SE521885C2 - Strömriktare - Google Patents

Description

20 25 30 35 521 885 elspänningsnät eller ett nät utan någon egen generering (ett dött växelspänningsnät). Ytterligare fördelar finnes också.

Den uppfinningsenliga VSC-strömriktaren kan ingå i en anlägg- ning för överföring av elkraft via ett likspänningsnät för högspänd likström (HVDC), för att exempelvis överföra elkraften från lik- spänningsnätet till ett växelspänningsnät. l detta fall har ström- riktaren sin likspänningssida ansluten till likspänningsnätet och sin växelspänningssida ansluten till växelspänningsnätet. Den uppfinningsenliga VSC-strömriktaren kan dock även vara direkt ansluten till en last såsom en högspänd generator eller motor, varvid strömriktaren har antingen sin likspänningssida eller sin växelspänningssida ansluten till generatorn/motorn. Uppfinningen är inte begränsad till dessa applikationer, utan strömriktaren kan lika väl vara avsedd för omvandling i en SVC (Static Var Com- pensator) eller en back-to-back station. . Spänningarna på ström- riktarens likspänningssida är med fördel höga, 10-400 kV, före- trädesvis 130-400 kV. Den uppfinningsenliga strömriktaren kan även ingå i andra typer av FACTS-anordningar (FACTS = Flex- ible Alternating Current Transmission) än de ovan angivna.

VSC-strömriktare är kända i ett flertal utföranden. I samtliga ut- föranden innefattar en VSC-strömriktare ett antal så kallade strömventiler, vilka var och en innefattar ett släckbart halvledar- element, såsom en IGBT (lnsulated Gate Bipolar Transistor), en GTO (Gate Turn-Off Tyristor) eller en GCT (Gate Commutated Turn-Off Thyristor), och ett antiparallellt därmed kopplat likriktar- organ i form av en diod, i regel en så kallad frihjulsdiod. Vid hög- spänningstillämpningar är varje släckbart halvledarelement nor- malt uppbyggt av en mängd seriekopplade, simultant styrda släckbara halvledarkomponenter, såsom en mängd enskilda IGBT-er eller GTO-er. Vid högspånningstillämpningar krävs det nämligen ett förhållandevis stort antal sådana halvledarkompo- nenter för att hålla den spänning som varje strömventil måste hålla i blockerat tillstånd. På motsvarande sätt är varje likriktar- organ uppbyggt av en mängd seriekopplade likriktarkomponenter.

De släckbara halvledarkomponenterna och likriktarkomponen- 10 15 20 25 30 35 5.21 _885 terna är hos strömventilen anordnade i ett flertal seriekopplade kretsar, vilka kretsar var och en innefattar bland annat en släck- bar halvledarkomponent och en därmed antiparallellt kopplad lik- riktarkomponent.

Vid tillverkning av VSC-strömriktare avsedda för högspännings- tillämpningar är det önskvärt att i strömriktarens strömventiler använda släckbara halvledarkomponenter som är dimensione- rade att tåla så hög spänning som möjligt. Härigenom kan led- förlusterna i strömventilerna hållas nere. Användning av hög- spända komponenter medför dessutom att antalet komponenter hos strömventilerna, och därigenom tillverkningskostnaden för strömriktaren, kan begränsas. Högspända halvledarkomponenter som designas för låga ledförluster har dock den egenskapen att de under ledförloppet bygger upp ett ledande plasma som vid släckning av halvledarkomponenten eller avkommutering av den antiparallellt kopplade likriktarkomponenten ger upphov till en relativt stor efterledningsmängd. Eftersom denna efterlednings- mängd, av tillverkningstekniska skäl och på grund av temperatur- variationer mellan olika komponenter under drift, varierar från komponent till komponent så är det i praktiken ej möjligt att åstadkomma en helt samtidig släckning av strömmen genom samtliga halvledarkomponenter. Detta medför att spänningsför- delningen mellan de släckbara halvledarkomponenterna i en och samma strömventil kommer att bli ojämn. En sådan ojämn spän- ningsfördelning leder bland annat till en ojämn degradering av de i strömventilerna ingående släckbara halvledarkomponenterna och är därför ej önskvärd.

UPPFINNINGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en VSC- strömriktare enligt ingressen till patentkravet 1, vid vilken ovan redovisade problem med ojämn spänningsfördelning hos de i strömventilerna ingående släckbara halvledarkomponenterna re- duceras. 10 15 20 25 30 35 521 ass 4 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt uppfinningen uppnås nämnda syfte med hjälp av en VSC- strömriktare uppvisande de i den kännetecknande delen till pa- tentkravet 1 angivna särdragen.

Hos den uppfinningsenliga VSC-strömriktaren åstadkoms en god spänningsfördelning mellan de i en strömventil ingående släck- bara halvledarkomponenterna med hjälp av snubberkondensato- rer, vilka var och en är parallellkopplad med en släckbar halvle- darkomponent. Genom att utnyttja en resonanskrets för omladd- ning av dessa snubberkondensatorer blir det dessutom möjligt att Cgrtdymikacllölgoêlfiiändlförluster vid tändningen av strömventilernas släckbara halvledarkomponenter. Resonanskretsen är anordnad att åstadkomma omladdning av snubberkondensatorerna i sam- band med tändning av de släckbara halvledarkomponenterna hos strömrlktarens strömventiler så att nämnda halvledarkomponen- ter kan tändas vid låg spänning istället för vid hög spänning, varigenom tändförlusterna i strömventilernas halvledarkompo- nenter begränsas. Bejsjortqanskretsen användsäverlæjrijdfjæsjlägljgjpjjngw élh, ä' V' ed 8 _f_l59II!J29_fL<2.nMLa_r_n_z.-Lhos_s1römxen ti le rlnffêlsiin fas ström m e n är så låg att Switizbltiiaeinirör spänningeniyfasuttagectolanniarêfioilsliilllie orirnllglmånämdulâen uppfinningsenliga lösningen innebär såle- des kaåt-tämyucwkfet högspända halvledarkomponenter kan användas hos strömriktarens strömventiler under bibehållande av god spänningsfördelning i strömventilerna och låga tändförluster.

Med uttrycket resonanskrets avses i denna beskrivning och ef- terföljande patentkrav den krets med vars hjälp omladdningen av snubberkondensatorerna verkställes. I sin egentliga betydelse inbegriper uttrycket resonanskrets även nämnda snubberkonden- satorer, men för enkelhetens och tydlighetens skull göres här skillnad på de komponenter som benämnes snubberkondensato- rer och övriga delar av resonanskretsen. Det är således dessa "övriga delar av resonanskretsen" som här och i det följande be- nämnes "resonanskrets". 10 15 20 25 30 35 52,1 8.85 5 Den uppfinningsenliga lösningen ger speciellt stora fördelar hos VSC-strömriktare anslutna till högspända nät, med en nätspän- ning på exempelvis 130-400 kV, men ger också fördelar vid lägre nätspänningar, exempelvis i storleksordningen 10-130 kV.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen utgörs reso- nanskretsen av en ARCP-krets (ARCP = Auxiliary Resonant Commutation Pole). En resonanskrets av denna typ har visat sig vara ytterst ändamålsenlig för den här aktuella tillämpningen.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar ARCP-kretsen en hjälpventil innefattande ett flertal se- riekopplade uppsättningar av hjälpventilkretsar, där varje upp- sättning innefattar två seriekopplade hjälpventilkretsar, vilka var- dera innefattar en släckbar halvledarkomponent och en därmed antiparallellt kopplad likriktarkomponent, varvid de släckbara halvledarkomponenterna hos de två hjälpventilkretsarna i en och samma uppsättning är anordnade i motsatt polaritet i förhållande till varandra. Genom att på detta sätt låta ARCP-kretsen innefatta ett flertal uppsättningar hjälpventilkretsar, istället för såsom konventionellt en enda uppsättning, blir det möjligt att på ett enkelt sätt anpassa ARCP-kretsen i beroende av önskade egenskaper hos strömriktaren.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar ARCP-kretsen ett flertal seriekopplade delkretsar, var- dera innefattande en uppsättning av hjälpventilkretsar kopplad i serie med en induktor, varvid ARCP-kretsen vidare innefattar ett antal kondensatorer, vilka är kopplade parallellt med varsin del- krets. Genom att på detta sätt dela upp resonanskretsens induk- tans på flera separata induktorer och anordna en kondensator parallellkopplad med var och en av nämnda delkretsar reduceras problemet med ojämn spänningsfördelning mellan de i resonans- kretsen ingående hjälpventilkretsarna orsakat av läckkapacitan- ser till jord. Denna utföringsform är särskilt fördelaktig vid mycket högspända VSC-strömriktare med en spänning på likspännings- sidan uppgående till 100 kV eller mer. ...ß-_ .....» 10 15 20 25 30 35 521 885 6 Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar varje uppsättning av hjälpventilkretsar hos ARCP-kret- sen en spänningsdelande krets kopplad parallellt med de i upp- sättningen ingående hjälpventilkretsarna. Härigenom säkerställs en god spänningsfördelning mellan de i resonanskretsen ingående hjälpventilkretsarna.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar respektive strömventii ett sådant antal seriekopplade kretsar, där varje krets innefattar en släckbar halvledarkompo- nent och en antiparallellt därmed kopplad likriktarkomponent, att åtminstone en av dessa kretsar är redundant med avseende på den spänning som strömventilen är avsedd att hålla i blockerat tillstånd. Härigenom kan strömventilen fortsätta att fungera även i händelse av ett haveri hos en komponent i någon av de serie- kopplade kretsarna, vilket är av mycket stor vikt med avseende på driftsäkerheten hos VSC-strömriktaren. Det föredrages härvid att var och en av nämnda seriekopplade kretsar är så utformad att kretsen kortslutes i händelse av ett elektriskt fel i denna.

Härigenom säkerställs att ett haveri i en krets får så liten påver- kan som möjligt på strömventilens funktion eftersom strömmen relativt obehindrat tillåts passera den havererade kretsen i bägge riktningar.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar ARCP-kretsens hjälpventil ett sådant antal av nämnda uppsättningar av hjälpventilkretsar att åtminstone en av upp- sättningarna är redundant med avseende på den spänning som hjälpventilen är avsedd att hålla i blockerat tillstånd. Härigenom kan ARCP-kretsen fortsätta att fungera även i händelse av ett haveri hos en komponent i någon av hjälpventilkretsarna. Det föredrages även här att var och en av hjälpventilkretsarna är så utformad att hjälpventilkretsen kortslutes i händelse av ett elek- triskt fel i denna. Härigenom säkerställs att ett haveri i en hjälp- ventilkrets får så liten påverkan som möjligt på ARCP-kretsens 10 15 20 25 30 35 521. 88.5 7 funktion eftersom strömmen relativt obehindrat tillåts passera den havererade hjälpventilkretsen i bägge riktningar.

Ytterligare föredragna utföringsformer av den uppfinningsenliga VSC-strömriktaren framgår av de osjälvständiga patentkraven och efterföljande beskrivning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritning.

Det visas i: Fig1 ett förenklat kopplingsschema illustrerande en VSC- strömriktare enligt en första utföringsform av uppfin- ningen, Fig2 ett förenklat kopplingsschema illustrerande en VSC- strömriktare enligt en andra utföringsform av uppfin- ningen, Fig 3 ett förenklat kopplingsschema illustrerande en VSC- strömriktare enligt en föredragen utföringsform av upp- finningen, Fig4 ett förenklat kopplingsschema illustrerande en VSC- strömriktare enligt en ytterligare föredragen utförings- form av uppfinningen, och Fig 5-7 förenklade kopplingsscheman illustrerande spännings- delande kretsar av olika utföranden avsedda att ingå i resonanskretsen hos en VSC-strömriktare enligt upp- finningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER 10 15 20 25 30 35 521 885 8 l fig 1 och 2 illustreras schematiskt två alternativa utföringsfor- mer av en VSC-strömriktare 1 enligt uppfinningen. Strömriktaren är här försedd med tre så kallade fasben 2-4 och är således an- passad för ett trefas-växelspänningsnät. Denna typ av uppsätt- ning med tre fasben benämns vanligtvis trefasbrygga. VSC- strömriktaren skulle dock även kunna vara anpassad för ett väx- elspänningsnät uppvisande såväl fler som färre faser än tre. Den skulle exempelvis kunna vara anpassad för ett enfas-växelspän- ningsnät och skulle i sådant fall endast uppvisa ett fasben av aktuell typ.

Varje fasben 2-4 hos den i Fig 1 och 2 illustrerade VSC-ström- riktaren uppvisar två strömventiler 5, 6 seriekopplade mellan de båda polerna 7, 8 hos en likspänningssida hos strömriktaren. En kondensatorkrets 9 innefattande åtminstone en så kallad - mellanledskondensator är anordnad mellan de båda polerna 7, 8.

Hos den i Fig 1 och 2 illustrerade strömriktaren innefattar kon- densatorkretsen 9 två seriekopplade mellanledskondensatorer 10a, 10b. En punkt 11 mellan dessa kondensatorer 10a, 10b är här, såsom brukligt, ansluten till jord, så att på detta sätt potenti- alerna +U/2 respektive -U/2 tillhandahålls hos respektive pol, varvid U är spänningen mellan de båda polerna 7, 8. Jordpunkten 11 kan dock uteslutas, exempelvis vid SVC-tillämpningar.

Respektive strömventil 5, 6 innefattar i enlighet med vad som ovan angivits ett flertal seriekopplade kretsar 12, vilka kretsar var och en innefattar en släckbar halvledarkomponent 13, såsom en lGBT, en GCT eller en GTO, och en antiparallellt därmed kopplad likriktarkomponent 14 i form av en diod, såsom en fri- hjulsdiod. Hos de i Fig 1 och 2 visade utföringsformerna innefat- tar varje strömventil 5, 6 tre seriekopplade kretsar 12 av ovan beskriven typ, men de seriekopplade kretsarna 12 kan vara så väl fler som färre till antalet. Beroende av bland annat den spän- ning för vilken strömriktaren är utformad kan antalet av nämnda seriekopplade kretsar 12 i respektive strömventil 5, 6 sträcka sig från två upp till flera hundra. 10 15 20 25 30 35 521 885 En mittpunkt 15 hos seriekopplingen mellan de båda strömventi- lerna 5 och 6, vilken utgör strömriktarens fasuttag, är ansluten till en växelspänningsfasledning 16. På detta sätt uppdelas nämnda seriekoppling i två likadana delar med en strömventil 5 respek- tive 6 hos varje sådan del. l utförandet med tre fasben 2-4 inne- fattar således strömrlktaren tre fasuttag 15, 15', 15", vilka är an- slutna till varsin växelspännlngsfasledning 16, 16', 16" hos ett trefas-växelspänningsnät. I regel är fasuttagen anslutna till väx- elspänningsnätet via elektrisk utrustning i form av brytare, transformatorer etc. ' l enlighet med uppfinningen är var och en av de seriekopplade kretsarna 12 hos respektive strömventil 5, 6 försedd med en kon- densator 17, här benämnd snubberkondensator, kopplad paral- lellt med den i kretsen ingående släckbara halvledarkomponen- ten 13. Kapacitansen hos respektive snubberkondensator 17 mäste vara så hög att engod spänningsfördelning mellan de i respektive strömventil ingående släckbara“halvledarkomponen- terna 13 möjliggöres vid släckning av en strömventils släckbara halvledarkomponenter. Valet av kapacltans hos snubberkonden- satorerna 17 anpassas från fall till fall och beror bland annat av blockspänningsförmågan och strömhanteringsförmågan hos de släckbara halvledarkomponenterna 13 och likriktarkomponen- terna 14 samt tillverkningstoleransen hos dessa komponenter med avseende på efterledningsmängden. Snubberkondensato- rerna 17 bidrar även till att begränsa släckförlusterna, d v s för- lusterna i de släckbara halvledarkomponenterna då dessa släcks.

