电气组件的制作方法_2

文档序号:9713840阅读:来源:国知局
于该无源电流检测元件所需的额定电压和额定电流而变化。
[0034]每个能量储存装置可以是能够储存和释放能量的任何装置,例如电容器、燃料电池或蓄电池。
[0035]在本发明的实施例中,电压源型变换器可以包括变换器单元。在电压源型变换器包括至少一个变换器臂的这种实施例中,变换器单元可以包括所述或每个变换器臂。
[0036]因此,在使用中,电压源型变换器是可控制的,以执行变换器单元的功能,即在所述或每个AC端子处产生至少一个第一非基频交流分量,以驱动非基频交流电通过电流返回路径并在第三抽头端子中流动。变换器单元与电压源型变换器的整合减少了操作电气组件所需的硬件数量,从而还提供在硬件尺寸、重量和成本方面的节省。
[0037]在电压源型变换器包括变换器臂的本发明的实施例中,因为链环式变换器提供大范围的复杂电压波形的能力使得其适合于在对应的AC端子处产生交流电(该交流电包括所述或每个第一非基频交流分量),所以在每个变换器臂部中包括链环式变换器与变换器单元和电压源型变换器的整合是兼容的。
[0038]在本发明的其他实施例中,所述变换器单元可以与所述电压源型变换器分隔开。在本发明的这种实施例中,所述电流返回路径可以包括所述变换器单元。
[0039]在这种实施例中,变换器单元的配置可以变化,只要在使用中变换器单元能够被控制以在所述或每个AC端子处产生所述或每个第一非基频交流分量,并且电气组件中变换器单元到电压源型变换器的连接可以变化,只要在使用中变换器单元被控制以在所述或每个AC端子处产生至少一个第一非基频交流分量,以驱动非基频交流电通过电流返回路径并在第三抽头端子中流动。例如,变换器单元可以包括至少一个模块,所述或每个模块包括至少一个开关元件和至少一个能量储存装置,所述或每个模块中的所述或每个开关元件和所述或每个能量储存装置结合,以选择性地提供电压源。
[0040]将变换器单元从电压源型变换器分隔开意味着电压源型变换器不需要在所述或每个AC端子处产生所述或每个第一非基频交流分量。因此,从硬件和控制观点来看,电压源型变换器和变换器单元可以被优化,以执行它们的相应功能,从而提高电气组件的效率和可靠性。
[0041]电流返回路径的配置可以取决于硬件的可用性,特别是当电气组件是基于适应现有的电压源型变换器和DC电力传输介质时。例如,所述电流返回路径可以包括下述中的至少一个:
[0042]?接地回路(例如,单线接地回路(single wire earth return,SWER));
[0043].导电线路或电缆;
[0044].导电护套(例如,金属护套),用于包封所述或每个DC电力传输介质;
[0045].避雷针(例如,被安装至DC电力传输塔的接地避雷针)。
[0046]电气组件的配置可以变化,只要电压源型变换器和变换器单元被布置为使得在使用中变换器单元能够被控制以在所述或每个AC端子处产生至少一个第一非基频交流分量,从而驱动非基频交流电通过电流返回路径并在第三抽头端子中流动。
[0047]例如,在本发明的实施例中,电气组件可以包括以星形结构连接的多个相位元件,在星形结构中每个相位元件的第一端连接至公共接合点,所述电流返回路径被配置为电互连所述公共接合点和所述第三抽头端子,所述电压源型变换器包括多个AC端子,每个AC端子连接至所述多个相位元件中的相应一个的第二端。在使用中,操作变换器单元以在所述或每个AC端子处产生至少一个第一非基频交流分量导致在公共接合点处出现非基频AC电压,以驱动非基频交流电通过电流返回路径并在第三抽头端子中流动。
[0048]在利用使用多个相位元件的本发明实施例中,每个相位元件可以包括第一变压器绕组。
[0049]当需要在AC电网与电压源型变换器的所述或每个AC端子之间连接变压器时,使用变压器绕组作为多个相位元件不需要额外的硬件来形成多个相位元件,从而还提供在硬件尺寸、重量和成本方面的节省。
[0050]在这种实施例中,电气组件还可以包括多个第二变压器绕组,每个第一变压器绕组与所述多个第二变压器绕组中的相应一个相互耦合,每个第二变压器绕组的第一端连接至不同的第二变压器绕组的第二端,使得所述第二变压器绕组的互连限定闭合环路。
[0051]以上述方式布置第二变压器绕组限定无中性线的连接(例如三角形连接)。连接中无中性线防止零相序交流分量行进到中性线。这意味着零相序电流分量被困于由第二变压器绕组形成的闭合环路中并且由此不能进入所连接的AC电网。因此,在所述或每个AC端子处产生零相序交流分量对所连接的AC电网的影响可以忽略。
[0052 ] 每个第一变压器绕组可以限定变压器二次绕组,而每个第二变压器绕组可以限定变压器的一次绕组或者三次绕组。
[0053]在本发明的其他实施例中,所述电气组件可以包括至少一个阻抗元件,所述或每个阻抗元件形成用于控制所述或每个第一非基频交流分量的电流控制元件。在本发明的这种实施例中,所述电流返回路径可以包括至少一个阻抗元件。
[0054]在电气组件中包括至少一个电流控制元件增强了变换器单元控制在所述或每个AC端子处产生所述或每个第一非基频交流分量的能力。
[0055]在采用使用多个相位元件并且其中每个相位元件包括第一变压器绕组的本发明的实施例中,每个第一变压器绕组可以限定阻抗元件,其形成用于控制所述或每个第一非基频交流分量的电流控制元件。
[0056]在本发明的实施例中,所述DC抽头还可以包括变压器,所述第三抽头端子经由所述变压器可连接至所述电气负载。
[0057]在DC抽头中包括变压器允许修改由DC抽头供应的功率的电压电平,以匹配电气负载的电压需求。通过控制变换器单元来配置在第三抽头端子中流动的非基频交流电使得由DC抽头供应的电力的电压电平紧密匹配电气负载的电压需求,可以减小所需的升压或降压能力,并因此减小这种变压器的尺寸。
[0058]在本发明的其他实施例中,所述DC抽头还可以包括变频器。
[0059]在DC抽头中包括变频器允许在DC抽头供应AC电力至电气负载之前,将在第三抽头端子处的非基频交流电转换为基频交流电。此外,使用谐频交流分量特别是零相序交流分量作为在所述或每个AC端子处的所述或每个第一非基频交流分量,使得更简单地改变在第三抽头端子处的非基频交流电,从而产生基频交流电。
[0060]在种实施例中,所述变频器可以是1相到多相变频器(诸如1相、150Hz到3相、50Hz变频器)。使用这种变频器允许修改由DC抽头供应的电力的相数,以匹配电气负载所需的电力的相数。
【附图说明】
[0061 ]现在将参照附图仅通过示例来描述本发明的优选实施例,附图中:
[0062]图1以示意图形式示出根据本发明的第一实施例的电气组件;
[0063]图2以示意图形式示出形成图1的电气组件的一部分的电压源型变换器;
[0064]图3以曲线图形式示出图2的电压源型变换器的操作以修改出现在其AC端子处的3次谐频交流分量从而形成第一电流;
[0065]图4以示意图形式示出根据本发明的第二实施例的电气组件;
[0066]图5以示意图形式示出根据本发明的第三实施例的电气组件;以及
[0067]图6以示意图形式示出根据本发明的第四实施例的电气组件。
【具体实施方式】
[0068]图1示出根据本发明的第一实施例的第一电气组件20。
[0069]电气组件包括电压源型变换器22和DC抽头24。
[0070]电压源型变换器22包括第一端子26和第二DC端子28以及三个变换器臂30,如图2所示。每个变换器臂30在第一DC端子26与第二DC端子28之间延伸,且具有由AC端子36分隔开的第一变换器臂部32和第二变换器臂部34。特别地,第一变换器臂部32连接在第一 DC端子26与AC端子36之间,以及第二变换器臂部34连接在第二DC端子28与AC端子36之间。
[0071]在使用中,电压源型变换器22的第一端子26和第二DC端子28被分别连接至第一DC电力传输线38和第二 DC电力传输线40(其连接至DC电网41),第一 DC电力传输线38连接至DC电网41的第一端子,第一端子携带正DC电压,以及第二 DC电力传输线40连接至DC电网41的第二端子,第二端子携带负DC电压。
[0072]第一电气组件20还包括多个相位元件。每个相位元件包括第一变压器绕组42a。多个相位元件以第一星形结构连接,其中每个相位元件的第一端连接至公共接合点44。每个AC端子36连接到多个相位元件中的相应一个的第二端。
[0073]第一电气组件20还包括多个第二变压器绕组42b。多个第二变压器绕组42b以第二星形结构连接,其中,每个第二变压器绕组42b的第一端连接至公共接合点。在使用中,每个第二变压器绕组42b连接到三相AC电网46的相应相位。
[0074]每个第一变压器绕组42a限定第一变压器的二次绕组,而每个第二变压器绕组42b限定第一变压器的一次绕组。每个第一变压器绕组42a与多个第二变压器绕组42b中的相应一个相互耦合。以这种方式,在使用中,每个AC端子36连接到三相AC电网46的相应相位。
[0075]在相位元件中布置每个第一变压器绕组42a意味着每个第一变压器绕组42a可以限定阻抗元件,其形成用于控制在对应相位元件中流动的交流电的电流控制元件。这增强了每个变换器臂30控制在对应AC端子38处产生交流电的能力。
[0076]DC抽头24包括抽头臂48、第二变压器和变频器50。
[0077]抽头臂48在第一抽头端子52与第二抽头端子54之间延伸。在使用中,第一抽头端子52连接到第一DC电力传输线38,以及第二抽头端子54连接到第二DC电力传输线40,使得抽头臂48形成在第一 DC电力传输线38与第二 DC电力传输线40之间延伸的分支。抽头臂48具有由第三抽头端子56分隔开的第一抽头臂部48a和第二抽头臂部48b。每个抽头臂部48a、48b包括隔直电容器。
[0078]第一电气组件20还包括以单线接地回路形式的电流返回路径58,其被配置为电互连第一星形结构的公共接合点44和DC抽头24的第三抽头端子56。
[0079]可以设想,在本发明的其他实施例中,电流返回路径的配置可以根据
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