用于HVDC功率转换器的阀装置制造方法及图纸

本公开涉及一种包括串联电连接的多个阀单位(410‑450)的阀装置(400)。第一阀单位(410)包括容器(130)，容器(130)中布置有至少一个转换器单元(120)的堆叠。容器至少部分地填充有电绝缘气体(115)。阀装置还包括至少一个第一连接器(460)，其包括将容器一端处的第一阀单位的单元(421)电连接到第二阀单位(420)的单元(441)的第一汇流条元件(420)。第一连接器通过电绝缘气体(465)绝缘。此外，阀装置包括至少一个第二连接器(470)，其包括用于在容器的另一端处的第一阀单位的另一单元的连接的汇流条元件(471)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般地涉及高压功率转换器的领域，并且集中于通过至少绝缘气体获得绝缘的阀装置。本公开的阀装置可以适用于例如海上平台。
技术介绍
高压直流(HVDC)转换器站是适配为将高压直流(DC)转换为交流(AC)或反向的站的类型。HVDC转换器站可以包括多个元件，诸如转换器本身(或者串联或并联连接的多个转换器)、交流开关装置、变压器、电容器、滤波器、直流开关装置和/或其他辅助元件。电子转换器可以被分类为使用例如晶闸管作为开关的线路换流转换器，或者使用诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)的晶体管作为开关(或开关器件)的电压源转换器。诸如晶闸管或IGBT的多个固态半导体器件可以由电容器围绕并且被例如串联连接在一起，以形成HVDC转换器的构建块或阀单位。在HVDC转换器站的构造和设计中的挑战是HVDC转换器站的不同部分的电绝缘，因为HVDC转换器站的各个部分之间的距离的增加改善了绝缘，但是同时导致HVDC转换站具有较大尺寸。这可能引起相对于例如安装、运输和成本，特别是对于海上应用的很多困难。对于至少这样的应用，存在对更紧凑解决方案的一般需求。
技术实现思路
本公开的至少一些实施例的目的是完全或部分地克服现有技术系统的上述缺点，并提供对现有技术更紧凑的替代。该目的和其他目的通过在所附独立权利要求中限定的阀装置来实现。其他实施例由从属权利要求限定。根据第一概括方面，提供了一种阀装置，包括串联电连接的多个阀单位(例如至少两个阀单位)。第一阀单位包括其中布置有至少转换器单元堆叠的容器。容器至少部分地填充有电绝缘气体。阀装置还包括至少一个第一连接器，该第一连接器包括将容器的一端处的第一阀单位的单元电连接到第二阀单位的单元的第一汇流条元件。第一连接器通过电绝缘气体绝缘。此外，阀装置包括至少一个第二连接器，第二连接器包括用于在容器的另一端处的第一阀单位的另一单元的连接的汇流条元件。在以上限定的阀装置中，阀单位内的转换器单元的电绝缘通过封闭在容器中的绝缘气体来获得。此外，该容器被配备用于在容器的两端(例如相对端)处汇流条的连接，这允许阀单位的更紧凑的布置。阀单位串联电连接。在以上限定的阀装置中，阀单位包括在其容器的一端处的第一连接器，用于将其堆叠的转换器单元连接到第二阀单位(例如，阀装置中相邻的一个或连续的一个)堆叠的单元。此外，第二连接器被设置在容器的另一端，以用于第一阀单位堆叠的另一单元的连接。因此，阀单位本身提供了更紧凑的解决方案，因为用于将形成堆叠的多个转换器单元进行连接的导体或汇流条从容器的一段延伸到另一端，这减少了用于空气间隙的空间限制和对任何额外的屏蔽元件的需要，如果与对阀堆叠的输入单元和阀堆叠的输出单元的两个连接位于容器的同一端处，即彼此接近，则可以是这种情况。根据一些实施例，第二连接器被配置为将第一阀单位的单元连接到第三阀单位(例如，在阀装置中相邻的一个或连续的一个)堆叠的单元。第二连接器可以是电绝缘的。根据一些实施例，第一连接器和第二连接器可以位于容器的相对端。具体地，第一连接器可以被配置为将阀堆叠的上部单元(例如，位于堆叠的顶部的一个)电连接到第二阀单元堆叠的上部单元。