短路调节装置及包括其的模块化多电平转换器的制作方法

本发明涉及短路调节装置及包括其的模块化多电平转换器，更具体而言，涉及一种具有能够使复数个子模块同时短路或断开的结构的短路调节装置及包括其的模块化多电平转换器。

背景技术：

1、柔性输电系统或新型输电系统(facts，flexible ac transmission system)是一种通过将电力电子控制技术引入交流电力系统来提高电力系统的灵活性的运行技术。

2、具体而言，柔性输电系统可以通过使用用于电力的半导体开关元件来控制输电电力。这种柔性输电系统可以最大化输电线路的设备利用率，可以增加输电容量，可以使电压变动最小。

3、在柔性输电系统中，电力的储存和输入输出由电容器元件实现。所述电容器元件可以由开关元件控制。具体而言，开关元件可以控制向电容器元件的电流的输入以及从电容器元件的电流的输出等。

4、此时，电容器元件和开关元件可以模块化配置。由电容器元件和开关元件构成的各个模块可以称为“子模块(sub module)”。可以通过调节子模块的数量来容易地调节电压容量等。

5、子模块可以具有复数个。柔性输电系统的额定容量可以根据子模块的数量进行调节。此时，复数个子模块分别与外部的电源或负载可通电地连接。

6、在需要维护复数个子模块中一个以上的子模块的情况下，柔性输电系统必须与外部的电源或负载断开通电。此时，逐个操作所有子模块可能会导致作业效率下降。

7、韩国公开专利文献第10-2017-0070599号中公开了用于转换器的接地的短路装置。具体而言，公开了一种具有能够通过连接与复数个子模块电连接的连接器来使复数个子模块同时接地的结构的短路装置。

8、然而，这种类型的短路装置是通过滑动连接器来使复数个子模块彼此电接地的形式。因此，难以保证连接器和子模块之间的电接触的可靠性。

9、韩国授权专利文献第10-1994143号公开了转换器装置及其短路保护方法。具体而言，公开了一种为了将旁路的复数个子模块的dc电压线上流动的短路电流转向续流(freewheeling)路径上而使用dc电压开关的结构的转换器装置及其短路保护方法。

10、然而，这种类型的短路装置局限性在于，它只专注于改善转换器装置的保护的方案。即，上述现有文献并没有披露用于将复数个子模块同时且可靠地短路的方案。

11、(专利文献1)韩国公开专利文献第10-2017-0070599号(2017.06.22.)

12、(专利文献2)韩国授权专利文献第10-1994143号(2019.06.28.)

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、本发明的目的在于，提供一种具有能够解决上述问题的结构的短路调节装置及包括其的模块化多电平转换器。

3、首先，一目的在于，提供一种具有能够提高电容器的短路可靠性的结构的短路调节装置及包括其的模块化多电平转换器。

4、另外，一目的在于，提供一种具有用于使电容器短路的操作简单的结构的短路调节装置及包括其的模块化多电平转换器。

5、另外，一目的在于，提供一种为了使电容器短路而设置的构件的结构简单的短路调节装置及包括其的模块化多电平转换器。

6、另外，一目的在于，提供一种具有能够同时使复数个电容器短路的结构的短路调节装置及包括其的模块化多电平转换器。

7、另外，一目的在于，提供一种具有能够容易确认电容器是否短路的结构的短路调节装置及包括其的模块化多电平转换器。

8、解决问题的技术方案

9、为了实现上述目的，本发明提供一种短路调节装置，其包括：第一支撑板，沿一方向延伸；第二支撑板，沿所述一方向延伸，与所述第一支撑板隔开，面向所述第一支撑板，沿另一方向在朝向所述第一支撑板的方向和与所述第一支撑板相反的方向上移动；通电块体，结合于所述第一支撑板，面向所述第二支撑板，与外部的电容器(capacitor)组件可通电地连接；短路块体，结合于所述第二支撑板，面向所述通电块体，与外部的地面(ground)可通电地连接；以及凸轮构件，位于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，分别与所述第一支撑板和所述第二支撑板接触，所述凸轮构件的截面形成为，在所述一方向和所述另一方向上的长度彼此不同，若所述凸轮构件旋转，则所述短路块体与所述通电块体接触或隔开。

10、另外，所述短路调节装置的所述凸轮构件的截面可以为椭圆形状。

11、另外，所述短路调节装置的所述凸轮构件可以包括：第一面，形成所述凸轮构件的外周面的一部分，以短轴(minor axis)为弦(string)，具有规定的曲率；以及第二面，与所述第一面连续，形成所述凸轮构件的外周面的其余部分，以长轴(major axis)为弦(string)，具有比所述第一面的曲率更小的规定的曲率，若所述凸轮构件旋转，则所述第一面和所述第二面可以交替地分别与所述第一支撑板和所述第二支撑板接触。

12、另外，所述短路调节装置可以包括：轴构件，位于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，结合于所述凸轮构件，与所述凸轮构件一起旋转；以及手柄构件，结合于所述轴构件，与所述轴构件一起旋转，朝外侧延伸。

13、另外，所述短路调节装置的所述手柄构件可以设置为，能够以顺时针方向或逆时针方向旋转规定的角度，所述凸轮构件与所述手柄构件一起旋转所述规定的角度。

14、另外，所述短路调节装置的所述规定的角度可以为直角。

15、另外，所述短路调节装置可以包括弹性构件，所述弹性构件分别与所述第一支撑板和所述第二支撑板结合，向所述第二支撑板施加朝所述第一支撑板的方向的恢复力。

16、另外，在所述短路调节装置的所述通电块体和所述短路块体隔开时储存于所述弹性构件的恢复力的大小，可以大于在所述通电块体和所述短路块体接触时储存于所述弹性构件的恢复力的大小。

17、另外，所述短路调节装置的所述弹性构件可以被设置为螺旋弹簧(coil spring)，在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间延伸，可以沿其他另一方向与所述通电块体和所述短路块体重叠配置。

18、另外，所述短路调节装置的所述弹性构件可以被设置为沿所述另一方向延伸的螺旋弹簧(coil spring)，其延伸方向的各端部结合于所述第一支撑板和所述第二支撑板彼此面向的各个面，所述弹性构件的所述各端部可以分别与所述通电块体和所述短路块体相邻配置。

19、另外，所述短路调节装置的所述通电块体和所述短路块体可以分别形成为具有规定的厚度，在所述通电块体和所述短路块体接触的状态下，所述弹性构件的延伸长度可以为所述通电块体的厚度和所述短路块体的厚度之和以下。

20、另外，所述短路调节装置的所述弹性构件可以被设置为可伸缩材料的带(band)，从外侧包围所述第一支撑板和所述第二支撑板，结合于所述第一支撑板和所述第二支撑板，可以沿其他另一方向与所述通电块体和所述短路块体重叠配置。

21、另外，所述短路调节装置的所述弹性构件可以被设置为扭力弹簧(torsionspring)，其延伸方向的各端部结合于所述第一支撑板和所述第二支撑板彼此面向的各个面，所述弹性构件的所述各端部可以分别与所述通电块体和所述短路块体相邻配置。

22、另外，所述短路调节装置的所述通电块体和所述短路块体可以分别具有复数个，复数个所述通电块体沿所述一方向彼此隔开配置，并且可以分别与复数个所述电容器组件可通电地连接，复数个所述短路块体沿所述一方向彼此隔开配置，并且可以沿所述另一方向分别与复数个所述通电块体重叠配置。

23、另外，本发明提供一种模块化多电平转换器，其包括：框架；复数个电容器(capacitor)组件，插入到所述框架或从所述框架引出；以及短路调节装置，结合于所述框架，分别与所述电容器组件和外部的地面(ground)可通电地连接，所述短路调节装置包括：第一支撑板，结合于所述框架，沿一方向延伸；第二支撑板，沿所述一方向延伸，与所述第一支撑板隔开，面向所述第一支撑板，以能够在朝向所述第一支撑板的方向和与所述第一支撑板相反的方向上移动的方式与所述第一支撑板结合；复数个通电块体，结合于所述第一支撑板，面向所述第二支撑板，分别与复数个所述电容器组件可通电地连接；复数个短路块体，结合于所述第二支撑板，面向复数个所述通电块体，分别与外部的地面(ground)可通电地连接；凸轮构件，可旋转地设置在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，分别与所述第一支撑板和所述第二支撑板接触；以及弹性构件，分别与所述第一支撑板和所述第二支撑板结合，向所述第二支撑板施加朝所述第一支撑板的方向的恢复力，所述凸轮构件的截面是分别包括长轴(major axis)和短轴(minor axis)的椭圆形状，若所述凸轮构件旋转而所述短轴沿所述一方向排列，则所述短路块体和所述通电块体隔开，若所述凸轮构件旋转而所述长轴沿所述一方向排列，则所述短路块体和所述通电块体接触。

24、另外，所述模块化多电平转换器的复数个所述短路块体和复数个所述通电块体可以沿所述一方向彼此隔开配置，所述弹性构件具有复数个，沿所述一方向彼此隔开，可以分别与所述短路块体和所述通电块体相邻配置。

25、另外，所述模块化多电平转换器的所述弹性构件可以被设置为螺旋弹簧(coilspring)，在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间延伸，可以沿另一方向与所述通电块体和所述短路块体重叠配置。

26、另外，所述模块化多电平转换器的所述弹性构件可以被设置为螺旋弹簧(coilspring)，在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间延伸，在所述弹性构件中，其延伸方向的一端部可以在复数个所述通电块体之间与所述第一支撑板结合，其延伸方向的另一端部可以在复数个所述短路块体之间与所述第二支撑板结合。

27、另外，所述模块化多电平转换器的所述弹性构件被设置为可伸缩材料的带(band)，从外侧包围所述第一支撑板和所述第二支撑板，结合于所述第一支撑板和所述第二支撑板，可以沿另一方向与所述通电块体和所述短路块体重叠配置。

28、另外，所述模块化多电平转换器可以包括：轴构件，设置在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，与所述凸轮构件结合并一起旋转；以及手柄构件，结合于所述轴构件，与所述轴构件一起旋转，向外侧延伸。

29、发明效果

30、本实施例能够利用凸轮构件的旋转来执行通电块体和短路块体的接触和隔开，从而能够提高电容器的短路可靠性。