用于电力转换器的模块组件、分支单元和电力转换器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于电力转换器的模块组件、分支单元和电力转换器。在用在HVDC输电和配电中的电力转换器(70)的领域中，提供了一种用在这样的电力转换器(70)的转换器分支(72)内的分支单元(84)中的模块组件(10)。模块组件(10)包括电连接的第一和第二转换器模块(12，14)。每个转换器模块(12，14)包括由多个串联连接的半导体开关元件形成的开关组件(16)。每个开关组件(16)被安装到结构性导电构件(26)并与其电连接，结构性导电构件(26)具有限定各个转换器模块(12，14)的对应第一和第二端(34，36)的第一和第二端(30，32)。第一和第二转换器模块(12，14)被相对彼此布置，由此一个转换器模块(12，14)的端(34，36)位于另一个转换器模块(12，14)的端(34，36)的对面并直接面对。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于电力转换器的模块组件，并且更具体地涉及一种用在用于高压直流(HVDC)电力传输和分配的电力转换器的转换器分支内的分支单元中的模块组件。本技术还涉及一种包括多个这样的模块组件的分支单元，并且还涉及前述的电力转换器。
技术介绍
在输电网络中，交流(AC)电力通常转换为经由架空线和/或海底电缆进行传输的直流(DC)电力。此转换不需要补偿由传输线路或电缆导致的AC电容性负载的影响，由此减少了线路和/或电缆的每公里成本。从而当需要长距离传输电力时，从AC到DC的转换变得具有成本效益。AC电力到DC电力的转换还用在需要将工作于不同频率的AC网络互连的输电网络中。在任何这样的输电网络中，在AC电力和DC电力的每个接口处均需要转换器来实现所需的转换。每个这样的电力转换器通常包括至少一个转换器分支，其被划分为第一分支部分和第二分支部分，其每一个包括分支单元，多个串联连接的半导体开关元件位于分支单元内。在给定的分支单元内的各个半导体开关元件的选择性操作提供了用于AC和DC电力之间所需的转换。
技术实现思路
根据本技术的第一方面，提供了一种用在位于电力转换器的转换器分支内的分支单元中的模块组件，包括第一电连接的转换器模块和第二电连接的转换器模块，每个转换器模块包括由多个串联连接的半导体开关元件形成的开关组件，每个开关组件被安装到结构性导电构件并与其电连接，所述结构性导电构件具有第一端和第二端，所第一端和第二端述限定各个转换器模块的对应的第一端和第二端，所述第一转换器模块和第二转换器模块被相对彼此布置，由此一个转换器模块的一端位于另一个转换器模块的一端的对面并与其直接面对。以前述方式将第一转换器模块和第二转换器模块彼此端对端相对布置通过将包括在所述分支单元的每层的这样的转换器模块的数量加倍，减少了包括给定数量的这样的转换器模块的分支单元的整体高度。同时，实现了给定的分支单元的高度的这样的降低，同时极大改进了操作者例如出于维护和/或修理的目的而对每个转换器模块内的开关组件和各种其他辅助组件(例如栅极电子器件、阻尼电阻器、阻尼电容器和电抗器组件)的访问。这是因为对上面提及的组件的访问可以从在本技术的模块组件中的每个转换器模块的两侧进行，与此相比，例如，当在模块组件中这样的转换器模块被并排布置时，对与类似转换器模块的一侧相邻的组件的访问被另一个转换器模块遮蔽。另外，具有端对端彼此相对布置的第一转换器模块和第二转换器模块的模块组件提供了它在使用中位于其中的分支单元的整体结构的自由度。这是通过允许这样的分支单元包括奇数个这样的模块组件、从而允许减少冗余转换器模块的数量来实现的，不然的话，将需要该冗余转换器模块来确保在位于其中的转换器模块出现故障的情况下分支单元继续工作。此外，以上述端对端方式布置第一转换器模块和第二转换器模块产生了一种模块组件，其具有的长度至少比是宽度的两倍，并且通常是其宽度的三到四倍左右。当容纳其一部分由模块组件形成的电力转换器的换流站的占用面积由相关联电力变压器的尺寸和结构决定时，这样的长和薄的模块组件是有利的，使得长而薄的换流站的占用面积合乎需要。优选地，在使用中每个开关组件产生在其两端的电压梯度，由此对应的结构性导电构件的第一端工作在与所述对应的结构性导电构件的第二端不同的电压下，并且一个转换器模块的第二端位于另一个转换器模块的第一端的对面并与其直接面对。这两个转换器模块的各个第一端和第二端的这样的布置意味着当彼此相对且直接面对地设置时，在这些转换器模块位于其中的相关联分支单元工作期间，一个转换器模块的第二端的电压电势可以与另一个转换器模块的第一端的电压电势相同。因此，不需要适应所述端之间的电压差，这些端能够彼此靠近，即，它们之间的空间非常小。因此，第一转换器模块和第二转换器模块的组合占用面积，即本实用新型的模块组件的整体占用面积小于例如并排(侧对侧)布置的类似的第一转换器模块和第二转换器模块的组合占用面积，因为这些侧必须彼此间隔开，以适应这些转换器模块的各个端之间的电压差。可选地，一个转换器模块的结构性导电构件的位于另一个转换器模块的结构性导电构件的第一端的对面并与其直接面对的第二端通过互连导电构件与所述第一端电连接。包含这样一个也可以具有结构性连接性能的互连导电构件，简化了第一转换器模块和第二转换器模块的电互连，同时提供上述访问和节省空间的优点。根据本技术的第二方面，提供了一种用于在电力转换器的转换器分支内使用的分支单元，包括串联连接的多个任一前述的模块组件，每个模块组件限定该分支单元内的各个层。在各个层中布置所述模块组件允许所述各个模块组件之间包含期望程度的电绝缘。所述各个层可直接位于彼此上方。使各个层直接位于彼此上方有助于分支单元限定最小的整体占用面积。根据本技术的第三方面，提供了一种用在HVDC输电和配电中的电力转换器，其包括在第一DC端子和第二DC端子之间延伸的至少一个转换器分支，所述转换器分支或每个转换器分支包括由AC端子分开的第一分支部分和第二分支部分，并且一个分支部分包括或两个分支部分都包括在上文中所述的分支单元。本技术的电力转换器也具有与包括在其中的模块组件的特性相关的优点。附图说明现在参照以下附图，通过非限制性示例的方式在下面对本技术的优选实施例做出简要说明，其中：图1示出根据本技术第一实施例的模块组件的示意性俯视图。图2示出根据本技术另一个实施例的电力转换器内的转换器分支的示意图。具体实施方式根据本技术的一个实施例的模块组件总体用附图标记10标识，如图1中所示。模块组件10包括第一转换器模块12和第二转换器模块14，它们彼此电连接。第一转换器模块12和第二转换器模块14彼此相同，通过允许在这样的结构中使用统一的、相同的子组件，这简化了包含它们的电力转换器的结构。为此目的，每个转换器模块12、14包括由多个串联连接的半导体开关元件(未示出)形成的开关组件16。更具体地说，在本文所描述的实施例中，每个开关组件16包括十二个晶闸管，然而本技术的其他实施例可以包括少于或多于十二个的半导体开关元件以及一种或多种不同类型的半导体开关元件。另外，每个转换器模块12、14包括第一电抗器组件18A和第二电抗器组件18B、阻尼电容器组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块组件，其用在位于电力转换器的转换器分支内的分支单元中，包括电连接的第一转换器模块和电连接的第二转换器模块，每个转换器模块包括由多个串联连接的半导体开关元件形成的开关组件，每个开关组件被安装到结构性导电构件并与其电连接，所述结构性导电构件具有第一端和第二端，所述第一端和第二端限定各个转换器模块的对应的第一端和第二端，所述第一转换器模块和第二转换器模块被相对彼此布置，由此一个转换器模块的一端位于另一个转换器模块的一端的对面并与其直接面对。

【技术特征摘要】
1.一种模块组件，其用在位于电力转换器的转换器分支内的分支单元中，
包括电连接的第一转换器模块和电连接的第二转换器模块，每个转换器模块
包括由多个串联连接的半导体开关元件形成的开关组件，每个开关组件被安
装到结构性导电构件并与其电连接，所述结构性导电构件具有第一端和第二
端，所述第一端和第二端限定各个转换器模块的对应的第一端和第二端，所
述第一转换器模块和第二转换器模块被相对彼此布置，由此一个转换器模块
的一端位于另一个转换器模块的一端的对面并与其直接面对。
2.根据权利要求1所述的模块组件，其中在使用中每个开关组件在其两
端产生电压梯度，由此对应的结构性导电构件的第一端在与所述对应的结构
性导电构件的第二端不同的电压下工作，并且一个转换器模块的第二端位于
另一个转换器模块的第一端的对面并与其直接面对。
3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·艾略特，C·C·戴维森，A·瓦纳，
申请(专利权)人：通用电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：瑞士;CH