專利名稱：Ac和dc系統(tǒng)間在變壓器中性點包括濾波器的接口裝置的制作方法
AC和DC系統(tǒng)間在變壓器中性點包括濾波器的接口裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及輸電系統(tǒng)。更具體而言,本發(fā)明涉及一種耦合在AC系統(tǒng)和DC 系統(tǒng)之間的接口裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，接口裝置連接在交流電(AC)系統(tǒng)(通常表示為AC電網(wǎng))和直流(DC) 系統(tǒng)(例如高壓直流(HVDC)系統(tǒng))之間。這樣的裝置通常包括換流器，例如電壓源換流器， 用于在AC和DC間換流，并且具有連接到DC系統(tǒng)的DC側(cè)和耦合到AC系統(tǒng)的AC側(cè)。該裝置還通常包括變壓器，該變壓器具有連接到AC系統(tǒng)的初級側(cè)和用于耦合到換流器的次級側(cè)。該裝置然后可能還包括在變壓器的次級側(cè)和換流器的AC側(cè)之間的多個并聯(lián)的電中間連接，通常是兩個或三個。
為了提高換流器的效率，已知將零序三次諧波加入到到脈沖寬度調(diào)制，并且換流器也將在AC側(cè)產(chǎn)生三次諧波。然而，這個諧波必須從AC系統(tǒng)中分離出來。如果在AC系統(tǒng)和換流器之間使用了變壓器，那么如果該變壓器沒有接地則這個諧波可以被很容易地去除。
如果不使用變壓器，那么就需要其他的去除方法。例如在W02009/149755和WO 2004/017505中描述了一些這樣其他類型的去除方法。
然而，在一些情況下，感興趣的是使用中性點接地的變壓器，以便為DC系統(tǒng)提供接地。例如，在US 2009/0225570和US2008/0084643中對此進行了描述。
接下來的問題是如何將其與去除零序三次諧波結(jié)合。
因此有關(guān)變壓器中性點接地和去除零序三次諧波仍然有改善的余地。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了這種情況。本發(fā)明因而針對將變壓器中性點接地和零序三次諧波去除相結(jié)合。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，這是通過一種耦合在AC系統(tǒng)和DC系統(tǒng)之間的接口裝置實現(xiàn)，并且該接口裝置包括換流器，用于AC和DC之間的換流，該換流器具有用于連接到 DC系統(tǒng)的DC側(cè)和耦合到AC系統(tǒng)的AC側(cè)；變壓器，其具有初級側(cè)和次級側(cè)，該初級側(cè)具有用于耦合到所述AC系統(tǒng)的第一組初級繞組，該次級側(cè)具有耦合到所述換流器的第二組次極繞組，所述第二組次級繞組通過所述次級側(cè)的中性點耦合到地；以及帶有濾波器元件的濾波器，該濾波器元件被設(shè)置為去除出現(xiàn)在所述換流器的AC側(cè)的AC電壓的基頻的三倍頻的頻率分量，其中所述濾波器連接在所述變壓器的次級側(cè)的所述中性點和地之間。
使用的術(shù)語“耦合”意圖用于覆蓋兩個元件之間的間接電氣連接的可能性。因此在被定義為彼此耦合兩個元件之間可以有被放置的一個或多個元件。另一方面，而術(shù)語“連接”意圖意味著兩個實體之間到彼此的直接電氣連接，在它們之間不存在任何實體。
本發(fā)明具有很多優(yōu)點。如果存在一個中間連接中的單相故障，那么本發(fā)明限制其3他中間連接中健康的相電壓的增加。將變壓器中性點通過濾波器耦合到地還給DC系統(tǒng)提供了 DC接地點，該DC接地點不受濾波器影響。其好處是允許降低在DC系統(tǒng)中使用的設(shè)備上的過壓電平的大小。盡管變壓器次級側(cè)的中性點接地，但是本發(fā)明也能夠去除零序三次諧波，而不需要在變壓器和換流器AC側(cè)之間的相連接中的三次諧波濾波器。因此，本發(fā)明還能夠節(jié)省大量成本。


