专利名称：用于柔性能量传输和借助直流电流对高压导线去冰的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于柔性能量传输和借助直流电流对具有多相的高压导 线去冰的装置，该装置具有高压导线的交流电压接头，该交流电压接头具有与 高压导线的相数量相当的相，其中每一相具有至少一个电感和与每个电感串联 的整流电路，整流电路借助分支点与交流电压接头相连并且包括具有第一功率 半导体整流管的第一电流支路和具有第二功率半导体整流管的第二电流支路， 在此这些功率半导体整流管关于分支点相对连接并且第一和第二电流支路借助
至少一个星形连接中性点开关可以与TCR星形连接中性点相连。
背景技术：
这样的装置在W()2006/027376A1中已经公知。在那里描述了所谓的高压 直流输电设备的工作方式和所谓的晶闸管控制的电抗器、简称为TCR的工作方 式。此外公开了，借助开关装置可以将高压直流输电设备(HGiJ设备)转换为 TCR以及将TCR转换为HGiJ设备。这样预先公知的装置具有交流电压接头和 直流电压接头，在它们之间连接了多相的串联电路。在此串联电路的每一相具 有至少一个电感以及整流电路。整流电路具有一个分支点，其将电流路径划分 为第一电流支路以及第二电流支路。每个电流支路装配了功率半导体整流管， 其中整流管关于分支点彼此相对地取向。所有相的第 一电流支路以及第二电流 支路可以经过星形连接中性点开关互相连接，从而构成TCR星形连接中性点。 在星形连接中性点开关断开的情况下实现所谓的六脉波桥式电路整流器，用该 六脉波桥式电路可以对交流电压接头提供的交流电流整流。以这种方式产生的 直流电流然后可以被馈入到高压导线中用以去冰。该已知的装置具有如下缺陷， 即在选择的星形点连接中产生额定电流奇数倍的三次谐波。而将这些谐波馈入 到连接的交流电网中是不期望的。此外由于星形连接不能互相独立地形成相电 流，从而影响该公知装置的TCR运行的调节。
本文开头提到类型的装置例如用于高压导线的去冰。特别是在较寒冷的地
3区，诸如用于传输交流电流的架空线的高压导线由于在高压导线上的积雪和结 冰而承重。这些冰的重量可达数吨并且导致高压导线的机械损坏。为了融冰可 以在高压导线中有控制地耦合进直流电流，该直流电流使得高压导线变热并由 此使得雪或冰融化并脱落。特别是在其长度超过数百公里的长高压导线的情况 下，直流电流比交流电流更适合，因为直流电流可以更好地被控制。
发明内容
由此本发明要解决的技术问题是，提供一种本文开头所述类型的装置，其 结构简单同时成本低廉。
上述技术问题通过如下来解决使TCR星形连接中性点经过连接导线与零 序系统抑制装置的星形连接中性点相连。
按照本发明的装置如这种装置具有两种运行类型。在TCR运行中从按照本 发明的装置的连接于其上的高压导线吸收无关功率。而在所谓的HGtJ运行中 则可以将直流电流有针对性地耦合输入到连接的高压导线中。在本发明范围内， 装置的各相在TCR运行中按照星形连接互相相连，尽管在WO2006/027376A1 中指出，星形连接具有如下缺陷即不抑制或吸收额定电流的这些三次或九次 谐波，从而使这些谐波畅通无阻地流入所连接的交流电网中。这些电流在以下 被称为零序系统电流，因为这些在星形连接的TCR中的谐波与正序(Mitsy stem ) 和反序系统(Gegensystem )中的谐波不同不会自动地消去。为了避免交流电网 中的零序电流，在本发明范围内将TCR星形连接中性点与零序系统抑制装置的 星形连接中性点相连。由此零序系统电流经过TCR的星形连接中性点流到零序 系统抑制装置的星形连接中性点，该零序系统抑制装置防止零序系统电流被？j 入到所连接的交流电网。作为后果以这种方式可以避免具有许多隔离开关的昂 贵的三角形连接。由此按照本发明的装置结构简单并且成本低廉。按照本发明 零序系统电流在TCR运行中经过地从TCR星形连接中性点流至零序系统抑制 装置的接地点并且从零序系统抑制装置经过闭合的星形连接中性点开关返回到 TCR的星形连接中性点，从而形成闭合的电路。此外按照本发明还提供附加的 电流路径，其对于零序系统电流具有如此小的阻抗，使得避免了将零序系统电 流引入到所连接的高压导线中。
在优选方式中连接导线是接地连接。换言之，TCR星形连接中性点和零序 系统抑制装置的星形连接中性点都接地。该解决方案自然是成本低廉的。与此不同的是，连接导线是金属连接导线。
