SE525546C2 - Anläggning för överföring av elektrisk effekt samt ett förfarande för drift av en sådan anläggning - Google Patents

Description

25 30 35 525 546 2 blem på grund av frånvaro av galvanisk separation mellan växel- spänningsnätet och strömriktaren, är det ändock önskvärt att klara sig utan sådana transformatorer, då de utgör en i samman- hanget kostsam investering.

Hos hittills kända anläggningar av inledningsvis definierat slag har därför s k fasreaktorer, m a o induktorer med luftkärna, d v s som saknar kärna, anordnats mellan respektive fasuttag och re- spektive fas hos trefasväxelspänningsnätet. Dessa fasreaktorer används för omvandlande av nämnda tåg av pulser på fasuttaget till en väsentligen sinusformad fasspänning. Emellertid förmår en sådan fasreaktor inte i nämndvärdgrad filtrera bort vid puls- breddsmoduleringen alstrade övertoner. Det är väl känt att vid driften av en VSC-strömriktare genereras övertoner av tre olika typer, nämligen plus-, minus- och nollföljd. Av dessa är det inget större problem att filtrera bort plus- och minusföljderna med till anläggningen anslutna harmoniska filter. Däremot ställer överto- nerna av nollföljdstyp till större problem, speciellt i fallet av kom- binationen Z-nivà-strömriktare och trefasväxelspänning, vilket gör att den sammanlagda utspänningen hos pulserna pä strömrikta- rens växelspänningssida aldrig är noll, vilket medför en noll- följdsspänning, som ger upphov till en nollföljdsström som sluter sig via fasreaktorerna hos en anläggning utan transformator ned genom ett filter och tillbaka till kondensatorer som finns på lik- spänningssidan, och vilkas mittpunkter är jordade för att för- hindra att nollföljdsströmmen fortplantas på anläggning-ens lik- spänningssida. Nollföljdsströmmarna blir betydande och medför ett avsevärt rippel på 'strömmen från strömriktaren, vilket belastar nämnda släckbara halvledarelement hos strömriktarens ström- ventiler i form av värmealstring, så att själva nyttoströmmen ge- nom dem inte kan göras lika hög som om detta rippel inte vore förhanden.

Att förse nämnda fasreaktorer hos tidigare kända anläggningar av inledningsvis definierat slag med en kärna för spärrande av _ nollföljdsspänningen är inget tänkbart alternativ, eftersom en så- dan kärna blir mycket stor om plusföljdsspänningen skall tas upp 10 15 20 25 30 35 525 546 3 beroende på att grundtonen är av plusföljdskaraktär, vilket skulle göra en sådan kärna oacceptabelt dyr. Det magnetiska flödet i kärnan blir ju i så fall mycket stort på grund av den låga frekven- sen hos grundtonen.

Här kan även en anläggning av ett annorlunda slag, men vilken är behäftad med ett liknande problem kort beskrivas. I fallet av en anläggning för överföring av elektrisk effekt mellan en lik- spånningssida hos en strömriktare med nätkommuterade halvle- darelement uppstår liknande problem, men där hamnar problemet pà likspänningssidan istället för på växelspänningssidan som hos anläggningen av inledningsvis definierat slag. I US 5 414 612 beskrivshur de problem med strömmar av nollföljdstyp som upp- står hos en sådan till ett trefasväxelspänningsnät transformator- löst ansluten strömriktare löses genom anordnande av minst en på strömriktarens likströmssida anordnad ömsinduktor, vilken har två i varsin av strömriktarens likströmstilledningar inkopplade och till varandra väl magnetiskt kopplade lindningar med en hög grad av symmetri, så att de uppvisar hög impedans för s k jordmod- strömmar.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en an- läggning för överföring av elektrisk effekt av inledningsvis defini- erat slag samt ett förfarande för drift av en sådan, vilka långtgå- ende reducerar ovannämnda problem hos tidigare kända sådana anläggningar.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att hos en sådan anläggning respektive fasuttag hos strömriktaren är anslutet till respektive fas hos växelspänningsnätet genom en fasledning som är lindad kring en med de övriga båda fasledningarna gemensam järnkärna dimensionerad att väsentligen ta hand om vid pulsbreddsmoduleringen genererade nollföljdsströmmar. 10 15 20 25 30 35' . I I Û :". o: o o o o o o o . q o 0 o l Q Il 525 546 4 Tack vare att på detta sätt en järnkärna som är gemensam för de tre faserna används måste denna inte dimensioneras att spärra för plusföljds- och minusföljdsströmmar, d v s inte mot grundto- nen, som är av plusföljdskaraktär. När summan av strömmarna i faserna är noll, vilket är fallet för plusföljds- och minusföljds- strömmar, kommer spänningen inducerad i faserna att vara noll, eftersom den ekvivalenta impedansen är noll och därigenom kommer plusföljden och minusföljden inte att känna av någon im- pedans frán kärnan. Såldes ser plusföljden, dvs bland annat grundtonen, ej järnet utan passerar kärnan opàverkad. Däremot kommer kärnan att uppvisa en hög impedans för nollföljdskom- ponenter hos strömmen. Sådana nollföljdskomponenter har dock en betydligt högre frekvens, så att kärnan kan få en ur kostnads- synpunkt acceptabel storlek.

