电气组件制造技术

提供了一种用于输电网络的电气组件。所述电气组件包括：换流器(32)，其包括：第一端子；以及用于连接到电网络(40)的第二端子，其中所述第一端子是DC端子；可操作地连接到所述DC端子的DC输电媒介(38)；可操作地连接到所述DC输电媒介(38)的电路中断设备，所述电路中断设备包括至少一个开关元件和能量吸收元件，所述电路中断设备的所述或每个开关元件是可切换的，以通过所述能量吸收元件(64)使所述DC输电媒介(38)中的电流流动转向，以便减少所述DC输电媒介(38)中的电流流动；以及换流器控制单元，其被编程为在泄漏电流减小模式下操作所述换流器(32)以控制所述DC端子处的DC电压，以便控制所述能量吸收元件(64)两端的电压，以在通过切换所述电路中断设备的所述或每个开关元件以使所述DC输电媒介(38)中的电流流动转向通过所述能量吸收元件(64)而减少所述DC输电媒介(38)中的电流流动之后，减小在所述DC输电媒介(38)中流动的泄漏电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电气组件
本专利技术涉及一种用于输电网络，特别是高压直流(HVDC)输电网络的电气组件。
技术介绍
电网络可以包括经由一个或多个载流导体连接到负载的电源(例如电池)，或者包括使用载流导体的网络连接到多个负载的多个电源。电网络的实例是需要HVDC换流器的多端互连的DC电网，由此可以使用两个或更多个电连接在一起的HVDC换流器在DC侧交换功率。每个HVDC换流器充当源或汇，以维持DC电网的总体输入-输出功率平衡，同时根据需要交换功率。DC电网依靠DC输电线或电缆网络来实现HVDC换流器的多端互连。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于输电网络中的电气组件，该电气组件包括：换流器，其包括：第一端子；以及用于连接到电网络的第二端子，其中第一端子是DC端子；可操作地连接到DC端子的DC输电媒介(DCpowertransmissionmedium)；可操作地连接到DC输电媒介的电路中断设备(circuitinterruptiondevice)，电路中断设备包括至少一个开关元件和能量吸收元件(energyabsorptionelement)，电路中断设备的所述或每个开关元件是可切换的，以通过能量吸收元件使DC输电媒介中的电流流动转向，以便减少DC输电媒介中的电流流动；以及换流器控制单元，其被编程为在泄漏电流减小模式下操作换流器以控制DC端子处的DC电压，以便控制能量吸收元件两端的电压，以在通过切换电路中断设备的所述或每个开关元件以通过能量吸收元件使DC输电媒介中的电流流动转向而减少DC输电媒介中的电流流动之后，减小在DC输电媒介中流动的泄漏电流。在使用中，操作电路中断设备以通过切换所述对应开关元件或每个对应开关元件以通过能量吸收元件使DC输电媒介中的电流流动转向而中断DC输电媒介中的电流流动。这使得能量吸收元件提供反电动势(EMF)，以将DC输电媒介中的电流流动降低到能有效地导致DC输电媒介中的电流中断的水平。然而，在DC输电媒介中的电流流动中断之后，泄漏电流(也被称为剩余电流)继续流过DC输电媒介和能量吸收元件。泄漏电流的幅值根据能量吸收元件的V-I特性和能量吸收元件两端的DC电压而变化。泄漏电流的流动不仅具有连续加热能量吸收元件的效果(这可能会导致能量吸收元件热失控)，而且还会干扰DC输电媒介的故障清除过程，特别是当DC输电媒介为架空线形式时，因为故障清除过程将需要DC输电媒介中的电流下降到零并且在重新激励DC输电媒介之前也需要用于去电离的时间延迟。在本专利技术的电气组件中提供换流器控制单元不仅允许减小泄漏电流以避免上述与泄漏电流相关的问题，从而提高相关输电网络的可靠性和性能，而且也不需要额外的电流减小硬件来降低泄漏电流，而额外的电流减小硬件将会增大相关输电网络的尺寸、重量和成本。电气组件还可以包括可操作地连接到DC输电媒介的开关装置(例如隔离开关、隔离器、机械开关装置等)，开关装置可切换以将DC输电媒介从电路中断开。提供开关装置允许在DC输电媒介中的电流中断之后将DC输电媒介中的电流流动减小到零。