[其他]用于识别电压崩溃的方法

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于识别电部件上的工作电压崩溃的变流器模块，其中，监视工作电压是否违反临界特征值，并且将违反识别为崩溃。

背景技术

通过将可再生能量增强地馈送到电网中，高压直流传输()愈发受重视。尤其在离岸风场中，优选提供少辐射和成本低廉的管道连接，其可以通过技术实现。因为离岸风场中不存在稳定的电网，所以自换向尤其提供的优点是，它离岸地提供受调整的无功功率。此外，借助自换向可以改善连接结点上的动态特性。

从风场电网至及从至大陆线路的接头的核心元件形成自换向变流器，其具有电压中间电路和晶体管、尤其是IGBT(绝缘栅双极晶体管，Insulated Gate Bipolar Transistor)。能够相互独立地调整有功和无功功率的可能性，使得可以更容易地将自换向变流器以小的短路功率连接至三相交流电网。独立电网的运行也是可能的，因为电网的建立、即所谓的黑启动(black-start)，变得更为容易。自换向变流器装备有大的直流电容器，其用于支持转换的电压。从三相电流到直流电流的变换或者相反，通过通常两个串联连接的、将交变电流在其之间分支的IGBT的开关来进行。

在自换向变流器出现开关故障的情况下，会导致包含在直流电容器中的能量经由开关突然放电。在此释放的能量导致开关损毁，由此导致变流器损毁。

实用新型内容

本实用新型的任务是提出一种用于识别工作电压的崩溃的变流器模块，借助其可以在开关发生故障的情况下限制变流器的损伤。

该任务通过开头提及的类型的变流器模块来解决，其中，将模型电路产生的模型电压用作临界特征值。

本实用新型基于如下考虑，即，有利的是，在故障情况下可靠地桥接或断开变流器。这可以通过旁路来实现，该旁路例如被点燃，由此闭合。点燃条件可以是变流器的电容器上的工作电压崩溃或短路。可以监视电容器上的工作电压的崩溃，方法是，监视工作电压随时间的下降，即负斜率，也即电压梯度或者说du/dt。如果下降超过边界值，于是这可以被识别为工作电压崩溃的提示。然而，这种监视是易出错的，尤其在强的和非常短时的电压波动的情况下是易出错的，该电压波动并非由电压崩溃引起。

该问题可以通过本实用新型来消除。不监视电压梯度本身，而是监视工作电压的曲线是否违反模型电压这一事实。在不触发旁路的条件下会出现短时的负梯度尖峰。只有当工作电压强烈下降，使得其违反同样下降的模型电压时，才推断出电压崩溃。下面，违反不仅应当理解为在任意方向上违反，还应当理解为仅达到，其中，尤其指的是，工作电压的时间曲线从上方起达到模型电压，尤其是从上向下与模型电压相交，即低于其。

将模型电压用作临界特征值的另一优点在于，在可调节的变量方面实现了大的自由度，从而工作电压崩溃的识别可以以简单的方式适配于许多不同的工作情况。

可以监视违反，方式是，随着时间将工作电压与模型电压相比较。这可以根据监视电路按点、按时间周期性地或者连续进行。崩溃可以理解为电部件上工作电压的电压下降，该电压下降比在常规运行中可能的和/或允许的更快。电压下降不一定必须到零。电压崩溃可能由于例如触发了短路的开关的错误切换引起。电部件上的工作电压的崩溃会在电结构单元中引起过电流情况，即，引起高于在常规运行中可能和/或允许的电流。

受监视的工作电压可以直接是部件上的电压或者是从部件上的电压中导出的测量电压，例如通过分压器。其适宜地与部件上的电压成比例。为了简单起见，将从部件上的电压中导出的测量电压也称作工作电压。测量电压的使用或者工作电压的间接测量尤其在部件上的高电压在千伏范围内的情况下是有利的，因为以该方式可以直接与模型电压相比较，该模型电压可以特别简单地在仅几伏特的范围内产生。

崩溃的识别可以理解为与违反因果相关地开始的结果动作 (Folgehandlung)。其可以是比较器或传感器上的信号。适宜地，在识别到违反时开始执行动作，该动作使由于电压下降而产生的电流转向。

如果电部件是电容器，则本实用新型也可以被称作用于识别电容器的放电的变流器模块，其中，监视电容器上的工作电压是否违反临界特征值。