用于确定完好的半导体级的数量的装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于确定在具有至少一个半导体阀的变流器中的完好的半导体级的数量的方法，该半导体阀具有多个串联电连接的半导体级。此外，本实用新型涉及一种用于确定完好的半导体级的数量的装置。

背景技术：

变流器用于将一种电流类型转换为另一种电流类型。电流类型在此可以是直流电流和交流电流。用于将交流电流转换为直流电流的变流器被称为整流器；用于将直流电流转换为交流电流的变流器被称为反相换流器。通常地，变流器具有至少一个半导体阀，以便进行电流的转换。如果应当在高电压下使用变流器(例如在20kV和800kV的范围内的高电压下)，则该半导体阀通常具有多个串联电连接的半导体级。这些半导体级通常类似地构造。这些半导体级的每个在此都具有特定的耐压强度；通过多个该半导体级的串联电路可以实现具有极高耐压强度的半导体阀。半导体阀的所需的耐压强度越大，则越多的半导体级被串联电连接。

在变流器运行时在单个的半导体级处会出现缺陷。特别地在按压接触的组件的情况下这样的缺陷在于，半导体级在两个方向上(也就是在两个极性中)处于低欧姆状态。为此的原因可以是，在半导体级中分别布置的半导体组件失去了其截止能力(称为所谓的击穿半导体组件)，从而在半导体阀的两个极性中呈现低欧姆状态。单个的半导体级或几个半导体级的故障是不重要的，只要剩余的完好的半导体级总体上能够实现所需的耐压强度。在构想变换器时事先考虑单个的半导体级的故障，从而通常在半导体阀中布置比对于在特定电压下运行实际所需更多的半导体级。由此，这些半导体阀具有多个冗余的半导体级。在这些冗余的半导体级损坏时，可以关于剩余的耐压强度无问题地继续运行变流器。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种用于确定完好的半导体级的数量的方法和装置。

按照本实用新型，上述技术问题通过根据独立权利要求的方法和装置来解决。方法和装置的优选实施在从属权利要求中给出。

公开了一种用于确定在具有至少一个半导体阀的变流器中的完好的半导体级的数量的方法，该半导体阀具有多个串联电连接的(特别是同类的) 半导体级，其中在方法中

-向至少一个半导体阀施加测试信号，

-采集基于测试信号(在变流器上)出现的测试-响应信号，和

-根据测试-响应信号确定半导体阀的完好的半导体级的数量。

在该方法中特别具有优势的是，向整个半导体阀施加测试信号。也就是，不需要将测试信号有针对性地引入半导体阀的各个半导体级。而是向整个半导体阀施加测试信号并且采集基于测试信号形成的测试-响应信号。然后通过分析测试-响应信号确定半导体阀的完好的半导体级的数量。如果在此证实用于实现半导体阀的预先给定的耐压强度的完好的半导体级的数量不再足够，则可以更换涉及的半导体阀或有缺陷的半导体级。

该方法还可以构造为，根据测试-响应信号确定半导体阀的完好的半导体级的数量，方法是，将测试-响应信号与用于变流器的至少一个(已知的) 参考-响应信号相比较。在此，优选地通过与用于变流器的已知的参考-响应信号相比较来分析测试-响应信号。这样的参考-响应信号例如是用于变流器的额定响应信号，在其半导体阀中特定数量的半导体级(例如十五个半导体级)完好的。如果测试-响应信号相应于该参考-响应信号(也就是，如果在测试-响应信号和参考-响应信号之间的偏差低于预定的阈值)，则确定了在半导体阀中特定数量的半导体级(在此：例如提到的十五个半导体级)是完好的。

该方法还可以实施为，根据测试-响应信号确定半导体阀的完好的半导体级的数量，方法是，将测试-响应信号与用于变流器的不同的(已知的) 参考-响应信号相比较，其中不同的参考-响应信号分别是用于具有半导体阀的不同大小的数量的完好的半导体级的变流器的参考-响应信号，并且确定具有与测试-响应信号最大相似性的那个参考-响应信号。

在此优选地，将测试-响应信号与用于变流器的不同的已知的参考-响应信号相比较，并且确定具有与测试-响应信号最大相似性的那个参考-响应信号。为了确定信号的相似性一般公知不同的方法，特别是用于确定在两个信号之间的所谓的相关性的方法。在确定相似性时尤其可以确定在测试-响应信号和各自的参考-响应信号之间的一致度。根据具有最大一致度的参考-响应信号然后可以确定半导体阀的完好的半导体级的数量。

该方法可以构造为，半导体阀是二极管阀，并且半导体级是二极管级。利用二极管阀尤其可以构成不受控制的变流器，其可以简单且低成本地实现。

该方法还可以构造为，变流器是电网换流的变流器，特别是以六脉冲桥电路布置的电网换流的变流器。以六脉冲桥电路布置的变流器优选地被用于三相交流电流。这样的变流器具有六个半导体阀，其中对于三相交流电流的一相分别采用两个半导体阀。

该方法还可以实施为，

-测试信号是测试电压信号，并且测试-响应信号是(基于测试电压信号在变流器中出现的)测试电流信号，或

-测试信号是测试电流信号，并且测试-响应信号是(基于测试电流信号在变流器中出现的)测试电压信号。在第一提到的替换中，测试信号是测试电压信号，其被施加到半导体阀。基于该测试电压信号在变流器中流动的电流形成测试电流信号，其被采集并分析。在第二提到的替换中，测试信号是测试电流信号，其被施加到半导体阀。基于测试电流信号在变流器中形成测试电压信号。然后该测试电压信号形成测试-响应信号。两个替换的共同之处在于，测试信号以因果的方式导致测试-响应信号。

该方法还可以构造为，

-依次向变流器的多个半导体阀施加测试信号，

-采集多个基于测试信号(在变流器上)出现的测试-响应信号，和

-根据测试-响应信号确定半导体阀的完好的半导体级的数量。在方法的该方案中优选地可以确定在变流器的多个半导体阀中或甚至在所有半导体阀中的完好的半导体级的数量。为此依次向变流器的多个半导体阀(或所有半导体阀)施加测试信号并且分别采集出现的测试-响应信号。施加测试信号并且采集测试-响应信号在此可以自动地进行，从而能够快速且低成本地确定完好的半导体级的各个数量。

该方法还可以构造为，根据(多个)测试-响应信号确定半导体阀的完好的半导体级的数量，方法是，借助测试-响应信号建立方程组，其中等式的数量相应于(多个)半导体阀的数量，并且其中该方程组的未知量是半导体阀的完好的半导体级的各自的数量，并且通过对方程组求解来确定半导体阀的完好的半导体级的数量。在方法的该方案中优选地不需要参考-响应信号。

此外公开了一种用于确定在具有至少一个半导体阀的变流器中的冗余的半导体级的数量的方法，该半导体阀具有多个串联电连接的半导体级，其中在该方法中

-按照前面提到的方案的一种确定半导体阀的完好的半导体级的数量，和

-确定(完好的)冗余的半导体级的数量，方法是，形成完好的半导体级的确定的数量与(半导体阀的)所需的半导体级的(已知的)数量的差。

在此，确定半导体阀的在确定时间点存在的(完好的)冗余的半导体级的数量。(完好的)冗余的半导体级的该数量尤其是这样的半导体级的数量，其在确定时间点还过量地存在，并且其可以损坏，而不会使半导体阀的耐压强度低于所需的值。为此，所需的半导体级的数量必须是已知的：其是这样的半导体级的数量，其是在半导体阀中为了确保半导体阀所需的耐压强度而必须的。

