[发明专利]具有相模块放电器的转换器装置和用于其短路保护的方法

说明书

本发明涉及一种具有转换器相(2)的转换器装置(1)，该转换器相在第一与第二直流电压极(3，4)之间延伸，其中转换器相包括交流电压接头(10)以及在第一直流电压极与交流电压接头之间延伸的第一转换器臂(7)和在交流电压接头与第二直流电压极之间延伸的第二转换器臂(8)，其中第一转换器臂包括双极开关模块(13)的第一串联电路(13a)并且第二转换器臂包括双极开关模块的第二串联电路(13b)，其中开关模块中的每一个包括功率半导体开关和能量存储器。本发明的特征在于与开关模块的两个串联电路并联的放电器支路(16)中的相模块放电器(15)，该相模块放电器被配置为用于对两个串联电路的开关模块进行过电压保护。此外，本发明涉及一种用于对根据本发明的转换器装置进行短路保护的方法。

技术领域

本发明涉及一种具有转换器相的转换器装置，该转换器相在第一与第二直流电压极之间延伸，其中，转换器相包括交流电压接头以及在第一直流电压极与交流电压接头之间延伸的第一转换器臂，和在交流电压接头与第二直流电压极之间延伸的第二转换器臂，其中，第一转换器臂包括双极开关模块的第一串联电路并且第二转换器臂包括双极开关模块的第二串联电路，其中，开关模块中的每一个包括功率半导体开关和能量存储器。

背景技术

通常将这种转换器装置称为模块化的多级转换器，并且例如从DE 10 2009 034354 A1中已知。

通常，这类转换器装置在运行中连接在交流侧，即，借助交流电压接头与交流电压网连接。如果转换器装置被多相地、例如三相地构建，则将该转换器装置连接到对应地多相的交流电压网。转换器装置的直流电压极与直流电压线或直流电压网连接。在所谓的对称的单极配置(Monopol-Konfiguration)中，第一直流电压极例如可以位于正电势，而第二直流电压极位于负电势。在所谓的双极配置(Bipol-Konfiguration)中，第一直流电压极例如位于正电势，而第二直流电压极位于地电势。

在多相的交流电压网中，电网故障、例如交流侧的故障，以及特别是非对称的、即单相的故障(例如由于接地接触产生的短路)可以导致转换器装置中的电势偏移。如果转换器装置经由变压器与交流电压网连接，则可能特别是在出现非对称故障的情况下出现电势偏移，该非对称故障在变压器的转换器侧产生。在转换器装置的直流电压侧的单极接地接触也可以导致在此所描述的电增压。由于这种电势偏移，可能导致开关模块的能量存储器的过载。该过载可能导致所涉及的开关模块的损坏或破坏，并且由此导致转换器装置的故障。在一些已知的转换器设备中，目前已利用增加每个转换器臂中的开关模块的数量来克服该问题，然而这不利地增加了转换器设备的成本。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提出一种开头提到的转换器装置，该转换器装置是尽可能可靠且低成本的。

在这类转换器装置中，该技术问题通过放电器支路中的相模块放电器来解决，该放电器支路与开关模块的两个串联电路并联，该相模块放电器被配置为用于对两个串联电路的开关模块进行过电压保护。

有利地，相模块放电器为两个串联电路的开关模块提供过电压保护，特别是在转换器装置的交流侧上的短路情况下，该短路情况导致电势偏移的电网侧的电流，该电流不再能够利用交流侧的断路器及时清除。这也适用于转换器装置的对称的单极布置中的直流故障。相模块放电器限制了开关模块的电增压，并且由此防止了该开关模块的过载。此外，以该方式，可以有利地省略先前提到的对开关模块的数量的增加。

转换器装置也可以被三相地构建。为此，转换器装置合适地包括三个转换器相，该三个转换器相在第一与第二直流电压极之间彼此并联布置。可以同类型地构造三个转换器相。三相的转换器装置通常可以与对应地三相的交流电压网连接。转换器相中的每一个可以具有自身的相模块放电器。