WO2017036623A1 - Device and method for releasing electrical power - Google Patents

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WO2017036623A1
WO2017036623A1 PCT/EP2016/063829 EP2016063829W WO2017036623A1 WO 2017036623 A1 WO2017036623 A1 WO 2017036623A1 EP 2016063829 W EP2016063829 W EP 2016063829W WO 2017036623 A1 WO2017036623 A1 WO 2017036623A1
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WO
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voltage
transmission line
klystron
sensor
electrical power
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PCT/EP2016/063829
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Jürgen Götz
Stefan Hain
Franz MEIERHÖFER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Definitions

  • HVDC high-voltage direct current abbreviated HVDC
  • sensor devices For technical monitoring of the high-voltage DC transmission lines sensor devices may be provided which detect, for example, the temperature of the high-voltage DC transmission line.
  • the disadvantage of this is that auxiliary power supplies are provided for the supply of the sensor devices.
  • additional lines parallel to the high-voltage DC transmission line or in the immediate vicinity of this are required.
  • the invention has for its object to provide an improved auxiliary power supply.
  • the object is achieved by a device having the features of independent claim 1 and by a method having the features of independent claim 10.
  • advantageous refinements and developments of the invention are given.
  • the device according to the invention comprises a high-voltage direct-current transmission line and a decoupling device, the decoupling device thus being connected to the high-voltage line. is electrically coupled to the DC power transmission line such that electrical power can be provided from the high voltage DC transmission line.
  • the decoupling device comprises a klystron for the provision of the electrical power or an electrical energy.
  • a high-voltage DC transmission line is here a line section, for example, a portion of an electric cable, designated, which is suitable for a high-voltage direct current transmission (HVDC).
  • the high-voltage DC transmission line is designed to transmit electrical energy at a voltage above 100 kilovolts, for example over at least 100 kilometers.
  • a high DC voltage over long distances for example about at least 100 kilo ⁇ meters, or at least 500 kilometers, are transmitted.
  • at least part of the electrical power transmitted by means of the high-voltage DC transmission line is coupled out of the high-voltage DC transmission line by means of the klystron and made available for use, in particular as auxiliary power supply.
  • the coupled electrical Leis ⁇ tung may include a consumer, for example a sensor device which is provided for monitoring the high-voltage DC transmission line, are supplied to the electrical supply.
  • the klystron has a very good efficiency, in particular above 10 percent.
  • an electrical high-frequency signal is generated from the high DC voltage applied to the high-voltage DC transmission line.
  • the he generated electrical high-frequency signal is then provided for example to supply the sensor device.
  • a Klystrode English Inductive Output Tube, abbreviated IOT
  • Another advantage of the device according to the invention is that additional lines for the auxiliary power supply can be omitted. This makes the high-voltage DC transmission technically less complex and more cost-effective.
  • a high voltage DC transmission line is provided, the high voltage DC transmission line being electrically coupled to a klystron.
  • the electrical power is provided from the high voltage DC transmission line by means of the klystron.
  • the klystron is adapted to an electric power to ma ⁇ ximal 50 watts, in particular to a maximum of 10 watts subscribezustel ⁇ len.
  • the klystron provides a low power of a maximum of 50 watts, in particular of a maximum of 10 watts.
  • This is advantageous because typically for the auxiliary power supply ei ⁇ ne low electrical power, for example, below 50 watts, in particular below 10 watts, is provided.
  • the high voltage direct current transmission line and the klystron on an anode of the klystron are electrically coupled ⁇ ge.
  • the high DC electrical voltage of the high voltage DC transmission line is applied to the anode of the klystron.
  • This will be electrons that emerge from a cathode of the klystron, by means of
  • the DC voltage of the high voltage DC transmission line accelerated towards the anode is accelerated towards the anode.
  • this efficiently transfers the electric power from the high-voltage DC transmission line to the klystron and thus efficiently decouples it.
  • the klystron may be coupled to an AC voltage.
  • the high-voltage direct-current transmission line preferably has a casing which has an opening which comprises at least part of the klystron.
  • the klystron is at least partially integrated into the sheath of the high voltage DC transmission line. This is advantageous because it allows a particularly compact design of the device. Furthermore, advantageously, the electrical
  • the decoupling device comprises a rectifier, which is provided for rectifying the electrical AC voltage provided by the klystron.
  • the high frequency signal rela ⁇ hung as that provided by the klystron change ⁇ voltage is converted into an electrical DC voltage.
