[发明专利]换流器中的电容器的感测失效

说明书

本发明公开了一种处理模块(50)，所述处理模块与被包括在换流器(100)中的至少一个电容器(30)结合使用，所述换流器(100)用于将交流电力转换为直流电力或反之亦然。所述处理模块(50)被配置为接收流入所述至少一个电容器(30)的感测电流(I_cap)的值以及可能地所述至少一个电容器(30)两端的感测电压(I_cap)的值。根据本发明的实施例，流入所述至少一个电容器(30)的感测电流(I_cap)和可能地所述至少一个电容器(30)两端的电压(I_cap)的值可以被利用以便提供或生成所述至少一个电容器(30)的任何可能的失效或失效开始的指示。本发明还公开了所述处理模块(50)中的方法和包括所述处理模块(50)的系统(200)。

技术领域

本发明总体涉及电力传输设备领域。具体地，本发明涉及一种处理模块和一种包括处理模块的方法，所述处理模块与被包括在换流器中的电容器结合使用，所述换流器将交流(AC)电力转换为直流(DC)电力或反之亦然，以用于感测电容器的失效或失效开始。所述换流器可以例如包括高压直流(HVDC)换流器。

背景技术

由于对电力供应或传递以及互连的电力传输和分配系统的需求增长，HVDC电力传输已经变得越发重要。在HVDC电力系统中，通常包括接口装置，该接口装置包括或构成HVDC换流站，其是被配置为将高压DC转换为AC或反之亦然的类型的站。HVDC换流站可以包括多个元件，诸如换流器本身(或者串联或并联连接的多个换流器)、一个或多个变压器、电容器、滤波器和/或其它辅助元件。通常被称为“换流阀”或仅仅被称为“阀”的换流器可以包括诸如半导体器件的多个基于固态的器件，并且可以例如根据换流器中采用的开关(或开关器件)的类型而被分类为电网换相变流器(line-commutated converters，LCC)或电压源换流器(VSC)。诸如IGBT的多个固态半导体器件可以被例如串联连接在一起以形成HVDC换流器或HVDE换流阀的构造块或构造单元。HVDC技术可以被分类为电流源换流器(CSC)型HVDC和VSC型HVDC。CSC型HVDC换流器采用晶闸管作为开关或开关元件(和/或非自换向的其它开关或开关元件)，而VSC型HVDC换流器采用IGBT作为开关或开关元件(和/或自换向的其它开关或开关元件)。在半导体开关或开关元件中的一个半导体开关或开关元件的失效可以相对简单地被感测。半导体开关或开关元件可以例如包括IGBT。IGBT的失效可以例如通过栅单元被感测。在HVDC换流器单元中采用的电容器可能容易发生内部失效。并且在电容器寿命结束时可能发生电容器的猛烈失效。

发明内容

VSC型HVDC换流器可以包括多个级联的电连接的换流器单元。每个单元可以例如包括：半桥单元，具有跨例如电容器的电能存储元件两端串联的两个半导体开关或开关元件；以及旁路开关，用于可控地并且选择性地旁路半导体开关或开关元件以及电能存储元件。也就是说，通过旁路开关，可以使得单元中的电流可控地并且选择性地通过半导体开关或开关元件以及电能存储元件，或者绕过半导体开关或开关元件以及电能存储元件。在单元中出现失效的情况下，旁路开关可以被切换以便将电流旁路或改向从而使其不穿过半导体开关或开关元件以及电能存储元件。

在HVDC应用中使用不同类型的电容器。使用在HVDC应用中的电容器可以被分类为分段电容器和非分段电容器。

分段电容器通常包括大量相对较小的电容器元件或电容器段，每个电容器元件或电容器段可以与其余的电容器元件或电容器段相对容易地断开，以防在其中一个电容器元件或电容器段中发生失效。