当电气组件包括开关装置时，换流器控制单元可以被编程为在泄漏电流减小模式下操作换流器以控制DC端子处的DC电压，以便控制能量吸收元件两端的电压，以在切换开关装置将DC输电媒介从电路断开之前，将在DC输电媒介中流动的泄漏电流减小到允许开关装置安全断开的值。在本专利技术的电气组件中提供换流器控制单元便于在较低电平的泄漏电流和DC电压下切换开关装置，这不仅允许使用以较低电流额定值和较低DC电压额定值工作的较便宜的开关装置，而且还由于开关装置在较低的泄漏电流电平下进行切换，能够使开关装置更快地工作。可以理解的是，本专利技术可应用于包括至少一个开关元件和能量吸收元件的任何电路中断设备，其中电路中断设备的所述或每个开关元件是可切换的，以通过能量吸收元件使DC输电媒介中的电流流动转向，以便减少DC输电媒介中的电流流动。还将理解的是，本专利技术可应用于包括在泄漏电流减小模式下操作的单个换流器或多个换流器的电气组件，所述单个换流器或多个换流器结合单个电路中断设备或多个电路中断设备以及单个DC输电媒介或多个DC输电媒介。在本专利技术的实施方案中，能量吸收元件可以包括至少一个非线性电阻元件。任选地，所述或每个非线性电阻元件可以是电涌放电器(surgearrester)。由于非线性电阻元件的V-I特性可以被配置为使得泄漏电流随着能量吸收元件两端的电压的变化而急剧下降，这将带来更快速且更有效的减小泄漏电流的方法。在本专利技术的进一步的实施方案中，换流器可以被配置成形成电流路径，当第二端子处的电压的幅值相对于DC端子处的DC电压的幅值处于预定值时，不受控制的换流器电流可能会通过该电流路径在第二端子与DC端子之间流动。在泄漏电流减小模式下对DC端子处的DC电压的控制可以导致DC端子处的DC电压的变化，这会导致第二端子处的电压的幅值相对于DC端子处的DC电压的幅值处于预定值，从而导致形成电流路径，不受控制的换流器电流可能会通过该电流路径在第二端子与DC端子之间流动。出于对换流器的由于可靠性、性能和安全性的原因的不利影响，第二端子与DC端子之间的不受控制的换流器电流的流动是不可取的。在这样的实施方案中，换流器控制单元可以被编程为操作换流器以控制第二端子处的电压的幅值，以便当换流器在泄漏电流减小模式下操作以控制DC端子处的DC电压时，防止不受控制的换流器电流在第二端子与DC端子之间流动。这确保了避免由第二端子与DC端子之间的不受控制的换流器电流的流动引起的上述不利影响。通过控制第二端子处的电压幅值来防止不受控制的换流器电流在第二端子与DC端子之间的流动可以以多种方式执行，其中的一些实例如下所述。在第二端子是AC端子并且电网络是AC网络的本专利技术的实施方案中，换流器可以被配置为形成电流路径，当AC端子处的AC电压的幅值相对于DC端子处的DC电压的幅值处于预定值时，不受控制的换流器电流可能会通过该电流路径在AC端子与DC端子之间流动。在这样的实施方案中，换流器控制单元可以被编程为操作换流器以控制AC端子处的AC电压的幅值，以便当换流器在泄漏电流减小模式下操作以控制DC端子处的DC电压时，防止不受控制的换流器电流在AC端子与DC端子之间流动。在本专利技术的进一步的此类实施方案中，换流器可以被配置为形成电流路径，当AC端子处的AC电压的幅值高于DC端子处的DC电压的幅值时，不受控制的换流器电流可能会通过该电流路径在AC端子与DC端子之间流动，并且换流器控制单元还可以被编程为操作换流器以将AC端子处的AC电压的幅值控制为低于DC端子处的DC电压的幅值，以便当换流器在泄漏电流减小模式下操作时，防止不受控制的换流器电流在AC端子与DC端子之间流动。在更进一步的此类实施方案中，换流器可以包括多个第二端子，每个第二端子是用于连接到多相AC网络的相应相的AC端子，换流器被配置为形成电流路径，当AC端子中的给定两个之间的线间AC电压的幅值高于DC端子处的DC电压的幅值时，不受控制的换流器电流可能会通过该电流路径在AC端子与DC端子之间流动，并且换流器控制单元可以被编程为操作换流器以将AC端子中的给定两个之间的线间AC电压的幅值控制为低于DC端子处的DC电压的幅值，以便当换流器在泄漏电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于输电网络的电气组件，所述电气组件包括：换流器，其包括：第一端子；以及用于连接到电网络的第二端子，其中所述第一端子是DC端子；可操作地连接到所述DC端子的DC输电媒介；可操作地连接到所述DC输电媒介的电路中断设备，所述电路中断设备包括至少一个开关元件和能量吸收元件，所述电路中断设备的所述或每个开关元件是可切换的，以通过所述能量吸收元件使所述DC输电媒介中的电流流动转向，以便减少所述DC输电媒介中的电流流动；以及换流器控制单元，其被编程为在泄漏电流减小模式下操作所述换流器以控制所述DC端子处的DC电压，以便控制所述能量吸收元件两端的电压，以在通过切换所述电路中断设备的所述或每个开关元件以使所述DC输电媒介中的电流流动转向通过所述能量吸收元件而减少所述DC输电媒介中的电流流动之后，减小在所述DC输电媒介中流动的泄漏电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.21 GB 1514934.71.一种用于输电网络的电气组件，所述电气组件包括：换流器，其包括：第一端子；以及用于连接到电网络的第二端子，其中所述第一端子是DC端子；可操作地连接到所述DC端子的DC输电媒介；可操作地连接到所述DC输电媒介的电路中断设备，所述电路中断设备包括至少一个开关元件和能量吸收元件，所述电路中断设备的所述或每个开关元件是可切换的，以通过所述能量吸收元件使所述DC输电媒介中的电流流动转向，以便减少所述DC输电媒介中的电流流动；以及换流器控制单元，其被编程为在泄漏电流减小模式下操作所述换流器以控制所述DC端子处的DC电压，以便控制所述能量吸收元件两端的电压，以在通过切换所述电路中断设备的所述或每个开关元件以使所述DC输电媒介中的电流流动转向通过所述能量吸收元件而减少所述DC输电媒介中的电流流动之后，减小在所述DC输电媒介中流动的泄漏电流。2.根据权利要求1所述的电气组件，其中还包括可操作地连接到所述DC输电媒介的开关装置，所述开关装置可切换以将所述DC输电媒介从电路中断开，其中所述换流器控制单元被编程为在所述泄漏电流减小模式下操作所述换流器以控制所述DC端子处的DC电压，以便控制所述能量吸收元件两端的电压，而在切换所述开关装置以将所述DC输电媒介从电路断开之前，将在所述DC输电媒介中流动的所述泄漏电流减小到允许所述开关装置安全断开的值。3.根据前述权利要求中任一项所述的电气组件，其中所述能量吸收元件包括至少一个非线性电阻元件，并且任选地，其中所述或每个非线性电阻元件是电涌放电器。4.根据前述权利要求中任一项所述的电气组件，其中所述换流器被配置为形成电流路径，当所述第二端子处的电压的幅值相对于所述DC端子处的DC电压的幅值处于预定值时，不受控制的换流器电流可能会通过所述电流路径在所述第二端子与DC端子之间流动，并且其中所述换流器控制单元被编程为操作所述换流器以控制所述第二端子处的电压的幅值，以便当所述换流器在所述泄漏电流减小模式下操作以控制所述DC端子处的DC电压时，防止所述不受控制的换流器电流在所述第二端子与DC端子之间流动。5.根据权利要求4所述的电气组件，其中所述第二端子是AC端子，所述电网络是AC网络，所述换流器被配置为形成电流路径，当所述AC端子处的AC电压的幅值相对于所述DC端子处的DC电压的幅值处于预定值时，不受控制的换流器电流可能会通过所述电流路径在所述AC端子与DC端子之间流动，并且其中所述换流器控制单元被编程为操作所述换流器以控制所述AC端子处的AC电压的幅值，以便当所述换流器在所述泄漏电流减小模式下操作以控制所述DC端子处的DC电压时，防止所述不受控制的换流器电流在所述AC端子与DC端子之间流动。6.根据权利要求5所述的电气组件，其中所述换流器被配置为形成电流路径，当所述AC端子处的AC电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：R古普塔，RS怀特豪斯，CD巴克，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH