[发明专利]具有冷却组件的电容器组件

说明书

技术领域

本发明大体上涉及包括卷绕膜电容器元件的电容器组件的领域。具体而言，本发明涉及具有用于冷却电容器元件的冷却组件的这种电容器组件。本发明可适用于例如高压电流(HVDC)功率转换器。

背景技术

HVDC转换器站点是适于将高压直流(DC)转换成交流(AC)或反过来的一类站点。HVDC转换器站点可包括多个元件如转换器自身(或串联或并联连接的多个转换器)、交流开关装置、变压器、电容器、滤波器、直流开关装置和其它辅助元件。

电容器的实例为卷绕膜电容器元件，其包括层的叠层，包括至少两个电极层和布置在两个电极层之间的介电层，其中层的叠层卷绕成类似卷筒。卷绕膜电容器元件可具有圆柱形，但还可具有扁平形状，例如，椭圆形或矩形。通常提供电容器元件的冷却，以便加强电容器元件的操作，且延长其寿命。具有改善的冷却能力的新的备选电容器组件是期望的，特别是对于在紧凑的HVDC转换器站点中使用。

发明内容

本公开内容的至少一些实施例的目的在于向电容器组件提供其电容器元件的改善的冷却。

该目的和其它目的借助于如所附权利要求中限定的电容器组件来达成。其它实施例由从属权利要求限定。

根据实施例，提供了一种包括成组的卷绕膜电容器元件的电容器组件。各个电容器元件均沿轴向方向在两个轴向端面之间延伸且沿横向于轴向方向的径向方向延伸。各个电容器元件在径向方向上比在轴向方向上延伸更多。电容器组件还包括冷却组件，其适于提供经由限定在相邻电容器元件的相邻轴向端面之间的空间的热传递。经由由两个相邻电容器元件的轴向端面限定的空间的热传递横向于两个相邻电容器元件的轴向方向定向。

卷绕膜电容器元件的热导率在轴向方向上高于径向方向上。电容器元件的冷却因此可通过在电容器元件的轴向端面处而非在电容器元件的其它外表面处提供冷却来改善。相比具有相同容积和电容但在轴向方向上比在径向方向上延伸更多的电容器元件，对于在径向方向上比在轴向方向上延伸更多的电容器元件，电容器元件内生成的热更容易传递至电容器元件的轴向端面。此外，相比具有相同容积和电容但在轴向方向上比在径向方向上延伸更多的电容器元件，对于在径向方向上比在轴向方向上延伸更多的电容器元件，在端面处可获得更大面积来用于热消散。

此外，经由相邻电容器元件的相邻端面之间的空间提供热传递允许热传递离开电容器元件，且改善电容器元件的冷却。使热传递横向于两个相邻电容器元件的轴向方向定向允许热更高效地传递离开两个相邻电容器元件的端面，且进一步改善了这些电容器元件的冷却。

使用在径向方向上比在轴向方向上延伸更多的电容器元件的另一个优点在于，电容器元件的阻抗相比于具有相同容积和电容但在轴向方向上比在径向方向上延伸更多的电容器元件减小。

相应的卷绕膜电容器元件的轴向方向可为沿或例如大致平行于制成电容器元件的层(例如，电极层和/或介电层)的方向。在各个卷绕膜电容器元件中，例如，多个层可围绕沿膜电容器元件的轴向方向延伸的轴线卷绕。

这些电容器元件的轴向方向可重合(或平行)，或可对于相应电容器元件中的至少一些而不同。类似地，相应电容器元件的径向方向可重合(或平行)，或可对于相应电容器元件中的至少一些而不同。各个电容器元件的径向方向可横向于或甚至垂直于该电容器元件的轴向方向。

经由两个相邻电容器元件的轴向端面限定的空间的传递热横向于两个相邻电容器元件的轴向方向定向意味着热传递沿横向于或横穿两个相邻电容器元件的轴向方向中的各个的方向定向。在一些实施例中，例如，热传递可沿(例如，平行于)电容器元件的轴向端面定向。

各个电容器元件在径向方向上比在轴向方向上延伸更多意味着各个电容器元件在轴向方向上比在径向方向上更长。

例如，电容器元件可为碟形。例如，电容器元件可为圆形的截面，例如，圆形或椭圆形截面。然而，本公开内容的实施例不限于此几何形状。