En fördel med att nollföljdsströmmarna på detta sätt kraftigt re- I duceras är att ripplet pà strömmen igenom halvledarelementen blir mindre och därigenom kan själva grundtonsströmmen, d v s nyttoströmmen, igenom strömriktaren ökas utan ökad belastning på halvledarelementen och därigenom högre effekt överföras.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är anlägg- ningens styrinrättning anordnad att använda en referensväxel- spänning med formen av en sinuskurva adderad med en tredje- tonskomponent eller en multipel av tredjetonskomponenter med avseende på sinuskurvans grundton för respektive fas vid puls- breddsmoduleringen. Det är nämligen så att s k tredjetonskom- ponenter och multiplar därav är av nollföljdskaraktär och således effektivt kan tas hand om av den för de tre faserna gemensamma kärnan, därest denna dimensioneras för detta. Detta *innebär att s k tredjetons-pulsbreddsmodulering (3PWM) kan appliceras på strömriktaren, vilket är tidigare känt genom bl a PCTlSE02lO0066 och kan utnyttjas för att ge en ökad nyttospänning ut från en VSC-strömriktare och därmed en ökad, via anläggningen överför- bar effekt. Genom användande av sådan s k tredjetons- pulsbreddsmodulering kan toppspänningen på' växelspänningen 10 15 20 25 30 35 525 546 5 på strömriktarens växelspänningssida fâs att to m bli högre än spänningen mellan likspänningssidans båda poler.

Uppfinningen är speciellt fördelaktig i fallet då styrinrättningen vid pulsbreddsmoduleringen använder en för varje fas specifik triangelvàg och genom fastställande av korsningspunkten mellan referensväxelspänningen för fasen och triangelvägen styr ström- ventiiernas halvledarelement, så att för varje fas pulser med en varaktighet mellan två på varandra följande nämnda korsnings- punkter avges pà fasuttaget och i ett sådan fall för varje fasuttag samma triangelvàg som för de båda andra fasuttagen används.

Med ”samma” menas här att den inte bara har samma utseende, utan att de tre triangelvàgorna inte heller uppvisar någon inbör- des tidsförskjutning. Däremot inbegriper denna definition att ex- akt likadana och i tiden inbördes ej förskjutna triangelvàgor, en för varje fasben, används för pulsbreddsmoduleringen.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inne- fattar anläggningen en enhet anordnad att möjliggöra s k soft- switching av strömventilernas halvledarelement, d v s så att inga höga spänningar och höga strömmar kombineras hos halvledar- elementen i strömventilerna. Genom användande av sådan soft- switching hos en anläggning av detta slag kan spänningen hos anläggningen höjas utan problem med strökapacitanser.

Uppfinningen avser även ett förfarande för drift av en anläggning enligt bifogade självständiga förfarandepatentkrav. De fördelak- tiga särdragen och fördelarna hos detta förfarande och förfaran- dena enligt de föredragna utföringsformer som definieras i övriga bifogade förfarandepatentkrav framgår med all önskvärd tydlighet av diskussionen ovan av den uppfinningsenliga anläggningen.

Uppfinningen avser även ett datorprogram samt ett datorläsbart medium enligt motsvarande bifogade patentkrav. Det inses lätt att förfarandet enligt uppfinningen definierat i bifogade uppsätt- ning förfarandepatentkrav är väl lämpat att utföras genom pro- 10 15 20 25 30 35 525 546 graminstruktioner frán en processor påverkbar av ett med ifråga- varande programsteg försett datorprogram.

Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos uppfin- ningen framgår av den efterföljande beskrivningen samt övriga osjälvständiga patentkrav. _' KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Här nedan beskrivs såsom exempel anförda föredragna utfö- ringsformer av uppfinningen under hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka: Fig 1 Fig 3 Fig 4 Fig s Fig 6 Fig 7 illustrerar en tidigare känd anläggning med en VSC- strömriktare av tvánivàtyp ansluten till ett trefasväxel- spänningsnät via induktorer, illustrerar en anläggning av det i fig 1 visade slaget utformad i enlighet med en första utföringsform av uppfinningen, är en sidovy av en järnkärna med faslindningar an- vänd i anläggningen enligt fig 2, är en vy av järnkärnan med faslindningar enligt fig 3 från annat håll, är en fig 4 motsvarande vy av en alternativ utformning av järnkârnan med faslindningar användbar i anlägg- ningen enligt fig 2, illustrerar konventionell sinus-pulsbreddsmodulering för växelspänning för en av de tre faserna, illustrerar användningen av en referensväxelspän- ningskurva i form av en sinuskurva adderad med en OQO ll 10 15 20 25 30 35 525 546 7 tredjetonskomponent vid pulsbreddsmodulering hos en anläggning enligt fig 2, Fig 8 illustrerar hur uppfinningen kan appliceras på en an- läggning med en trenivåströmriktare, och Fig 9 illustrerar en uppfinningsenlig anläggning utformad att möjliggöra sk soft-switching av strömventilernas halvledarelement.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDÉAGNA UTFÖRINGS- FORMER AV UPPFINNINGEN Nu kommer en föredragen utföringsform av uppfinningen att be- skrivas under samtidigt_hänvisande till fig 1 och 2, varvid anlägg- ningarna enligt dessa figurer skiljer sig àt vad gäller anslutningen mellan strömriktaren 1 och trefasväxelspänningsnätet 2. Denna anläggning för överföring av elektrisk effekt är mycket .schema- tiskt illustrerad, och endast de olikakomponenter som har direkt med den uppfinningsenliga funktionen att göra har tagits med på ritningen för underlättande av förståelsen av uppfinningen. VSC- strömriktaren är av tvånivåtyp och innefattar tre fasben 3-5, som är anslutna mellan två poler 6, 7 hos en likspänningssida hos strömriktaren. Denna likspänningssida uppvisar en jordad mitt- punkt 8 och kondensatorer 9, 10, så att relativt mittpunkten 8 lig- ger +Udl2 på polen 6 och -Udl2 på polen 7, varvid U., är spän- ningen mellan polerna 6 och 7. Likspänningssidan kan vara an- sluten till ett likspänningsnät för högspänd likström (HVDC. = High Voltage Direct Current), men den skulle även kunna vara ansluten till en annan strömriktare i en s k back-to-back-station.

Som ett alternativ skulle även mellan polerna 6 och 7 en eller flera fritt hängande kondensatorer kunna vara anordnade i en s k SVC för reaktiv effektkompensering. R Varje fasben innefattar tvâ seriekopplade strömventiler 11-16, vilka vardera innefattar ett släckbart halvledarelement 17, exem- pelvis en lGBT (lnsulated Gate Bipolar Transistor) eller GTO 000 0 10 15 20 25 30 35 525 5416 8 (Gate Turn-Off thyristor) samt ett därmed antiparallellt kopplat likriktarorgan 18, här i form av en Iikriktardiod. Även om endast ett halvledarelement 17 och en diod 18 är visad per strömventil kan dessa stå för ett stort antal seriekopplade sådana element och dioder, så att ett stort antal seriekopplade halvledarelement hos en ventil kan tändas och släckas samtidigt för att fungera som en enda brytare, varigenom spänningsfallet över strömven- tilen delas upp på de olika seriekopplade brytarna. Styrningen av halvledarelementen sker på konventionellt sätt genom puls- breddsmodulering (PWM) med en pulsfrekvens av vanligtvis 1-4 kHz för uppnående av en fasspänning med en frekvens av exem- ~ pelvis 50 Hz eller 60 Hz på_trefasväxelspänningsnätet 2.

Hos varje fasben finns en mittpunkt, benämnd fasuttag 19, som uppdelar fasbenet i två lika delar och är transformatorlöst anslu- ten till en fas 20-22 hos trefasväxelspänningsnätet 2. Hos den tidigare kända anläggningen är respektive fasuttag anslutet till respektive fas hos trefasväxelspänningsnätet via en egen s k fas- reaktor 23-25, medan den transformatorlösa anslutningen mellan fasuttagen och .trefasväxelspänningsnätet har lösts pà annat sätt enligt uppfinningen, vilket är illustrerat i fig 2 och kommer att be- skrivas längre ned.

Anläggningen innefattar även en inrättning 26 för styrning av strömventilernas halvledarelement 17 att alstra en nämnt tåg av pulser med bestämda amplituder, närmare bestämt +Udl2 och -Ud/2, enligt ett pulsbreddsmoduleringsmönster pà respektive fasuttag och för denna pulsbreddsmodulering för spänningen pá respektive fas använda en spännlngsbörvärden definierande re- ferensväxelspänning som är förskjuten med 120 elektriska grader relativt referensväxelspänningarna använda för de båda andra faserna. l fig 2 illustreras hur respektive fasuttag 19, 19',_ 19" är anslutet till respektive fas 20-22 hos växelspänningsnätet genom en fas- ledning 27-29 som är lindad kring en med de övriga båda fasled- ningarna gemensam järnkärna 30, som är dimensionerad att vä- 10 15 20 25 30 35 5 2 5 5 4 5 IÃÉÉ šfïš- §2I= 9 sentligen ta hand om vid pulsbreddsmodulering genererade noll- följdsströmmar. Plusföljds- och minusföljdskomponenterna, d v s även grundtonen, kommer inte att se järnet utan att passera detta som om det inte fanns, medan nollföljdskomponenterna kommer att se en mycket hög impedans och effektivt reduceras.

Genom att kärnan inte måste dimensioneras för att ta hand grundton kan den göras tämligen liten. l fallet av en likspänning av :150 kV på strömriktarens likspänningssida utgör nollföljds- komponenten av switchfrekvensen cirka 77% av grundton, vilket vid ett modulationsindex av 90% och en switchfrekvens av 1 050 Hz vid pulsbreddsmoduleringen medför en nollföljdskomponent av switchfrekvensen på 104 kV som toppvärde. För den maxi- mala magnetiska flödestätheten i kärnan gäller: i Bm, = Um, I (N xw x A) där N är antalet varv hos respektive fasledning kring kärnan, w vinkelfrekvensen hos switchningen och A kärnans tvärsnittsarea.

Om vi antar att N är lika med 200 varv och Bm, är lika med 1 T, då blir A =104 x103/(200 x 2 x 1: x105O x 1) = 78 x 104, så att kärnan får måtten 28 x 28 cm om den är rektangulär.

Totalt blir järnväglängden i de tre benen ungefär 30 m, vilket medför en total kärnvikt pä cirka 18 ton. Detta innebär typiskt sett en kostnad för kärnan pà cirka 30 000 USD.

Vinsten blir att strömbelastningen på strömriktarnas halvledar- element minskar pà ovan angivet sätt. Det har visat sig att vid användande av en kärna enligt fig 1 blir den s k RMS-strömmen, vilken kan sägas vara ett mått pà ripplet hos strömmen, ungefär 4% högre än grundtonsströmmen, medan en luftreaktor enligt fig 1, vilken inte spärrar nollföljden av switchfrekvensen, får en RMS-ström som är 16% högre än grundtonsströmmen. Följaktli- gen blir det möjligt att öka grundtonsströmmen med 12% och därigenom öka den av anläggningen överförbara effekten i mot- svarande grad utan att för den skull belasta halvledarelementen 10 15 20 25 30 35 525 546 10 mer. Vad gäller kostnaderna kan sägas att en anläggning av detta slag kostar cirka 20 miljoner USD, så att en effektökning pà 12% skulle ge en besparing på över 2 miljoner USD, vilket skall jämföras med merkostnaden för kärnan.

I fig 3 och 4 illustreras hur järnkärnan enligt uppfinningen uppvi- sar tre ben 31-33, kring vart och ett av vilka en nämnd fasledning 27-29 är lindad. Järnkärnbenen 31-33 är inbördes förbundna ge- nom ett ok 34. l utföringsformen enligt fig 3 och 4 är järnkärnbe- _ nen sedda i deras längdriktning anordnade bredvid varandra ut- med en rät linje, medan fig 5 illustrerar en alternativ utförings- form där järnkärnbenen är sedda i deras längdriktning anordnade bredvid varandra under bildande av hörn i en triangel. l fig 6 illustreras mycket schematiskt hur pulsbreddsmoduleringen _ går till för en av faserna genom användande av en spännings- börvärden definierande referensväxelspänning 35 i form av en sinuskurva med ett toppvärde som väsentligen motsvarar spän- ningen mellan likspänningssidans mittpunkt och respektive pol.

Hur en pulsbreddsmodulering av .detta slaggâr till utgör konven- tionell teknik. För varje fas utnyttjas en referensväxelspänning som är 120 elektriska grader förskjuten relativt de bàda andra faserna. Referensväxelspänningen har en frekvens av exempel- vis 50 eller 60 Hz. Över denna lagras för varje fas en och samma s k triangelvàg 36. Triangelvàgen har en amplitud av väsentligen halva likspänningen mellan likspänningssidans båda poler och en frekvens som ärminst 5 gånger, företrädesvis 15-45 gånger högre än frekvensen hos referensväxelspännlngen 35. Styrinrätt- ningen 26 är utformad att styra strömriktaren att på fasuttaget för fasen ifråga avge pulser 38 med en varaktighet mellan två pà varandra följande korsningspunkter mellan triangelvägen och referensväxelspänningen, varvid dessa pulser styrs att vara po- sitiva om referensväxelspänningen ligger ovanför triangelvågen och negativa vid omvända förhållanden.

Vad gäller övertonerna är det nollföljderna som är besvärliga.

Nollföljdsspänningen definieras som summan av spänningarna 10 15 20 25 30 35 525 546 11 hos pulserna hos de tre faserna i ett givet ögonblick dividerad med tre, vilket innebär att den aldrig kan bli noll. Denna noll- följdsspänning kommer att ge upphov till en nollföljdsström, vil- ken dock vid anordnande av järnkärnan 30 kommer att se en hög impedans och reduceras avsevärt. l fig 7 illustreras hur en s k tredjetonskomponent, d vs en ton med en frekvens av 150 Hz i det fall grundtonsfrekvensen är 50 Hz, kan adderas till en sinuskurva för erhållande av en alternativ referensväxelspänning 35' för användning vid pulsbreddsmodule- ringen. Tredjetonskomponenten kan exempelvis ha en storlek av cirka 15% av grundtonen. En sådan addition av en tredjetons- komponent eller en valfri multipel av tredjetonskomponenter pà- verkar inte spänningen mellan faserna. Fas-fas-spänningens spänningsbörvärde är således fortfarande sinusformat. Den mo- duleringsform som följer av utnyttjande av en sàdan referensväx- elspänning ger en högre grundtonsspänning ut pá växelspän- ningssidan för en given nivå på likspänningen mellan strömrikta- rens båda likspänningspoler, vilket ävenledes höjer strömrikta- rens verkningsgrad och sänker kostnaderna för denna, d v s ökar den av anläggningen överförbara effekten. Tredjetonen är även av nollföljdskaraktär, varför denna typ av pulsbreddsmodulering med fördel kan användas hos den uppfinningsenliga anlägg- ningen med en för de tre faserna gemensam kärna. l fallet enligt ovan medför detta för kärnans storlek följande: Vi antar att Uma, är lika med 15% av 150 kV är lika med 22,5 kV för tredjetons- komponenten. Frekvensen är 150 Hz.

Aär lika med 104 x 103/ (200 x 2 xn x 1 050x 1) + 22,5 x 103/ (200 x 2 x 1: x 150) är lika med 0,2, så att kärnan får ett tvärsnitt av 44 x 44 cm om den är rektangulär. Denna kärna kommer att då väga 46 ton och generera en kostnad av ca 100 000 USD, men istället kan strömventilerna dimensioneras »ned 15% i spän- ning, vilket ger lägre ventilförluster och cirka 15% lägre kostnad för ventil- och kylsystem, vilket är en besparing som vida översti- ger kostnaden för järnet. Det finns även en möjlighet att istället 10 15 20 25 30 35 525 546 12 dimensionera upp anordningen med 15% vad gäller överförbar effekt utan att ändra på uppbyggnaden av strömventilerna. l fig 8 illustreras en anläggning enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen, vilken skiljer sig från den enligt fig 2 genom att här istället fyra strömventiler är seriekopplade per fasben samt en sk flygande kondensator 41 är anordnad mellan en andra mittpunkt 42 mellan två strömventiler hos en del av seriekopp- lingen och en motsvarande andra mittpunkt 43 hos den andra delen av seriekopplingen, så att en trenivåströmriktare bildas. En sådan strömriktare med fler möjliga nivåer innebär en finare kurvform och mindre övertonsinnehäll vid en given switchfrek- vens hos halvledarelementen eller samma kvalitet hos kurvfor- men som hos en tvånivåomriktare men med lägre switchfrekvens och därmed lägre förluster hos halvledarelementen. l fig 9 illustreras slutligen en anläggning enligt en ytterligare fö- redragen utföringsform av uppfinningen, hos vilken strömriktaren innefattar en enhet anordnad att möjliggöra s k soft-switching av strömventilerna_s halvledarelement, d v s så att inga höga spän- ningar och höga strömmar kombineras hos halvledarelementen i strömventilerna. Detta åstadkommas genom att strömventilerna har var sin s k snubberkondensator 39 kopplad parallellt med nämnda släckbara halvledarelement samt att enheten innefattar en resonanskrets 40 för omladdning av strömventilernas snub- berkondensatorer för att därigenom möjliggöra tändning av strömventilernas släckbara halvledarelement vid läg spänning över dessa. Hur en sådan resonanskrets kan utnyttjas för s k soft-switching förklaras mera i detalj i exempelvis PCTlSEO2/00697. Genom utnyttjande av soft-switching på detta sätt är det möjligt att öka spänningen hos anläggningen utan att få problem med strökapacitanser.

Som ingalunda begränsande exempel pâ spänningar möjliga att hantera av en anläggning enligt uppfinningen är 10 kV-500 kV, företrädesvis mellan 100 kV och 400 kV mellan strömriktarens båda likspänningspoler. Vad gäller förmågan av maximalt mellan n to! 10 s2s 546 g13 likspänningssidan och växelspänningsnätet överförbar effekt hos en sådan anläggning kan denna såsom exempel överstiga 50 MW, företrädesvis överstiga 200 MW.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna föredragna utföringsformerna, utan en mängd möjlig- heter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fack- man pà omrâdet, utan denne för den skull avviker frán uppfin- ningens grundtanke sàdan denna definieras i bifogade patent- krav. » Andra utseenden hos den för de tre fasledningarna gemensamma kärnan än de visade i figurerna är naturligtvis tänkbara. Det vä- sentliga är att kärnan är gemensam för dem.

Claims (24)

10 15 20 25 30 35 CCI O O O O I 14 Patentkrav:

1. Anläggning för överföring av elektrisk effekt mellan en lik- spänningssida hos en VSC-strömriktare (1) för omvandling av likspänning till växelspänning och vice versa och ett till ström- riktarens växelspänningssida anslutet trefasväxelspänningsnät (2), varvid strömriktaren innefattar tre mellan tvâ poler (6, 7), en positiv ochen negativ, hos strömriktarens likspänningssida anordnade fasben (3, 5) med vartdera en seriekoppling av minst två strömventiler (11-16) vardera innefattande ett släckbart halvledarelement (17) .och ett därmed antiparallellt kopplat likriktarorgan (18), varvid hos varje fasben en mittpunkt (19), benämnd fasuttag, som uppdelar fasbenet i tvà »lika delar är transformatorlöst ansluten till en fas (20-22) hos trefasväxelspänningsnätet, varvid strömriktaren innefattar en inrättning (26) anordnad att styra strömventilernas halvledar- element att alstra ett tàg av pulser med bestämda amplituder enligt ett pulsbreddsmoduleringsmönster pà fasuttag hos strömriktaren samt varvid inråttningen är anord- nad att för pulsbreddsmoduleringen för spänningen» pà re- spektive fas använda en spänningsbörvärden definierande referensväxelspänning (35)'som âr förskjuten med 120 elekt- riska grader relativt referensväxelspänningarna använda för de båda andra faserna, kännetecknad därav, att respektive fasuttag (19, 19',“ 19") hos strömriktaren är anslutet »till re- spektive fas (20-22) hos växelspänningsnätet genom en fas- ledning (27-29) som är lindad kring* en med de övriga bàda fasledningarna gemensam järnkärna (30) dimensionerad att väsentligen ta» hand om vid pulsbreddsmoduleringen genere- rade nollföljdsströmmar, och att nämnda inrättning (26) är anordnad att använda en referensväxelspänning (35') med formen av en sinuskurva adderad med en tredjetonskompo- nent eller en multipel av tredjetonskomponenter med avse- ende pà sinuskurvans grundton för respektive fas vid puls- breddsmoduleringen. respektive _ 10 15 20 25 30 35 52 5 5 46 15

2. Anläggning enligt krav 1, kännegecknad därav, att järnkärnan uppvisar tre ben (31-33), kring vart och ett av vilka en nämnd fasiedning (27-29) är iindad, samt ett benen inbördes förbin- dande ok (34).

3. Anläggning enligt krav 2, kännetecknad därav, att de tre järnkärnbenen (31-33) är sedda i deras längdriktning anord- nade bredvid varandra utmed en rät linje.

4. .Anläggning enligt krav 2, kännetecknad därav, .att de tre järnkärnbenen (31-33) är sedda i deras längdriktning anord- nade bredvid varandra under bildande av hörn i en triangel.

5. .Anläggning enligt något av föregående krav, därav, att nämnda inrättning (26) är anordnad att använda en referensväxelspänning (35) med formen av en sinuskurva för respektive fas vid pulsbreddsmoduleringen.

6. . Anläggning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att styrinrättningen (26) är anordnad att vid puls- breddsmoduleringen använda en för varje fas specifik triang- elvåg (36) ochgenom fastställande av korsningspunkter mel- lan referensväxelspänningen (35) för fasen och triangelvågen styra strömventilernas halvledarelement (17), så att för varje fas pulser med en varaktighet mellan två på varandra följande nämnda korsningspunkter avges pà fasuttaget, och att styrin- rättningen är" anordnad att för varje fasuttag använda samma triangelvåg som för de andra fasuttagen.

7. . Anläggning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att den innefattar en enhet anordnadatt möjliggöra så kallad soft-switching av strömventilernas halvledarelement (17), d vs så att inga höga spänningar och höga strömmar kombineras hos halvledarelementen i strömventilerna. 10 15 20 25 30 35 n 525 546 16

8. Anläggning enligt krav 7, kännetecknad därav, 'att strömven- tilerna har var sin snubberkondensator (39) kopplad parallellt - med nämnda släckbara halvledarelement (17).

9. Anläggning enligt krav 8, kännetecknad därav, att nämnda enhet innefattar en resonanskrets (40) för omladdning av strömventilernas snubberkondensatorer (39) för att därigenom möjliggöra tändning av strömventilernas släckbara halvledar- element (17) vid låg spänning över dessa.

10. Anläggningenligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att strömriktaren innefattar åtminstone fyra seriekopp- lade nämnda strömventiler samt en andra mittpunkt (42) mel- ' ^ .lan två strömventiler hos den ena delen hos seriekopplingen är ansluten till en med avseende på fasuttaget motsvarande andra mittpunkt (43) hos seriekopplingens andra del, och att inrättningen (26) är anordnad att styra strömventilernas halv- ledarelement så att spänningspulser med åtminstone tre olika nivåer genereras hos respektive fasuttag.

11. Anläggning enligt krav 10, kännetecknad därav, att nämnda båda andra mittpunkter är via en flygande kondensator (41) anslutna till varandra.

12. Anläggning-enligt något av föregående krav, kägnetecknad därav, att VSlC-strömriktaren (1) är anordnad att hantera en» spänning mellan sina båda likspänningspoler på 10 kV - 500 kV, företrädesvis mellan 100 kV och 400 kV. '

13. Anläggning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att den är utformad med en förmåga av maximalt mel- lan Iikspänningssidan och växelspänningsnätet överförbar effekt överstigande 50 MW, företrädesvis överstigande 200 MW. -

14. Anläggning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att nämnda 'inrättning (26) är anordnad att styra ström- 10

15. 20 25 30 35 52 5 5 4 6 17 ventilernas halvledarelement (17) att tända och släcka med en pulsbreddsmoduleringsfrekvens som är minst 5 gånger, före- trädesvis 15-45 gånger högre än frekvensen hos grundtonen på strömriktarens växelspänningssida. _15. Anläggning enligt något av föregående krav, kännetecknar! därav, att' nämnda inrättning (26) är anordnad att använda referensväxelspänningar medförande en grundtonsfrekvens av 50 Hz eller 60 Hz. '

16. Anläggning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att den är utformad för överföring av elektrisk effekt mellan ett till strömriktarens likspänningssida anslutet lik- uspänningsnät för högspänd likström (HVDC) och ett nämnt trefasväxelspänningsnät. i

17. Anläggning enligt något av kraven 1-15, kännetecknad därav, att den är utformad för överföring av elektrisk effekt hos en SVC (Static Var Compensator) mellan åtminstone en på strömriktarens likspänningssida fritt hängande kondensator och ett till strömriktarens växelspänningssida anslutet trefas- växelspänningsnät. i

18. ; Anläggning enligt något av kraven 1-15, kännetecknad därav, att den uppvisar två nämnda VSC-strömriktare anslutna tillen gemensam likspänningssidaoch anslutna på nämnt sätt till var sitt'trefasväxelspänningsnät i en s k back-to-back- station.

19. Förfarande för drift av en anläggning för överföring av elekt- risk effekt mellan en likspänningssida hos en VSC-strömriktare (1) för omvandling av likspänning till växelspänning och vice versa och ett till strömriktarens växelspänningssida ansluten trefasväxelspänningsnät (2), varvid strömriktaren innefattar tre mellan två poler (6, 7), en positiv och en negativ, hos. strömriktarens likspänningssida anordnade fasben (3-5) med vartdera en seriekoppling av åtminstone två strömventiler (11- 10 15 20 25 30 35 5 2 5 5 4 6 j; . gr: 18 16) vardera innefattande ett släckbart halvledarelement (17) och ett därmed antiparallellt kopplat likriktarorgan (18), varvid hos varje fasben en mittpunkt (19), benämnd fasuttag, som uppdelar fasbenet i två lika delar är transformatorlöst ansluten till en fas (20-22) hos trefasväxelspänningsnätet, vid vilket strömventilernas halvledarelement styrs att alstra ett tåg av pulser med bestämda amplituder enligt ett pulsbredds- moduleringsmönster på respektive fasuttag hos strömriktaren genom att för pulsbreddsmoduleringen för spänningen pà re- spektive fas använda en spänningsbörvärden definierande referensväxelspänning (35) som är förskjuten med A120 elekt- riska grader 'relativt referensväxelspänningarna använda för de båda andra faserna, kännetecknat därav, 'att strömmen .mellan respektive fasuttag hos strömriktaren och respektive fas hos växelspänningsnätet leds kring en med de övriga båda fasuttagen gemensam järnkärna (30) dimensionerad att väsentligen ta hand om vid pulsbreddsmoduleringen genere- rade nollföljdsströmmar, och *att för respektive fas vid pulsbreddsmoduleringen används en referensväxelspänning (35') med formen av en sinuskurva adderad med en tredjetonskomponent eller en multipel av tredjetons- komponenter med avseende på sinuskurvans grundton,

20. Förfarande enligt krav 19, kännetecknat därav, att vid pulsbreddsmoduleringen används en för varje fas specifik triangelvàg (36) och genom fastställande av korsningspunkten mellan referensväxelspänningen för fasen och triangelvågen styrs strömventilernas halvledarelement (17), så att för varje g fas pulser med en varaktighet mellan två på varandra följande nämnda korsningspunkter avges på fasuttaget, och att *för varje fasuttag används samma triangelvàg som för de andra fasuttagen.

21. Förfarande enligt krav 19 eller 20, kännetecknat därav, att i vid nämnda pulsbreddsmodulering appliceras sà- kallafd soft- svvitching på strömventilernas halvledarelement, d v s de styrs 10 215 så att inga höga spänningar och höga strömmar kombineras hos halvledarelementen i strömventilerna.

22. Datorprogram direkt laddningsbart in i internminnet hos en dator, vilket innefattar mjukvarukodpartier för styrning av ste- gen hos nàgot av kraven 19-21 när programmet körs pà da- torn.

23. Datorprogram enligt krav 22 tillhandahâllet åtminstone delvis genom ett nätverk sásom Internet.

24. 'Datorlâsbart medium. med ett därpå registrerat program, hos vilket programmet är utformat att bringa en dator att styra fstegen enligt nàgot av kraven 19-21.