在下文中，將參照附圖對本發(fā)明進行說明，其中
圖I示意性地示出根據(jù)本發(fā)明通過接口裝置耦合到AC系統(tǒng)的DC系統(tǒng)，
圖2A示意性地示出了在接口裝置中設(shè)置的濾波器的結(jié)構(gòu)，
圖2B示意性地示出了在接口裝置中設(shè)置的斷路器輔助單元的結(jié)構(gòu)，
圖3示意性的示出了可以用于接口裝置的第一類型的換流器，
圖4示意性的示出了可以用于接口裝置的第二類型的換流器，
圖5示意性的示出了可以用于接口裝置的第三類型的換流器，以及
圖6示出了由接口裝置的控制單元執(zhí)行的將DC系統(tǒng)從AC系統(tǒng)中斷開的方法中的一些方法步驟。
具體實施方式
在下文中，將描述本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明針對提供一種用于為直流(DC)系統(tǒng)和交流(AC)系統(tǒng)提供接口的裝置，兩個系統(tǒng)都可以是輸電系統(tǒng)。例如，DC系統(tǒng)可以是高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng),并且AC系統(tǒng)可以是靈活交流輸電系統(tǒng)(FACTS)。然而，這些類型的系統(tǒng)僅是這類系統(tǒng)的示例，并且不應(yīng)被視為一項需求。本發(fā)明例如也可以應(yīng)用于配電系統(tǒng)。
圖I不意性不出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例、用于AC系統(tǒng)SI和DC系統(tǒng)S2之間的連接的接口裝置。在該實施例中，AC系統(tǒng)SI是三相AC系統(tǒng)并且包括連接到DC系統(tǒng) S2的三條導(dǎo)線10、12和14。DC系統(tǒng)S2轉(zhuǎn)而包括兩個極16和18，它們通過裝置20耦合到 AC系統(tǒng)導(dǎo)線10、12和14。在該實施例中，有兩個極16和18，因此DC系統(tǒng)是雙極系統(tǒng)。然而，應(yīng)當認識到本發(fā)明也可以和單極系統(tǒng)一起使用。還應(yīng)當更進一步認識到DC系統(tǒng)和AC 系統(tǒng)都可以包括除示出的極和導(dǎo)線以外的更多的元件。然而，這些并不是用于理解本發(fā)明的核心，因此被省略。
為了能夠使DC系統(tǒng)S2耦合到AC系統(tǒng)SI，接口裝置20包括用于AC和DC間換流的換流器22。換流器22可以作為整流器和/或逆變器。換流器20通常是電壓源換流器， 也可以是各種類型，在后面將描述這些類型中的一些。
換流器22因此具有用于連接到DC系統(tǒng)S2并且更具體地是連接到DC系統(tǒng)的至少一個極的DC側(cè)和用于耦合到AC系統(tǒng)的AC側(cè)。
裝置20還包括變壓器24，變壓器24具有初級側(cè)和次級側(cè)，初級側(cè)具有用于耦合到AC系統(tǒng)SI的第一組初級繞組，次級側(cè)具有耦合到換流器的AC側(cè)的第二組次級繞組。在該第一實施例中，更具體地，次級繞組連接到用于將變壓器24和換流器22互連的多個并聯(lián)的中間電連接30、32和34。這些中間連接有時表示AC濾波器母線。中間連接被設(shè)置為在數(shù)目上至少兩條并且在該情況下是三條的并聯(lián)的導(dǎo)線。中間連接因而被連接到換流器，并且從該換流器向著AC系統(tǒng)引導(dǎo)。多個單元被連接到這些并聯(lián)的中間連接。此處有避雷器單元38、濾波器單元36和斷路器輔助單元28，這些單元都連接在并聯(lián)的中間連接30、32和 34與地之間。濾波器36此處包括電感器和電容器的串聯(lián)連接，該電感器和電容器被選擇為提供在中間連接上出現(xiàn)的電壓的高頻分量(例如AC系統(tǒng)的頻率的十倍頻或更高倍頻的頻率)的濾波，而避雷器單元38包括三個并聯(lián)的避雷器，每個避雷器連接在對應(yīng)的中間連接和地之間。應(yīng)該認識到避雷器單元和濾波器單元不是本發(fā)明的核心，因此可以被省略。
