DE202011051561U1 - Device for interrupting and / or limiting a direct current - Google Patents

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    • H02M1/348—Passive dissipative snubbers

Abstract

Vorrichtung zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms eines Gleichstrom-Leistungsübertragungssystems, wobei die Vorrichtung mehrere Leistungshalbleiterschaltelemente (102) umfasst, wobei jedes Leistungshalbleiterschaltelement mit einer Snubber-Schaltung (103) versehen ist, die zumindest einen Snubber-Kondensator (206; 306; 406; 506) umfasst, und der Snubber-Kondensator zumindest ein Kondensatorelement, Anschlussklemmen (208, 210; 308, 310) und ein Gehäuse (212; 312), welches das zumindest eine Kondensatorelement aufnimmt, umfasst, wobei das Gehäuse einen ersten Endabschnitt (214; 314) und einen zu dem ersten Endabschnitt entgegengesetzten zweiten Endabschnitt (216; 316) umfasst, und die Anschlussklemmen über den ersten Endabschnitt in das Gehäuse eindringen, wobei das Gehäuse eine Längsachse (218; 318) definiert, die sich durch den ersten und den zweiten Endabschnitt erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse in einem Querschnitt quer zu der Längsachse des Gehäuses nicht-kreisförmig ist.A device for interrupting and / or limiting a direct current of a DC power transmission system, the device comprising a plurality of power semiconductor switching elements (102), each power semiconductor switching element being provided with a snubber circuit (103) comprising at least one snubber capacitor (206; 306; 506), and the snubber capacitor comprises at least one capacitor element, terminals (208, 210, 308, 310), and a housing (212, 312) housing the at least one capacitor element, the housing having a first end portion (214 314) and a second end portion (216; 316) opposite the first end portion, and the terminals penetrate into the housing via the first end portion, the housing defining a longitudinal axis (218; 318) extending through the first and second ends extending second end portion, characterized in that the housing in a cross-section transverse to the longitudinal axis of the housing is non-circular.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms eines Gleichstrom-Leistungsübertragungssystems. Die Vorrichtung umfasst mehrere Leistungshalbleiterschaltelemente, wobei jedes Leistungshalbleiterschaltelement mit einer Snubber-Schaltung versehen ist, die zumindest einen Snubber-Kondensator umfasst, und der Snubber-Kondensator zumindest ein Kondensatorelement, Anschlussklemmen und ein Gehäuse, welches das zumindest eine Kondensatorelement aufnimmt, umfasst. Das Gehäuse umfasst einen ersten Endabschnitt und einen zu dem ersten Endabschnitt entgegengesetzten zweiten Endabschnitt, und die Anschlussklemmen dringen über den ersten Endabschnitt in das Gehäuse ein, wobei das Gehäuse eine Längsachse definiert, die sich durch den ersten und den zweiten Endabschnitt erstreckt. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Hochspannungsgleichstrom-Leistungsübertragungssystem, das eine derartige Vorrichtung umfasst.The present invention relates to a device for interrupting and / or limiting a direct current of a DC power transmission system. The device comprises a plurality of power semiconductor switching elements, each power semiconductor switching element being provided with a snubber circuit comprising at least one snubber capacitor, and the snubber capacitor comprising at least one capacitor element, terminals and a housing accommodating the at least one capacitor element. The housing includes a first end portion and a second end portion opposite the first end portion, and the terminals penetrate into the housing via the first end portion, the housing defining a longitudinal axis extending through the first and second end portions. Furthermore, the present invention relates to a high voltage DC power transmission system comprising such a device.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

In Gleichstrom-Leistungsübertragungssystemen ist es häufig nötig, einen Gleichstrom, der durch das System, z. B. durch eine Gleichstromübertragungsleitung des Systems, fließt, zu begrenzen und/oder zu unterbrechen, um die Übertragung der elektrischen Leistung ausreichend zu steuern und das System zu schützen. Gleichstromunterbrecher können verwendet werden, um den Gleichstrom zu begrenzen und/oder zu unterbrechen, und diese Gleichstromunterbrecher können Leistungshalbleiterschaltvorrichtungen, z. B. IGBTs, MCTs, FETs usw., und Snubber-Kondensatoren umfassen. Ein Snubber-Kondensator kann über jede Leistungshalbleiterschaltvorrichtung bereitgestellt sein, um die Spannungsbeanspruchung während des Schaltens zu verringern.In DC power transmission systems, it is often necessary to have a direct current supplied by the system, e.g. Through a DC transmission line of the system, flows, limits, and / or breaks to adequately control the transmission of electrical power and protect the system. DC circuit breakers may be used to limit and / or interrupt the DC current, and these DC interrupters may include power semiconductor switching devices, e.g. IGBTs, MCTs, FETs, etc., and snubber capacitors. A snubber capacitor may be provided across each power semiconductor switching device to reduce the voltage stress during switching.

JP 2003-133172 offenbart mehrere beinahe flache Kondensatorelemente, die in einem Gehäuse enthalten sind und eingerichtet sind, um einen Snubber-Kondensator bereitzustellen, der die Wärmeabstrahlungswirkung verbessern kann und die Induktanz klein gestalten kann. JP 2003-133172 discloses a plurality of nearly flat capacitor elements contained in a housing and arranged to provide a snubber capacitor which can improve the heat radiation effect and make the inductance small.

JP 2009-111158 beschreibt einen Kondensator, z. B. einen Snubber-Kondensator, in einem Gehäuse, der die Induktanz niedrig gestalten kann. JP 2009-111158 describes a capacitor, for. As a snubber capacitor, in a housing that can make the inductance low.

US 2008/0,273,289 offenbart einen Filmkondensator und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Der Filmkondensator umfasst ein Filmkondensatorelement, eine Sammelschiene und ein Gehäuse zu deren Aufnahme. Die Form des Filmkondensatorelements ist flach. US 2008 / 0,273,289 discloses a film capacitor and a method for its production. The film capacitor includes a film capacitor element, a bus bar and a housing for receiving them. The shape of the film capacitor element is flat.

JP 2010-225970 beschreibt einen Kondensator vom Gehäusegusstyp, der ein stabiles Isoliervermögen aufweist. JP 2010-225970 describes a case-type capacitor having a stable insulating capability.

US 5,142,439 offenbart ein integriertes Sammelschienen/Mehrschichtkeramikkondensatormodul, das dazu gestaltet ist, jegliche Streuinduktanz auf ein Mindestmaß zu verringern. US 5,142,439 discloses an integrated busbar / multilayer ceramic capacitor module designed to minimize any stray inductance.

US 2005/263,845 beschreibt einen metallisierten Filmkondensator mit einer kompakten Größe, einer großen Kapazität und einer niedrigen Induktanz. US 2005 / 263,845 describes a metallized film capacitor having a compact size, a large capacitance and a low inductance.

US 6,570,774 offenbart ein Kondensatormodul von geringer Größe zur Verwendung in einem Inverter, das fähig ist, das Auftreten unerwünschter Induktanzkomponenten zu unterdrücken. US 6,570,774 discloses a small-sized capacitor module for use in an inverter capable of suppressing the occurrence of unwanted inductance components.