类似地，第二连接器可以被配置为将阀叠堆的下部单元电连接到第三阀单位的阀叠堆的下部单元(例如，阀叠堆中的最低的一个)。例如，在柱状容器(或外壳)的情况下，第一连接器可以被布置在柱状容器的第一基部，并且第二连接器可以被布置在与第一基座相对的柱状容器的第二基部。其中容器是指其中可以布置多个转换器单元以形成转换器单元堆叠的外壳或箱。容器可以沿着轴向方向在位于沿着轴向方向的两个远离位置的第一端(或基部或末端)和第二端(或基部或末端)之间延伸。沿着轴向方向的容器的两端之间的距离对应于容器的高度。其中转换器单元堆叠是指转换器单元的列，即，在彼此之上钉住的多个转换器单元。然后，阀装置可以被认为是彼此相邻的列的布置，其中列对应于转换器单元堆叠，列被布置在至少部分地由绝缘气体填充的容器内。应当理解，在堆叠的两个连续的转换器单元之间可以存在具有绝缘气体的间隙。阀单位的单元堆叠可以沿着容器沿其延伸的轴向方向被布置，使得沿轴向方向限定多个位置，并且单元被布置在这种位置处。单元堆叠可以包括具有HV电容器屏蔽(或HV电晕屏蔽)的多个转换器。根据一些实施例，多个阀单位可以并排布置，这提供了更紧凑的解决方案。阀装置可以对应于功率转换器站的臂。阀装置中的阀单位的数目和每个阀单位中的单元位置的数目确定臂中的单元位置的总数。根据一些实施例，阀单位的容器可以沿着垂直方向延伸，使得阀单位彼此相邻。根据实施例，第一连接器可以被布置为将第一阀单位堆叠的上部单元电连接到第二阀单位堆叠的上部单元(例如，连接两个连续阀堆叠中的位于最高水平处的单元)。类似地，第二连接器可以被布置为将第一阀单位堆叠的下部单元电连接到第三阀单位堆叠的下部单元(例如，连接位于两个连续阀堆叠中的最高水平处的单元)。根据一些实施例，第一连接器和第二连接器中的至少一个的汇流条元件可以是U形的。这种形状促进第一阀单位的上部单元对第二阀单位的上部单元的连接，仍然提供必要的空气间隙。相邻阀单位可以具有相同数目的转换器单元，或者被设计为使得其基本上具有相同的高度，以促进在两个连续阀单位之间的单元的连接。在一些实施例中，第二和第三阀单位等效于第一阀单位。然而，在其他实施例中，可以在阀单位中使用任何数目的单元，或者可以使用不同高度的阀单位。根据一些实施例，多个阀单位可以被对齐以形成列的至少一行或列的矩阵。根据一些实施例，阀装置的阀单位中的至少一个可以包括用于连接到交流(AC)传输线的插入式电缆端子或气体绝缘汇流条，并且阀单位中的另一个可以包括用于连接到直流(DC)传输线的另一插入式电缆终端或气体绝缘汇流条。在仅具有两个阀单位的配置中，第一阀单位可以包括插入式电缆端子或气体绝缘汇流条，用于在其容器的一端处连接到AC传输线，而在其相对端，第一阀单位经由通过气体电绝缘的第一连接器被连接到第二阀单位。然后，在第二阀单位的相对端处的单元可以经由插入式电缆端子或气体绝缘汇流条被连接到DC传输线。根据一些实施例，第二连接器的汇流条元件可以被嵌入固体绝缘材料(例如环氧树脂)中或位于至少部分地由绝缘气体填充的管道中。根据一些实施例，第二连接器可以包括绝缘隔室，其中布置有用于第一阀单位的另一单元的连接(例如用于与第三阀单位的连接)的汇流条元件。绝缘隔室可以形成阀装置的基部。在这些实施例中，阀单位可以位于隔室或柜的顶部，在隔室或柜中布置有用于将阀单位连接到另一个或用于将阀单位连接到AC或DC传输线的连接器(或连接元件)。隔室可以例如被布置在阀单位的容器的底部。因此，隔室可以用作用于安装阀单位的容器的基架。根据一些实施例，隔室可以包括固体绝缘材料(例如环氧树脂)或绝缘气体以用于在连续的阀单位之间的单元连接的汇流条元件的电气隔离。根据一些实施例，包括绝缘材料的间隔元件(或间隔件)可以被布置在第一阀单位的容器的一端，以用于将第一阀单位的容器与相邻阀单位的容器分离。间隔元件例如可以被布置在第一阀单位的容器的一端与第一连接器和/或第二连接器中的一个之间的接合处。然而，间隔元件还可以沿着用于连接堆叠的转换器单元的汇流条被布置在容器内，即在容器和第一连接器之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀装置(400)，包括：串联电连接的多个阀单位(410‑450)，其中，第一阀单位(410)包括容器(130)，在所述容器(130)中布置至少一个转换器单元(120)的堆叠(150)，所述容器至少部分地填充有电绝缘气体(115)；至少一个第一连接器(460，560，660)，所述至少一个第一连接器(460，560，660)包括第一汇流条元件(461，561，671)，所述第一汇流条元件(461，561，671)将所述容器的一端(118)处的所述第一阀单位的单元(421)电连接到第二阀单位(420)的单元(441)，其中，所述第一连接器通过电绝缘气体(465)绝缘；至少一个第二连接器(470，570，670)，所述至少一个第二连接器(470，570，670)包括用于所述容器的另一端(119)处的所述第一阀单位的另一单元(431)的连接的汇流条元件(471，571，671)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.16 EP PCT/EP2014/0652501.一种阀装置(400)，包括：串联电连接的多个阀单位(410-450)，其中，第一阀单位(410)包括容器(130)，在所述容器(130)中布置至少一个转换器单元(120)的堆叠(150)，所述容器至少部分地填充有电绝缘气体(115)；至少一个第一连接器(460，560，660)，所述至少一个第一连接器(460，560，660)包括第一汇流条元件(461，561，671)，所述第一汇流条元件(461，561，671)将所述容器的一端(118)处的所述第一阀单位的单元(421)电连接到第二阀单位(420)的单元(441)，其中，所述第一连接器通过电绝缘气体(465)绝缘；至少一个第二连接器(470，570，670)，所述至少一个第二连接器(470，570，670)包括用于所述容器的另一端(119)处的所述第一阀单位的另一单元(431)的连接的汇流条元件(471，571，671)。2.根据权利要求1或2所述的阀装置，其中，所述至少一个第一连接器被布置为将所述第一阀单位的所述堆叠的上部单元电连接到所述第二阀单位的堆叠的上部单元。3.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其中，所述至少一个第二连接器被配置为将所述第一阀单位的单元连接到第三阀单位(430)的单元(451)，其中，所述第二连接器是电绝缘的。4.根据权利要求3所述的阀装置，其中，所述至少一个第二连接器被布置为将所述第一阀单位的所述堆叠的下部单元电连接到所述第三阀单位的堆叠的下部单元。5.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其中，所述至少一个第一连接器和所述至少一个第二连接器中的至少一个的所述汇流条元件是U形的。6.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其中，所述多个阀单位被对齐以形成列的矩阵或至少一行。7.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其中，所述多个阀单位被并排布置。8.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其中，阀单位的所述容器沿着垂直方向延伸，使得所述阀单位位于彼此相邻。9.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置，其中，所述阀单位中的一个阀单位包括用于连接到交流传输线的插入...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·李，E·佩尔森，陈楠，M·海蒂南，C·托恩克维斯特，O·乔斯塔姆，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH