[发明专利]用于传输电功率的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于传输电功率的装置，该装置具有：第一换流器，用于 将交流电压转换为直流电压并且经过直流电压连接与至少一个用于将直流电压 转换为交流电压的第二换流器相连；用于平滑直流电压的滤波扼流圈和用于限 制直流电压连接中的交流电流分量的限制滤波器(Begrenzungsfilter)。

背景技术

这样的装置在现有技术中已经公开并且通常被称为高压直流输电设备。图1示意性示出这样的公知设备。那里示出的装置1包括作为第一换流 器的整流器2，其经过变压器3与未图形示出的交流电网或三相电网相连。整 流器被构造为将经过变压器3从交流电网馈入的交流电压转换为直流电压并且 经过直流电压连接4与未图形示出的作为第二换流器的逆变器相连。逆变器经 过另一个变压器连接到另一个交流电网，在其上耦合了待供电的负载。借助这 样的设备可以实现低成本的远距离电能传输，因为直流电压传输比交流 电压传输损耗更低地工作。

直流电压连接4在图1中实现为单极的直流电压连接。换言之在换流器之 间仅设置传输导线5。为了平滑直流电压在直流电压导线5中设置由两个滤波 扼流圈段7和8组成的滤波扼流圈L_G。直流回路在单极设备情况下经过接地连 接而闭合。图1中未示出的接地极用于换流器的接地，该接地极经过接地连接 导线6与相关换流器的第二直流电压接头相连。

在设备中由于直流电路的拓扑结构、交流电压滤波器和所连接的交 流电网的短路功率会产生不利的谐振特性。直流电压连接中的低阻抗谐振点可 以位于所连接的交流电网的基频的谐波中。典型的和实践相关的情况下低阻抗 的谐振点关于所连接的交流电网的基频在基波或基波的二次谐波中。通过装置 中的不对称(该不对称在实践中通常总是出现)，在特定的系统状态下会发生直 流电压连接中不期望的高谐波电流，该电流或者完全不能或者仅仅不充分地通 过装置现有的滤波器被抑制。现有的滤波器通常针对在换流器中产生的所连接 的交流电网的基频的特征谐波，也就是针对较高的频率而设计。因为所说的交 流电流分量在图1中示出的按照现有技术的装置中将超过允许的极限值，所以 设置了用于限制或者抑制所说的交流电流分量的限制滤波器9。限制滤波器9 设置在接地连接导线6中并且由限制电感L_S和与之并联的限制电容C_S组成， 在此与限制电容C_S串联连接了限制电阻R_S。然而附加的组件、如这样的限制 滤波器提高了装置1的成本。

发明内容

由此本发明要解决的技术问题是，提供一种本文开头提到种类的装置，该 装置成本低，并同时抑制了直流电压连接中的不期望的交流电流分量。

上述技术问题通过使滤波扼流圈至少以段的方式构成限制滤波器的一部 分来解决。

按照本发明滤波扼流圈至少部分地同时还用于抑制直流电压连接中的不 期望的交流电流分量。由此在本发明的范围内一个单独的附加的限流线圈是多 余的。此外能量损耗更小并且由此还降低了运行成本。

以优选方式将限制滤波器调谐到要限制的交流电流分量的至少一个频率。 该频率通常是在相关换流器上连接的交流电网的基波的谐波，在此所说的谐波 具有低的次数，例如2-4。为此限制滤波器优选包括扼流圈和限制电容。此外 根据需要设置限制电阻。限制电容例如是电容器、超级电容器(Super-Cap)等。 限制电阻优选是欧姆电阻。

限制滤波器合适地包括与滤波扼流圈的至少一个段并行设置的并联支路， 在该并联支路中连接了平滑电容。根据需要除了限制电容还设置了限制电阻。 限制电阻优选与限制电容并联。按照本发明的一个与此不同的实施方式，限制 电阻同样连接在并联支路中并且由此与限制电容串联地设置在并行支路中。

滤波扼流圈优选由多个滤波扼流圈段组成。在此整个滤波扼流圈总体上针 对直流电流的平滑而设计。此外一个滤波扼流圈段或者多个滤波扼流圈段同时 还用于限制直流电压连接中的不期望的交流电流分量。在本发明的范围内主要 是，在设计滤波扼流圈时同时还考虑滤波扼流圈段并且由此既在平滑直流电流 分量中也在抑制不期望的交流电流分量中发挥其作用。由此滤波扼流圈段就直 流电流平滑来说无疑也是按照本发明的装置的一部分，从而虽然有限制滤波器， 但是不需要附加的限制扼流圈、线圈或者电感。