Vid släckning av halvledarkomponenterna 13 hos en strömventil kommer de snubberkondensatorer 17 som är kopplade över dessa halvledarkomponenter 13 att laddas upp. Om snubberkon- densatorerna 17 har kvar denna laddning när halvledarkompo- nenterna 13 sedan tänds uppkommer tändförluster hos halvle- darkomponenterna 13. De relativt högkapacitiva snubberkonden- satorer 17 som i detta sammanhang kommer i fråga ger i detta fall upphov till mycket höga tändförluster, vilka tändförluster omöjliggör användning av höga switchfrekvenser. För att elimi- 10 15 20 25 30 35 521885 10 nera eller åtminstone reducera dessa tändförluster, och möjlig- göra användning av höga switchfrekvenser, förses strömriktaren enligt uppfinningen med en resonanskrets 18 för omladdning av strömventilernas snubberkondensatorer 17. Denna resonanskrets är avsedd att åstadkomma urladdning av en strömventils snub- berkondensatorer 17 när strömventilens halvledarkomponenter _1_j3 skall tändas så att spänningen över respektive halvledarkom- ponent 13 är lika med eller nära noll när den tänds, varigenom tändförlusterna begränsas.

Resonanskretsen 18 är lämpligen av så kallad kvasiresonant typ, vilket innebär att resonansen endast initieras i samband med att strömmen skall kommuteras mellan två strömventiler, d vs då spänningen på strömriktarens fasuttag skall växlas. Resonans- kretsar av denna typ är kända i ett flertal utföranden och har bland annat föreslagits för användning hos strömriktare där varje strömventil uppvisar en snubberkondensator kopplad parallellt över hela strömventilen. Exempelvis beskrivs användningen av en kvasiresonant så kallad ARCP-krets i US 5047913. l Fig 1 och 2 illustreras två alternativa placeringar av en reso- nanskrets för omladdning av strömventilernas snubberkonden- satorer 17. Enligt den i Fig 1 visade utföringsformen är resonans- kretsen 18 ansluten mellan fasuttag 15 och mittpunkten 11 hos resonanskretsen 9, vilken mittpunkt 11 såsom tidigare nämnts kan vara antingen jordad eller ojordad. Varje fasben 2-4 är härvid försett med en separat resonanskrets. Hos den i Fig 1 illust- rerade strömriktaren är således är en första resonanskrets 18 ansluten mellan ett första fasuttag 15 och nämnda mittpunkt 11, en andra resonanskrets 18' ansluten mellan ett andra fasuttag 15' och nämnda mittpunkt 11 och en tredje resonanskrets 18" ansluten mellan ett tredje fasuttag 15" och nämnda mittpunkt 11.

Respektive resonanskrets 18, 18', 18" utgörs här lämpligen av en så kallad ARCP-krets (ARCP = Auxiliary Resonant Commutation Pole). Denna ARCP-krets kan exempelvis vara av den typ som visas i nämnda US 5047913, vilken innefattar en hjälpventil bestående av en uppsättning av två seriekopplade 10 15 20 25 30 35 521 8.85 11 hjälpventilkretsar, vardera innefattande en släckbar halvledar- komponent och en därmed antiparallellt kopplad likriktarkompo- nent, varvid de släckbara halvledarkomponenterna hos de två hjälpventilkretsarna är anordnade i motsatt polaritet i förhållande till varandra. ARCP-kretsen innefattar vidare en induktor som är seriekopplad med nämnda uppsättning av hjälpventilkretsar.

ARCP-kretsar med för den uppfinningsenliga tillämpningen särskilt fördelaktig utformning kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till Fig 3 och 4.

Med uttrycket hjälpventil avses i denna beskrivning och efter- följande patentkrav de strömventiler som ingår i en resonan- skrets 18.