US 2010/132,193 beschreibt eine Leistungsumwandlungsvorrichtung, die eine Leistungsumwandlungsschaltung, eine Sammelschiene mit integriertem Kondensator und ein Gehäuse, das die Leistungsumwandlungsschaltung und die Sammelschiene unterbringt, umfasst. US 2010 / 132,193 describes a power conversion apparatus that includes a power conversion circuit, a capacitor-integrated busbar, and a housing housing the power conversion circuit and the busbar.

US 5,493,472 offenbart ein Kondensatormodul mit einem Epoxidgehäuse und Klemmenanbringungseinsätzen zur Verwendung mit einem Leistungstransistor, z. B. einem IGBT. US 5,493,472 discloses a capacitor module with an epoxy housing and clip attachment inserts for use with a power transistor, e.g. As an IGBT.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen verbesserten Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms eines Gleichstrom-Leistungsübertragungssystems bereitzustellen.The object of the present invention is to provide an improved breaker for interrupting and / or limiting a direct current of a DC power transmission system.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Spannungsbeanspruchung auf Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms eines Gleichstrom-Leistungsübertragungssystems zu verringern.Another object of the present invention is to reduce the voltage stress on breakers for interrupting and / or limiting a DC current of a DC power transmission system.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Spannungsbeanspruchung auf Leistungshalbleiterschaltelemente, die in einem Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms eines Gleichstrom-Leistungsübertragungssystems enthalten sind, zu verringern.Another object of the present invention is to reduce the voltage stress on power semiconductor switching elements contained in a breaker for interrupting and / or limiting a direct current of a DC power transmission system.

Kurzdarstellung der ErfindungBrief description of the invention

Zumindest eine der oben erwähnten Aufgaben der vorliegenden Erfindung wird durch Bereitstellen einer Vorrichtung zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstrom-Leistungsübertragungssystems erfüllt, wobei die Vorrichtung mehrere Leistungshalbleiterschaltelemente umfasst, wobei jedes Leistungshalbleiterschaltelement mit eine Snubber-Schaltung versehen ist, die zumindest einen Snubber-Kondensator umfasst, und der Snubber-Kondensator zumindest ein Kondensatorelement, Anschlussklemmen und ein Gehäuse, welches das zumindest eine Kondensatorelement aufnimmt, umfasst, wobei das Gehäuse einen ersten Endabschnitt und einen zu dem ersten Endabschnitt entgegengesetzten zweiten Endabschnitt umfasst, und die Anschlussklemmen über den ersten Endabschnitt in das Gehäuse eindringen, wobei das Gehäuse eine Längsachse definiert, die sich durch den ersten und den zweiten Endabschnitt erstreckt, wobei das Gehäuse in einem Querschnitt quer zu der Längsachse des Gehäuses nicht-kreisförmig ist.At least one of the above-mentioned objects of the present invention is achieved by providing a disruption device and / or or limitation of a DC power transmission system, wherein the device comprises a plurality of power semiconductor switching elements, each power semiconductor switching element is provided with a snubber circuit comprising at least one snubber capacitor, and the snubber capacitor at least one capacitor element, terminals and a housing, which at least one capacitor element, wherein the housing includes a first end portion and a second end portion opposite the first end portion, and the terminals penetrate into the housing via the first end portion, the housing defining a longitudinal axis extending through the first and the second end portions second end portion, wherein the housing is non-circular in a cross-section transverse to the longitudinal axis of the housing.

Durch den erfinderischen Aufbau des Snubber-Kondensators werden die physischen Abmessungen der Snubber-Schaltung wirkungsvoll verringert, und wird eine kompakte mechanische Gestaltung der Vorrichtung erzielt, was zu einer Verringerung der Streuinduktanzen führt. Durch das Verringern der Streuinduktanzen wird die Überspannungsbeanspruchung auf die Leistungshalbleiterschaltelemente verringert. Somit wird durch die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ein verbesserter und wirkungsvoller Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms eines Gleichstrom-Leistungsübertragungssystems erzielt. Herkömmliche kreiszylinderförmige Kondensatoren sind sperriger und nehmen mehr Platz ein und würden daher zu einem sperrigen Gleichstromunterbrecher führen, wenn sie in einem Gleichstromunterbrecher aufgenommen wären. Durch die nicht kreiszylinderfömigen Kondensatoren der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird ein weniger sperriger Unterbrecher bereitgestellt, Ferner wird durch die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung der mechanische Aufbau eines Unterbrechers weniger komplex gestaltet, die Größe eines Unterbrechers verringert und die Herstellung eines Unterbrechers erleichtert, wodurch die Herstellungskosten verringert werden. Ferner kann die Überspannungsbeanspruchung auf die Leistungshalbleiterschaltelemente verringert werden und wird die Gleichstromunterbrechungsfähigkeit gesteigert. Die Form des Gehäuses kann flach sein. Das Gleichstrom-Leistungsübertragungssystem kann zumindest eine Gleichstromübertragungsleitung umfassen.The inventive construction of the snubber capacitor effectively reduces the physical dimensions of the snubber circuit and achieves a compact mechanical design of the device, resulting in a reduction in stray inductance. By reducing stray inductances, the overvoltage stress on the power semiconductor switching elements is reduced. Thus, the apparatus of the present invention achieves an improved and effective breaker for interrupting and / or limiting a DC current of a DC power transmission system. Conventional circular cylindrical capacitors are bulkier and take up more space and would therefore result in a bulky DC circuit breaker if incorporated in a DC circuit breaker. The non-circular capacitors of the device of the present invention provide a less bulky breaker. Further, the device of the present invention reduces the complexity of the mechanical structure of a breaker, reduces the size of a breaker, and facilitates the manufacture of a breaker, thereby reducing the size of the breaker Production costs are reduced. Furthermore, the overvoltage stress on the power semiconductor switching elements can be reduced and the DC interruption capability is increased. The shape of the housing can be flat. The DC power transmission system may include at least one DC transmission line.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erstreckt sich das Gehäuse in dem quer zu der Längsachse verlaufenden Querschnitt in der Richtung einer ersten Mittelachse und in der Richtung einer zweiten Mittelachse, die zu der ersten Mittelachse senkrecht verläuft, wobei die Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der ersten Mittelachse zumindest das Doppelte der Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der zweiten Mittelachse beträgt. Durch diese Ausführungsform werden die physischen Abmessungen der Snubber-Schaltung weiter verringert und wird die Kompaktheit der Vorrichtung weiter verbessert, was einen weiter verbesserten Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms bereitstellt.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the housing extends in the direction transverse to the longitudinal axis cross-section in the direction of a first central axis and in the direction of a second central axis which is perpendicular to the first central axis, wherein the length of the extension of the Housing in the direction of the first central axis is at least twice the length of the extension of the housing in the direction of the second central axis. This embodiment further reduces the physical dimensions of the snubber circuit and further improves the compactness of the device, providing a further improved breaker for interrupting and / or limiting a DC current.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung beträgt die Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der ersten Mittelachse zumindest das Dreifache der Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der zweiten Mittelachse. Durch diese Ausführungsform wird die Kompaktheit der Vorrichtung weiter verbessert, wodurch ein weiter verbesserter Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms bereitgestellt wird.According to a further advantageous embodiment of the device according to the present invention, the length of the extension of the housing in the direction of the first central axis is at least three times the length of the extension of the housing in the direction of the second central axis. This embodiment further improves the compactness of the device, thereby providing a further improved breaker for interrupting and / or limiting a direct current.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung beträgt die Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der ersten Mittelachse zumindest das Vierfache der Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der zweiten Mittelachse. Durch diese Ausführungsform wird die Kompaktheit der Vorrichtung weiter verbessert, wodurch ein weiter verbesserter Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms bereitgestellt wird.According to another advantageous embodiment of the device according to the present invention, the length of the extension of the housing in the direction of the first central axis is at least four times the length of the extension of the housing in the direction of the second central axis. This embodiment further improves the compactness of the device, thereby providing a further improved breaker for interrupting and / or limiting a direct current.

Nach noch einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung beträgt die Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der ersten Mittelachse mehr als das Vierfache der Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der zweiten Mittelachse, und vorzugsweise mehr als das Fünffache der Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der zweiten Mittelachse. Durch diese Ausführungsform wird die Kompaktheit der Vorrichtung weiter verbessert, wodurch ein weiter verbesserter Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms bereitgestellt wird.According to yet another advantageous embodiment of the device according to the invention, the length of the extension of the housing in the direction of the first central axis is more than four times the length of the extension of the housing in the direction of the second central axis, and preferably more than five times the length the extension of the housing in the direction of the second central axis. This embodiment further improves the compactness of the device, thereby providing a further improved breaker for interrupting and / or limiting a direct current.

Nach noch einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse in einem Querschnitt quer zu der Längsachse des Gehäuses im Wesentlichen rechteckig. Durch diese Ausführungsform werden die physischen Abmessungen der Snubber-Schaltung auf eine wirkungsvolle Weise weiter verringert und wird die Kompaktheit der Vorrichtung weiter verbessert, wodurch ein weiter verbesserter Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms bereitgestellt wird. Das Gehäuse kann in einem Querschnitt quer zu der Längsachse des Gehäuses rechteckig sein. Alternativ kann das Gehäuse in einem Querschnitt quer zu der Längsachse des Gehäuses oval, elliptisch oder im Wesentlichen elliptisch sein. Andere Querschnittformen des Gehäuses sind ebenfalls möglich.According to yet another advantageous embodiment of the device according to the present invention, the housing in a cross-section transverse to the longitudinal axis of the housing is substantially rectangular. This embodiment further reduces the physical dimensions of the snubber circuit in an effective manner and further improves the compactness of the device, thereby providing a further improved breaker for interrupting and / or limiting a DC current. The housing may be in a cross-section transverse to the longitudinal axis of the Housing be rectangular. Alternatively, in a cross-section transverse to the longitudinal axis of the housing, the housing may be oval, elliptical or substantially elliptical. Other cross-sectional shapes of the housing are also possible.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung übersteigt die Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der Längsachse die Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der ersten Mittelachse bzw. der zweiten Mittelachse. Durch diese Ausführungsform wird die Kompaktheit der Vorrichtung weiter verbessert, wodurch ein weiter verbesserter Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms bereitgestellt wird.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the length of the extension of the housing in the direction of the longitudinal axis exceeds the length of the extension of the housing in the direction of the first central axis and the second central axis, respectively. This embodiment further improves the compactness of the device, thereby providing a further improved breaker for interrupting and / or limiting a direct current.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist die Snubber-Schaltung parallel geschaltet mit dem Leistungshalbleiterschaltelement verbunden. Durch diese Ausführungsform wird ein weiter verbesserter Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms bereitgestellt.According to a further advantageous embodiment of the device according to the present invention, the snubber circuit is connected in parallel with the power semiconductor switching element. This embodiment provides a further improved breaker for interrupting and / or limiting a direct current.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst die Snubber-Schaltung zumindest einen Widerstand und zumindest eine Diode. Durch diese Ausführungsform wird ein weiter verbesserter Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms bereitgestellt.According to another advantageous embodiment of the device according to the present invention, the snubber circuit comprises at least one resistor and at least one diode. This embodiment provides a further improved breaker for interrupting and / or limiting a direct current.

Nach noch einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind die Diode und der Snubber-Kondensator in Reihe geschaltet miteinander verbunden, und ist der Widerstand parallel geschaltet mit der Diode verbunden. Durch diese Ausführungsform wird ein noch weiter verbesserter Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms bereitgestellt.According to yet another advantageous embodiment of the device according to the present invention, the diode and the snubber capacitor are connected in series with each other, and the resistor is connected in parallel with the diode. This embodiment provides a still further improved breaker for interrupting and / or limiting a direct current.

Nach noch einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfassen die Anschlussklemmen zwei elektrisch leitfähige Platten. Die elektrisch leitfähigen Platten können flach sein. Durch diese Ausführungsform werden Anschlussklemmen (oder Sammelschienen) mit niedrigen Induktanzwerten erzielt. Durch diese Ausführungsform werden die Streuinduktanzen weiter verringert und wird die Überspannungsbeanspruchung auf die Leistungshalbleiterschaltelemente weiter verringert. Folglich wird ein weiter verbesserter Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms eines Gleichstrom-Leistungsübertragungssystems erzielt. Die Anschlussklemmen können niedriginduktiv sein. Die Anschlussklemmen können mit dem Snubber-Kondensator einstückig ausgeführt sein, um damit ein Modul zu bilden. Die Anschlussklemmen können aus einem geeigneten Material wie z. B. Kupfer bestehen. Es sind jedoch andere Materialien möglich.According to yet another advantageous embodiment of the device according to the present invention, the terminals comprise two electrically conductive plates. The electrically conductive plates can be flat. This embodiment achieves terminals (or bus bars) with low inductance values. By this embodiment, the leakage inductances are further reduced and the overvoltage stress on the power semiconductor switching elements is further reduced. Consequently, a further improved breaker for interrupting and / or limiting a direct current of a DC power transmission system is achieved. The terminals can be low inductance. The terminals may be integral with the snubber capacitor to form a module. The terminals can be made of a suitable material such. B. copper. However, other materials are possible.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung überlappen die beiden elektrisch leitfähigen Platten einander zumindest teilweise, wobei sich dazwischen eine elektrisch isolierende Schicht befindet. Die isolierende Schicht kann aus einem dielektrischen Material bestehen.According to an advantageous embodiment of the device according to the present invention, the two electrically conductive plates overlap each other at least partially, with an electrically insulating layer therebetween. The insulating layer may be made of a dielectric material.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung Klemm-Mittel, um zumindest eine der Anschlussklemmen an die Snubber-Schaltung anzuschließen. Zumindest eine der Anschlussklemmen kann durch die Klemm-Mittel mit der Diode verbunden sein, indem sie z. B. an die Diode geklemmt ist. Die Klemm-Mittel können eingerichtet sein, um die Diode zu halten. Durch diese Ausführungsform wird der Anschluss des Snubber-Kondensators an die Snubber-Schaltung weniger sperrig gestaltet, was zu einem weniger sperrigen Gleichstromunterbrecher führt.According to another advantageous embodiment of the device according to the present invention, the device comprises clamping means for connecting at least one of the terminals to the snubber circuit. At least one of the terminals may be connected by the clamping means to the diode by z. B. is clamped to the diode. The clamping means may be arranged to hold the diode. By this embodiment, the connection of the snubber capacitor to the snubber circuit is made less bulky, resulting in a less bulky DC circuit breaker.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst jedes Leistungshalbleiterschaltelement zumindest einen Bipolar-Transistor mit isoliertem Gate, IGBT. Alternativ kann jedes Leistungshalbleiterschaltelement zumindest einen Bi-Modus-Transistor mit isoliertem Gate, BiGT, oder jeden beliebigen anderen geeigneten Transistor umfassen. Alternativ kann jedes Leistungshalbleiterschaltelement einen Thyristor, z. B. einen Gate-Turn-Off-Thyristor, GTO, einen Integrated Gate-Commutated Thyristor, IGCT, oder einen zwangskommutierten Thyristor, umfassen. Es können jedoch auch andere geeignete Thyristoren verwendet werden.According to a further advantageous embodiment of the device according to the present invention, each power semiconductor switching element comprises at least one insulated gate bipolar transistor, IGBT. Alternatively, each power semiconductor switching element may comprise at least one insulated gate bi-mode transistor, BiGT, or any other suitable transistor. Alternatively, each power semiconductor switching element may comprise a thyristor, e.g. A gate turn-off thyristor, GTO, an integrated gate commutated thyristor, IGCT, or a forced-commutated thyristor. However, other suitable thyristors may be used.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung einen Rahmen, an dem die mehreren Leistungshalbleiterschaltelemente und die Snubber-Schaltungen angebracht sind. Durch diese Ausführungsform wird ein weiter verbesserter Unterbrecher zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms bereitgestellt.According to another advantageous embodiment of the device according to the present invention, the device comprises a frame on which the plurality of power semiconductor switching elements and the snubber circuits are mounted. This embodiment provides a further improved breaker for interrupting and / or limiting a direct current.

Nach noch einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, einen Gleichstrom eines Hochspannungsgleichstrom(HVDC)-Leistungsübertragungssystems, das zumindest eine Hochspannungsgleichstrom-Übertragungsleitung umfasst, zu unterbrechen und/oder zu begrenzen. Durch diese Ausführungsform wird ein verbesserter Hochspannungsgleichstrom-Unterbrecher bereitgestellt.According to yet another advantageous embodiment of the device according to the present invention, the device is adapted to interrupt and / or limit a direct current of a high voltage direct current (HVDC) power transmission system comprising at least one high voltage direct current transmission line. This embodiment provides an improved high voltage dc breaker.

Zumindest eine der oben erwähnten Aufgaben der vorliegenden Erfindung wird auch durch Bereitstellen eines Hochspannungsgleichstrom(HVDC)-Leistungsübertragungssystems, das zumindest eine Hochspannungsgleichstrom-Übertragungsleitung umfasst, erfüllt, wobei das System zumindest eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, oder zumindest eine Vorrichtung nach einer der oben erwähnten Ausführungsformen der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zur Unterbrechung und/oder Begrenzung des Gleichstroms des Systems umfasst. Durch das System der vorliegenden Erfindung kann ein Gleichstrom des Systems wirkungsvoll unterbrochen und/oder begrenzt werden und werden die elektrische Leistungsübertragung in einem Hochspannungsgleichstrom-Leistungsübertragungssystem und ihre Steuerung wirkungsvoll verbessert. At least one of the above-mentioned objects of the present invention is also achieved by providing a high voltage direct current (HVDC) power transmission system comprising at least one high voltage direct current transmission line, the system comprising at least one device according to any of claims 1 to 17, or at least one device one of the above-mentioned embodiments of the device according to the present invention for interrupting and / or limiting the direct current of the system. By the system of the present invention, a DC current of the system can be effectively interrupted and / or limited, and the electric power transmission in a high voltage DC power transmission system and its control are effectively improved.

Die verschiedenen Bestandteile der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, die miteinander oder mit anderen Einheiten verbunden oder verbindbar sind, können z. B. über elektrische Leiter, z. B. Sammelschienen oder Kabel, elektrisch miteinander oder mit anderen Einheiten verbunden oder verbindbar sein, und/oder können über zusätzliche elektrische Zwischeneinrichtungen oder -einheiten, die zwischen den Bestandteilen angeordnet und angeschlossen/anschließbar sind, z. B. einen Transformator usw., indirekt verbunden oder verbindbar sein, z. B. elektrisch oder induktiv.The various components of the device of the present invention which are connected or connectable with each other or with other units may e.g. B. via electrical conductors, z. B. busbars or cables, electrically connected or connectable to each other or with other units, and / or can via additional electrical intermediate devices or units, which are arranged between the components and connected / connected, for. As a transformer, etc., be indirectly connected or connectable, z. B. electrical or inductive.

Im Allgemeinen kann die Hochspannung etwa 1 bis 1,5 kV und mehr betragen. Doch bei Hochspannungsgleichstromanwendungen und -systemen kann die Hochspannung etwa 300 kV und mehr betragen. Die Vorrichtung und/oder das System nach der vorliegenden Erfindung sind vorteilhaft für die oben erwähnten Hochspannungspegel und mehr und die oben erwähnten Hochspannungsgleichstrom-Spannungspegel und mehr geeignet.In general, the high voltage can be about 1 to 1.5 kV and more. However, in high voltage DC applications and systems, the high voltage can be about 300 kV and more. The apparatus and / or the system according to the present invention are advantageously suitable for the above-mentioned high voltage levels and more, and the above-mentioned high voltage DC voltage levels and more.

Die oben erwähnten Merkmale und Ausführungsformen der Vorrichtung bzw. des Systems können auf verschiedenste mögliche Weisen kombiniert werden, wodurch weitere vorteilhafte Ausführungsformen bereitgestellt werden.The above-mentioned features and embodiments of the device or of the system can be combined in various possible ways, whereby further advantageous embodiments are provided.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung bzw. des Systems nach der vorliegenden Erfindung und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen.Further advantageous embodiments of the device or the system according to the present invention and further advantages of the present invention will become apparent from the dependent claims and the detailed description of embodiments.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die vorliegende Erfindung wird nun durch Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben werden, wobeiThe present invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which: FIG

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines IGBT-Gleichstromunterbrecherstapels ist, der Gesichtspunkte der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält und veranschaulicht; 1 Fig. 12 is a schematic perspective view of a first embodiment of an IGBT DC circuit breaker stack incorporating and illustrating aspects of the apparatus of the present invention;

2 und 3 schematische perspektivische Ansichten sind, die Ausführungsformen des Snubber-Kondensators, der in der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist, veranschaulichen; 2 and 3 Fig. 12 is schematic perspective views illustrating embodiments of the snubber capacitor included in the device of the present invention;

4 und 5 schematische Querschnittansichten sind, die weitere Ausführungsformen des Snubber-Kondensators, der in der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist, veranschaulichen; 4 and 5 10 are schematic cross-sectional views illustrating further embodiments of the snubber capacitor included in the device of the present invention;

6 ein schematischer Schaltplan ist, der einen Teil des IGBT-Gleichstromunterbrecherstapels von 1 veranschaulicht; und 6 FIG. 3 is a schematic circuit diagram illustrating a portion of the IGBT DC circuit breaker stack of FIG 1 illustrated; and

7 und 8 schematische perspektivische Teilansichten sind, die eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung und den Anschluss der Anschlussklemmen des Snubber-Kondensators veranschaulichen. 7 and 8th These drawings are schematic perspective partial views illustrating another embodiment of the device according to the present invention and the connection of the terminals of the snubber capacitor.

Ausführliche Beschreibung von bevorzugten AusführungsformenDetailed description of preferred embodiments

1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Gleichstromunterbrecherstapels 101 mit einem Bipolartransistor mit isoliertem GATE, IGBT, der Gesichtspunkte der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält. Der IGBT-Gleichstromunterbrecherstapel 101 ist dazu eingerichtet, einen Gleichstrom eines Gleichstrom-Leistungsübertragungssystems, z. B. eines Hochspannungsgleichstrom-Leistungsübertragungssystems, zu unterbrechen und/oder zu begrenzen. Das System kann zumindest eine Gleichstromübertragungsleitung, z. B. eine Hochspannungsgleichstromübertragungsleitung, umfassen. Der IGBT-Gleichstromunterbrecherstapel umfasst mehrere Leistungshalbleiterschaltelemente 102. 1 shows a first embodiment of a DC circuit breaker stack 101 with an insulated gate bipolar transistor, IGBT, incorporating aspects of the device of the present invention. The IGBT DC circuit breaker stack 101 is adapted to a direct current of a DC power transmission system, for. B. a high voltage DC power transmission system, to interrupt and / or limit. The system may include at least one DC transmission line, e.g. B. a high voltage direct current transmission line include. The IGBT DC breaker stack includes a plurality of power semiconductor switching elements 102 ,

Jedes Leistungshalbleiterschaltelement 102 kann zumindest einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate, IGBT, umfassen. Alternativ kann jedes Leistungshalbleiterschaltelement 102 zumindest einen Bi-Modus-Transistor mit isoliertem Gate, BiGT, oder jeden beliebigen anderen geeigneten Transistor umfassen. Alternativ kann jedes Leistungshalbleiterschaltelement 102 einen Thyristor, z. B. einen Gate-Turn-Off-Thyristor, GTO, einen Integrated Gate-Commutated Thyristor, IGCT, oder einen zwangskommutierten Thyristor umfassen. Es können jedoch auch andere geeignete Thyristoren verwendet werden.Each power semiconductor switching element 102 may comprise at least one insulated gate bipolar transistor, IGBT. Alternatively, each power semiconductor switching element 102 include at least one bi-gate insulated gate transistor, BiGT, or any other suitable transistor. Alternatively, each power semiconductor switching element 102 a thyristor, z. A gate turn-off thyristor, GTO, an integrated gate commutated thyristor, IGCT, or a comprise compulsorily commutated thyristor. However, other suitable thyristors may be used.

Jedes Leistungshalbleiterschaltelement 102 kann zumindest teilweise von einem Kühl- oder Wärmeableitelement 104 umgeben sein. Jedes Leistungshalbleiterschaltelement 102 ist mit einer Snubber-Schaltung 103 (siehe 6) versehen, die zumindest einen Snubber-Kondensator 206 umfasst. Die Snubber-Schaltung 103 kann mit dem Leistungshalbleiterschaltelement 102 parallel geschaltet verbunden sein. Jedes Leistungshalbleiterschaltelement 102 kann ein StakPakTM-IGBT-Presspaket umfassen. Die Snubber-Schaltung 103 kann auch zumindest einen Widerstand 108 und zumindest eine Diode 110 umfassen. Die Diode 110 und der Snubber-Kondensator 206 können in Reihe geschaltet miteinander verbunden sein, und der Widerstand 108 kann parallel geschaltet mit der Diode 110 verbunden sein. Jedes Leistungshalbleiterschaltelement 102 kann mit einer Steuervorrichtung 112 verbunden sein. Der IGBT-Gleichstromunterbrecherstapel 101 kann einen Rahmen 114 umfassen, woran die mehreren Leistungshalbleiterschaltelemente 102, die Snubber-Schaltungen 103, die Kühlelemente 104 und die Steuervorrichtungen 112 angebracht sind.Each power semiconductor switching element 102 can at least partially by a cooling or Wärmeableitelement 104 be surrounded. Each power semiconductor switching element 102 is with a snubber circuit 103 (please refer 6 ), the at least one snubber capacitor 206 includes. The snubber circuit 103 can with the power semiconductor switching element 102 be connected in parallel. Each power semiconductor switching element 102 may include a StakPak TM -IGBT press pack. The snubber circuit 103 can also have at least one resistance 108 and at least one diode 110 include. The diode 110 and the snubber capacitor 206 can be connected in series with each other, and the resistor 108 can be connected in parallel with the diode 110 be connected. Each power semiconductor switching element 102 can with a control device 112 be connected. The IGBT DC circuit breaker stack 101 can a frame 114 include, to which the multiple power semiconductor switching elements 102 , the snubber circuits 103 , the cooling elements 104 and the control devices 112 are attached.

Unter Bezugnahme auf 2 und 3 sind eine erste und eine zweite Ausführungsform der Snubber-Kondensatoren 206, 306 schematisch ausführlicher gezeigt. Jeder Snubber-Kondensator 206, 306 umfasst zumindest ein Kondensatorelement, das ein Paar von Leitern beinhalten kann, die durch einen Isolator, z. B. ein Dieelektrikum, getrennt sind, oder zumindest ein Filmkondensatorelement beinhalten kann. Derartige Kondensatorelemente sind dem Fachmann bekannt und sind daher nicht ausführlicher offenbart. Jeder Snubber-Kondensator 206, 306 umfasst ferner Anschlussklemmen 208, 210, 308, 310 und ein Gehäuse 212, 312, welches das zumindest eine Kondensatorelement aufnimmt. Jeder Snubber-Kondensator 206, 306 kann mehrere Kondensatorelemente umfassen. Jedes Gehäuse 212, 312 umfasst einen ersten Endabschnitt 214, 314 und einen zu dem ersten Endabschnitt 214, 314 entgegengesetzten zweiten Endabschnitt 216, 316. Die Anschlussklemmen 208, 210, 308, 310 z. B. in der Form von Sammelschienen dringen über den ersten Endabschnitt 214, 314 in das Gehäuse 212, 312 ein. Jedes Gehäuse 212, 312 definiert eine Längsachse 218, 318, die sich durch den ersten und den zweiten Endabschnitt 214, 314, 216, 316 erstreckt. Das Gehäuse 212, 312 weist quer zu der Längsachse 218, 318 des Gehäuses 212, 312 einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf. Das Gehäuse kann quer zu der Längsachse 218, 318 des Gehäuses 212, 312 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen.With reference to 2 and 3 are a first and a second embodiment of the snubber capacitors 206 . 306 shown in more detail schematically. Every snubber capacitor 206 . 306 comprises at least one capacitor element, which may include a pair of conductors formed by an insulator, e.g. A dielectric, are separate, or may include at least one film capacitor element. Such capacitor elements are known in the art and are therefore not disclosed in more detail. Every snubber capacitor 206 . 306 also includes terminals 208 . 210 . 308 . 310 and a housing 212 . 312 which accommodates the at least one capacitor element. Every snubber capacitor 206 . 306 may include multiple capacitor elements. Every case 212 . 312 includes a first end portion 214 . 314 and one to the first end portion 214 . 314 opposite second end portion 216 . 316 , The terminals 208 . 210 . 308 . 310 z. B. in the form of busbars penetrate over the first end portion 214 . 314 in the case 212 . 312 one. Every case 212 . 312 defines a longitudinal axis 218 . 318 passing through the first and second end sections 214 . 314 . 216 . 316 extends. The housing 212 . 312 points transversely to the longitudinal axis 218 . 318 of the housing 212 . 312 a non-circular cross section. The housing can be transverse to the longitudinal axis 218 . 318 of the housing 212 . 312 have a substantially rectangular cross-section.

Das Gehäuse 212 der ersten Ausführungsform des Snubber-Kondensators 206 erstreckt sich in dem quer zu der Längsachse 218 verlaufenden Querschnitt in der Richtung einer ersten Mittelachse 220 und in der Richtung einer zweiten Mittelachse 222, die zu der ersten Mittelachse 220 senkrecht verläuft. Die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 212 in der Richtung der ersten Mittelachse 220 beträgt zumindest das Doppelte der Länge der Ausdehnung des Gehäuses 212 in der Richtung der zweiten Mittelachse 222. Die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 212 in der Richtung der Längsachse 218 übersteigt die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 212 in der Richtung der ersten Mittelachse 220 bzw. der zweiten Mittelachse 222. Die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 212 in der Richtung der Längsachse 218 kann etwa 300 bis 315 mm betragen. Die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 212 in der Richtung der ersten Mittelachse 220 kann etwa 100 bis 115 mm betragen, und die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 212 in der Richtung der zweiten Mittelachse 222 kann etwa 35 bis 45 mm betragen. Es sind jedoch auch andere Abmessungen möglich. Die Anschlussklemmen 208, 210 der ersten Ausführungsform des Snubber-Kondensators 206 können zwei elektrisch leitfähige Platten 209, 211 umfassen, die einander zumindest teilweise überlappen können, wobei sich dazwischen eine elektrisch isolierende Schicht 224 befindet.The housing 212 the first embodiment of the snubber capacitor 206 extends in the transverse to the longitudinal axis 218 extending cross section in the direction of a first central axis 220 and in the direction of a second central axis 222 leading to the first central axis 220 runs vertically. The length of the extension of the housing 212 in the direction of the first central axis 220 is at least twice the length of the extension of the housing 212 in the direction of the second central axis 222 , The length of the extension of the housing 212 in the direction of the longitudinal axis 218 exceeds the length of the extension of the housing 212 in the direction of the first central axis 220 or the second central axis 222 , The length of the extension of the housing 212 in the direction of the longitudinal axis 218 can be about 300 to 315 mm. The length of the extension of the housing 212 in the direction of the first central axis 220 may be about 100 to 115 mm, and the length of the extension of the housing 212 in the direction of the second central axis 222 can be about 35 to 45 mm. However, other dimensions are possible. The terminals 208 . 210 the first embodiment of the snubber capacitor 206 can be two electrically conductive plates 209 . 211 include, which may overlap at least partially, with an electrically insulating layer therebetween 224 located.

Das Gehäuse 312 der zweiten Ausführungsform des Snubber-Kondensators 306 erstreckt sich in dem quer zu der Längsachse 318 verlaufenden Querschnitt in der Richtung einer ersten Mittelachse 320 und in der Richtung einer zweiten Mittelachse 322, die zu der ersten Mittelachse 320 senkrecht verläuft. Die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 312 in der Richtung der ersten Mittelachse 320 beträgt zumindest das Dreifache der Länge der Ausdehnung des Gehäuses 312 in der Richtung der zweiten Mittelachse 322. Die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 312 in der Richtung der ersten Mittelachse 320 kann zumindest das Vierfache oder mehr als das Vierfache, z. B. mehr als das Fünffache, der Länge der Ausdehnung des Gehäuses 312 in der Richtung der zweiten Mittelachse 322 betragen. Die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 312 in der Richtung der Längsachse 318 übersteigt die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 312 in der Richtung der ersten Mittelachse 320 bzw. der zweiten Mittelachse. Es sind jedoch andere Abmessungen möglich. Die Anschlussklemmen 308, 310 der zweiten Ausführungsform des Snubber-Kondensators 306 können zwei elektrisch leitfähige Platten 309, 311 umfassen, die einander zumindest teilweise überlappen können, wobei sich dazwischen eine elektrisch isolierende Schicht 324 befindet. Die beiden elektrisch leitfähigen Platten 309, 311 können gebogen sein.The housing 312 the second embodiment of the snubber capacitor 306 extends in the transverse to the longitudinal axis 318 extending cross section in the direction of a first central axis 320 and in the direction of a second central axis 322 leading to the first central axis 320 runs vertically. The length of the extension of the housing 312 in the direction of the first central axis 320 is at least three times the length of the extension of the housing 312 in the direction of the second central axis 322 , The length of the extension of the housing 312 in the direction of the first central axis 320 can be at least four times or more than four times, z. B. more than five times, the length of the extension of the housing 312 in the direction of the second central axis 322 be. The length of the extension of the housing 312 in the direction of the longitudinal axis 318 exceeds the length of the extension of the housing 312 in the direction of the first central axis 320 or the second central axis. However, other dimensions are possible. The terminals 308 . 310 the second embodiment of the snubber capacitor 306 can be two electrically conductive plates 309 . 311 include, which may overlap at least partially, with an electrically insulating layer therebetween 324 located. The two electrically conductive plates 309 . 311 can be bent.

Die Anschlussklemmen 208, 210, 308, 310 können mit dem Snubber-Kondensator 206, 306 einstückig ausgeführt sein, um damit ein Modul zu bilden. Die Anschlussklemmen 208, 210, 308, 310 können aus einem geeigneten Material wie z. B. Kupfer bestehen. Es sind jedoch andere Materialien möglich. The terminals 208 . 210 . 308 . 310 can with the snubber capacitor 206 . 306 be made in one piece, so as to form a module. The terminals 208 . 210 . 308 . 310 can be made of a suitable material such. B. copper. However, other materials are possible.

Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Querschnitt des Snubber-Kondensators 406 schematisch veranschaulicht. Der Snubber-Kondensator 406 weist quer zu der Längsachse 418 des Gehäuses 412 einen im Wesentlichen elliptischen Querschnitt auf. Die Länge der Ausdehnung des Gehäuses 412 in der Richtung der ersten Mittelachse 420 beträgt zumindest das Doppelte der Länge der Ausdehnung des Gehäuses 412 in der Richtung der zweiten Mittelachse 422.With reference to 4 is a cross section of the snubber capacitor 406 illustrated schematically. The snubber capacitor 406 points transversely to the longitudinal axis 418 of the housing 412 a substantially elliptical cross section. The length of the extension of the housing 412 in the direction of the first central axis 420 is at least twice the length of the extension of the housing 412 in the direction of the second central axis 422 ,

Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Querschnitt des Snubber-Kondensators 506 schematisch veranschaulicht. Der Snubber-Kondensator 506 weist quer zu der Längsachse 518 des Gehäuses 512 einen ovalen Querschnitt auf. Es sind auch andere Querschnittformen des Gehäuses möglich.With reference to 5 is a cross section of the snubber capacitor 506 illustrated schematically. The snubber capacitor 506 points transversely to the longitudinal axis 518 of the housing 512 an oval cross section. There are also other cross-sectional shapes of the housing possible.

