SE521182C2 - Anläggning för överföring av elektrisk effekt med hjälp av dubbelriktat styrda tyristorer - Google Patents

Description

30 35 521 182 2 eller matas in till likspänningsnätet genom nämnda inrätt- ning oberoende av effektmatningsriktningen pà likspännings- nätet mellan anläggningens stationer, d v s oberoende av likspänningsnätets polaritet.

För att uppfylla sistnämnda krav, vilket nödvändiggör en möjlighet att välja strömriktning mellan likspänningsnätet och inrättningen, har hos hittills kända sådan anläggningar den i fig 1 illustrerade lösningen stått till buds. Den däri visade anläggningen uppvisar ett likspänningsnät 1 för hög- spänd likström, vilket här är unipolärt. Till likspännings- nätet är två stationer 2, 3, illustrerade genom varsin ven- til 4, 5, anslutna till likspänningsnätet, för överföring av elektrisk effekt mellan likspänningsnätet och ett till res- pektive station via en transformator 6 anslutet växelspän- ningsnät 7. I förenklande syfte har transformatorn och likspänningsnätet anslutna till ventilen 5 utelämnats i fi- guren. Anläggningen uppvisar vidare en inrättning 8 för av- tappning av elektrisk effekt från likspänningsnätet, varvid denna inrättning uppvisar endast en ventil 9, Riktningen av strömmen genom denna ventil 9, mot likspänningsnätet eller från likspänningsnätet bestämmer vid en given polaritet hos likspänningsnätet, d v s vid en given riktning på matningen om elektrisk effekt Således strömriktningen hos inrättningen 8 vara densamma som hos den av effekt mellan stationerna 2 och 3, verkligen avtappas genom mäste inrättningen 8. av stationerna 2 och 3 som vid ett givet ögonblick fungerar till effekt frán likspänningsnätet. För att uppnå detta uppvisar inrättningen 8 ett högspänt ställverk 10 med tvá brytare 11, 12 och ett làgspänt ställverk 13 med två brytare 14, 15. som växelriktare, d v s vilken matas När stationen 2 mottager elektrisk effekt vid negativ högspänd polaritet på 1, d v s dess ventil är i. växelriktardrift, då slutes brytarna 11 och 15, medan brytarna 12 och 14 slutes då sta- tionen 3 mottager elektrisk effekt och polariteten på 1 är positiv. Denna lösning är mycket komplicerad och därmed 10 15 20 . 25 30 35 521 182 3 kostsam på grund av förekomsten av de båda ställverken, samt de utökade krav på isolationsavstànd som fås för ventilhall, "enär hög potential skall kunna anbringas till vardera an- slutningen av ventilen.

FATTNI V I Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en anläggning av inledningsvis definierat slag, vilken uppvisar en välfungerande nämnd inrättning med enkel utformning och därmed förknippad med betydligt lägre kostnader än sådana inrättningar hos ovan diskuterade tidigare kända anläggning- arna .

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att hos en an- läggning av inledningsvis definierat slag tyristorerna hos nämnda ventil hos inrättningen är dubbelriktat styrda ty- ristorer (BCT) med förmåga att leda ström i båda riktning- arna därigenom, och en inrättningens ventil styrande enhet är anordnad att styra ventilens tyristorer så att strömrikt- ningen mellan likspänningsnätet och denna ventil är sådan att effekt matas antingen från likspänningsnätet till det till ventilen anslutna växelspänningsnätet eller~ i omvänd riktning.

Genom att anordna sådana dubbelriktat styrda tyristorer hos inrättningens ventil kan strömriktningen mellan ventilen och likspänningsnätet i varje givet ögonblick väljas fritt utan att mer än en ventil krävs hos inrättningen. per pol hos likspänningsnätet. Detta innebär att strömriktningen alltid kan ställas in så att den motsvarar strömriktningen hos den station hos anläggningen som mottager elektrisk effekt och därigenom inrättningen. kan. tappa av' elektrisk effekt från likspänningsnätet oberoende av polariteten hos likspännings- nätet utan något krav på några komplicerade ställverk eller dubbla ventiler. Önskas effektmatning in på likspänningsnä- 10 15 20 25 30 35 521 182 4 tet regleras enligt samma princip men omvänt. De dubbelrik- tat styrda tyristorerna är tyristorer av den typ som finns beskriven i exempelvis DE 44 39 012 A1 och benämns stundom även tvàriktningstyristorer.

Således erfordrar inrättningen endast en ventil per pol utan dyrbar kringutrustning hos likspänningsnätet, och därmed vid ett enpolärt likspänningsnät endast en ventil, vilket utgör föredragna utföringsformer av uppfinningen.

Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos upp- finningen kommer att framgå av den efterföljande beskriv- ningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN Härnedan följer en beskrivning av en såsom exempel anförd föredragen utföringsform av uppfinningen under hänvisning till bifogade ritning, pä vilken: Fig 1 är ett mycket förenklat kopplingsschema illustrerande en tidigare känd anläggning av det uppfinningsenliga slaget, och Fig 2 är en fig 1 motsvarande vy av en anläggning enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN I fig 2 illustreras en anläggning enligt uppfinningen för överföring av elektrisk effekt via ett enpolärt likspän- ningsnät 16 nællan två stationer 17 och 18, som uppvisar varsin nätkommuterad ventil 19, 20, med tyristorer som lik- riktande halvledarkomponenter, varvid respektive ventil kan vara uppbyggd exempelvis som en konventionell tolvpulsbrygga 10 - 15 20 25 30 35 521 182 5 med en mängd seriekopplade tyristorer anordnade att tillsam- mans upptaga den spänning som ligger över ventilen ifråga.