此外，公开了一种用于确定在具有至少一个半导体阀的变流器中的完好的半导体级的数量的装置，该半导体阀具有多个串联电连接的(特别是同类的)半导体级，具有

-信号产生器，用于产生测试信号，

-信号馈入装置，用于向至少一个半导体阀施加测试信号，

-传感器，用于采集基于测试信号(在变流器上)出现的测试-响应信号，和

-分析单元，用于根据测试-响应信号确定半导体阀的完好的半导体级的数量。

在该装置中分析单元可以构造为，用于借助测试-响应信号与用于变流器的至少一个(已知的)参考-响应信号的比较来确定半导体阀的完好的半导体级的数量。

在该装置中分析单元可以构造为，用于借助测试-响应信号与用于变流器的不同的(已知的)参考-响应信号的比较并且借助具有与测试-响应信号最大相似性的那个参考-响应信号的确定，来确定半导体阀的完好的半导体级的数量，其中不同的参考-响应信号分别是用于具有半导体阀的不同大小的数量的完好的半导体级的变流器的参考-响应信号。

在该装置中分析单元可以构造为，用于借助利用多个半导体阀的测试- 响应信号建立方程组并且借助对方程组求解来确定该多个半导体阀的完好的半导体级的数量，其中等式的数量相应于半导体阀的数量，并且其中该方程组的未知量是半导体阀的完好的半导体级的各自的数量。通过对该方程组求解然后确定未知量和由此多个半导体阀的完好的半导体级的数量。

在该装置中分析单元可以构造为，用于形成完好的半导体级的确定的数量与所需的半导体级的(已知的)数量的差(由此可以确定半导体阀的(完好的)冗余的半导体级的数量)。

装置还可以构造为，信号馈入装置具有切换装置，以便依次向变流器的多个半导体阀施加测试信号。

装置可以实现为，半导体阀是二极管阀，并且半导体级是二极管级。

装置可以构造为，变流器是电网换流的变流器，特别是以六脉冲桥电路布置的电网换流的变流器。

装置还可以构造为，

-测试信号是测试电压信号，并且测试-响应信号是(基于测试电压信号在变流器中出现的)测试电流信号，或

-测试信号是测试电流信号，并且测试-响应信号是(基于测试电流信号在变流器中出现的)测试电压信号。

装置同样具有上面结合方法说明的优点。

附图说明

下面根据实施例对方法和装置作进一步的说明。附图中：

图1示出了具有六个半导体阀的变流器的实施例，

图2示出了半导体阀的详细实施例，

图3示出了用于确定半导体阀的完好的半导体级的数量的方法和装置的实施例，

图4示出了用于确定完好的半导体级的数量的方法和装置的另外的实施例，

图5示出了用于确定在变流器的所有半导体阀中的完好的半导体级的数量的方法和装置的实施例。

具体实施方式

图1示出了变流器1，其在实施例中构造为电网换流的变流器1。该变流器是二极管整流器1，也就是该变流器的半导体阀具有二极管。变流器1 具有第一交流电流输入端3、第二交流电流输入端5、第三交流电流输入端7 和直流电压输出端9。此外，变流器1具有第一半导体阀11、第二半导体阀 12、第三半导体阀13、第四半导体阀14、第五半导体阀15和第六半导体阀 16。由此，变流器1具有本身已知的六脉冲桥电路(B6电路)并且用于将三相交流电路转换为直流电流。直流电压输出端9具有正接头18和负接头 20，在其上提供直流电流或直流电压。

在图1的示图中，分别仅示意性地作为(具有二极管符号的)块示出半导体阀11至16。但这不能理解为，每个半导体阀仅包含唯一一个二极管。而是每个半导体阀具有多个串联电连接的半导体级，这在下面的附图中描述。

图2示例性示出了第一半导体阀11的结构。另外的半导体阀12至16 具有类似的结构。

第一半导体阀11一般地具有n个半导体级；在图2中仅示出了第一半导体级200_1、第二半导体级200_2和第n半导体级200_n。所有半导体级 200_1至200_n具有类似的结构。在该实施例中n＝30(也就是第一半导体阀11具有30个半导体级)，在另外的实施例中数量n也可以取其它值，例如n＝5、n＝15、n＝100或n＝200。例如，100个半导体级(n＝100)先后连接，以便达到640kV的半导体阀的耐压强度。

第一半导体级200_1具有半导体组件206，其在实施例中构造为二极管 206(半导体二极管206)。衰减元件207与半导体组件206并联电连接。同样，平衡电阻208与半导体组件206并联电连接。衰减元件具有由电容211 和电阻212组成的串联电路。一般地，每个半导体级具有由半导体组件206 和电的无源组件208、211和212组成的并联电路，其中电的无源组件特别是电阻208、212和/或电容211。

二极管206的特征在于，其具有导通方向和截止方向。施加在二极管6 上的交流电流的正半波可以在导通方向上穿过二极管6。第一半导体阀11 的所有半导体组件206具有相同的截止方向或导通方向，也就是第一半导体阀11的所有半导体组件206具有相同的极性。

衰减元件207限制例如由于反向电流引起的过电压，该反向电流在将二极管206从导通状态(导通方向)切换为非导通状态(截止方向)时出现。此外，衰减元件207在例如由于诸如开关动作的外部影响而会出现的交流电压负荷或冲击电压下起平衡作用。衰减元件207的电阻212在例如10欧姆至100欧姆的范围内低欧姆地实施。衰减元件207的电容211(例如在0.1 微法至50微法的范围内)低电容地实施。受制造限制地，第一半导体阀11 的二极管206具有稍微不同的截止电流。由此在施加直流电压的情况下在第一半导体阀11的各个二极管206上降落不同的电压。在该情况下平衡电阻 208负责，在每个二极管206上近似降落相同的电压；平衡电阻208例如在 100千欧姆至20兆欧姆的范围内高欧姆地构造。

与n个半导体级200_1至200_n的串联电路并联地还可以可选地连接过压放电器220。该过压放电器220保护第一半导体阀11免受例如由于闪电影响或其它外部影响而会出现的过电压。

在图2所示的实施例中，半导体组件构造为二极管。也就是，第一半导体阀11是二极管阀，n个半导体级分别是二极管级。

如果例如第一半导体级200_1的二极管206有缺陷，则该二极管206典型地在两个方向上是低欧姆的，也就是在两个极性中是低欧姆的。由此，在二极管206的导通方向和截止方向上短接与二极管206并联布置的第一半导体级200_1的无源组件的阻抗，也就是特别是电阻212、电容211和平衡电阻208的阻抗。与之不同地，第二半导体级200_2(其在实施例中应当是完好的)在截止方向上具有明显较大的阻抗，因为第二半导体级200_2的无源组件的阻抗，也就是特别是第二半导体级200_2的电阻212、电容211和平衡电阻208的阻抗不被第二半导体级200_2的二极管206短接。

也就是，在确定完好的半导体级的数量的情况下测试信号的如下极性是关键的，在这些极性下二极管是高欧姆的，也就是其中二极管在截止方向上运行。例如在将以测试电压/测量电压形式的测试信号施加到半导体阀的情况下通过以产生的电流的形式来分析测试-响应信号，可以得出关于完好的半导体级的数量的结论。在此一般成立：完好的半导体级的数量越大，则半导体阀在截止方向上的阻抗越大(基于较大数量的有效并联连接的组件)并且在截止方向上流过半导体阀的电流越小。

图3示出了与用于确定完好的半导体级的数量的装置300一起的变流器 1。确定装置300是试验装置或测试装置，借助其可以确定完好的半导体级的数量。

确定装置300包括信号产生器302、传感器304(其在实施例中构造为电流传感器304，特别是构造为电流互感器304)、数字模拟转换器306,、存储器308、参考存储器310、分析单元312(其例如构造为微控制器312)和操作和显示单元314。在图3的实施例中，利用确定装置300确定第三半导体阀13的完好的半导体级的数量。为此，信号产生器302产生以测试电压信号320形式的测试信号320。该测试电压信号320是随时间可变的测试电压，其可以具有不同的形式。例如可以是正弦形电压、矩形电压或电压跳变。测试电压信号320例如还可以具有时间上先后出现的、不同大小的频率。正弦形的电压可以附加地与其它电压形状(诸如矩形电压或电压跳变)组合。

借助电导线322将测试信号320传输到第一馈入点324(信号馈入点 324)并且借助另外的电导线326将其传输到第二馈入点328。在第一馈入点324将测试信号320馈入第二交流电流输入端5，并且在第二馈入点328将测试信号馈入变流器1的直流电压输出端的正接头18。电导线322和326 以及第一馈入点324和第二馈入点328形成信号馈入装置329。

在图3所示的馈入点324和328的选择的情况下，向第三半导体阀13 施加测试信号320。基于在第三半导体阀13上施加的测试电压320，电流流过第三半导体阀13，该电流形成测试-响应信号330。借助电流传感器304 采集该测试-响应信号330(也就是电流330)。在此形成的测量值(电流测量值)借助数字模拟转换器306来数字化并且将其中间存储在存储器308中。存储器308例如可以构造为RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)。通过这种方式采集测试-响应信号330的时间变化。

分析单元312现在将中间存储在存储器308中的测试-响应信号330与存储在参考存储器310中的用于变流器1的一个或多个参考-响应信号相比较。参考-响应信号一般是结构相同的变流器的不同的响应信号，这些变流器在其半导体阀中分别具有不同数量的完好的半导体级。在测试-响应信号与参考-响应信号一致的情况下认识到，变流器具有第三半导体阀13的如下数量的完好的半导体级，该数量属于一致的参考-响应信号。一般地分析单元312将测试-响应信号330与参考-响应信号相比较并且确定具有与测试- 响应信号最大相似性的那个参考-响应信号。在此，分析单元312例如计算所谓的相关性因数作为对于测试-响应信号330与各自的参考-响应信号的相似性的度量。接着，在显示单元314上输出所确定的数量(在此也就是第三半导体阀13的完好的半导体级的数量)。

替换地还可以，当在两个信号之间的偏差低于预定的阈值(例如阈值 2％)时，认识到测试-响应信号与参考-响应信号的一致。换言之，当在测试 -响应信号和参考-响应信号之间的一致度超过预定的阈值(例如阈值98％) 时，可以确定一致。例如可以通过比较信号的时间变化、通过比较信号的频谱或者通过比较信号的统计参量(诸如平均值或方差)来识别测试-响应信号与参考-响应信号的一致。

优选地，在参考存储器310中存储变流器1的多个不同的已知的参考- 响应信号。在此，每个参考-响应信号对应于变流器1的配置，其中特定的半导体阀具有特定数量的完好的半导体级。在参考-响应信号的数量足够大的情况下由此可以至少近似地覆盖变流器1的故障可能性(也就是，在各个半导体阀中出现完好的和缺陷的半导体级的全部变型)。

例如在确定参考-响应信号时在结构相同/类型相同的变流器的情况下对于馈入的以施加的测量电压形式的测试信号，对于如下情况测量产生的电流：

-对于在第一半导体阀中所有n个半导体级都完好的情况，

-对于在第一半导体阀中(n-1)个半导体级完好的情况，

-对于在第一半导体阀中(n-2)个半导体级完好的情况，等等，直至

-在第一半导体阀中所有半导体级都不完好的情况。

对于变流器1的所有半导体阀(也对于在不同半导体阀中出现完好的半导体级的可能的组合)重复参考-响应信号的该确定。

在所示的实施例中，将测试-响应信号330与第三半导体阀13所涉及的那些参考-响应信号(其存储在参考存储器310中)相比较。如果第三半导体阀13例如具有30个半导体级，则在参考存储器310中存储三十个参考- 响应信号，其覆盖了所有可能的情况(第三半导体阀的一个完好的半导体级开始直至第三半导体阀13的三十个完好的半导体级)。在该情况下分析单元 312将测试分析信号330与该30个不同的参考-响应信号相比较并且确定具有最大一致度(其相应于最好的一致)的那个参考-响应信号。如果该参考- 响应信号涉及“第三半导体阀13的27个完好的半导体级”的情况，则由此确定，第三半导体阀13具有27个完好的半导体级。

虽然不仅将测试信号320施加到第三半导体阀13，而且还将测试信号 320例如施加到第四半导体阀14、第六半导体阀16和第五半导体阀15的串联电路。但是因为在该串联电路中出现的阻抗大于在第三半导体阀13中出现的阻抗，由此稍微扭曲第三半导体阀13的完好的半导体级的数量的确定。替换地，在存储在参考存储器310中的参考-响应信号的情况下已经考虑其余的半导体阀(在此：半导体阀14、15和16)的该影响(也就是，可以在与变流器1类似构造的变流器上已经确定了该参考-响应信号)。因此具有优势的是，参考测量(也就是参考-响应信号的确定)在(完整构造的变流器上进行并且不在孤立(构造)的半导体阀上进行。

图4示出了一种实施例，其与图3的不同之外在于，将测试信号320在另外上的位置处馈入变流器1。在图4的实施例中，第一馈入点324和第二馈入点328处于变压器402的初级侧。变压器402的次级侧与变流器1的交流电流输入端3、5和7连接。将测试信号320(在此：测试电压信号320) 馈入变压器402的初级绕组；传输到变压器的次级绕组并且在那里传导至半导体阀。在此，将测试信号320传导至由第一半导体阀11和第三半导体阀 13组成的串联电路以及传导至由第二半导体阀12和第四半导体阀14组成的串联电路。由此，向提到的半导体阀施加测试信号320。因此在比较测试- 响应信号330与参考-响应信号的情况下必须考虑，同时向多个半导体阀施加测试信号。其它流程基本上相应于图3的实施例中描述的流程。

在图4的情况下，在比较测试-响应信号330与参考-响应信号的情况下还必须考虑变压器402的影响。这例如可以通过如下实现，即，将这样的在其确定时同样将测试电压馈入到变压器402的初级侧的参考-响应信号存储在参考存储器310中作为参考-响应信号。由此，在该参考-响应信号中已经考虑了变压器402的影响。

当变流器1的交流电流输入端3、5和7和/或直流电压输出端9不容易达到时，将测试信号320馈入到变压器402的初级侧是特别具有优势的。这例如可以在如下情况下成立，即，变流器1布置在油锅中并且电的输入端和 /或输出端直接转入气体绝缘的导线。由此具有优势的是，将测试信号320 馈入(施加)到变压器402的初级侧的两个交流电流接头。在该情况下，虽然向至少两个串联连接的半导体阀(例如第一半导体阀11和第三半导体阀 13)施加测试信号。但是因为这两个半导体阀具有彼此相反的极性，可以借助测试电压的合适的极性或借助测试电流的合适的极性分别确保，两个半导体阀中的一个导通并且另一个半导体阀截止。在导通的半导体阀中然后分别通过导通的半导体组件电短接衰减元件和平衡电阻，从而对于各个非导通的 (也就是在截止方向上运行的)半导体阀可以确定完好的半导体级的数量。替换地，还可以将测试信号耦合到变压器402的次级侧上。

图5示出了一种实施例，其与图4的不同之外在于，除了电导线322和 326之外信号馈入装置329还具有切换装置501以及第一馈入点502、第二馈入点504和第三馈入点506。借助切换装置501可以将测试信号320以任意极性施加到变压器402的三相初级侧的任意相上。特别地，利用该切换装置501可以将测试信号320依次施加到变压器402的初级侧的不同相上并且由此向变流器1的不同的半导体阀施加测试信号。在此，可以由分析单元312 进行切换装置501的控制。在此特别具有优势的是，在分析单元312(其在实施例中构造为微控制器)的控制下可以自动地依次对于变流器1的所有半导体阀确定完好的半导体级的数量。

替换地，特别是在按照图3至图5的实施例的情况下，可以根据测试- 响应信号确定半导体阀的完好的半导体级的数量，方法是，借助测试-响应信号建立方程组，其中等式的数量相应于半导体阀的数量(以及由此测试- 响应信号的数量)并且其中该方程组的未知量是单个的半导体阀的完好的半导体级的数量。然后通过对方程组求解确定单个的半导体阀的完好的半导体级的数量。

也就是在实施例中，分别向六个半导体阀11至16施加测试信号320，并且采集在此出现的六个测试-响应信号330。然后借助测试信号和六个采集的测试-响应信号建立具有六个等式和六个未知量的方程组；在该方程组中输入测试信号和六个采集的测试-响应信号。

下面示例性地给出对于如下情况的方程组的等式，即，将测试信号施加到馈入点502和504并且馈入点502相对于馈入点504是正电的(为简化起见在此不考虑变压器402的影响，也就是假定具有1:1变压比的理想变压器)。然后成立：

在馈入点502和504之间的导纳(电导)Y

＝测试-响应信号/测试信号

＝测试电流信号/测试电压信号

＝y0/n13+y0/n12+((y0/n15*y0/n16)/(y0/n15+y0/n16))

在此yo是完好的半导体级在截止方向上的阻抗，并且nxy是半导体阀 xy的完好的半导体级的数量。(也就是例如n12是半导体阀12的完好的半导体级的数量，n13是半导体阀13的完好的半导体级的数量等)

根据类似的考虑可以建立五个另外的等式，从而给出具有6个等式和6 个未知量(n11至n16)的方程组。

通过对方程组求解(例如以数值的方式)，然后确定六个未知量(在此：n11至n16)；在此确定六个半导体阀11至16的完好的半导体级的各自的数量。

迄今为止根据图3至图5描述了实施例，其中测试信号是测试电压信号，而测试-响应信号是基于测试电压信号在变流器中流动的测试电流信号。另外的实施例可以以此外类似的方式实现，即，测试信号是测试电流信号(也就是，信号产生器302产生测试电流信号)，并且该测试电流信号被馈入变流器。然后基于该测试电流信号在变流器中形成测试电压信号作为测试-响应信号。然后借助电压传感器测量该测试电压信号，并且将该测试电压信号的测量值与(以参考电压信号形式存储在参考存储器310中的)参考-响应信号相比较。

此外，还可以以另外的方式将测试信号320耦合到变流器中，以便向一个半导体阀或多个半导体阀施加测试信号。例如可以电感地借助合适布置的导体回路将测试信号耦合到变流器中。

除了确定完好的半导体级的数量之外，分析单元312可选地附加地可以确定各个半导体阀的冗余的半导体级的数量。为此，分析单元312形成完好的半导体级的确定的数量与所需的半导体级的(对于各自的半导体阀已知的)数量的差。该差相应于冗余的半导体级的数量(也就是其对于变流器在预定电压下的运行不一定必须的并且其因此在不对变流器的运行产生有害影响的条件下在将来可以损坏的那些半导体级的数量)。例如：半导体阀13 的所需的半导体级的数量为25；确定27作为完好的半导体级的数量。由此， (完好的)冗余的半导体级的数量为：

完好的半导体级的数量-所需的半导体级的数量＝27-25＝2。

所描述的方法和所描述的装置优选地例如可以在维护变流器时使用，也就是在变流器的无电流状态下。

给出用于确定在半导体阀中的完好的半导体级的数量的方法和装置。根据电网换流的二极管整流器来描述该方法和装置。例如可以在将离岸能量产生装置连接到陆地侧的供电网的情况下采用这样的二极管整流器。但是也可以利用该方法和装置确定在另外的半导体阀中的完好的半导体级的数量，例如在晶闸管阀或在IGBT阀中的完好的半导体级的数量。