Ctl單元保護(hù)的制作方法
【專利摘要】提供換流器單元（110；120）。該換流器單元包括電容器（113；123）、串聯(lián)的第一（111；121）和第二（112；122）開關(guān)元件、用于將換流器單元連接到外部電路的第一（114；124）和第二（115；125）連接端子、并聯(lián)到該電容器的旁路元件（113；123）以及控制單元（117）。該控制單元設(shè)為用于響應(yīng)檢測(cè)到導(dǎo)致電容器的非受控充電的狀況而將旁路元件閉合。這是有利的，因?yàn)榭梢苑乐箵Q流器單元中包括的開關(guān)元件的任何其中之一或控制開關(guān)元件的門單元故障導(dǎo)致的單元電容器的非受控充電。由此，降低了電容器過電壓故障的風(fēng)險(xiǎn)。再者，提供一種換流器單元的方法。
【專利說明】CTL單元保護(hù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及高壓直流(HVDC)輸電和配電系統(tǒng)以及柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)，以及更確切地來說涉及基于串聯(lián)的換流器單元的電壓源換流器(VSC)和靜止無功補(bǔ)償器。
【背景技術(shù)】
[0002]在HVDC應(yīng)用中，頻繁地將基于多個(gè)串聯(lián)換流器單元的多電平換流器用于VSC。例如，在鏈?zhǔn)竭B接換流器中，例如換流器單元典型地為全橋類型的，而半橋類型換流器單元優(yōu)選用于級(jí)聯(lián)二電平(CTL)換流器。
[0003]半橋類型的換流器單元包括兩個(gè)開關(guān)元件和儲(chǔ)能元件，如電容器。在任何時(shí)間，具體取決于開關(guān)元件的狀態(tài)，每個(gè)單元可以提供單極非零電壓成分或不提供成分，其中一次可以將這些開關(guān)元件的僅其中之一導(dǎo)通。
[0004]全橋類型的換流器單元包括四個(gè)開關(guān)元件和儲(chǔ)能元件。具體根據(jù)開關(guān)元件的狀態(tài)，可以提供任一極性的雙極非零電壓成分或不提供成分。
[0005]此類換流器單元中包含的開關(guān)元件典型地基于絕緣柵雙極晶體管(IGBT)或集成的門極換流晶閘管(IGCT)以及分別反并聯(lián)到晶體管或晶閘管的二極管。
[0006]為了提供冗余性，頻繁使用基于串聯(lián)壓裝式IGBT的換流器單元。由于壓裝式模塊的耐用性，換流器單元在壓裝中包含的個(gè)別裝置故障的情況下仍能夠工作。
[0007]但是，在非基于串聯(lián)IGBT的換流器中，需要一種在開關(guān)元件之一或控制開關(guān)元件的門單元發(fā)生故障的情況下?lián)Q流器單元的保護(hù)措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種作為上述技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)的更有效率的備選方案。
[0009]更確切地來說，本發(fā)明的目的在于提供一種換流器單元的改進(jìn)型保護(hù)。本發(fā)明的又一個(gè)目的在于，提供一種在HVDC電壓源換流器和FACTS靜止無功補(bǔ)償器中使用的換流器單元的改進(jìn)型保護(hù)。
[0010]本發(fā)明的這些和其他目的通過具有獨(dú)立權(quán)利要求1中定義的特征的換流器單元，以及通過獨(dú)立權(quán)利要求11中定義的換流器單元的方法來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)施例由從屬權(quán)利要求表征。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種換流器單元。該換流器單元包括電容器、開關(guān)元件的第一分支以及第一和第二連接端子。開關(guān)元件的第一分支并聯(lián)到電容器。開關(guān)元件的第一分支包括第一和第二開關(guān)元件。第一和第二開關(guān)元件串聯(lián)。第一和第二連接端子設(shè)為用于將換流器單元連接到外部電路。該換流器單元還包括旁路元件和控制裝置。該旁路元件并聯(lián)到電容器。該控制裝置設(shè)為用于將旁路元件閉合。該旁路元件響應(yīng)檢測(cè)到導(dǎo)致電容器的非受控充電的狀況而被閉合。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種換流器單元的方法。該換流器單元包括電容器、開關(guān)元件的第一分支以及第一和第二連接端子。開關(guān)元件的第一分支并聯(lián)到電容器。開關(guān)元件的第一分支包括第一和第二開關(guān)元件。第一和第二開關(guān)元件串聯(lián)。第一和第二連接端子設(shè)為用于將換流器單元連接到外部電路。該方法包括將旁路元件閉合。該旁路元件響應(yīng)檢測(cè)到導(dǎo)致電容器的非受控充電的狀況而被閉合。
[0013]本發(fā)明利用如下認(rèn)識(shí):可以通過提供并聯(lián)到該單元電容器(cell capacitor)，即在換流器單元的直流(DC)側(cè)的旁路元件來防止由于換流器單元中包含的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)元件的故障或由于控制開關(guān)元件的門單元的故障所導(dǎo)致的單元電容器的非受控充電。該旁路元件設(shè)為用于在故障的情況中將單元電容器旁路。該旁路元件可以是足夠快速以在達(dá)到可能危害裝置及其周圍器件的完整性的電壓電平之前中斷電容器的非受控充電的任何類型的輔助開關(guān)。本發(fā)明的實(shí)施例是有利的，因?yàn)榭梢员苊怆娙萜魃系倪^電壓，從而減緩電容器的過電壓故障的風(fēng)險(xiǎn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，控制裝置還設(shè)為用于監(jiān)視第一開關(guān)元件，并響應(yīng)檢測(cè)到第一開關(guān)元件處于非可控開路狀態(tài)而將旁路元件閉合。監(jiān)視開關(guān)元件是有利的，因?yàn)槟軌蚍乐箚卧娙萜鞯姆鞘芸爻潆?。為此，第一開關(guān)元件處于非可控開路狀態(tài)是導(dǎo)致單元電容器的非受控充電的狀況。監(jiān)視開關(guān)元件是有利的，因?yàn)榭梢酝ㄟ^激活旁路元件以在早期防止非受控充電。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該控制裝置還設(shè)為用于測(cè)量電容器上的電壓并響應(yīng)檢測(cè)到測(cè)量的電壓超過預(yù)定閾值而將旁路元件閉合。在本實(shí)施例中，導(dǎo)致單元電容器非受控充電的狀況是電容器上的電壓超過預(yù)定極限。這是有利的，因?yàn)闄z測(cè)到的狀況與非受控充電直接相關(guān)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一連接端子設(shè)為用于提供至第一開關(guān)元件與電容器之間的接點(diǎn)的連接。再者，第二連接端子設(shè)為用于提供至第一開關(guān)元件與第二開關(guān)元件之間的接點(diǎn)的連接。換言之，開關(guān)元件和電容器的電路布置以及它們至外部電路(例如，換流器)的連接對(duì)應(yīng)于半橋類型。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，換流器單元還包括開關(guān)元件的第二分支。開關(guān)元件的第二分支并聯(lián)到電容器。開關(guān)元件的第二分支包括第三和第四開關(guān)元件。第三和第四開關(guān)元件串聯(lián)?？刂蒲b置還設(shè)為用于監(jiān)視第一、第二、第三和第四開關(guān)元件，并且用于將旁路元件閉合。響應(yīng)檢測(cè)到第一開關(guān)元件和第四開關(guān)元件，或第二開關(guān)元件和第三開關(guān)元件處于非可控開路狀態(tài)將旁路元件閉合。這是有利的，因?yàn)榭梢詼p輕雙極換流器單元中的單元電容器的非受控充電的風(fēng)險(xiǎn)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一連接端子設(shè)為用于提供至第一開關(guān)元件與第二開關(guān)元件之間的接點(diǎn)的連接。再者，第二連接端子設(shè)為用于提供至第三開關(guān)元件與第四開關(guān)元件之間的接點(diǎn)的連接。換流器單元的此實(shí)施例的電路布置對(duì)應(yīng)于全橋類型。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)開關(guān)元件包括雙極晶體管和二極管。該二極管反并聯(lián)到晶體管。例如，晶體管可以是IGBT。作為備選，可以使用具有關(guān)斷能力的任何半導(dǎo)體開關(guān)裝置，如IGCT。優(yōu)選地，將該開關(guān)裝置和二極管布置在壓裝式殼體中。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該旁路元件包括機(jī)械開關(guān)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該旁路元件還包括晶閘管。該晶閘管并聯(lián)到機(jī)械開關(guān)。這是有利的，因?yàn)榭梢允褂镁чl管快速地將電容器旁路，而機(jī)械開關(guān)在晶閘管失去其門信號(hào)的情況中，例如門單元故障的情況中，特別是如果門單元從單元電容器獲得供電的情況下，提供芳路。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，換流器單元還包括用于減少經(jīng)由旁路元件的電流的裝置。這是有利的，因?yàn)橄拗屏伺月烽_關(guān)可能易承受到的電容器的全短路電流。以此方式，減少了旁路元件上的電流應(yīng)力。如果換流器單元包括電感型鉗位裝置，則可以將該電感型鉗位裝置的電抗器用于此目的。
[0023]當(dāng)研究下文的詳細(xì)公開、附圖和所附權(quán)利要求時(shí)，將顯見到本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到可以將本發(fā)明的不同特征組合以創(chuàng)建下文描述的那些實(shí)施例以外的實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]參考附圖，通過下文對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的說明性且非限制性詳細(xì)描述將更好地理解本發(fā)明的上文以及附加的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)，其中:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的兩個(gè)半橋換流器單元。
[0025]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的全橋換流器單元。
[0026]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙單元換流器單元。
[0027]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括電感型鉗位裝置的半橋換流器單元。
[0028]所有附圖是示意性的，不一定按比例繪制，并且一般僅示出為了闡明本發(fā)明所需的部件，其中其他部件可能被省略或僅予以提出。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參考圖1，描述一種根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換流器單元。
[0030]換流器單元110包括串聯(lián)的兩個(gè)開關(guān)元件111和112、并聯(lián)到開關(guān)元件111和112的串聯(lián)的電容器113、用于將換流器單元110連接到外部電路的連接端子114和115以及旁路元件116。連接端子114提供至第一開關(guān)元件111與電容器113之間的接點(diǎn)的連接，以及連接端子115提供至第一開關(guān)元件111與第二開關(guān)元件112之間的接點(diǎn)的連接。
[0031]換流器單元110的開關(guān)元件111和112由控制單元(圖1中未示出)，如門單元來控制，其設(shè)為用于向開關(guān)元件111和112提供門信號(hào)以便操作換流器單元110，正如本領(lǐng)域中公知的。為此，換流器單元Iio是半橋類型的，S卩，它設(shè)為用于經(jīng)由連接端子114和115提供單極電壓成分。換流器單元110可以是例如CTL換流器的一部分。
[0032]換流器單元110中包括的旁路元件116設(shè)為用于在例如由于開關(guān)元件111本身故障或門單元故障而使開關(guān)元件111保持開路狀態(tài)的情況下將電容器113旁路。為此目的，為換流器單元110提供控制單元117，控制單元117設(shè)為用于監(jiān)視開關(guān)元件111。在檢測(cè)到非可控，即永久性開路狀態(tài)的情況下，控制單元117激活旁路元件116，即它閉合旁路。這可以例如通過向機(jī)械開關(guān)來發(fā)送跳閘信號(hào)或通過向旁路元件116所基于的晶閘管或晶體管提供門信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。
[0033]進(jìn)一步參考圖1，換流器單元110還可以設(shè)為用于在電容器113上的電壓超過預(yù)定閾值的情況下將單元電容器113旁路。為此目的，控制單元117還設(shè)為用于監(jiān)視電容器113上的電壓，以及用于將測(cè)量的電壓與電壓極限比較。在檢測(cè)到過電壓的情況下，控制單元117激活旁路元件116。
[0034]在開關(guān)元件111故障或控制開關(guān)元件的門單元故障的情況下，可能發(fā)生單元電容器113的未受控充電。為此，如果開關(guān)元件111處于開路狀態(tài)，則經(jīng)由開關(guān)元件112中包括的二極管和旁路元件116提供穩(wěn)定的旁路。典型地，旁路元件116應(yīng)該在數(shù)毫秒內(nèi)被激活以便防止電容器113的非受控充電。另一方面，在開關(guān)元件112處于開路狀態(tài)的情況下，無需旁路元件116的激活,這是因?yàn)殚_關(guān)元件111能夠控制單元電壓。
[0035]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的實(shí)施例可以單獨(dú)基于開關(guān)元件的監(jiān)視或電容器電壓的監(jiān)視或基于二者的組合。
[0036]進(jìn)一步參考圖1，圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的半橋類型的第二換流器單元。
[0037]換流器單元120與換流器單元110相似，并且僅由于連接端子124和125的布置而不同于第一換流器單元。更確切地來說，連接端子124提供至第一開關(guān)元件121與第二開關(guān)元件122之間的接點(diǎn)的連接，以及連接端子125提供至第二開關(guān)元件122與電容器123之間的接點(diǎn)的連接。與124和125相比，連接端子114和115的不同布置產(chǎn)生換流器單元110和120分別提供的不同極性的非零電壓成分。例如，如果換流器單元110設(shè)為用于經(jīng)由連接端子114和115提供第一極性的非零電壓成分，換流器單元120設(shè)為用于經(jīng)由連接端子124和125提供與第一極性相反的第二極性的非零電壓成分，并且反之亦然。
[0038]參考圖2，描述一種根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的換流器單元。換流器單元200包括四個(gè)開關(guān)元件201-204、電容器205、連接端子206和207和旁路元件208。開關(guān)元件201和202設(shè)在第一分支中，以及開關(guān)元件203和204設(shè)在第二分支中。在每個(gè)分支內(nèi)，開關(guān)元件串聯(lián)，以及這兩個(gè)分支并聯(lián)。電容器205和旁路元件208并聯(lián)到開關(guān)元件201-204的兩個(gè)分支。換流器單元200的電路布置是全橋類型的，即，換流器單元200設(shè)為用于經(jīng)由連接端子206和207提供雙極電壓成分。電壓成分的極性以及它為零還是非零取決于開關(guān)元件201-204的狀態(tài)，正如本領(lǐng)域中公知的，其狀態(tài)由控制單元(圖2未示出)，例如門單元來控制。
[0039]與參考圖1描述的換流器單元110和120相似，換流器單元200中包括的旁路元件208設(shè)為用于在由于例如開關(guān)元件或控制開關(guān)元件的門單元故障而導(dǎo)致兩個(gè)開關(guān)元件201和204都保持非可控開路狀態(tài)或兩個(gè)開關(guān)元件202和203都保持非可控開路狀態(tài)的情況下將電容器205旁路。為此目的，為換流器單元200提供控制單元209，控制單元209設(shè)為用于監(jiān)視開關(guān)元件201-204。在檢測(cè)到非可控，即永久性開路狀態(tài)的情況下，控制單元209激活旁路元件208，即它閉合旁路。這可以例如通過向機(jī)械開關(guān)來發(fā)送跳閘信號(hào)或通過向旁路元件208所基于的晶閘管或晶體管提供門信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。
[0040]例如，如果電流正從連接端子207經(jīng)由單元200流到連接端子206，則電流可以流經(jīng)開關(guān)元件201的晶體管和開關(guān)元件203的二極管或經(jīng)由202的二極管和開關(guān)元件204的晶體管。因此，如果開關(guān)元件201和204兩者都保持非可控開路狀態(tài)，則需要激活旁路元件208，即需要將其閉合，以便經(jīng)由開關(guān)元件202的二極管、旁路元件208和開關(guān)元件203的二極管提供電流的旁路。
[0041]對(duì)于相反電流方向，S卩，從連接端子206經(jīng)單元200流到連接端子207的電流，該電流可以流經(jīng)開關(guān)元件203的晶體管和開關(guān)元件201的二極管或流經(jīng)204的二極管和開關(guān)元件202的晶體管。因此，如果開關(guān)元件201和204兩者都保持非可控開路狀態(tài)，則需要激活旁路元件208，即需要將其閉合，以便經(jīng)由開關(guān)元件204的二極管、旁路元件208和開關(guān)元件201的二極管提供電流的旁路。
[0042]換言之，為了換流器單元200可以雙極方式工作，開關(guān)元件201/204和202/203的每對(duì)的至少一個(gè)開關(guān)元件必須是可控的。
[0043]與參考圖1描述的相似，控制單元209還可以設(shè)為用于監(jiān)視電容器205上的電壓，以及用于響應(yīng)檢測(cè)到電容器205 (圖2中未示出)上的過電壓激活旁路元件208。
[0044]在圖3中，示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的換流器單元。
[0045]換流器單元300包括兩個(gè)半橋類型的子單元，如參考圖1論述的換流器單元110和120。第一換流器單元包括開關(guān)元件301和302，以及并聯(lián)到開關(guān)元件301和302的電容器304。第二子單元包括開關(guān)元件303和304，以及并聯(lián)到開關(guān)元件303和304的電容器305。再者，換流器單元300包括連接端子306和307。連接端子306設(shè)為用于提供至第一子單元的第一開關(guān)元件301和第二開關(guān)元件302之間的接點(diǎn)的連接，以及連接端子307設(shè)為用于提供至第二子單元的第一開關(guān)元件303和第二開關(guān)元件304之間的接點(diǎn)的連接，
為此，換流器單元300的子單元互連，以便能夠提供經(jīng)由連接端子306和307的雙極電壓成分。更確切地來說，與換流器單元120相似的第一子單元以及與換流器單元110相似的第二子單元分別經(jīng)由連接端子125和114互連。因此，連接端子306對(duì)應(yīng)于換流器單元120的連接端子124，并且連接端子307對(duì)應(yīng)于換流器單元110的連接端子115。電壓成分的極性以及它為零還是非零取決于開關(guān)元件301-304的狀態(tài)，正如本領(lǐng)域中公知的，其狀態(tài)由控制單元(圖3未示出)，例如門單元來控制。
[0046]但是，相比于換流器單元110和120的僅僅串聯(lián)，換流器單元300包括公共旁路元件308，即，并聯(lián)到電容器304和305的串聯(lián)的旁路元件。旁路元件308設(shè)為用于在由于例如開關(guān)元件本身或控制開關(guān)元件的門單元故障而導(dǎo)致開關(guān)元件302或303的任何其中之一保持開路狀態(tài)的情況下進(jìn)行旁路。為此目的，換流器單元300包括控制單元309，控制單元309設(shè)為用于監(jiān)視開關(guān)元件302和303。在檢測(cè)到非可控，即永久性開路狀態(tài)的情況下，控制單元309激活旁路元件308。
[0047]還將認(rèn)識(shí)到，可以設(shè)想雙單元換流器單元的實(shí)施例，如參考圖3論述的換流器單元300，其包括兩個(gè)旁路元件，即每個(gè)單元電容器一個(gè)。在此情況中，換流器單元設(shè)有的控制單元可以設(shè)為用于檢測(cè)開關(guān)元件302或303的非可控開路狀態(tài)和用于激活對(duì)應(yīng)旁路元件。作為備選，該控制單元還可以設(shè)為用于在開關(guān)元件302和303的其中之一故障的情況下激活兩個(gè)旁路元件。
[0048]與參考圖1描述的相似，控制單元309還可以設(shè)為用于分別監(jiān)視電容器304和305上的電壓，以及用于響應(yīng)檢測(cè)到電容器的其中之一或二個(gè)電容器(圖3中未示出)上的過電壓而激活旁路元件308。
[0049]圖4中圖示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
[0050]與前文描述的換流器單元110相似，換流器單元400是半橋類型的，并且包括兩個(gè)開關(guān)元件401和402、單元電容器403、旁路元件404、連接端子405和406和控制單元(圖4未示出)。換流器單元400與換流器單元110不同之處在于它還包括并聯(lián)到開關(guān)元件401和402的串聯(lián)的電感型鉗位裝置408。電感型鉗位裝置408包括電抗器409、二極管410、鉗位電容器411和電阻器412。單元電容器403也是電感型鉗位裝置408的電路的一部分。再者，換流器單元400包括控制單元413，控制單元413設(shè)為用于監(jiān)視開關(guān)元件401和用于響應(yīng)檢測(cè)開關(guān)元件401的非可控開路狀態(tài)而激活旁路元件404。
[0051]在響應(yīng)控制單元413確定非可控開路狀態(tài)而激活旁路元件404的情況下，電感型鉗位裝置408中包括的電抗器409減少從單元電容器403流經(jīng)旁路元件404的電流，從而減少對(duì)旁路元件404的電流應(yīng)力。
[0052]電感型鉗位裝置408的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以將電阻器412用于例如計(jì)劃的停止或緊急關(guān)閉期間的單元電容器403的快速放電。為此目的，電感型鉗位裝置408可以設(shè)有另一個(gè)開關(guān)。
[0053]與參考圖1描述的相似，控制單元413還可以設(shè)為用于監(jiān)視電容器403上的相應(yīng)電壓，以及用于響應(yīng)檢測(cè)到過電壓(圖4中未示出)激活旁路元件404。
[0054]本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到本發(fā)明絕對(duì)不局限于上文描述的實(shí)施例。相反，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，許多修改和變化是可能的。例如，取代提供上文描述的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有電感型鉗位裝置的換流器單元，可以設(shè)想本發(fā)明的實(shí)施例包括用于減少經(jīng)由旁路元件的電流的其他裝置，如與旁路元件串聯(lián)的電抗器。再者，本領(lǐng)域技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到，可以將用于控制旁路元件的單元與用于控制開關(guān)元件的門單元組合成一個(gè)單元。
[0055]總之，提供一種換流器單元。該換流器單元包括電容器、串聯(lián)的第一和第二開關(guān)元件、用于將換流器單元連接到外部電路的第一和第二連接端子、并聯(lián)到該電容器的旁路元件以及控制單元。該控制單元設(shè)為用于響應(yīng)檢測(cè)到導(dǎo)致電容器的非受控充電的狀況而將旁路元件閉合。這是有利的，因?yàn)榭梢苑乐箵Q流器單元中包括的開關(guān)元件的任何其中之一或控制開關(guān)元件的門單元故障導(dǎo)致的單元電容器的非受控充電。由此，降低了電容器過電壓故障的風(fēng)險(xiǎn)。再者，提供一種換流器單元的方法。
【權(quán)利要求】
1.一種換流器單元(110 ；120 ；200 ；300 ;400)，其包括:
電容器(113 ；123 ；205 ；304 ；305 ;403)， 并聯(lián)到所述電容器的開關(guān)元件的第一分支，所述第一分支包括串聯(lián)的第一(111 ;121 ；201 ；301 ;401)和第二(112 ；122 ；202 ；302 ；402)開關(guān)元件，以及 第一(114 ；124 ；206 ；306 ；405)和第二(115 ；125 ；207 ；307 ；406)連接端子，所述第一和第二連接端子設(shè)為用于將所述換流器單元連接到外部電路，其中所述換流器單元還包括: 并聯(lián)到所述電容器的旁路元件(116 ；208 ；308 ；404),以及 控制裝置(117 ；209 ；309 ;413)，其設(shè)為用于: 響應(yīng)檢測(cè)到導(dǎo)致所述電容器的非受控充電的狀況而將所述旁路元件閉合。
2.如權(quán)利要求1所述的換流器單元，其中所述控制裝置還設(shè)為用于: 監(jiān)視所述第一開關(guān)元件(111 ;121 ；201 ；301 ;401)，以及 響應(yīng)檢測(cè)到所述第一開關(guān)元件處于非可控開路狀態(tài)而將所述旁路元件閉合。
3.如權(quán)利要求1所述的換流器單元，其中所述控制裝置還設(shè)為用于: 測(cè)量電容器(113 ；123 ；205 ；304 ；305 ;403)上的電壓，以及 響應(yīng)檢測(cè)到測(cè)量的電壓 超過預(yù)定閾值而將所述旁路元件閉合。
4.如權(quán)利要求1所述的換流器單元，其中所述第一連接端子(114；405)設(shè)為用于提供至所述第一開關(guān)元件(111 ;401)與所述電容器(113 ;403)之間的接點(diǎn)的連接，以及所述第二連接端子(115 ；406)設(shè)為用于提供至所述第一(111 ；401)開關(guān)元件與所述第二( 112 ；402)開關(guān)元件之間的接點(diǎn)的連接。
5.如權(quán)利要求2所述的換流器單元(200)，其還包括: 并聯(lián)到所述電容器的開關(guān)元件的第二分支，所述第二分支包括串聯(lián)的第三(203)和第四(204)開關(guān)元件， 以及其中所述控制裝置還設(shè)為用于: 監(jiān)視所述第一、所述第二、所述第三和所述第四開關(guān)元件，以及響應(yīng)檢測(cè)到所述第一開關(guān)元件和所述第四開關(guān)元件，或者所述第二開關(guān)元件和所述第三開關(guān)元件處于非可控開路狀態(tài)將所述旁路元件閉合。
6.如權(quán)利要求5所述的換流器單元，其中所述第一連接端子(206)設(shè)為用于提供至所述第一開關(guān)元件(201)與所述第二開關(guān)元件(202)之間的接點(diǎn)的連接，以及所述第二連接端子(207 )設(shè)為用于提供至所述第三開關(guān)元件(203 )與所述第四開關(guān)元件(204)之間的接點(diǎn)的連接。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的換流器單元，其中每個(gè)開關(guān)元件(111、112;121、122 ；201-204 ；301-304)包括雙極晶體管和反并聯(lián)到所述晶體管的二極管。
8.如權(quán)利要求1所述的換流器單元，其中所述旁路元件(116；208 ；308 ;404)包括機(jī)械開關(guān)。
9.如權(quán)利要求8所述的換流器單元，其中所述旁路元件(116；208 ；308 ;404)還包括并聯(lián)到所述機(jī)械開關(guān)的晶閘管。
10.如權(quán)利要求1所述的換流 器單元，其還包括: 用于減少經(jīng)由所述旁路元件的電流的裝置(409 )。
11.一種換流器(110 ；120 ；200 ；300 ；400)單元的方法，所述換流器單元包括:
電容器(113 ；123 ；205 ；304 ；305 ;403)， 并聯(lián)到所述電容器的開關(guān)元件的第一分支，所述第一分支包括串聯(lián)的第一(111 ;121 ；201 ；301 ;401)和第二(112 ；122 ；202 ；302 ；402)開關(guān)元件，以及 第一(114 ；124 ；206 ；306 ；405)和第二(115 ；125 ；207 ；307 ；406)連接端子，所述第一和第二連接端子設(shè)為用于將所述換流器單元連接到外部電路， 其中所述方法包括: 響應(yīng)檢測(cè)到導(dǎo)致所述電容器的非受控充電的狀況而將所述旁路元件閉合。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括: 監(jiān)視所述第一開關(guān)元件(111 ;121 ；201 ；301 ;401)，以及 響應(yīng)檢測(cè)到所述第一開關(guān)元件處于非可控開路狀態(tài)而將所述旁路元件閉合。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括: 檢測(cè)所述電容器(113 ；123 ；205 ；304 ；305 ;403)上的電壓，以及 響應(yīng)檢測(cè)到測(cè)量的電壓超 過預(yù)定閾值而將所述旁路元件閉合。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述換流器單元(200)還包括: 并聯(lián)到所述電容器的開關(guān)元件的第二分支，所述第二分支包括串聯(lián)的第三(203)和第四(204)開關(guān)元件， 以及其中所述方法還包括: 監(jiān)視所述第一、所述第二、所述第三和所述第四開關(guān)元件，以及響應(yīng)檢測(cè)到所述第一開關(guān)元件和所述第四開關(guān)元件，或者所述第二開關(guān)元件和所述第三開關(guān)元件處于非可控開路狀 態(tài)將所述旁路元件閉合。
【文檔編號(hào)】H02M7/483GK103891124SQ201180072637
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月29日
【發(fā)明者】J.赫夫納, B.賈科布森 申請(qǐng)人:Abb 技術(shù)有限公司