本示例中，AC系統(tǒng)SI的導(dǎo)線10、12和14以及中間連接是三條并且被提供用于傳輸三相AC電壓。出于這個原因，變壓器24的初級側(cè)包括三個初級繞組，其在該第一實例中以三角形配置連接。然而應(yīng)當認識到的是其也可以使用Y形配置。此處的初級側(cè)沒有中性點接地。初級側(cè)還具有到AC系統(tǒng)的三個并聯(lián)連接，每相一個。在這些連接的每一個中，都有相應(yīng)的斷路器BR1、BR2和BR3。因此，裝置20包括一組斷路器，根據(jù)第一實施例該組斷路器包括三個斷路器BRl、BR2和BR3。由圖I可見，該組的斷路器BRl、BR2和BR3耦合在換流器的AC側(cè)和AC系統(tǒng)SI之間。
變壓器24的次級側(cè)此處具有Y形配置，該連接的中心或中性點通過濾波器26耦合到地。濾波器26此處被提供用于濾除在換流器的AC側(cè)上(并且此處也是在中間連接上)出現(xiàn)的AC電壓的基頻的三倍頻的頻率分量?；l在該情況下與在AC系統(tǒng)SI中所使用的頻率相同。然而應(yīng)當認識到頻率可以不同并且可以在接口裝置中包括頻率轉(zhuǎn)換單元。
最后，存在第一控制單元40，用于控制斷路器輔助單元28和斷路器BR1、BR2和 BR3。控制如圖I中虛線fir頭所不。
圖2A顯示了濾波器26的配置，并且圖2B顯示了斷路器輔助單元28的一個配置。 濾波器26此處包括與第一電容器Cl并聯(lián)的第一電感器LI。這些兀件的值被選擇為提供換流器的AC側(cè)的電壓的基頻的三倍頻的濾波，該換流器的AC側(cè)的電壓此處出現(xiàn)在中間連接 30,32和34上，即換流器AC側(cè)的基頻。該電壓的頻率此時也是AC系統(tǒng)的頻率。
斷路器輔助單元28轉(zhuǎn)而包括三個并聯(lián)的分支，每個分支連接在地和換流器的AC 側(cè)之間。每個分支包括開關(guān)SW1、SW2和SW3以及阻抗元件II、12和13的串聯(lián)連接。當開關(guān)SWl，SW2和SW3閉合時，阻抗元件II、12和13各自提供相應(yīng)的中間連接和地之間的阻抗。在該第一實施例中，阻抗元件是電抗器，因此抗阻元件是電抗性的。然而，應(yīng)當認識到， 作為替代它們可以是電阻性的，并且在本發(fā)明的一些變形中還可以是電容性的。
如之前所述，換流器22有利地是電壓源換流器，并且同樣也可以是多種不同的類型。例如，它可以是二電平、三電平或者多電平換流器，其中在圖3中示意性示出了二電平換流器22A，在圖4中示意性示出了三電平換流器22B，并且在圖5中示意性示出了多電平換流器22C。每個這樣的換流器通常包括多個相橋臂(phase leg)，其中對于每個相通過中間連接提供一個相橋臂。換流器因此包括至少兩個相橋臂，并且在該情形下是三個相橋臂。 然而，在圖3-5中僅示出了一個這樣的相橋臂。
由用于描繪二電平換流器22k的圖3可見，該換流器的相橋臂PL包括以具有反向并聯(lián)二級管的晶體管形式提供的、多個串聯(lián)連接的開關(guān)元件。開關(guān)元件串聯(lián)連接在兩個極 16和18之間。存在與相橋臂PL并聯(lián)的電容器組CB(此處所示的包括兩個電容器)。電容器組CB的中點接地，而相橋臂PL的中點連接到具有相電感的相電抗器LCl的第一端，該相5電抗器LCl的第二端連接到所述裝置的相應(yīng)中間連接。在相橋臂中點和極之間的開關(guān)元件此處一起組成換流閥。因而在圖3中有兩個換流閥CVl和CV2。相電抗器LCl此處對于兩個極形成換流器的極到AC側(cè)電感。
如之前所述，還可以有連接在極之間的并聯(lián)的相橋臂，每個中間連接一個。因此， 換流器包括一組極到AC側(cè)電感，該組極到AC側(cè)電感通過相橋臂中的相電抗器的相電感來提供。
在操作中，通常由第二控制單元41例如使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)來控制開關(guān)元件，以便獲得相電抗器LCl的第二端上的AC電壓，該AC電壓具有中間連接上的電壓的頻率。該頻率通常與AC系統(tǒng)的頻率相同。這通常通過相橋臂中點來完成，相橋臂中點被交替地放置在正極和負極的電勢或者電壓上。該兩個電壓從而形成換流器的兩個電平?？刂迫鐖D3中虛線箭頭所示。
圖4中示出的三電平換流器22B與二電平換流器相似并且在該示例中包括具有第一分支的相橋臂，該第一分支包括串聯(lián)連接的四個開關(guān)元件。三電平換流器和二電平換流器之間的不同在于存在另外的開關(guān)元件分支，該另外的分支此處包括兩個開關(guān)元件，與第一分支的兩個開關(guān)元件并聯(lián)連接、相鄰地設(shè)置并且設(shè)置在相橋臂中點的相對側(cè)上。這一另外的分支的中點也接地。開關(guān)元件此處由第二控制單元(未示出)控制，通常也使用PWM， 使得相橋臂中點得到三個電平，正極電勢、零電勢和負極電勢，這組成了三電平換流器的三個電平。
圖5中示出的多電平換流器22C的示例具有稍微不同的配置。沒有電容器組。而是每個相橋臂由胞元(cell)的串聯(lián)連接組成，其中每個胞元由兩個串聯(lián)連接的開關(guān)元件組成，該兩個串聯(lián)連接的開關(guān)元件具有和這兩個元件并聯(lián)連接的電容器。在這個示例中，胞元的兩個開關(guān)元件之間的中點被連接到接著的胞元的電容器的一端。以這樣的方式，胞元串聯(lián)連接在兩個極之間。在相橋臂中，在相橋臂中點的相對側(cè)上，還有設(shè)置的第一電抗器 LCA和第二電抗器LCB。在這種類型的換流器中，通過相橋臂中點的相對側(cè)上的、在分開的相橋臂對半上設(shè)置的兩個電抗器LA和LB來提供相電抗器。這些電抗器中的每一個此處形成用于相應(yīng)極的極到AC側(cè)電感。圖5中的換流器是對稱單極換流器。
每個胞元此處提供零或者小的電壓貢獻。還由第二控制單元(未示出)來控制胞元的開關(guān)元件，使得相橋臂中點處的電壓與參考電壓相似。這意味著胞元被切換以便提供零或者小的電壓貢獻，其中胞元的小的電壓貢獻的和共同形成與參考AC電壓相似的AC電壓。
這些類型的換流器的操作本身不是新的并且是本領(lǐng)域已知的。此外，它們可以用大量的方式進行改變。例如，還在多電平換流器中，可能提供中點接地，即將兩個極之間的中點接地，以便使之成為雙極換流器。同樣地，也可能省略二電平換流器和三電平換流器的這樣的中點接地。
為了提升換流器的效率，也可能將零序三次諧波添加到換流器AC側(cè)上的AC電壓中，即添加到在中間連接上出現(xiàn)的AC電壓中。該三次諧波由第二控制單元使用PWM(通常被稱為三次諧波注入脈沖寬度調(diào)制(3PWM))注入。這通過減小電壓的峰值電平將調(diào)制指數(shù)增加了約15%，這可以用于增加效率。然而，不能允許這一類型的諧波到達AC系統(tǒng)SI，在 AC系統(tǒng)SI中不使用這種諧波。這意味零序諧波必須被去除。6
現(xiàn)在將參照圖I和圖2A來描述本發(fā)明的第一方面。
由圖I可見，變壓器24的次級側(cè)的中性點通過濾波器26耦合到地，濾波器26具有它的濾波器元件(此處是電感器LI和電容器Cl)，被設(shè)置為去除基頻三倍頻的頻率分量。 這意味濾波器被設(shè)置為去除在換流器的AC側(cè)和中間連接30、32和34上出現(xiàn)的電壓中的這種零序三次諧波，使得這些類型的諧波不會到達AC系統(tǒng)SI。在該實施例中，濾波器實際上是提供在換流器的AC側(cè)和中間連接上出現(xiàn)的AC電壓的基頻的三倍頻這一頻率上的諧振的諧振電路。濾波器還可以是設(shè)置到這一頻率的低通濾波器或帶通濾波器。
通過經(jīng)由濾波器26將變壓器中性點耦合到地獲得許多益處。如果在一個中間連接中存在單相故障，則其他的相(健康的相)的相電壓的增加與沒有接地的中性點的情形相比將是小的，在沒有接地的中性點的情況下，電壓將以力因子上升。該輕微的增加因而遠小于力，在此處由濾波器的出現(xiàn)而引入。將變壓器中性點經(jīng)由濾波器26耦合到地還對DC系統(tǒng)提供了接地點，該接地點不受濾波器26影響。這具有允許降低換流閥和DC系統(tǒng)使用的其他設(shè)備上的過電壓電平的大小的優(yōu)點。否則，將需要過大的尺寸以抵擋DC系統(tǒng)中的極到地故障。
濾波器的設(shè)置還使得能夠去除零序三次諧波，盡管變壓器次級側(cè)的中性點接地。 而且這可以不需要中間連接中的濾波器而完成。在普通的中性點接地情形中，將在中間連接中對于每個相需要一個三次諧波濾波器。本發(fā)明因而提供了實質(zhì)的成本節(jié)約。
由上可見，變壓器次級側(cè)的中性點耦合到地對于各種故障(包括極到地故障)具有益處。處于故障消除的目的，將其與用于去除對于變壓器中性點的接地不具有影響或具有受限的影響的三次諧波的濾波器結(jié)合。
本發(fā)明的第二方面涉及斷路器、斷路器輔助單元和控制單元的聯(lián)合使用。這一方面也對諸如極到地故障、單相故障、多相到地故障和相到相短路故障等故障具有益處。本發(fā)明可以用于的故障因而包括短路故障，例如在一相或多相與地之間的短路故障、極和地之間的短路故障以及相之間的短路故障。該第二方面還有利于提供過壓保護。
現(xiàn)在將關(guān)于圖I、圖2B和圖6來描繪該第二方面，其中后者示出了在控制單元中執(zhí)行的多個方法步驟的流程圖。
首先，應(yīng)當提及分支阻抗II、12、13的大小可選地遠小于換流器的相電抗器的相應(yīng)阻抗。這意味著分支阻抗可以遠小于連接到相同中間連接的極到AC側(cè)阻抗。通常，分支電抗器的電感可以具有如下值，該值小于極和經(jīng)由換流器的用于相同極的中間連接之間 (即，極和換流器的AC側(cè)之間)的電感的30%。分支阻抗可以可替換地具有如下值，該值小于對于極到AC側(cè)電感的20 %。
在系統(tǒng)和接口裝置的正常運行中，斷路器BR1、BR2和BR3閉合，而開關(guān)SW1、SW2和 SW3斷開。如果在DC系統(tǒng)S2或者在接口裝置中發(fā)生故障，則該故障可以在DC系統(tǒng)S2中、 在換流器22中、在中間連接處、在變壓器處被檢測到并且報告到第一控制單元40。發(fā)生的故障可以是極到地故障、單相到地故障、多相到地故障和相到相短路故障等。通過這種方法，第一控制單元40獲得故障指示，步驟42。
當這樣的故障發(fā)生時，有必要將DC系統(tǒng)S2從AC系統(tǒng)SI斷開。然而，經(jīng)常不可能直接執(zhí)行這一斷開，因為可能必須等待故障電流的過零點。當接收到這樣的指示時，第一控7制單元40首先控制斷路器輔助單元28的開關(guān)SW1、SW2和SW3以閉合，從而阻抗元件II、12 和13連接在中間連接30、32和34的相和地之間，步驟44。這一開關(guān)快速完成并且一獲得故障指示就進行。開關(guān)SW1、SW2和SW3的這一快速閉合因此基于故障指示并且限制DC系統(tǒng)和AC系統(tǒng)之間的故障電流。如果分支阻抗遠小于相電抗器的阻抗，則流過閥的二極管的短路電流經(jīng)由分支阻抗被旁路，從而通過斷路器在斷開之前對于故障電流和過壓保護了閥的開關(guān)元件。正因如此，故障電流的大部分將經(jīng)由11、12和13被引導(dǎo)到地，以便限制對AC 系統(tǒng)SI的影響。即使分支阻抗不是很小，通過二極管的短路電流也被限制。因為所有開關(guān) SffUSW2和SW3閉合，因此各相中的故障電流被對稱處理。相同的電流還將在全部三相中運行。在第一實施例中，開關(guān)的閉合還被立即處理，這加速了對稱化。然而，作為替換，也可能順序地閉合開關(guān)。故障電流的對稱化具有另外的優(yōu)點。這確?；蛘弑ＷC流過斷路器(BR1、 BR2和BR3)的故障電流將具有過零點，這不是總是取決于使用的換流器拓撲和發(fā)生的故障類型的情形。例如，如果將圖5所示的對稱單極換流器和圖I所示的三角形連接的初級側(cè)變壓器聯(lián)合而無斷路器輔助單元，并且存在極到地故障，則通過斷路器的故障電流將在多個周期內(nèi)缺乏過零點，這使得難以有時甚至不可能斷開斷路器。當換流器是非對稱的單極換流器時，也出現(xiàn)相同類型的問題。
當故障電流具有過零點，則然后能夠斷開斷路器BR1、BR2和BR3。第一控制單元 40從而控制斷路器BR1、BR2和BR3以斷開，步驟46。該斷路器的斷開可以在由于開關(guān)SW1、 SW2和SW3的閉合而逝去的已知時間之后執(zhí)行，或者在具有測量的中間連接上的電流和/或電壓之后執(zhí)行，或者在用這樣的方法已經(jīng)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)執(zhí)行了足夠的限制(例如，通過檢測到電流具有過零點)之后執(zhí)行。在斷路器斷開之后，第一控制單元40在此之后可以斷開開關(guān) SffU SW2 和 SW3，步驟 48。
斷路器輔助單元28的開關(guān)在故障發(fā)生時從而快速閉合，并且這樣做的好處在于保護換流器組件直到斷路器已經(jīng)將DC系統(tǒng)從AC系統(tǒng)斷開。另一個好處在于故障電流被對稱化處理。這確保了例如由極到地故障引起的故障電流將具有過零點，其在缺少斷路器輔助單元的情況下將不會隨著圖5的換流器和圖I的變壓器配置而發(fā)生。在第一實施例中， 開關(guān)的閉合也被立即進行，這加速了對稱化。然而，作為替換，也可能順序地閉合開關(guān)。
此處應(yīng)當認識到本發(fā)明的第一和第二方面不需要結(jié)合。有可能提供僅實施了第一方面的接口裝置。
如圖3-圖5所示，可以通過一個或兩個相電抗器來設(shè)置極和中間連接之間的換流器的相電感。然而，應(yīng)當認識到在多電平換流器中可以將相電感放置在極和換流器的AC側(cè)之間的另外的位置或者通過多個小電感器進行分布，例如，每個胞元一個或者通過連接在胞元間的電感器分布。
第一和第二控制單元可以被設(shè)置為具有計算機程序存儲器的計算機或處理器，該計算機程序存儲器包括計算機程序代碼指令，當該計算機程序代碼指令在被運行時使得所述計算機或處理器執(zhí)行上述的方法步驟。還可以將計算機程序指令設(shè)置在諸如CD只讀磁盤或記憶棒等數(shù)據(jù)載體上并且加載到計算機上。還可以將程序代碼設(shè)置在服務(wù)器中或者加載到遠端計算機上。
從本發(fā)明的不同的變形的上文描述中，應(yīng)當認識到其僅受所附的權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種耦合在AC系統(tǒng)(SI)和DC系統(tǒng)(S2)之間的接口裝置，包括 換流器(22)，其用于AC和DC間的換流，所述換流器具有用于連接到所述DC系統(tǒng)的DC側(cè)和用于耦合到所述AC系統(tǒng)的AC側(cè)， 變壓器(24)，其具有初級側(cè)和次級側(cè)，所述初級側(cè)具有用于耦合到所述AC系統(tǒng)的第一組初級繞組，所述次級側(cè)具有耦合到所述換流器的第二組次級繞組，所述第二組次級繞組通過所述次級側(cè)的中性點耦合到地，以及 帶有濾波器元件(LI，Cl)的濾波器(26)，所述濾波器元件(LI，C I)被設(shè)置為去除在所述換流器的AC側(cè)出現(xiàn)的AC電壓的基頻的三倍頻的頻率分量， 其中所述濾波器連接在所述變壓器的次級側(cè)的所述中性點和地之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述換流器被配置成將所述基頻的三倍頻的頻率分量注入到所述換流器中。
3.根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的裝置，其中以Y形配置的形式連接所述第二組繞組中的繞組。
4.根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的裝置，其中以三角形配置的形式連接所述第一組繞組中的繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的裝置，其中以Y形配置的形式連接所述第一組繞組中的繞組。
6.根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的裝置，其中所述第一組初級繞組中的繞組不耦合到地。
7.根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的裝置，其中通過被設(shè)置為在所述換流器的AC側(cè)上的所述AC電壓的基頻的三倍頻上諧振的諧振電路，形成所述濾波器。
8.根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的裝置，進一步包括所述變壓器的初級側(cè)和所述AC系統(tǒng)的相應(yīng)導(dǎo)線(10，12，14)之間的每個連接中的斷路器(BR1，BR2，BR3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，進一步包括斷路器輔助單元(28)，所述斷路器輔助單元(28)包含一組分支，其中每個分支包括與連接在所述換流器的AC側(cè)和地之間的阻抗元件(II，12，13)串聯(lián)的開關(guān)(Sffl, Sff2, SW3)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述換流器具有一組極到AC側(cè)的電感，并且所述分支的阻抗元件的阻抗的值小于這些極到AC側(cè)的電感的30%。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述分支的所述阻抗元件的值小于所述極到AC側(cè)的電感的20%。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的裝置，其中在正常操作下，所述斷路器閉合，所述開關(guān)打開，并且還包括控制單元(40)，所述控制單元被配置成在故障發(fā)生后閉合所述分支的開關(guān)，以確保流過所述斷路器的電流有過零點，并且被配置成在所述過零點處打開所述斷路器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述控制單元被配置成在所述故障發(fā)生后立即閉合所述開關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的裝置，其中所述控制單元被配置成所述斷路器已經(jīng)被打開之后打開所述開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耦合在AC系統(tǒng)(S1)和DC系統(tǒng)(S2)之間的接口裝置(20)。所述裝置包括換流器(22)，其用于AC和DC間的換流，并且具有DC側(cè)和AC側(cè)；變壓器(24)，其具有初級側(cè)和次級側(cè)，該初級側(cè)具有用于耦合到所述AC系統(tǒng)的初級繞組，該次級側(cè)具有耦合到所述換流器的次級繞組，所述次級繞組通過所述次級側(cè)的中性點耦合到地；以及帶有濾波器元件的濾波器(26)，該濾波器元件被設(shè)置為去除在所述換流器的AC側(cè)出現(xiàn)的AC電壓的基頻的三倍頻的頻率分量。所述濾波器連接在所述變壓器的次級側(cè)的所述中性點和地之間。
文檔編號H02J3/36GK102934311SQ201080067199
公開日2013年2月13日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者Y·吉安格-哈夫納, B·盛 申請人:Abb技術(shù)有限公司