[发明专利]混合辅助电力供应

说明书

技术领域

本发明涉及电力传输的领域，特别是涉及HVDC应用(HVDC=高压DC)中的处于高电势的电力辅助系统。

背景技术

在高压变电站中，需要对范围越来越广的安装在高压电势处的辅助电装置供电。例如，这样的电装置是为了用来进一步改进高压电力传输系统的可靠性和/或性能的开关、控制和监测目的。

如US 8072192 B2中描述，对处于高电势的辅助装置供应电力的一个方法是，例如借助于使用变压器来从高压电路分接辅助电力。但是，这需要对高压电路通电，以及测量用于确保辅助装置的适当操作和等待时间直到装置在通电之后已经安定到可安全地使用辅助电力的程度。但是，通电过程往往是关键的，并且独立于高压电路的状态的辅助电力供应因而是高度可期望的。

在其它解决方法中，电力从地传输到高压电势，其中，传输部件配置成电绝缘的。

例如，在 US 2006/0152109 A1中公开了地电势设备和高电势设备之间的电容耦合。

此外，已知将处于地电势的辅助电力转换成光功率，经由光链路或者通过空气，将所述功率传输到高电势区，并且然后将光功率转换回电力，例如如GB 2177869 A、CN 101093943 A或DE 2631194 A中描述的那样。用这个方法，可传输仅非常少量的电力，典型地大约几瓦。

从DE 3718869 A1和US 3670175，了解到一种解决方法，其中，安装在地电势处的液压泵对处于高电势的液压马达进行馈送，该液压马达进而机械地驱动发电机。流体通过绝缘压力管道输送。

另外，在US 3670175中，提议借助于处于地电平的电动机来将能量从地电势传输到高电势，从而通过旋转绝缘杆来驱动处于高电势的发电机。这种系统在机械上复杂，这可导致操作寿命缩短。

以前，辅助电力典型地在数十瓦至数百瓦的范围中。现今，越来越多地需要额外的控制和监测单元用于进一步改进高压电力传输系统的可靠性和性能，这已经使对安装在高电势处的较广范围的辅助产生动力的装置的要求提高。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于对高压设备提供辅助电力的辅助电力供应装备，其中，电力可从地电势传输到高压电势，而独立于高压设备的通电状态，以及其中，所述装备能够处理足以用于操作高压设备处的辅助装置(诸如开关元件，例如，断路器和隔断器)的电力量，也能够控制和监测单元，例如具有串联电容器或汤姆森线圈的设备。

此目标已经由根据权利要求1的辅助电力供应系统实现。

在从属权利要求中指出另外的实施例。

发明人已经认识到，在过去，可认为单电力传送解决方法对特定的高压设备是最佳的。但是，由于电力传送范围不断扩大，将需要新技术或架构，以便满足扩大的要求。

根据一方面，提供一种用于将电能从地电势供应到高压设备的辅助电力供应系统，其包括处于地电势的电力源、处于高压电势的电力供应电路，以及至少第一电力传输链路和第二电力传输链路，其中，电力传输链路不输送任何电子，并且因此都电隔离。在以下中，电力传输链路也可称为绝缘传输链路。高压设备可用交流(AC)或直流(DC)操作。

根据本发明，第一绝缘传输链路和第二绝缘传输链路基于不同的能量传输原理。能量传输原理的差异例如可基于所传输的能量的类型，例如电磁波、机械能或光；和/或基于能量从发送侧传输到接收侧所跨越的介质，例如跨越固体连接，或者通过液体，或者通过气体或真空。根据本发明，规定第一传输链路利用无接触的传输原理，而第二传输链路则基于机械能的传输。

因此，提出利用用于电力传送的混合技术概念，因为不同电力传送方法的组合允许在较广的电力传送范围内实现更优的电力传送。在这种混合解决方法中，在发生失效时，将电力传送到高压电势的两种或以上技术允许各个电力传送机构接管相应的其它系统的操作。

第一传输链路应为无接触的，意思是说不传输机械能，并且因此不对任何传输元件施加机械力。换句话说，这表示第一传输链路的传输原理是非机械的，使用气体或真空，并且特别是地电势和高压电势之间的空气，作为传输介质。传输的能量例如可具有电磁波的形式，特别是纯电场或纯磁场，或者它可为光能。

第二传输链路传输机械能，意思是说，通过对布置在地电势和高压电势之间的固体和/或液体传输元件施加机械力来传输动能和/或势能。对于此类传输，在布置在地电势处的传输元件和布置在高压电势处的传输元件之间需要有物理接触。由于施加的机械力，固体传输元件可设置成运动，或者液体传输元件可被压缩或减压。