[发明专利]旁路开关、提供导电路径的方法和功率系统

说明书

呈现了一种旁路开关，用于在第一端子与第二端子之间提供旁路路径。旁路开关包括：分别连接到第一端子和第二端子的第一组电气触点；分别连接到第一端子和第二端子的第二组电气触点；以及可动构件。该可动构件包括第一导电部、第二导电部、以及在第一导电部与第二导电部之间的绝缘体，其中可动构件从初始状态经由第一状态到第二状态是可移动的，其中，在初始状态，第一组电气触点导电分离，并且第二组电气触点导电分离，在第一状态下，第一组电气触点经由第一导电部导电连接，并且第二组电气触点导电分离，并且在第二状态下，第二组电气触点经由第二导电部导电连接。

技术领域

本发明涉及旁路开关、功率系统以及在第一端子与第二端子之间提供导电路径的方法。

背景技术

诸如电气功率分配或传输系统的功率系统被用于供应、传输和使用电功率。归因于对具有低传输损耗以及灵活互连可能性的功率传输需求的增加，高压直流电流(HVDC)的功率传输变得越来越普遍。

诸如电气功率传输系统的功率系统一般包括保护系统，用于保护、监测和控制功率系统中的电气设备的操作。这样的保护系统可以例如能够检测功率线、变压器和/或功率系统的其他部件或组件中的短路、过电流以及过电压。保护系统可以包括诸如断路器的保护装备，用于通过断开或跳闸断路器来隔离例如在功率传输和分配线路中出现任何可能的故障。故障清除后，例如通过对已经检测到故障的组件执行维修和/或维护，可以通过闭合断路器来恢复电力流。

此外，保护系统可以被布置成在检测到特定电气设备中的故障时，通过使用旁路开关绕过该电气设备来隔离故障电气设备。然后，旁路开关提供导电路径以绕过电气设备，直到电气设备被修好或被替换。

HVDC换流器站将高压直流电流(DC)变换为交流电流(AC)，或者反之亦然。HVDC换流器站可以包括多个元件，例如换流器设备(或串联或并联连接的多个换流器设备)、AC开关装置、变压器、电容器、滤波器、DC开关装置和/或其他辅助元件。换流器设备可以包括多个基于固态的设备，诸如半导体设备，并且可以被分类为使用例如晶闸管作为开关的线换相换流器，或使用诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)的晶体管作为开关的电压源换流器。多个固态半导体设备，诸如晶闸管或IGBT，可以例如串联连接在一起，以形成HVDC换流器的构建块或单元，也可以被称为HVDC换流器阀

根据一个示例，诸如晶闸管或IGBT的多个固态半导体设备可以串联连接在HVDC换流器的单元中。在例如包括HVDC换流器的HVDC功率传输系统或HVDC电网的正常操作期间，HVDC换流器中的固态半导体设备有时可能处于其中它们导通电流的导通模式，并且在其他时间处于阻塞模式，以便获得电流的期望(例如正弦的)波形。这可能使固态半导体设备暴露于持续的电流应力，特别是在HVDC应用中，其可能具有显著的幅度。如果任何一个固态半导体设备发生故障，则通过HVDC换流器的电流可能会被中断，并且然后可能必需维修和/或替换任何故障的固态半导体设备，以便将HVDC换流器重新投入操作。在基于电压源换流器的HVDC换流器站中，可以存在用作电压源的DC电容器或DC电容器组，并且其例如并联连接到一个或多个固态半导体设备，例如包括在HVDC换流器的单元中的IGBT。

如上所述，在检测到特定电气设备中的故障时，可以使用旁路开关绕过该电气设备来隔离故障电气设备。这种故障操作可以应用于故障半导体和/或电容器组。然而，归因于涉及的高电压，在切换期间出现电弧，这使旁路开关的触点恶化，从而导致损耗和/或不稳定的旁路状态。

EP2775502呈现了一种设备，该设备具有辅助开关触桥和保护触桥，辅助开关触桥和保护触桥在第一位置被偏转，使得辅助开关触桥与辅助开关固定触点电连接，并且辅助开关触桥和保护触桥在第二位置被偏转，使得保护触桥与接触器固定触点电连接。控制装置被设定为在预定时间段内接通接触器。线圈被使用电流激励以启动接触器，使得开关处于第一位置或第二位置。

期望提供一种旁路开关，其减少归因于电弧的不良影响。

发明内容