Unter Bezugnahme auf 6, die ein schematischer Schaltplan ist, welcher einen Teil/Schnitt des IGBT-Gleichstromunterbrecherstapels 101 von 1 veranschaulicht, ist eine Ausführungsform der Snubber-Schaltung 103 des IGBT-Gleichstromunterbrecherstapels 101 veranschaulicht. Die Snubber-Schaltung 103 kann mit dem Leistungshalbleiterschaltelement 102 parallel geschaltet verbunden sein. Die Snubber-Schaltung 103 kann zumindest einen Widerstand 108 und zumindest eine Diode 110 umfassen. Die Diode 110 und der Snubber-Kondensator 206 können in Reihe geschaltet miteinander verbunden sein, und der Widerstand 108 kann parallel geschaltet mit der Diode 110 verbunden sein.With reference to 6 , which is a schematic circuit diagram showing a part / section of the IGBT DC breaker stack 101 from 1 is an embodiment of the snubber circuit 103 of the IGBT DC circuit breaker stack 101 illustrated. The snubber circuit 103 can with the power semiconductor switching element 102 be connected in parallel. The snubber circuit 103 can be at least one resistance 108 and at least one diode 110 include. The diode 110 and the snubber capacitor 206 can be connected in series with each other, and the resistor 108 can be connected in parallel with the diode 110 be connected.

Die erste Ausführungsform des IGBT-Gleichstromunterbrecherstapels 101 kann mit jeder beliebigen der oben erwähnten Ausführungsformen des Snubber-Kondensators 206, 306, 406, 506 versehen sein. Durch die flachen Snubber-Kondensatoren 206, 306, 406, 506 wird eine kompakte Gestaltung des IGBT-Gleichstromunterbrecherstapels erzielt. Die Länge des IGBT-Gleichstromunterbrecherstapels 101 für eine Nennspannung von etwa 40 kV kann geringer als etwa 2 Meter sein oder etwa 2 Meter betragen.The first embodiment of the IGBT DC breaker stack 101 can with any of the above-mentioned embodiments of the snubber capacitor 206 . 306 . 406 . 506 be provided. Through the flat snubber capacitors 206 . 306 . 406 . 506 a compact design of the IGBT DC circuit breaker stack is achieved. The length of the IGBT DC circuit breaker stack 101 for a rated voltage of about 40 kV can be less than about 2 meters or about 2 meters.

Der IGBT-Gleichstromunterbrecherstapel 101 kann als Haupt-IGBT-Unterbrecherstapel für einen Hauptunterbrecher einer wie in der hiermit durch Nennung aufgenommenen Internationalen Patentanmeldung Nr. PCT/EP2009/065233 beschriebenen Unterbrechervorrichtung, die einen Hauptunterbrecher und einen Hilfsunterbrecher umfasst, verwendet werden.The IGBT DC circuit breaker stack 101 can be used as the main IGBT breaker stack for a main circuit breaker of an International Patent Application No. as incorporated herein by reference. PCT / EP2009 / 065233 described breaker device comprising a main breaker and an auxiliary breaker can be used.

Unter Bezugnahme auf 7 und 8, die eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulichen, ist der Anschluss der Anschlussklemmen 608, 610 des Snubber-Kondensators 606 an die Snubber-Schaltung 103 ausführlicher gezeigt. Zumindest eine der Anschlussklemmen 608, 610 kann eine elektrisch leitfähige Platte 609 umfassen. Die Vorrichtung kann Klemm-Mittel 632 zum Anschließen zumindest einer der Anschlussklemmen 608 an die Snubber-Schaltung 603 umfassen. Zumindest eine der Anschlussklemmen 608 kann durch die Klemm-Mittel 632 an die Diode 110 der Snubber-Schaltung 103 angeschlossen sein, z. B., indem sie an die Diode 110 geklemmt ist. Durch das Klemmen zumindest einer der Anschlussklemmen 608 an die Diode 110 durch die Klemm-Mittel 632 wird die Induktanz der Snubber-Schaltung 103 verglichen mit dem Anschließen der Anschlussklemme 608 durch herkömmliche Schraub-Mittel wirkungsvoll verringert. Die verringerte Induktanz der Snubber-Schaltung 103 verbessert die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung. Die Klemm-Mittel 632 können ein Klemmelement 634 umfassen, das durch ein oder zwei mit einem Gewinde versehene Anbringungselemente 636, 638 an dem Rahmen 614 der Vorrichtung angebracht ist. Die Anbringungselemente 636, 638 können eingerichtet sein, um an dem Rahmen 614 der Vorrichtung angebracht zu werden. Die elektrisch leitfähige Platte 609 der Anschlussklemme 608 kann zwischen dem Klemmelement 634 und der Diode 110 angeordnet werden. Das Klemmelement 634 kann eingerichtet sein, um die elektrisch leitfähige Platte 609 an die Diode 110 zu klemmen. Die Klemm-Mittel 632 können eingerichtet sein, um die Diode 110 zu halten. Andere Klemm-Mittel sind ebenfalls möglich.With reference to 7 and 8th schematically illustrating another embodiment of the device according to the present invention is the connection of the terminals 608 . 610 of the snubber capacitor 606 to the snubber circuit 103 shown in more detail. At least one of the terminals 608 . 610 can be an electrically conductive plate 609 include. The device may include clamping means 632 for connecting at least one of the terminals 608 to the snubber circuit 603 include. At least one of the terminals 608 Can by the clamping means 632 to the diode 110 the snubber circuit 103 be connected, for. B. by connecting to the diode 110 is clamped. By clamping at least one of the terminals 608 to the diode 110 through the clamping means 632 becomes the inductance of the snubber circuit 103 compared to connecting the terminal 608 effectively reduced by conventional screw means. The reduced inductance of the snubber circuit 103 improves the performance of the device. The clamping means 632 can be a clamping element 634 comprise, by one or two threaded attachment elements 636 . 638 on the frame 614 the device is mounted. The attachment elements 636 . 638 can be set up to the frame 614 to be attached to the device. The electrically conductive plate 609 the terminal 608 can between the clamping element 634 and the diode 110 to be ordered. The clamping element 634 can be set up to the electrically conductive plate 609 to the diode 110 to pinch. The clamping means 632 can be set up to the diode 110 to keep. Other clamping means are also possible.

Wie oben erwähnt können anstelle eines IGBT andere Transistoren oder Thyristoren verwendet werden.As mentioned above, other transistors or thyristors may be used instead of an IGBT.

Die Erfindung soll nicht so angesehen werden, als ob sie auf die veranschaulichten Ausführungsformen beschränkt wäre, sondern kann durch einen Fachmann auf viele Weisen abgewandelt und verändert werden, ohne von dem Umfang der beiliegenden Ansprüche abzuweichen.The invention should not be construed as limited to the illustrated embodiments, but may be modified and varied by those skilled in the art in many ways without departing from the scope of the appended claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (18)

Vorrichtung zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms eines Gleichstrom-Leistungsübertragungssystems, wobei die Vorrichtung mehrere Leistungshalbleiterschaltelemente (102) umfasst, wobei jedes Leistungshalbleiterschaltelement mit einer Snubber-Schaltung (103) versehen ist, die zumindest einen Snubber-Kondensator (206; 306; 406; 506) umfasst, und der Snubber-Kondensator zumindest ein Kondensatorelement, Anschlussklemmen (208, 210; 308, 310) und ein Gehäuse (212; 312), welches das zumindest eine Kondensatorelement aufnimmt, umfasst, wobei das Gehäuse einen ersten Endabschnitt (214; 314) und einen zu dem ersten Endabschnitt entgegengesetzten zweiten Endabschnitt (216; 316) umfasst, und die Anschlussklemmen über den ersten Endabschnitt in das Gehäuse eindringen, wobei das Gehäuse eine Längsachse (218; 318) definiert, die sich durch den ersten und den zweiten Endabschnitt erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse in einem Querschnitt quer zu der Längsachse des Gehäuses nicht-kreisförmig ist.A device for interrupting and / or limiting a direct current of a DC power transmission system, wherein the device comprises a plurality of power semiconductor switching elements ( 102 ), each power semiconductor switching element having a snubber circuit ( 103 ), which comprises at least one snubber capacitor ( 206 ; 306 ; 406 ; 506 ), and the snubber capacitor comprises at least one capacitor element, terminals ( 208 . 210 ; 308 . 310 ) and a housing ( 212 ; 312 ), which accommodates the at least one capacitor element, the housing having a first end section (FIG. 214 ; 314 ) and a second end portion opposite the first end portion (US Pat. 216 ; 316 ), and the terminals penetrate into the housing via the first end portion, the housing having a longitudinal axis (FIG. 218 ; 318 ) defined by the first and second end portions, characterized in that the housing is non-circular in a cross-section transverse to the longitudinal axis of the housing. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Gehäuse (212; 312) in dem quer zu der Längsachse (218; 318) verlaufenden Querschnitt in der Richtung einer ersten Mittelachse (220; 320) und in der Richtung einer zweiten Mittelachse (222; 322), die zu der ersten Mittelachse senkrecht verläuft, erstreckt, und dass die Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der ersten Mittelachse zumindest das Doppelte der Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der zweiten Mittelachse beträgt.Device according to claim 1, characterized in that the housing ( 212 ; 312 ) in the transverse to the longitudinal axis ( 218 ; 318 ) extending cross-section in the direction of a first central axis ( 220 ; 320 ) and in the direction of a second central axis ( 222 ; 322 ) extending perpendicularly to the first center axis, and that the length of the extension of the housing in the direction of the first center axis is at least twice the length of the extension of the housing in the direction of the second center axis. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Ausdehnung des Gehäuses (212; 312) in der Richtung der ersten Mittelachse (220; 320) zumindest das Dreifache der Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der zweiten Mittelachse (222; 322) beträgt.Apparatus according to claim 2, characterized in that the length of the extension of the housing ( 212 ; 312 ) in the direction of the first central axis ( 220 ; 320 ) at least three times the length of the extension of the housing in the direction of the second central axis ( 222 ; 322 ) is. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Ausdehnung des Gehäuses (212; 312) in der Richtung der ersten Mittelachse (220; 320) zumindest das Vierfache der Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der zweiten Mittelachse (222; 322) beträgt.Apparatus according to claim 3, characterized in that the length of the extension of the housing ( 212 ; 312 ) in the direction of the first central axis ( 220 ; 320 ) At least four times the length of the extension of the housing in the direction of the second central axis ( 222 ; 322 ) is. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Ausdehnung des Gehäuses (212; 312) in der Richtung der ersten Mittelachse (220; 320) mehr als das Vierfache der Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der zweiten Mittelachse (222; 322) beträgt.Apparatus according to claim 4, characterized in that the length of the extension of the housing ( 212 ; 312 ) in the direction of the first central axis ( 220 ; 320 ) more than four times the length of the extension of the housing in the direction of the second central axis ( 222 ; 322 ) is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (212; 312) in einem Querschnitt quer zu der Längsachse des Gehäuses im Wesentlichen rechteckig ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing ( 212 ; 312 ) is substantially rectangular in a cross-section transverse to the longitudinal axis of the housing. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (412; 512) in einem Querschnitt quer zu der Längsachse des Gehäuses im Wesentlichen oval oder im Wesentlichen elliptisch ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing ( 412 ; 512 ) is substantially oval or substantially elliptical in a cross-section transverse to the longitudinal axis of the housing. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Ausdehnung des Gehäuses (212; 312) in der Richtung der Längsachse (218; 318) die Länge der Ausdehnung des Gehäuses in der Richtung der ersten Mittelachse (220; 320) bzw. der zweiten Mittelachse (221; 321) übersteigt.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the length of the extension of the housing ( 212 ; 312 ) in the direction of the longitudinal axis ( 218 ; 318 ) the length of the extension of the housing in the direction of the first central axis ( 220 ; 320 ) or the second central axis ( 221 ; 321 ) exceeds. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Snubber-Schaltung (103) parallel geschaltet mit dem Leistungshalbleiterschaltelement (102) verbunden ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the snubber circuit ( 103 ) connected in parallel with the power semiconductor switching element ( 102 ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Snubber-Schaltung (103) zumindest einen Widerstand (108) und zumindest eine Diode (110) umfasst.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the snubber circuit ( 103 ) at least one resistor ( 108 ) and at least one diode ( 110 ). Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Diode (110) und der Snubber-Kondensator (206; 306; 406; 506) in Reihe geschaltet miteinander verbunden sind, und dass der Widerstand (108) parallel geschaltet mit der Diode verbunden ist.Device according to claim 10, characterized in that the diode ( 110 ) and the snubber capacitor ( 206 ; 306 ; 406 ; 506 ) are connected in series with each other, and that the resistor ( 108 ) connected in parallel with the diode. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussklemmen (208, 210; 308, 310) zwei elektrisch leitfähige Platten (209, 211; 309, 311) umfassen.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the terminals ( 208 . 210 ; 308 . 310 ) two electrically conductive plates ( 209 . 211 ; 309 . 311 ). Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden elektrisch leitfähigen Platten (209, 211; 309, 311) einander zumindest teilweise überlappen, wobei sich dazwischen eine elektrisch isolierende Schicht (224, 324) befindet.Apparatus according to claim 12, characterized in that the two electrically conductive plates ( 209 . 211 ; 309 . 311 ) at least partially overlap one another, with an electrically insulating layer ( 224 . 324 ) is located. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Klemm-Mittel (632) umfasst, um zumindest eine der Anschlussklemmen (608, 610) an die Snubber-Schaltung (103) anzuschließen.Apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the device clamping means ( 632 ) to at least one of the terminals ( 608 . 610 ) to the snubber circuit ( 103 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Leistungshalbleiterschaltelement (102) zumindest einen Bipolar-Transistor mit isoliertem Gate, IGBT umfasst.Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that each power semiconductor switching element ( 102 ) comprises at least one insulated gate bipolar transistor, IGBT. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Rahmen (114) umfasst, an dem die mehreren Leistungshalbleiterschaltelemente (102) und die Snubber-Schaltungen (103) angebracht sind.Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the device comprises a frame ( 114 ), on which the a plurality of power semiconductor switching elements ( 102 ) and the snubber circuits ( 103 ) are mounted. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, einen Gleichstrom eines Hochspannungsgleichstrom(HVDC)-Leistungsübertragungssystems, das zumindest eine Hochspannungsgleichstrom-Übertragungsleitung umfasst, zu unterbrechen und/oder zu begrenzen.Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the device is adapted to interrupt and / or limit a direct current of a high voltage direct current (HVDC) power transmission system comprising at least one high voltage direct current transmission line. Hochspannungsgleichstrom(HVDC)-Leistungsübertragungssystem, umfassend zumindest eine Hochspannungsgleichstrom-Übertragungsleitung, wobei das System zumindest eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Unterbrechung und/oder Begrenzung des Gleichstroms des Systems umfasst.A high voltage direct current (HVDC) power transmission system comprising at least one high voltage direct current transmission line, the system comprising at least one device according to any one of claims 1 to 17 for interrupting and / or limiting the direct current of the system.
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