[发明专利]供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的供电装置。

背景技术

借助于此类供电装置，从陆地上的供电网络为在海底的包括电动马达和泵或压缩机的转速可变驱动器供电。陆地上的电源和海底上的驱动器之间的距离在海深数千米的情况下可达数百千米。

用于水下用途(也称为海底用途)的转速可变的驱动器例如在油气输送时在海底上使用。已知借助于电压中间回路换流器从供电网络为该转速可变的驱动器供电。

为实现中压换流器，可采用Max Beuermann，Marc Hiller和Dr.RainerSommer的刊登在ETG-Tagung的会刊“Bauelemente der Leistungselektronikund ihre Anwendung”，Bad Nauheim，2006上的其名称为“Stromrichterschaltungen für Mittelspannung und deren Leistungshalbleiter fürden Einsatz in Industriestromrichtern”的文献中的多个换流器布局。这些换流器布局包括：带有12脉冲二极管供电的3电位中性点箝位型(3L-NPC)换流器，带有12脉冲二极管供电的4电位飞电容(4L-FC)，每单元具有2电位H桥的串联H桥单元换流器(SC-HB(2L))，和每单元具有3电位H桥的串联H桥单元换流器(SC-HB(3L))。

在Rainer Marquardt，Anton Lesnicar和Jürgen Hildinger的在ETG-Tagung 2002的会刊中发表的“Modulares Stromrichterkonzept fürNetzkupplungsanwendung bei hohen Spannungen”中已知了带有电源侧和负载侧换流器的换流器，所述电源侧和负载侧换流器在直流侧导电地相互连接，其中，模块化多点换流器、也称为模块化多电位转换器(M2C)分别被用作换流器。此类带有按照M2C布局的电源侧和负载侧换流器的电压中间回路换流器，与前述的电压中间回路换流器相比，不再具有由中间回路电容器构成的电压中间回路。按照M2C布局的换流器的每个相位模块的每个整流管分支具有至少一个双极子系统。通过每个整流管分支所使用的子系统的个数确定相位输出电压的分级情况。

用于海底用途的供电装置的任务是，使用电压和频率可变的旋转电压系统为位于海底的转速可变的驱动器的马达供电。在此具有不同原理的实施方式：

在图1中示意性地解释了用于海底应用的供电装置的第一已知变体。在该图1中电压中间回路换流器标记为2，驱动器的电动马达标记为4，换流器变压器标记为6并且供电的供电电网标记为8。电压中间回路换流器2具有电源侧换流器10和负载侧换流器12，直流侧通过直流中间回路相互连接，所述直流中间回路为清晰起见未明确图示。优选地作为自换向脉冲换流器的负载侧换流器借助于三相交流电缆14与马达4连接。此外，该换流器2具有信号电子器件16，该信号电子器件在输入侧可通过数据导线18与电动马达4的接头连接，因此该数据电缆18通过虚线图示，并且该信号电子器件在输出侧与自换向脉冲换流器12的控制接头连接。提供带有两个次级绕组20和22的变压器作为换流器变压器6，所述两个次级绕组中次级绕组20三角连接而次级绕组22星形连接。因为初级绕组24也星形连接，所以仅次级绕组20与初级绕组24具有30度的电相移。初级绕组24与供电电网8导电连接，特别地与供电点26导电连接。提供构造为12脉冲的二极管电源作为电源侧换流器10。即，二极管电源10具有两个三相二极管桥，它们在直流侧电串联连接。通过二极管电源10的12脉冲实施方式，使得供电电网8内波动小。用于海底应用的此供电装置布置在陆地上或海上平台上。从陆地或平台向海洋的过渡通过波浪线30示出。因此，仅由马达4和泵或压缩机组成的驱动器位于海底上。驱动器中仅详细图示了马达4。

因为交流电缆14的容性充电功率要求了电压中间回路换流器2上的高的无功功率，所以换流器2和马达4之间仅可提供有限的距离。此外，以此供电装置不能实现多马达驱动。驱动器的每个马达4必须通过自身的交流电缆14与电压中间回路换流器2连接。