  • Wei ⁇ terhin can thereby a DC electrical voltage, in particular with an electrical power in the range of 10
  • the device comprises a sensor which is provided for detecting at least one physical quantity of the high-voltage DC transmission line and is electrically coupled to the klystron such that the sensor at least partially se can be supplied by means of the klystron provided by the electrical power.
  • the auxiliary power supply is designed for supplying the one sensor provided at least which is adapted to surveil ⁇ monitoring the high-voltage DC transmission line.
  • the sensor is advantageously supplied by the high-voltage DC transmission line via the klystron with electrical power or electrical energy.
  • the Auskoppe ⁇ ment of electrical power or electrical energy according to the invention is carried out by means of Klystrons.
  • the senor is particularly preferably designed as a temperature sensor, gas pressure sensor, gas density sensor and / or partial discharge sensor.
  • the substantially can be monitored by physi ⁇ rule sizes of the high-voltage direct current transmission line.
  • the device comprises a transmission device, which is designed to transmit data detected by the sensor, wherein the transmission device can be supplied at least partially by means of the electric power provided by the klystron.
  • the data recorded by the sensor are transmitted by means of the over Mitt ⁇ averaging device.
  • the transmission device is ver provides ⁇ also by provided by the klystron electric power advanta- way legally. As a result, additional lines for supplying the transmission device are not required.
  • the maintenance and control of high tension ⁇ voltage direct current transmission or high-voltage direct current transmission line improved by the transmission device, as an immediate evaluation and assessment of the transmitted data of the sensor can be done.
  • the dispatching ⁇ device is designed for the wireless transmission of the data of the sensor.
  • this eliminates additional lines for the transmission of data. Furthermore, a particularly efficient and timely transmission of the data of the sensor, for example to the control center, is made possible. ⁇ advantageous way legally, the operational reliability of the high tensioning ⁇ voltage direct current transmission or the high-voltage direct-current transmission line to be further improved, since it is possible to swiftly respond to disturbances.
  • the high-voltage DC transmission line carries an electrical voltage in the range of 100 kilovolts to 1000 Ki ⁇ lovolt.
  • HVDC high-voltage direct current transmission
  • the device 1 comprises a high-voltage DC transmission line 2, which, for example, has a high voltage
  • Figure 1 indicates a line section of a high voltage direct current (HVDC) transmission, wherein a plurality of high voltage direct current transmission lines 2 may be provided.
  • the decoupling device 4 has a klystron 42 according to the invention.
  • Wei ⁇ terhin comprises the output-coupling 4, a sensor 6 and a rectifier 8.
  • the high-voltage direct-current transmission line 2 carries a high voltage formed as direct voltage, for example with an electrical DC voltage above 100 kV, in particular of 380 kilovolts or 850 Ki ⁇ LoVolt.
  • the klystron 42 By means of the klystron 42 at least a portion of the guided through the high-voltage DC transmission line 2 electrical power or electrical energy is coupled and provided, for example, to supply the sensor 6 sen.
  • the klystron 42 provides an AC voltage such that the rectifier 8 is provided to rectify the AC voltage provided.
  • the advantage of the klystron 42 is that the klystron 42 has a high efficiency, in particular above 10 percent, for the decoupling of the electrical power. Thereby, a low electric power are provided at ⁇ play in the range of 10 watts to 50 watts, efficiently removed from the high ⁇ voltage direct current transmission line 2 and to the supply of the sensor. 6
  • the device 1 may comprise a transmission device, not shown, for transmitting the data detected by the sensor 6.
  • the transmission device not shown, can be supplied by means of the electric power provided by the klystron 42.
  • the device 1 at least teilwei ⁇ se, in particular completely, within a soil, the For example, the high-voltage DC transmission line 2 surrounds, is arranged.
  • the device 1 for providing the electrical power from the high-voltage DC transmission line 2 has a significantly greater efficiency than, for example, a resistance divider.
  • a part of the guided means of the high ⁇ voltage direct current transmission line 2 step elec- power could also be coupled out by means of the resistive divider.
  • an extremely ge ⁇ ringer efficiency which is significantly less than 10 percent and the per mil percentage is given by the use of a resistance conductor.
  • the present invention makes it possible to extract electric power from the high-voltage DC transmission line 2 under a particularly advantageous efficiency for supplying the sensor 6.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a device (1), comprising a high-voltage direct-current transmission line (2) and a releasing device (4), wherein the releasing device (4) is electrically coupled to the high-voltage direct-current transmission line (2) in such a way that electrical power can be provided from the high-voltage direct-current transmission line (2). According to the invention, the releasing device (4) comprises a klystron (42) in order to provide the electrical power. The invention further relates to a method for providing electrical power from a high-voltage direct-current transmission line (2).

Description

Beschreibung description
Vorrichtung und Verfahren zum Auskoppeln einer elektrischen Leistung Device and method for decoupling an electrical power
In den letzten Jahren gewinnt zunehmend die elektrische Ener¬ gieübertragung mittels Gleichstrom an Bedeutung (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung; abgekürzt HGÜ) . Insbesondere über weite Entfernungen, beispielsweise über Entfernungen oberhalb von 750 Kilometern, ist die Energieübertragung mittels Gleichstrom von Vorteil. Hierbei wird der Gleichstrom typischerweise mit einer hohen Spannung, beispielsweise mit 380 Kilovolt, übertragen. Zur Übertragung der elektrischen Energie sind Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitungen vorgesehen. In recent years, increasing the electrical Ener ¬ gieübertragung wins by DC in importance (high-voltage direct current abbreviated HVDC). In particular over long distances, for example over distances above 750 kilometers, the transfer of energy by means of direct current is advantageous. In this case, the direct current is typically transmitted at a high voltage, for example 380 kilovolts. To transmit the electrical energy high-voltage DC transmission lines are provided.
Zur technischen Überwachung der Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitungen können Sensorvorrichtungen vorgesehen sein, die beispielsweise die Temperatur der Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragungs-Leitung erfassen. Nachteilig daran ist, dass für die Versorgung der Sensorvorrichtungen Hilfsenergieversorgungen vorgesehen sind. Hierzu sind zusätzliche Leitungen parallel zur Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitung oder in unmittelbarer Umgebung zu dieser erforderlich. For technical monitoring of the high-voltage DC transmission lines sensor devices may be provided which detect, for example, the temperature of the high-voltage DC transmission line. The disadvantage of this is that auxiliary power supplies are provided for the supply of the sensor devices. For this purpose, additional lines parallel to the high-voltage DC transmission line or in the immediate vicinity of this are required.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verbesserte Hilfsenergieversorgung bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 10 gelöst. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. The invention has for its object to provide an improved auxiliary power supply. The object is achieved by a device having the features of independent claim 1 and by a method having the features of independent claim 10. In the dependent claims advantageous refinements and developments of the invention are given.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragungs-Leitung und eine Auskoppelvorrichtung, wobei die Auskoppelvorrichtung derart mit der Hochspan- nungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung elektrisch gekoppelt ist, dass eine elektrische Leistung aus der Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragungs-Leitung bereitstellbar ist. Erfindungsgemäß umfasst die Auskoppelvorrichtung zur Bereitstel- lung der elektrischen Leistung beziehungsweise einer elektrischen Energie ein Klystron. The device according to the invention comprises a high-voltage direct-current transmission line and a decoupling device, the decoupling device thus being connected to the high-voltage line. is electrically coupled to the DC power transmission line such that electrical power can be provided from the high voltage DC transmission line. According to the invention, the decoupling device comprises a klystron for the provision of the electrical power or an electrical energy.
Als Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung wird hier ein Leitungsabschnitt, beispielsweise ein Abschnitt eines elektrischen Kabels, bezeichnet, der zu einer Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) geeignet ist. Insbesondere ist die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung dazu ausgebildet, elektrische Energie mit einer Spannung oberhalb von 100 Kilovolt, beispielsweise über wenigstens 100 Kilometern, zu übertragen. Mit anderen Worten kann mit der Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragungs-Leitung eine hohe Gleichspannung über lange Strecken, beispielsweise über wenigstens 100 Kilo¬ metern oder wenigstens 500 Kilometern, übertragen werden. Erfindungsgemäß wird wenigstens ein Teil der elektrischen Leistung, die mittels der Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitung übertragen wird, mittels des Klystrons aus der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung ausgekoppelt und zur Verwendung, insbesondere als Hilfsenergiever- sorgung, bereitgestellt. Die ausgekoppelte elektrische Leis¬ tung kann einen Verbraucher, beispielsweise einer Sensorvorrichtung, die zur Überwachung der Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitung vorgesehen ist, zu deren elektrischer Versorgung zugeführt werden. Vorteilhafterweise weist das Klystron einen sehr guten Wirkungsgrad, insbesondere oberhalb von 10 Prozent, auf. As a high-voltage DC transmission line is here a line section, for example, a portion of an electric cable, designated, which is suitable for a high-voltage direct current transmission (HVDC). In particular, the high-voltage DC transmission line is designed to transmit electrical energy at a voltage above 100 kilovolts, for example over at least 100 kilometers. In other words, with the high voltage direct current transmission line a high DC voltage over long distances, for example about at least 100 kilo ¬ meters, or at least 500 kilometers, are transmitted. According to the invention, at least part of the electrical power transmitted by means of the high-voltage DC transmission line is coupled out of the high-voltage DC transmission line by means of the klystron and made available for use, in particular as auxiliary power supply. The coupled electrical Leis ¬ tung may include a consumer, for example a sensor device which is provided for monitoring the high-voltage DC transmission line, are supplied to the electrical supply. Advantageously, the klystron has a very good efficiency, in particular above 10 percent.
Mittels des Klystrons wird aus der hohen Gleichspannung, die an der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung an- liegt, ein elektrisches Hochfrequenzsignal erzeugt. Das er¬ zeugte elektrische Hochfrequenzsignal ist dann beispielsweise zur Versorgung der Sensorvorrichtung vorgesehen. Alternativ kann zum Klystron auch eine Klystrode (engl. Inductive- Output-Tube ; abgekürzt IOT) vorgesehen sein. By means of the klystron, an electrical high-frequency signal is generated from the high DC voltage applied to the high-voltage DC transmission line. The he generated electrical high-frequency signal is then provided for example to supply the sensor device. alternative For Klystron also a Klystrode (English Inductive Output Tube, abbreviated IOT) can be provided.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass zusätzliche Leitungen für die Hilfsenergieversorgung entfallen können. Dadurch wird die Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragung technisch weniger komplex und kostensparender. Another advantage of the device according to the invention is that additional lines for the auxiliary power supply can be omitted. This makes the high-voltage DC transmission technically less complex and more cost-effective.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Hochspan- nungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung bereitgestellt, wobei die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung mit einem Klystron elektrisch gekoppelt ist. Erfindungsgemäß wird die elektrische Leistung aus der Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitung mittels des Klystrons bereitgestellt. According to the method of the invention, a high voltage DC transmission line is provided, the high voltage DC transmission line being electrically coupled to a klystron. According to the invention, the electrical power is provided from the high voltage DC transmission line by means of the klystron.
Es ergeben sich zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gleichartige und gleichwertige Vorteile. There are similar and equivalent advantages to the device according to the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Klystron dazu ausgebildet, eine elektrische Leistung bis ma¬ ximal 50 Watt, insbesondere bis maximal 10 Watt bereitzustel¬ len . According to an advantageous embodiment of the invention, the klystron is adapted to an electric power to ma ¬ ximal 50 watts, in particular to a maximum of 10 watts bereitzustel ¬ len.
Mit anderen Worten stellt das Klystron im Vergleich zu typi- sehen Klystrons eine geringe Leistung von maximal 50 Watt, insbesondere von maximal 10 Watt, bereit. Das ist deshalb von Vorteil, da typischerweise für die Hilfsenergieversorgung ei¬ ne geringe elektrische Leistung, beispielsweise unterhalb von 50 Watt, insbesondere unterhalb von 10 Watt, vorgesehen ist. In other words, compared to typical klystrons, the klystron provides a low power of a maximum of 50 watts, in particular of a maximum of 10 watts. This is advantageous because typically for the auxiliary power supply ei ¬ ne low electrical power, for example, below 50 watts, in particular below 10 watts, is provided.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung und das Klystron über eine Anode des Klystrons elektrisch ge¬ koppelt . According to a further advantageous development of the invention, the high voltage direct current transmission line and the klystron on an anode of the klystron are electrically coupled ¬ ge.
Mit anderen Worten wird die hohe elektrische Gleichspannung der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung an die Anode des Klystrons angelegt. Dadurch werden Elektronen, die aus einer Kathode des Klystrons austreten, mittels der In other words, the high DC electrical voltage of the high voltage DC transmission line is applied to the anode of the klystron. This will be electrons that emerge from a cathode of the klystron, by means of
Gleichspannung der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs- Leitung zur Anode hin beschleunigt. Vorteilhafterweise wird dadurch die elektrische Leistung von der Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragungs-Leitung auf das Klystron effizient übertragen und somit effizient ausgekoppelt. Weiterhin kann das Klystron mit einer Wechselspannung gekoppelt sein. DC voltage of the high voltage DC transmission line accelerated towards the anode. Advantageously, this efficiently transfers the electric power from the high-voltage DC transmission line to the klystron and thus efficiently decouples it. Furthermore, the klystron may be coupled to an AC voltage.
Bevorzugt weist hierbei die Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitung eine Ummantelung auf, die eine Öffnung aufweist, die wenigstens einen Teil des Klystrons umfasst. In this case, the high-voltage direct-current transmission line preferably has a casing which has an opening which comprises at least part of the klystron.
Mit anderen Worten ist das Klystron wenigstens teilweise in die Ummantelung der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs- Leitung integriert. Das ist deshalb von Vorteil, da dadurch eine besonders kompakte Bauweise der Vorrichtung ermöglicht wird. Weiterhin kann vorteilhafterweise die elektrische In other words, the klystron is at least partially integrated into the sheath of the high voltage DC transmission line. This is advantageous because it allows a particularly compact design of the device. Furthermore, advantageously, the electrical
Gleichspannung der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs- Leitung direkt am Klystron, insbesondere an die Anode des Klystrons, angelegt werden. DC voltage of the high-voltage DC transmission line directly on Klystron, in particular to the anode of the klystron, created.
Besonders bevorzugt umfasst die Auskoppelvorrichtung einen Gleichrichter, der zur Gleichrichtung der durch das Klystron bereitgestellten elektrischen Wechselspannung vorgesehen ist. Particularly preferably, the decoupling device comprises a rectifier, which is provided for rectifying the electrical AC voltage provided by the klystron.
Vorteilhafterweise wird dadurch das Hochfrequenzsignal bezie¬ hungsweise die durch das Klystron bereitgestellte Wechsel¬ spannung in eine elektrische Gleichspannung gewandelt. Wei¬ terhin kann dadurch eine elektrische Gleichspannung, insbe- sondere mit einer elektrischen Leistung im Bereich von 10Advantageously, thereby the high frequency signal rela ¬ hung as that provided by the klystron change ¬ voltage is converted into an electrical DC voltage. Wei ¬ terhin can thereby a DC electrical voltage, in particular with an electrical power in the range of 10
Watt bis 50 Watt, durch das Klystron als Hilfsenergieversorgung bereitgestellt werden. Watt to 50 watts, are provided by the Klystron as an auxiliary power supply.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung einen Sensor, der zur Erfassung wenigstens einer physikalischen Größe der Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitung vorgesehen und mit dem Klystron derart elektrisch gekoppelt ist, dass der Sensor wenigstens teilwei- se mittels der durch das Klystron bereitgestellten elektrischen Leistung versorgbar ist. According to an advantageous embodiment of the invention, the device comprises a sensor which is provided for detecting at least one physical quantity of the high-voltage DC transmission line and is electrically coupled to the klystron such that the sensor at least partially se can be supplied by means of the klystron provided by the electrical power.
Mit anderen Worten ist die Hilfsenergieversorgung zur Versor- gung des wenigstens einen Sensors vorgesehen, der zur Überwa¬ chung der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung ausgebildet ist. Hierbei wird der Sensor vorteilhafterweise durch die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung über das Klystron mit elektrischer Leistung beziehungsweise mit elektrischer Energie versorgt. Hierzu erfolgt die Auskoppe¬ lung der elektrischen Leistung beziehungsweise der elektrischen Energie erfindungsgemäß mittels des Klystrons. In other words, the auxiliary power supply is designed for supplying the one sensor provided at least which is adapted to surveil ¬ monitoring the high-voltage DC transmission line. Here, the sensor is advantageously supplied by the high-voltage DC transmission line via the klystron with electrical power or electrical energy. For this purpose, the Auskoppe ¬ ment of electrical power or electrical energy according to the invention is carried out by means of Klystrons.
Besonders bevorzugt ist hierbei der Sensor als Temperatursen- sor, Gasdrucksensor, Gasdichtesensor und/oder Teilentladungssensor ausgebildet. In this case, the sensor is particularly preferably designed as a temperature sensor, gas pressure sensor, gas density sensor and / or partial discharge sensor.
Vorteilhafterweise können dadurch die Wesentlichen physikali¬ schen Größen der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs- Leitung überwacht werden. Dadurch wird vorteilhafterweise die Betriebssicherheit der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung beziehungsweise der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs- Leitung verbessert. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Übermittlungsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, vom Sensor erfasste Daten zu übermitteln, wobei die Übermittlungsvorrichtung wenigstens teilweise mittels der durch das Klystron bereitgestellten elektrischen Leistung versorgbar ist. Advantageously, the substantially can be monitored by physi ¬ rule sizes of the high-voltage direct current transmission line. This advantageously improves the reliability of the high-voltage DC transmission or the high-voltage DC transmission line. In an advantageous development of the invention, the device comprises a transmission device, which is designed to transmit data detected by the sensor, wherein the transmission device can be supplied at least partially by means of the electric power provided by the klystron.
Vorteilhafterweise können dadurch die vom Sensor erfassten Daten, beispielsweise an eine Zentrale, mittels der Übermitt¬ lungsvorrichtung übermittelt werden. Hierbei wird vorteil- hafterweise die Übermittlungsvorrichtung auch durch die mittels des Klystrons bereitgestellte elektrische Leistung ver¬ sorgt. Dadurch sind zusätzliche Leitungen zur Versorgung der Übermittlungsvorrichtung nicht erforderlich. Weiterhin wird vorteilhafterweise die Wartung und Kontrolle der Hochspan¬ nungs-Gleichstrom-Übertragung beziehungsweise der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung durch die Übermittlungsvorrichtung verbessert, da eine unmittelbare Auswertung und Beurteilung der übermittelten Daten des Sensors erfolgen kann . Advantageously, thereby the data recorded by the sensor, for example to a control center, are transmitted by means of the over Mitt ¬ averaging device. Here, the transmission device is ver provides ¬ also by provided by the klystron electric power advanta- way legally. As a result, additional lines for supplying the transmission device are not required. Continue Advantageously, the maintenance and control of high tension ¬ voltage direct current transmission or high-voltage direct current transmission line improved by the transmission device, as an immediate evaluation and assessment of the transmitted data of the sensor can be done.
Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die Übermittlungs¬ vorrichtung zur drahtlosen Übermittlung der Daten des Sensors ausgebildet ist. It is particularly preferred if the dispatching ¬ device is designed for the wireless transmission of the data of the sensor.
Vorteilhafterweise können dadurch zusätzliche Leitungen zur Übertragung der Daten entfallen. Weiterhin wird eine besonders effiziente und zeitnahe Übermittlung der Daten des Sen- sors, beispielsweise an die Zentrale, ermöglicht. Vorteil¬ hafterweise kann dadurch die Betriebssicherheit der Hochspan¬ nungs-Gleichstrom-Übertragung beziehungsweise der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung weiter verbessert werden, da zeitnah auf Störungen reagiert werden kann. Advantageously, this eliminates additional lines for the transmission of data. Furthermore, a particularly efficient and timely transmission of the data of the sensor, for example to the control center, is made possible. ¬ advantageous way legally, the operational reliability of the high tensioning ¬ voltage direct current transmission or the high-voltage direct-current transmission line to be further improved, since it is possible to swiftly respond to disturbances.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung führt die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung eine elektrische Spannung im Bereich von 100 Kilovolt bis 1000 Ki¬ lovolt . According to an advantageous embodiment of the invention, the high-voltage DC transmission line carries an electrical voltage in the range of 100 kilovolts to 1000 Ki ¬ lovolt.
Mit anderen Worten wird dadurch vorteilhafterweise eine Hoch- spannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) ermöglicht. Insbesondere ist eine elektrische Spannung von 380 Kilovolt oder 850 Kilovolt von Vorteil. In other words, this advantageously makes possible a high-voltage direct current transmission (HVDC). In particular, an electrical voltage of 380 kilovolts or 850 kilovolts is an advantage.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er¬ geben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Further advantages, features and details of the invention ¬ follow from the following described embodiments and from the drawing. The single figure shows a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitung 2, die beispielsweise einer Hochspan- nungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) zugeordnet ist, sowie eine Auskoppelvorrichtung 4. Hierbei deutet Figur 1 einen Leitungsabschnitt einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) an, wobei eine Mehrzahl von Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungsleitungen 2 vorgesehen sein kann. Die Auskoppelvorrichtung 4 weist erfindungsgemäß ein Klystron 42 auf. Wei¬ terhin umfasst die Auskoppelvorrichtung 4 einen Sensor 6 sowie einen Gleichrichter 8. Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung 2 führt eine Hochspannung, die als Gleichspannung ausgebildet ist, beispielsweise mit einer elektrischen Gleichspannung oberhalb von 100 Kilovolt, insbesondere von 380 Kilovolt oder 850 Ki¬ lovolt . The device 1 comprises a high-voltage DC transmission line 2, which, for example, has a high voltage Here, Figure 1 indicates a line section of a high voltage direct current (HVDC) transmission, wherein a plurality of high voltage direct current transmission lines 2 may be provided. The decoupling device 4 has a klystron 42 according to the invention. Wei ¬ terhin comprises the output-coupling 4, a sensor 6 and a rectifier 8. The high-voltage direct-current transmission line 2 carries a high voltage formed as direct voltage, for example with an electrical DC voltage above 100 kV, in particular of 380 kilovolts or 850 Ki ¬ LoVolt.
Mittels des Klystrons 42 wird wenigstens ein Teil der durch die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung 2 geführten elektrischen Leistung beziehungsweise elektrischen Energie ausgekoppelt und beispielsweise zur Versorgung des Sen- sors 6 bereitgestellt. Typischerweise stellt das Klystron 42 eine Wechselspannung bereit, sodass zur Gleichrichtung der bereitgestellten Wechselspannung der Gleichrichter 8 vorgesehen ist. Der Vorteil des Klystrons 42 ist, dass das Klystron 42 einen hohen Wirkungsgrad, insbesondere oberhalb von 10 Prozent, für die Auskopplung der elektrischen Leistung aufweist. Dadurch kann eine geringe elektrische Leistung, bei¬ spielsweise im Bereich von 10 Watt bis 50 Watt, aus der Hoch¬ spannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitung 2 effizient entnommen und zur Versorgung des Sensors 6 bereitgestellt werden. By means of the klystron 42 at least a portion of the guided through the high-voltage DC transmission line 2 electrical power or electrical energy is coupled and provided, for example, to supply the sensor 6 sen. Typically, the klystron 42 provides an AC voltage such that the rectifier 8 is provided to rectify the AC voltage provided. The advantage of the klystron 42 is that the klystron 42 has a high efficiency, in particular above 10 percent, for the decoupling of the electrical power. Thereby, a low electric power are provided at ¬ play in the range of 10 watts to 50 watts, efficiently removed from the high ¬ voltage direct current transmission line 2 and to the supply of the sensor. 6
Weiterhin kann die Vorrichtung 1 eine nicht dargestellte Übermittlungsvorrichtung zur Übermittlung der vom Sensor 6 erfassten Daten aufweisen. Auch die nicht dargestellte Übermittlungsvorrichtung kann mittels der durch das Klystron 42 bereitgestellten elektrischen Leistung versorgt werden. Zudem ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung 1 wenigstens teilwei¬ se, insbesondere vollständig, innerhalb eines Erdreiches, das beispielsweise die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs- Leitung 2 umgibt, angeordnet ist. Furthermore, the device 1 may comprise a transmission device, not shown, for transmitting the data detected by the sensor 6. The transmission device, not shown, can be supplied by means of the electric power provided by the klystron 42. In addition, it is provided that the device 1 at least teilwei ¬ se, in particular completely, within a soil, the For example, the high-voltage DC transmission line 2 surrounds, is arranged.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung 1 zum Bereitstellen der elektrischen Leistung aus der Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitung 2 einen deutlich größeren Wirkungsgrad als beispielsweise ein Widerstandsteiler auf. Auch mittels des Widerstandsteilers könnte ein Teil der mittels der Hoch¬ spannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung 2 geführten elekt- rischen Leistung ausgekoppelt werden. Allerdings ergibt sich durch die Verwendung eines Widerstandsleiters ein äußerst ge¬ ringer Wirkungsgrad, der deutlich geringer als 10 Prozent ist und im Promilleprozentbereich liegt. Mit anderen Worten ermöglicht es die vorliegende Erfindung aus der Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragungs-Leitung 2 eine elektrische Leistung unter einem besonders vorteilhaften Wirkungsgrad zur Versorgung des Sensors 6 auszukoppeln. Advantageously, the device 1 for providing the electrical power from the high-voltage DC transmission line 2 has a significantly greater efficiency than, for example, a resistance divider. A part of the guided means of the high ¬ voltage direct current transmission line 2 step elec- power could also be coupled out by means of the resistive divider. However, an extremely ge ¬ ringer efficiency which is significantly less than 10 percent and the per mil percentage is given by the use of a resistance conductor. In other words, the present invention makes it possible to extract electric power from the high-voltage DC transmission line 2 under a particularly advantageous efficiency for supplying the sensor 6.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, or other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (1), umfassend eine Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitung (2) und eine Auskoppelvorrichtung (4), wobei die Auskoppelvorrichtung (4) derart mit der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung (2) elektrisch gekoppelt ist, dass eine elektrische Leistung aus der Hochspan¬ nungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung (2) bereitstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskoppelvorrichtung (4) zur Bereitstellung der elektrischen Leistung ein Klystron (42) umfasst. A device (1) comprising a high voltage DC transmission line (2) and a decoupling device (4), said decoupling device (4) being electrically coupled to said high voltage DC transmission line (2) an electric power from the high-tension ¬-voltage direct-current transmission line (2) can be provided, characterized in that the coupling-out device (4) for supplying the electric power comprises a klystron (42).
2. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klystron (42) dazu ausgebildet ist, eine elektrische Leistung bis maximal 50 Watt, insbesondere bis maximal 10 Watt, bereitzustellen. 2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the klystron (42) is adapted to provide an electrical power to a maximum of 50 watts, in particular up to a maximum of 10 watts.
3. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs- Leitung (2) und das Klystron (42) über eine Anode des Klyst¬ rons elektrisch gekoppelt sind. 3. Device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the high-voltage DC transmission line (2) and the Klystron (42) are electrically coupled via an anode of the Klyst ¬ rons.
4. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ummantelung der Hochspan- nungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung (2) eine Öffnung aufweist, die wenigstens einen Teil des Klystrons (42) umfasst. 4. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a jacket of the high-voltage DC transmission line (2) has an opening which comprises at least part of the klystron (42).
5. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskoppelvorrichtung (2) ei- nen Gleichrichter (8) zur Gleichrichtung der durch das Klystron (42) bereitgestellten elektrischen Wechselspannung umfasst . 5. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the decoupling device (2) comprises a rectifier (8) for rectifying the electric alternating voltage provided by the klystron (42).
6. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Sensor (6), der zur Erfassung wenigstens einer physikalischen Größe der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs- Leitung (2) vorgesehen und mit dem Klystron (42) derart elektrisch gekoppelt ist, dass der Sensor (6) wenigstens teilweise mittels der durch das Klystron (42) bereitgestell¬ ten elektrischen Leistung versorgbar ist. 6. Device (1) according to one of the preceding claims, comprising a sensor (6) which is provided for detecting at least one physical quantity of the high-voltage direct-current transmission line (2) and is electrically coupled to the klystron (42) in such a way, that the sensor (6) at least partially by means of the Klystron (42) bereitgestell ¬ th electrical power can be supplied.
7. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) als Temperatursensor, Gasdrucksensor,7. Device (1) according to claim 6, characterized in that the sensor (6) as a temperature sensor, gas pressure sensor,
Gasdichtesensor und/oder Teilentladungssensor ausgebildet ist . Gas density sensor and / or partial discharge sensor is formed.
8. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 6 oder 7, mit einer Über- mittlungsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, vom Sensor erfasste Daten zu übermitteln, wobei die Übermittlungsvorrichtung wenigstens teilweise mittels der durch das Klystron (42) bereitgestellten elektrischen Leistung versorgbar ist. 8. Device (1) according to claim 6 or 7, comprising a transmission device which is designed to transmit data detected by the sensor, wherein the transmission device can be supplied at least partially by means of the electric power provided by the klystron (42).
9. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlungsvorrichtung zur drahtlosen Übermittlung der Daten ausgebildet ist. 9. Device (1) according to claim 8, characterized in that the transmission device is designed for the wireless transmission of the data.
10. Verfahren zum Bereitstellen einer elektrischen Leistung aus einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung (2), dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Klystrons (42), das elektrisch mit der Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Leitung (2) gekoppelt ist, eine elektrische Leistung aus der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs- Leitung (2) bereitgestellt wird. A method of providing electrical power from a high voltage DC transmission line (2), characterized in that by means of a klystron (42) electrically coupled to the high voltage DC transmission line (2) electrical power is provided from the high voltage dc transmission line (2).
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Klystron (42) bereitgestellte elektrische Leis¬ tung einem Sensor (6), der wenigstens eine physikalische Grö- ße der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung (2) er- fasst, zu seinem Betrieb zugeführt wird. 11. The method according to claim 10, characterized in that the by the klystron (42) a sensor (6), the SSE at least one physical GroE ER- provided electrical Leis ¬ processing of high-voltage direct-current transmission line (2) summarizes , is fed to his operation.
12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitung (2) eine elektrische Spannung im Bereich von 100 Kilovolt bis 1000 Kilovolt führt. 12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that the high voltage DC transmission line (2) carries an electrical voltage in the range of 100 kilovolts to 1000 kilovolts.
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