[发明专利]具有冗余开关单元的电压源换流器的经由烟火式闭合的机械开关的故障防护

权利要求书

1.一种电压源换流器，所述电压源换流器具有至少一个相臂(2-4)，所述至少一个相臂(2-4)连接到所述换流器的直流电压侧的相对极(5，6)并且包括开关组件(7，7’)的串联连接，每个所述开关组件具有承载多个半导体芯片(31)的导电板部件(30)，每个所述半导体芯片(31)至少具有关断型半导体器件(16，17)以及与所述关断型半导体器件(16，17)并联连接的续流二极管(18，19)，所述芯片通过如下方式彼此并联连接：每个所述芯片由至少一个独立的导体部件(32，35，36)连接到所述开关组件的串联连接中的相邻开关组件的所述板部件，所述串联连接的中点形成如下的相输出(10-12)：所述相输出被配置为连接到所述换流器的交流电压侧，并且所述相输出被配置为将所述相臂分为上阀分支(8)和下阀分支(9)，其特征在于，

·每个所述开关组件具有如下的机械开关(39)：所述机械开关(39)被配置为在所述开关组件(7)的正常工作状态下是断开的，并且所述机械开关(39)被配置为能够使所述开关组件的所述板部件(30)连接到相邻开关组件的板部件，以用于对所述机械开关所属的开关组件的所述半导体芯片(31)进行旁路，

·释放机构(38)与每个所述机械开关相关联，并且所述释放机构(38)被配置为在被触发时移动所述机械开关的可移动接触器(40)，以用于将所述开关从断开状态转换为闭合状态，

·每个所述开关组件(7)的至少一个所述导体部件(32，35，36)被设计用于在通过与所述导体部件相连的所述半导体芯片的短路电流出现时烧穿并同时产生电弧，以及

·每个所述开关组件包括与所述至少一个导体部件(32，35，36)相关联的保险丝部件(37)，所述保险丝部件(37)被配置为由所述电弧点燃并被配置为延伸至所述释放机构(38)，用于在所述保险丝部件(37)被点燃时触发所述释放机构(38)，从而建立在相邻的两个所述板部件之间的用于旁路所述开关组件的所述半导体芯片的电流通路。

2.根据权利要求1所述的换流器，其特征在于，每个半导体组件(7)的多个所述导体部件(32，35，36)被设计用于在通过相关的所述半导体芯片的短路电流出现时烧穿并同时产生电弧，并且，所述保险丝部件(37)与多个设计用于烧穿的导体部件相关联。

3.根据权利要求2所述的换流器，其特征在于，每个半导体组件(7)的所述导体部件(32，35，36)中的至少90％或者全部被设计用于在通过相关的所述半导体芯片的短路电流出现时烧穿并同时产生电弧。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的换流器，其特征在于，被设计用于烧穿的所述至少一个导体部件(32，35，36)是导线，优选地是软导线，诸如细的粘合漆包线。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的换流器，其特征在于，所述释放机构(38)包括爆炸性介质(41)，诸如火药，所述爆炸性介质(41)被配置为由所述保险丝部件点燃，使得将所述可移动接触器(40)移动到与所述机械开关(39)的闭合状态相对应的位置。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的换流器，其特征在于，所述释放机构(38)包括存储势能的部件(44)和使所述部件(44)保持在预紧状态的装置(45)，并且，所述保持装置被配置为通过燃烧与所述保持装置相关联的所述保险丝部件(37)来被释放，同时允许所述势能存储部件(44)释放势能，而将所述可移动接触器(40)推到与所述机械开关(39)的闭合状态相对应的位置。

7.根据权利要求6所述的换流器，其特征在于，所述势能存储部件(44)是弹簧部件，诸如机械压缩弹簧。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的换流器，其特征在于，每个开关组件(7)包括至少一个与所述开关组件的所述半导体芯片(31)并联连接的储能电容器(20)，并且，所述开关组件被配置为通过对每个所述半导体芯片的所述半导体器件(16，17)的控制来获得两个开关状态，即第一开关状态和第二开关状态，其中，所述至少一个储能电容器上的电压和零电压分别被施加在所述开关组件的所述板部件上和属于所述开关组件的所述半导体芯片所连接到的所述板部件上，用于在所述相输出上获得确定的交流电压。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的换流器，其特征在于，属于同一所述阀分支的所述开关组件(7’)被配置为同时受控，使得将所述相对极中的一个可替换地连接到所述相输出。