[发明专利]包括链式变换器和保护电路的电气设备

权利要求书

1.一种电气设备，包括：

第一端子和第二端子，用于连接至电路；

链式变换器，连接在所述第一端子与所述第二端子之间，所述链式变换器包括多个链节模块，每个链节模块包括至少一个开关元件和至少一个能量储存装置，每个链节模块的所述开关元件或每个开关元件和所述能量储存装置或每个能量储存装置结合以选择性地提供电压源；以及

保护装置，连接在包括所述多个链节模块中至少两个链节模块的电气单元两端，所述保护装置包括多个串联的半导体器件，其中所述保护装置选择性地提供导电路径以允许在所述电气设备中流动的至少部分电流旁路所述电气单元。

2.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述多个串联的半导体器件是下述中任意一个：

多个串联的无源半导体器件；

多个串联的有源半导体器件；或者

与至少一个无源半导体器件串联连接的至少一个有源半导体器件。

3.根据权利要求1所述的电气设备，其中在使用中，当所述电气单元的至少一个链节模块被配置为在非旁路模式中提供非零电压时，所述保护装置被切换至反向偏置状态，并且当所述电气单元的所有链节模块被配置为在旁路模式中提供零电压并且所述电气单元中电流的方向允许所述保护装置被切换至正向偏置状态时，所述保护装置被切换至正向偏置状态。

4.根据权利要求3所述的电气设备，还包括开关控制单元，其中所述开关控制单元控制所述电气单元的各个链节模块的切换以选择性地将所述电气单元的至少一个链节模块配置为非旁路模式，以便在所述电气设备的正常操作过程中保持所述保护装置处于反向偏置状态。

5.根据权利要求1-4之一所述的电气设备，其中所述多个串联的半导体器件包括至少一个无源半导体器件，并且所述保护装置包括开关元件以选择性地禁止或允许所述无源半导体器件或每个无源半导体器件导通。

6.根据权利要求1-4之一所述的电气设备，其中所述保护装置包括至少一个控制电路和至少一个有源半导体器件，所述控制电路或每个控制电路被连接在有源半导体器件或多个有源半导体器件的相应一个有源半导体器件的控制电极和阳极两端，其中所述控制电路或每个控制电路的阻抗是可变的以选择性地允许将非零电压施加在相应有源半导体器件的控制电极和阴极两端，以便将该有源半导体器件切换至导通状态。

7.根据权利要求6所述的电气设备，其中所述控制电路包括具有非线性电压-电流特性的电阻元件。

8.根据权利要求6所述的电气设备，其中当所述控制电路或每个控制电路两端具有匹配或超过预定电压阈值的电压时，所述控制电路或每个控制电路的阻抗变化以允许非零电压施加在相应有源半导体器件的控制电极和阴极两端。

9.根据权利要求8所述的电气设备，其中所述预定电压阈值对应于所述电气设备的故障操作条件。

10.根据权利要求8或9所述的电气设备，其中所述预定电压阈值是低于对应于所述电气单元的一个或多个部件的故障的安全电压电平。

11.根据权利要求1-4之一所述的电气设备，还包括与所述多个链节模块串联连接的电抗器，其中所述电气单元包括所述电抗器的至少一部分。

12.根据权利要求11所述的电气设备，其中所述保护装置被连接至所述电抗器的分接头，使得所述电气单元包括所述电抗器的一部分。

13.根据权利要求11所述的电气设备，其中所述电抗器被分割为多个电抗器元件，并且所述保护装置被连接至所述多个电抗器元件中两个电抗器元件之间的接合点，使得所述电气单元包括所述多个电抗器元件中的至少一个。

14.根据权利要求1-4之一所述的电气设备，包括多个保护装置和多个电气单元，其中每个保护装置被连接在所述多个电气单元的相应一个电气单元的两端，每个电气单元包括多个链节模块中的至少两个链节模块，每个保护装置包括多个串联的半导体器件，其中每个保护装置选择性地提供导电路径以允许在所述电气设备中流动的电流旁路相应电气单元。