Härvid kan denna spänning vara i storleksordningen 10-500 kV, medan varje tyristor endast kan hålla 1-10 kV. Till båda stationerna är ett likspänningsnät 21 anslutet via en trans- formator 22, för matning av elektrisk effekt mellan detta växelspänningsnät 21 och likspänningsnätet 16, men här har i förenklande syfte dessa komponenter ej visats för statio- nen 18.

Strömriktningen kommer alltid att vara igenom ventilen 19 till likspänningsnätet 16 bort till och igenom ventilen 20.

Effektmatningsriktningen nællan de båda stationerna väljes genom val av polaritet hos likspänningsnätet 16, så att vid positiv polaritet hos detta, d v s vid en högre positiv po- tential vid ventilen 19 än vid ventilen 20, kommer effekt att matas från stationen 17 till stationen 18, men vid en negativ polaritet hos likspänningsnätet 16 och därmed en me- ra negativ potential hos ventilen 20 än hos ventilen 19 kom- mer effekten att matas i motsatt riktning.

Anläggningen uppvisar en inrättning 23 för avtappning eller inmatning av elektrisk effekt från respektive till likspän- ningsnätet 16 till respektive från ett till inrättningen an- slutet, i fig 2 ej visat växelspänningsnät. Inrättningen 23 är mycket enkel och uppvisar en enda ventil 24 uppbyggd på samma sätt som ventilerna 19 och 20, men med dubbelriktat styrda tyristorer (BCT' = Bidirectionally Controlled Tyris- tor) i stället för konventionella tyristorer, varvid sådana tyristorer uppvisar två halvor av en och samma halvledarski- va med ledningsritkning ät motsatta håll. Inrättningen upp- visar även en enhet 25 anordnad att styra tyristorerna hos ventilen 24 sä att strömriktningen mellan likspänningsnätet 16 och denna ventil är sådan att effekt matas från likspän- ningsnätet till det till ventilen anslutna växelspänningsnä- tet oberoende av polariteten hos likspänningsnätet 16, d v s 10 15 20 25 521 182 så att strömriktningen. genonl ventilen. 24 med. avseende _på likspänningsnätet är densamma som strömriktningen igenom den av ventilerna 19 och 20 som är i växelriktardrift, d v s via vilken effekt matas fràn likspänningsnätet till ett till ventilen anslutet växelspänningsnät. Alternativt styr enhe- ten 25 tyristorerna så att ständigt effekt matas ut på likspänningsnätet oberoende av dettas polaritet.

Uppfinningen är givetvis inte pà något sätt begränsad till den ovan beskrivna utföringsformen, utan en mängd möjlighe- ter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fackman. på omrâdet, utan att denne för' den skull avviker från uppfinningens grundtanke sådan denna definieras i pa- tentkraven.

Såsom redan nämnts skulle likspänningsnätet även kunna vara bipolärt, varvid då avtappningsinrättningen kan uppvisa an- tingen en eller två ventiler, beroende på den mängd effekt som tappas av, av ovan beskrivet slag.

Om nàngden effekt kan klaras av en enda ventiL kan den dessutom göras omkopplingsbar mellan de två polerna i bipolöverföringen så att full flexibilitet uppnås.

Det är naturligtvis även möjligt att anläggningen är försedd med flera inrättningar av det ovan beskrivna slaget.

Claims (3)

10 15 20 25 30

1. Anläggning för överföring av elektrisk effekt innefat- (16) för högspänd likström (HVDC) och åtminstone två därtill anslutna stationer (17, 18) med (19, 20) med tyristorer som likrik- tande halvledarkomponenter för överföring av elektrisk ef- tande ett likspänningsnät nätkommuterade ventiler fekt mellan likspänningsnätet och till stationerna anslutna (21), fattar' åtminstone en. utmed likspänningsnätet anordnad. in- (23) effekt från respektive till likspänningsnätet oberoende av växelspänningsnät varvid anläggningen dessutom inne- rättning för avtappning eller inmatning av elektrisk dettas polaritet och därmed effektmatningsriktningen mellan de olika stationerna hos anläggningen, varvid denna inrätt- (24) likriktande komponenter ansluten mellan likspänningsnätet ning innefattar åtminstone en ventil med tyristorer som och ett växelspänningsnät anordnat att mottaga från likspän- ningsnätet avtappad elektrisk effekt, kännetegknad därav, att tyristorerna hos nämnda ventil (24) hos inrättningen är dubbelriktat styrda tyristorer (BCT) ström i båda riktningarna därigenom, och att en inrättning- med förmåga att leda ens ventil styrande enhet (25) är anordnad att styra venti- lens tyristorer så att strömriktningen mellan likspännings- nätet och denna ventil är sådan att effekt matas antingen från likspänningsnätet till det till ventilen anslutna väx- elspänningsnätet eller i omvänd riktning.

2. Anläggning enligt krav 1, därav, rättningen (23) uppvisar endast en nämnd ventil (24) per pol att in- hos likspänningsnätet (16).

3. Anläggning gänneteçknad därav, att enligt (16) krav 2, likspänningsnätet är enpolärt.