (33) och i serie med nämnda andra likriktarkomponent (34). . VSC-strömriktare enligt krav 6, kännetecknad därav, att av- ledaren (5) är en zinkoxidavledare.
SE0004711A 2000-12-20 2000-12-20 VSC-strömriktare SE518070C2 (sv)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0004711A SE518070C2 (sv) 2000-12-20 2000-12-20 VSC-strömriktare
EP01271682A EP1344292A1 (en) 2000-12-20 2001-12-14 Vsc-converter
US10/451,256 US20040052023A1 (en) 2000-12-20 2001-12-14 Vsc-converter
PCT/SE2001/002775 WO2002050972A1 (en) 2000-12-20 2001-12-14 Vsc-converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0004711A SE518070C2 (sv) 2000-12-20 2000-12-20 VSC-strömriktare

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0004711D0 SE0004711D0 (sv) 2000-12-20
SE0004711L SE0004711L (sv) 2002-06-21
SE518070C2 true SE518070C2 (sv) 2002-08-20

Family

ID=20282297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0004711A SE518070C2 (sv) 2000-12-20 2000-12-20 VSC-strömriktare

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20040052023A1 (sv)
EP (1) EP1344292A1 (sv)
SE (1) SE518070C2 (sv)
WO (1) WO2002050972A1 (sv)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200826444A (en) * 2006-07-27 2008-06-16 Koninkl Philips Electronics Nv Switch mode power supply for in-line voltage applications
EP2289156A1 (en) * 2008-06-10 2011-03-02 ABB Technology AG A plant for transmitting electric power
US9350269B2 (en) 2009-07-31 2016-05-24 Alstom Technology Ltd. Configurable hybrid converter circuit
WO2011023238A1 (en) 2009-08-31 2011-03-03 Abb Technology Ag A method and a device for overvoltage protection, and an electric system with such a device
DE102009046617A1 (de) * 2009-11-11 2011-05-19 Zf Friedrichshafen Ag Wechselrichter
DE102009046616A1 (de) * 2009-11-11 2011-05-19 Zf Friedrichshafen Ag Wechselrichter
CN101984546B (zh) * 2010-02-05 2013-03-06 深圳市科陆变频器有限公司 功率开关器件串联限压电路
KR20130006613A (ko) 2010-03-15 2013-01-17 알스톰 테크놀러지 리미티드 다중레벨 컨버터를 갖는 정지형 무효전력 보상장치
WO2011157300A1 (en) 2010-06-18 2011-12-22 Areva T&D Uk Limited Converter for hvdc transmission and reactive power compensation
CN103119821B (zh) 2010-09-30 2016-01-13 Abb研究有限公司 多端hvdc系统的协调控制
CN102163907B (zh) * 2011-01-28 2014-03-12 中国电力科学研究院 一种基于全控器件的电压源换流器基本功能单元
CA2833450A1 (en) 2011-06-08 2012-12-13 Alstom Technology Ltd High voltage dc/dc converter with cascaded resonant tanks
KR101436277B1 (ko) 2011-06-27 2014-08-29 에이비비 테크놀로지 아게 전압 서지 보호 디바이스 및 고전압 회로 차단기
WO2013017160A1 (en) 2011-08-01 2013-02-07 Alstom Technology Ltd A dc to dc converter assembly
CA2848325C (en) 2011-11-07 2018-03-27 Alstom Technology Ltd Control circuit
EP2781015B1 (en) 2011-11-17 2016-11-02 General Electric Technology GmbH Hybrid ac/dc converter for hvdc applications
US20150131189A1 (en) * 2012-03-01 2015-05-14 Alstom Technology Ltd Composite high voltage dc circuit breaker
US20150116881A1 (en) * 2012-03-01 2015-04-30 Alstom Technology Ltd High voltage dc circuit breaker apparatus
IN2014MN01647A (sv) 2012-03-01 2015-05-22 Alstom Technology Ltd
EP2926449B8 (en) 2012-11-27 2017-05-17 ABB Schweiz AG Thyristor based voltage source converter
CN104300819A (zh) * 2014-09-17 2015-01-21 思源清能电气电子有限公司 三电平三相桥电路及其模块化结构
US9871467B2 (en) 2016-05-19 2018-01-16 Abb Schweiz Ag Resonant converters including flying capacitors
WO2020232714A1 (en) * 2019-05-23 2020-11-26 Abb Power Grids Switzerland Ag Combined switch device for overvoltage protection

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2278259B (en) * 1993-05-21 1997-01-15 Northern Telecom Ltd Serial bus system
SE521290C2 (sv) * 1997-03-24 2003-10-21 Abb Ab Anläggning för överföring av elektrisk effekt mellan ett växelspänningsnät och en likspänningssida
SE510597C2 (sv) * 1997-03-24 1999-06-07 Asea Brown Boveri Anläggning för överföring av elektrisk effekt
US6219353B1 (en) * 1998-06-17 2001-04-17 Nortel Networks Limited Message hub
SE520838C2 (sv) * 1999-05-19 2003-09-02 Abb Ab Anläggning för överföring av elektrisk effekt försedd med frånskiljare bestående av antiparallelt kopplade styrbara krafthalvledarelement
SE521885C2 (sv) * 2001-04-11 2003-12-16 Abb Ab Strömriktare

Also Published As

Publication number Publication date
US20040052023A1 (en) 2004-03-18
WO2002050972A1 (en) 2002-06-27
SE0004711D0 (sv) 2000-12-20
SE0004711L (sv) 2002-06-21
EP1344292A1 (en) 2003-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE518070C2 (sv) VSC-strömriktare
EP2701254B1 (en) Circuit interruption device
EP2183848B1 (en) Voltage source converter for high voltage direct current power transmission
US6496343B2 (en) Overvoltage protection apparatus for a matrix converter
US8971070B2 (en) Interface arrangement between AC and DC systems for reliable opening of the circuit breaker in time
US11258437B2 (en) Switching device for disconnecting a current path
SE521885C2 (sv) Strömriktare
US20160380428A1 (en) Voltage limiter
EP3008822A1 (en) Semiconductor switching circuit
WO2003098787A2 (en) Ac-dc converters with bi-directional valves
EP2955837A1 (en) Semicontuctor switching circuit
US20170264187A1 (en) A voltage source converter
US20210297073A1 (en) Switching Device for Separating a Current Path
EP2852040A1 (en) Module
EP2849330A1 (en) Modular Power Converter and module thereof
EP2849306A1 (en) Voltage source converter
Costa et al. The fast over-voltage protection consideration and design for sic-based matrix converters
CN109417348B (zh) 功率变流器中的半导体的保护
CN110495084A (zh) 一种用于mmc-hvdc子模块的保护装置
Feng et al. Research on the current commutation in a novel hybrid HVDC circuit breaker
US11239657B2 (en) AC switching arrangement
Empringham et al. Matrix converter protection for more electric aircraft applications
US9647529B2 (en) Modular multi-stage inverter comprising surge arrester
CN216851779U (zh) 电压转换器
JPH1141800A (ja) サージ電圧抑制回路

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed