專利名稱：高壓直流輸電設(shè)備的晶閘管閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電設(shè)備的換流器的閥，包括分別具有多個(gè)電氣 串聯(lián)的晶閘管的多個(gè)閥段，以及與所述閥電氣并聯(lián)的過(guò)壓防護(hù)放電器
(Ueberspannungs-Ableiter )。
背景技術(shù)：
高壓直流輸電設(shè)備(也稱為HGt)設(shè)備)的這種晶閘管閥由印刷于…的題為 "Modern HVDC Thyristor Valves for China's Electric Power System"的出片反物乂> 知。借助HGtJ設(shè)備，具有不同頻率性能的兩個(gè)供電網(wǎng)為了能量交換互相耦合。 為了能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的電壓截止能力，HGtJ設(shè)備的換流器的閥具有多個(gè)晶閘 管。晶閘管閥的這些多個(gè)晶閘管被劃分為多個(gè)閥段。晶閘管閥的每?jī)蓚€(gè)閥段形 成一個(gè)晶閘管組件。如果HGtJ設(shè)備的換流器的一相具有四個(gè)晶閘管閥并且每 個(gè)晶閘管閥由三個(gè)晶閘管組件構(gòu)成，則該相具有十二個(gè)這樣的晶閘管組件，這 些晶閘管組件被劃分為兩個(gè)空間上并行設(shè)置的閥塔(Ventilturm )。每個(gè)晶閘管 組件形成這樣的閥塔的 一層。
每個(gè)晶閘管閥與一個(gè)過(guò)壓防護(hù)放電器電氣并聯(lián)。借助該并聯(lián)的放電器，閥 受到過(guò)壓保護(hù)，只要過(guò)壓是均勻地分配在閥內(nèi)部的所有組件單元上。如果通過(guò)
(Spannungssteilheit)的過(guò)電壓，在晶閘管閥內(nèi)部產(chǎn)生不對(duì)稱的電壓分布，則 在閥段中的晶閘管可能承受超過(guò)其反向截止能力的成比例的最高的過(guò)壓并且在 此被毀壞。
為了防止這一點(diǎn)，按照本文開(kāi)頭提到的出版物，在閥的每個(gè)閥段中采用用 于電壓平衡的所謂的控制電容器。這些控制電容器分別與一個(gè)閥段電氣并聯(lián)。 由此，具有兩個(gè)閥段的每個(gè)晶閘管組件具有兩個(gè)控制電容器。每個(gè)控制電容器 的值必須選得這樣大，使得該控制電容器而不是存在的雜散電容決定電壓分布。 控制電容器的典型值為在500kVHGtJ閥中每閥段6nF。這樣的控制電容器在晶閘管組件中要求不小的位置。此外，這些控制電容器提高了晶閘管組件的重量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，這樣進(jìn)一步開(kāi)發(fā)這種類型的閥，使得不再需 要控制電容器。
按照本發(fā)明，上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)權(quán)利要求1的區(qū)別特征解決。
每閥段不再需要控制電容器。由此極大地減少了接通電容的值，使得可以更小 地確定每閥段存在的可飽和的電抗器的尺寸。通過(guò)將閥式放電器部分地集成到 其閥段中，閥逐點(diǎn)地限制出現(xiàn)的由雜散電容引起的過(guò)壓，而無(wú)需事先平衡該出 現(xiàn)的過(guò)壓。
在按照本發(fā)明的HGtJ設(shè)備的換流器的閥的第二實(shí)施方式中，存在的閥式 放電器完全地集成到閥中。這就是說(shuō)，閥式放電器被劃分到其閥段上。由此還 達(dá)到了減小閥塔的位置需求。
在按照本發(fā)明的HGt)設(shè)備的換流器的閥的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，集成到 閥的閥段中的過(guò)壓防護(hù)放電器由液體冷卻。由此可以將其連接到閥的存在的冷 卻系統(tǒng)，由此可以摒棄單獨(dú)的放電器冷卻裝置。
下面對(duì)照在其中示意性示出的HGtJ設(shè)備的換流器的閥的多個(gè)實(shí)施方式的 附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1示出了按照現(xiàn)有技術(shù)的HGt)設(shè)備的換流器的等效電路圖， 圖2示出了按照?qǐng)D1的換流器的閥的等效電路圖， 圖3示出了按照?qǐng)D1的換流器的閥的電路圖， 圖4示出了按照?qǐng)D1的換流器的晶閘管組件， 圖5示出了按照?qǐng)D1的換流器的結(jié)構(gòu)，
圖6示出了按照本發(fā)明的HGtJ設(shè)備的換流器的閥的第一實(shí)施方式的等效 電路圖，而
圖7示出了按照本發(fā)明的閥的第二實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
按照此處未詳細(xì)示出的高壓直流輸電設(shè)備(HGtJ設(shè)備)的換流器2的等效 電路圖，該換流器2的每一相具有四個(gè)電氣串聯(lián)的閥4。這樣的相閥
(Phasenventil) 6被稱為四重閥。在交流電壓側(cè)該換流器2借助變壓器8與電 網(wǎng)相連。該變壓器8具有一個(gè)初級(jí)線圏IO以及兩個(gè)次級(jí)線圏12和14。初級(jí)線 圏IO和次級(jí)線圈12分別是星形連接，而次級(jí)線圈14為三角形連接。次級(jí)線圈 12以及14的每一相的IIT出端與由兩個(gè)電氣串聯(lián)的閥4組成的部分相閥
(Teilphasenventil) 28以及30的交流電壓側(cè)的輸入端16、 18、 20以及22、 24、 26電氣相連。通過(guò)使用具有星形和三角形連接的兩個(gè)次級(jí)線圈12和14的變壓 器8，電網(wǎng)的諧波負(fù)載很小。
按照HGtJ設(shè)備的換流器2的該等效電路圖，每個(gè)閥4具有一個(gè)閥式放電 器32、 一個(gè)等效電感34和一個(gè)等效晶閘管36。根據(jù)圖2該等效晶閘管36具有 六個(gè)閥段38,這些閥段分別由一個(gè)晶閘管電路圖表示。每個(gè)閥段38與一個(gè)控 制電容器40電氣并聯(lián)。每個(gè)控制電容器40的值必須選得這樣大，使得該控制 電容器40而不是存在的雜散電容決定電壓分配。控制電容器的典型的值例如在 500kVHGt)閥4情況下為每閥段38是6nF,也就是說(shuō)，在六個(gè)岡段38的情況 下每個(gè)控制電容器的值是每閥4為lnF。
在圖3中詳細(xì)示出了 HGt)設(shè)備的換流器2的閥4的電路圖。按照?qǐng)D2的 閥4的等效電路圖，該閥4具有六個(gè)閥段38，其中為清楚起見(jiàn)僅示出三個(gè)閥段 38。每個(gè)閥段38除了具有控制電容器40之外還具有多個(gè)晶閘管位置
(Thyristorplatz ) 42和多個(gè)可飽和的電抗器44。每個(gè)閥段只示出了其中的各一 個(gè)。每個(gè)晶閘管位置42具有一個(gè)分別并聯(lián)了 一個(gè)線路網(wǎng)(Beschaltungsnetzwerk) 48的晶閘管46。例如500kV換流器2的閥4由六個(gè)分別具有十三個(gè)晶閘管位 置42的閥段38組成。由此該閥4具有七十八個(gè)晶閘管46。
按照詳細(xì)示出所謂的晶閘管組件52的結(jié)構(gòu)的圖4，每個(gè)閥段38的晶閘管 46電氣串聯(lián)并且與其冷卻組件一起被設(shè)置在夾持器(Spannverband) 50中。按 照該圖示，空間上一方面線路網(wǎng)48另一方面晶閘管控制裝置與夾持器50平行 設(shè)置。此外，從該圖示還可以看出，晶閘管組件52包含兩個(gè)閥段38的其它組 件元件。這些組件元件包括可飽和的電抗器44 (其中每個(gè)閥段38有四個(gè))以 及控制電容器40 (每個(gè)閥段38各一個(gè))。由此，被劃分為六個(gè)閥段38的閥4， 借助三個(gè)晶閘管組件52來(lái)實(shí)現(xiàn)。這意味著，按照?qǐng)D1的換流器2的四重閥6 具有十二個(gè)這樣的晶閘管組件52。在圖5中詳細(xì)示出了這樣的四重閥6的結(jié)構(gòu)。其十二個(gè)晶閘管組件52被 劃分為兩個(gè)閥塔54和56。這些晶閘管組件52分別形成閥塔54以及56的 一層。 對(duì)應(yīng)的閥式放電器32借助安裝結(jié)構(gòu)被設(shè)置為在空間上靠近這兩個(gè)閥塔54和 56。從該圖示中可以看出，這樣的閥式放電器32是如何在空間上伸展的。
在圖6中詳細(xì)示出了按照本發(fā)明的閥4的第一實(shí)施方式的等效電路圖。與 按照?qǐng)D2的等效電路圖不同，按照本發(fā)明的閥4不再具有控制電容器40。該控 制電容器40的電壓限制作用此時(shí)由閥段放電器58代替。這樣確定該閥段放電 器58的尺寸，使得迄今為止的閥式放電器32的一部分此時(shí)由這些閥段放電器 來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此作為閥式放電器32需要具有很小的功率的放電器。通過(guò)取消閥4
著閥4的電壓分布。如果在閥4的閥段38上出現(xiàn)超過(guò)放電電壓的電壓，則相應(yīng) 的閥段放電器58導(dǎo)通并由此將該出現(xiàn)的電壓限制到預(yù)定的值。通過(guò)將閥放電器 32部分地集成在其單個(gè)閥段38中，不再需要控制電容器，由此每個(gè)閥段38的 接通電容的值減小。由此闊4更38的每個(gè)可飽和的電抗器44的電感值也減小。
在HGtJ設(shè)備的換流器2的按照本發(fā)明的閥4的第二實(shí)施方式中，閥放電 器32完全地集成在其閥段38中。根據(jù)按照?qǐng)D7的等效電路圖，每個(gè)閥段38 具有一個(gè)閥段放電器60。該閥段放電器60相對(duì)于按照?qǐng)D6的實(shí)施方式的閥段 放電器58具有更高的功率，因?yàn)殚y放電器32的功率輸出容量此時(shí)完全由這些 閥段放電器60提供。因?yàn)樵陂y4的該實(shí)施方式中不再需要閥放電器32,所以 也不再需要用于閥放電器32的安裝框架，由此減小了圖5的四重閥6的結(jié)構(gòu)的 兩個(gè)閥塔54和56的空間尺寸。
權(quán)利要求
1. 一種高壓直流輸電設(shè)備的換流器(2)的閥(4)，包括分別具有多個(gè)電氣串聯(lián)的晶閘管(46)的多個(gè)閥段(38)，以及與所述閥(4)電氣并聯(lián)的過(guò)壓防護(hù)放電器(32)，其特征在于，所述每個(gè)閥段(38)與一個(gè)過(guò)壓防護(hù)放電器(58)電氣并聯(lián)。
2. —種高壓直流輸電設(shè)備的換流器(2)的閥(4),包括分別具有多個(gè)電 氣串聯(lián)的晶閘管(46)的多個(gè)閥段(38)，其特征在于，所述每個(gè)閥段(38)與 一個(gè)過(guò)壓防護(hù)放電器(60)電氣并聯(lián)。
3. —種高壓直流輸電設(shè)備的換流器(2)的岡(4)，包括分別具有多個(gè)電 氣串聯(lián)的晶閘管(46)的多個(gè)閥段(38),其特征在于，所述每個(gè)晶閘管(46) 與 一個(gè)過(guò)壓防護(hù)放電器電氣并聯(lián)。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的閥(4),其特征在于，所述過(guò)壓防護(hù) ;改電器(58, 60 )由液體冷卻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥(4)，其特征在于，兩個(gè)閥段(38)的過(guò) 壓防護(hù)放電器(58, 60)被集成在容納這兩個(gè)閥段(38)的晶閘管組件(52) 中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電設(shè)備的換流器(2)的閥(4)，包括分別具有多個(gè)電氣串聯(lián)的晶閘管(46)的多個(gè)閥段(38)，以及與所述閥(4)電氣并聯(lián)的過(guò)壓防護(hù)放電器(32)。按照本發(fā)明，每個(gè)閥段(38)與一個(gè)過(guò)壓防護(hù)放電器(58)電氣并聯(lián)。由此，獲得不再需要控制電容器的HGU設(shè)備的換流器(2)的晶閘管閥。
文檔編號(hào)H02H7/12GK101523682SQ200780036422
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者哈特穆特·休昂, 馬庫(kù)斯·尤德, 馬庫(kù)斯·霍伊斯勒 申請(qǐng)人:西門子公司