以优选方式，零序系统抑制装置是具有按照三角形连接的初级绕组和按照 星形连接的次级绕组的变压器。如果连接导线是接地连接，则TCR星形连接中 性点和次级绕组的星形连接中性点都接地。由此在TCR运行中零序系统电流从
TCR星形连接中性点流到变压器，在此变压器的具有三角形连接的初级绕组防
止零序系统电流馈入到所连接的交流电网。
与此不同的是，零序系统抑制装置是至少一个零序系统滤波器。该零序系 统滤波器例如鉴于小的阻抗调谐到三次谐波并且具有合适的电感和电容的接 线。该零序系统滤波器具有与高压导线的相数相应数量的相，在此零序系统滤
波器的各相互相连接成星形连接中性点。所说的星形连接中性点与TCR星形连 接中性点或者经过金属连接导线连接或者经过接地连接连接。换言之零序系统 滤波器的星形连接中性点接地。零序系统滤波器本身对专业人员来说是公知的， 从而对此不需进一步讨论。由此在星形连接中性点开关闭合的情况下通过按照 本发明的装置对于零序系统电流提供具有小阻抗的闭合电路。
优选每一相具有多个电感，其中至少一个电感可以借助跨接开关跨接。如 果装置例如处于所谓的TCR运行，则不跨接附加的电感，在此提高的电感对于 装置的运行起正面作用。相反在所谓的HGtJ运行中通过跨接至少一个附加的 电感可以合适地降低电感。
优选设置用于抑制五、七和/或十二次谐波的滤波器装置。附加的滤波器装 置防止可以与装置相连的、具有不是零序系统的部分的所说的谐波的高压导线 的负载。
本发明的其它合适的实施方式和优点是以下结合附图对本发明的实施例 的描述的内容，其中相同的组件使用相同的附图标记并且其中 图1示出了按照本发明的装置的第一实施例，以及 图2示出了按照本发明的装置的第二实施例。
具体实施例方式
图1示出了按照本发明的装置1的第一实施例，其具有作为交流电压接头 的变压器2。换言之变压器2用于将按照本发明的装置1与在图1中未图形示出的多相的高压导线连接。由此装置1同样具有多相，出于清楚性原因在图1 和2中仅示出其中的一相。通常按照本发明的装置通常具有三相。
变压器2具有初级绕组3以及次级绕组4。初级绕组3的各相互相连接成 所谓的三角形。次级绕组4的各相互相形成一个共同的接地的星形连接中性点。 此外按照本发明的装置1还具有包括电感6以及电感7的串联电路5。与电感7 并联地设置了设置在跨接支路9中的跨接开关8。
此外串联电路5还具有整流电路10,其具有设置在两个功率半导体整流管 12和13之间的分支点11。功率半导体整流管12和13关于分支点11相对设置。 功率半导体整流管12设置在第一电流支路14中，而功率半导体整流管13设置 在第二电流支路15中，在此电流支路14和15经过第一隔离开关16以及经过 第二隔离开关17与TCR星形连接中性点18相连。在图l中表明，在那里没有 示出的具有其整流电路10的相同样可以与TCR星形连接中性点18相连。在此 TCR星形连接中性点18接地。由此具有示出的闭合的开关16和17的装置1 处于所谓的TCR运行中并且用于吸收来自多相的高压导线的无功功率。由于这 个原因跨接开关8断开，从而在串联电路5中提供对于装置1的TCR运行来说 是具有优势的、提高的电感。为了抑制额定电流的第五、七、十二和/或二十四 次谐波还设置了附加的滤波器装置19，该滤波器装置本身对于专业人员来说是 公知的，从而对此不需进一步讨论。该附加的滤波器装置19例如不接地。
由于按照本发明的装置1的星形连接，反序和正序系统的谐波相互抵消。 但是零序系统经过构造为接地的连接导线从TCR星形连接中性点18流至次级 绕组4的星形连接中性点并从那里例如又返回串联电路5,从而提供具有小阻 抗的闭合电路。初级绕组3的各相的三角形连接防止了零序系统电流流入高压 导线。
在图1中此外还表明按照本发明的装置1的HGtJ运行。由于这个原因仅 仅通过虛拟延长的虛线表示母线20。装置1的HGt)运行表示在该虛线的右端。 在HGiJ运行中开关16和17断开。由于这个原因第一电流支路14不再与第二 电流支路15连接并且由此也不再与TCR星形连接中性点18相连。此外跨接开 关8闭合，从而串联电路5的电感7相比装置1的TCR运行来说减小了 。功率 半导体整流管12和13此时不再如双向开关起作用，而是作为六脉波桥式电路 的电流整流器，从而提供了所谓的整流器。电流支路14和15由此形成装置1 的直流接头。在图1中未示出的平滑扼流圈用于平滑经整流的电流。直流电流
6此时可以耦合输入到高压导线中并且可以在那里用来熔化雪和冰。
图2示出按照本发明的装置1的另一个实施例。按照本发明的装置1与图 1中示出的实施例的区别在于，与图1中不同，次级绕组4的星形连接中性点
不再接地。取而代之的是设置零序系统滤波器21,其各相互相连接以形成滤波 器星形连接中性点22。滤波器星形连接中性点22接地。由此零序系统可以在 TCR运行中从TCR星形连接中性点18经过地流到滤波器星形连接中性点22, 在此零序系统滤波器21形成对于电流的三次谐波具有低阻抗的电流路径并且 由此抑制通过零序系统的负载。在本发明的范围内自然还可以规定多个调谐到 其它谐波例如九次谐波的零序系统滤波器21。重要的是，所有零序系统滤波器 都具有接地的星形连接中性点或与TCR的星形连接中性点金属地相连的星形 连接中性点，从而通过按照本发明的装置提供对于零序系统电流来说具有小阻 抗的闭合的电流回路。
权利要求
1.一种用于柔性能量传输和借助直流电流对具有多相的高压导线去冰的装置(1)，该装置(1)具有高压导线的交流电压接头，该交流电压接头具有与高压导线的相数量相当的相，其中每一相具有至少一个电感(6)和与每个电感(6)串联的整流电路(10)，其中整流电路(10)借助分支点(11)与交流电压接头相连并且包括具有第一功率半导体整流管(12)的第一电流支路(14)和具有第二功率半导体整流管(13)的第二电流支路(15)，其中这些功率半导体整流管(12，13)关于分支点(11)相对连接，并且其中第一和第二电流支路(15)借助至少一个星形连接中性点开关(16，17)可以与TCR星形连接中性点相连，其特征在于，所述TCR星形连接中性点(18)经过连接导线与零序系统抑制装置(2，21)的星形连接中性点相连。
2. 根据权利要求1所述的装置(1 )，其特征在于，所述连接导线是接地连接。
3. 根据权利要求1所迷的装置(1 )，其特征在于，所述连接导线是金属连 接导线。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的装置(1 )，其特征在于，所述零序 系统抑制装置是具有按照三角形连接的初级绕组(3 )和按照接地的星形连接的 次级绕组(4)的变压器。
5. 根据权利要求1至3中任一项所述的装置(1 )，其特征在于，所述零序 系统抑制装置包括至少一个具有接地的星形连接中性点的滤波器(21 )。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的装置(1 )，其特征在于，在每一相中 设置多个电感(6， 7)，其中这些电感中的一个电感(7)可以借助跨接开关(8) 跨接。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的装置(1 )，其特征在于，所述第一电 流支路(14)和/或第二电流支路(15)具有平滑扼流圈。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的装置(1 )，其特征在于，具有用于抑 制第五、七和/或十二次谐波的滤波器装置(19)。
全文摘要
一种用于柔性能量传输和借助直流电流对多相高压导线去冰的装置(1)，具有高压导线的交流电压接头，该交流电压接头具有与高压导线的相数量相当的相，每一相具有至少一个电感(6)和与每个电感(6)串联的整流电路(10)，整流电路(10)借助分支点(11)与交流电压接头相连并包括具有第一功率半导体整流管(12)的第一电流支路(14)和具有第二功率半导体整流管(13)的第二电流支路(15)，功率半导体整流管(12，13)关于分支点(11)相对连接，第一和第二电流支路(15)借助至少一个星形连接中性点开关(16，17)可以与TCR星形连接中性点相连，该装置结构简单且成本低廉，本发明提出，TCR星形连接中性点(18)经过连接导线与零序系统抑制装置(2，21)的星形连接中性点相连。
文档编号H02M7/00GK101542886SQ200780043255
公开日2009年9月23日 申请日期2007年11月14日 优先权日2006年11月21日
发明者卡尔·尤克尔, 卡德里·萨德克, 弗兰克·谢特勒 申请人:西门子公司