En fördel med att anordna resonanskretsar på det i Fig 1 illustre- rade sättet är att det automatisk erhålls symmetri i förhållande till jord, d v s resonanskretsarna ger ej upphov till några likspän- ningar på strömriktarens växelspänningssida. Vidare hanteras varje fas separat, vilket är fördelaktigt ur kontrollsynpunkt.

Enligt den i Fig 2 visade utföringsformen är resonanskretsen 18 ansluten mellan kondensatorkretsens bägge polanslutningar 19, 20 och strömventilernas bägge polanslutningar 21, 22. I utfö- ringsformen med tre fasben 2-4 har strömventilerna hos samtliga tre fasben en gemensam anslutning 21 till den ena polen 7 och en gemensam anslutning 22 till den andra polen. Resonanskret- sen 18 är här anordnad att på strömriktarens likspänningssida, mellan den negativa och positiva polen 7, 8, injicera en reso- nansström i syfte att kortvarigt bringa polspänningen till noll utan att ladda ur mellanledskondensatorerna 10a, 10b. Normalt tvingar man härvid kortvarigt i backriktningen genom samtliga strömriktarens likriktarkomponenter 14 en ström som är över- lagrad lastströmmen. Kommuteringen av lastströmmen verkställs när samtliga likriktarkomponenter 14 leder och snubberkonden- satorerna 17 laddats ur, dvs när spänningen över samtliga strömventiler 5, 6 är noll eller nära noll. Härigenom blir det möj- ligt att tända eller släcka en strömventil 5, 6 när spänningen över 10 15 20 25 30 35 521 8,85 12 denna är noll eller nära noll. För att förhindra att - mellanledskondensatorerna 10a, 10b laddas ur innefattar reso- nanskretsen 18 i detta fall antingen induktorer 85, 87 eller hjälp- ventiler 71, 72 eller bådadera för att isolera - mellanledskondensatorerna från strömventilernas polanslutningar 21, 22, d v s i detta fall från trefasbryggan. Resonanskretsen 18 hos den i Fig 2 illustrerade utföringsformen bör utformas så att isoleringen av mellanledskondensatorerna 10a, 10b från strömventilerna sker på ett symmetriskt sätt. Härigenom undviks att samtliga faser ansluts mot endera polen i samband med kommutering, vilket är av vikt för undvikande av likspän- ningskomponenter på strömriktarens växelspänningssida.

I Fig 2 illustreras två olika utformningar av resonanskretsar läm- pade att ingå i en strömriktare enligt uppfinningen. Den ena 18a av dessa resonanskretsar innefattar en första 71, en andra 72 och en tredje 73 hjälpventil, vardera innefattande ett släckbart halvledarelement 74, såsom en IGBT, en GCT eller en GTO, och ett antiparallellt därmed kopplat likriktarorgan 75 i form av en diod, såsom en frihjulsdiod. Den första hjälpventilen 71 har sin ena ände 76 ansluten till en första 19 av kondensatorkretsens polanslutningar och sin andra ände 77 ansluten till strömventiler- nas motsvarande första polanslutning 21. Den andra hjälpventi- len 72 har sin ena ände 78 ansluten till en andra 20 av konden- satorkretsens polanslutningar och sin andra ände 79 ansluten till strömventilernas motsvarande andra polanslutning 22. Den tredje hjälpventilen 73 bildar en seriekoppling tillsammans med en kon- densator 80 och en induktor 81, vilken seriekoppling har sin ena ände 82 ansluten mellan den andra änden 77 hos den första hjälpventilen 75 och strömventilernas första polanslutning 21 och sin andra ände 83 ansluten mellan den andra änden 79 hos den andra hjälpventilen 72 och strömventilernas andra polanslutning 22. Resonanskretsen 18a innefattar vidare ett likriktarorgan 84 som är kopplat i serie med induktorn 81 och parallellt med en se- riekoppling bildad av den tredje hjälpventilen 73 och nämnda kondensator 80. 10 15 20 25 30 35 521 885 13 Hjälpventilerna 71 och 72, vilka i normalläget är ledande, an- vänds för att elektriskt isolera mellanledskondensatorerna 10a, 10b från den s k trefasbryggan, d v s strömventilerna 5, 6 hos de tre fasbenen 2-4, när spänningen över trefasbryggan i samband med kommutering kortvarigt bringas till noll. De två hjälpventi- lerna 71, 72 kan ta upp halva polspänningen var och isolera mellanledskondensatorerna från trefasbryggan på ett symmetriskt sätt, vilket är fördelaktigt i det fall att kondensatorkretsen 9 är mittpunktsjordad. Hjälpventilen 73 används för att sätta igång resonansen som laddar ur snubberkondensatorerna 17 i trefas- bryggan. Kondensatorn 80 och induktorn 81 används som ener- gilagrande komponenter i syfte att, när spänningen över trefas- bryggan är lika med noll, kortvarigt lagra den energi som fanns i trefasbryggans resonanskondensatorer 17 före det att kommute- ringsförloppet startades. Denna energi kan sedan återföras till trefasbryggans resonanskondensatorer 17 utan att gå förlorad.

Resonanskretsen 18a fungerar enligt följande. Initialt är spän- ningen över kondensatorn 80 nära noll. Genom att kortvarigt tända halvledarelementen 74 hos hjälpventilerna 71, 72 och 73 matas energi in i kondensatorn 80 och induktorn 81 från mellan- ledskondensatorerna 10a, 10b. När sedan halvledarelementen 74 i hjälpventilerna 71 och 72 släckes så kommer strömmen genom induktorn 81 att driva ner spänningen över trefasbryggan till noll, varvid samtliga likriktarorgan 14 i trefasbryggan börjar leda och snubberkondensatorerna 17 laddas ur. Kommutering kan nu ske i någon av trefasbryggans tre fasben 2-4. När strömmen i induktorn 81 återgått till noll så kommer kondensatorn 80 att vara uppladdad med en energi som ungefärligen motsvarar den energi som matades in från mellanledskondensatorerna 10a, 10b vid förloppets start plus den energi som snubberkondensatorerna 17 i trefasbryggan hade innan de började laddas ur. Under kommuteringsförloppet har dessutom energi från strömriktarens växelspänningssida matats in till eller ur kondensatorn 80 under den tid som halvledarelementen 74 hos hjälpventilerna 71 och 72 varit blockerade. Energin i kondensatorn 80 används sedan för att återföra energi till trefasbryggans resonanskondensatorer 17. 10 15 20 25 30 35 521 ass 14 Den återstående energin återförs till mellanledskondensatorerna 10a, 10b via likriktarorganen 73 och 84.

Den andra 18b av de i Fig 2 illustrerade resonanskretsarna in- nefattar en första 85 och en andra 86 induktor kopplade i serie med varandra och i serie med kondensatorkretsen 9 och ström- ventilerna 5, 6 mellan en första 19 av kondensatorkretsens pol- anslutningar och strömventilernas motsvarande första polanslut- ning 21. Resonanskretsen 18b innefattar vidare en tredje 87 och en fjärde 88 induktor kopplade i serie med varandra och i serie med kondensatorkretsen 9 och strömventilerna 5, 6 mellan en andra 20 av kondensatorkretsens polanslutningar och strömven- tilernas motsvarande andra polanslutning 22. Resonanskretsen 18b innefattar vidare en seriekoppling av en första hjälpventil 89, en andra hjälpventil 90 och en första kondensator 91, vilka hjälp- ventiler vardera innefattar ett släckbart halvledarelement 92, så- som en IGBT, en GCT eller en GTO, och ett antiparallellt därmed kopplat likriktarorgan 93 i form av en diod, såsom en frihjulsdiod.

Nämnda seriekoppling har sin ena ände 94 ansluten mellan den första 85 och den andra 86 induktorn och sin andra ände 95 an- sluten mellan den tredje 87 och den fjärde induktorn 88. Reso- nanskretsen 18b innefattar vidare en andra kondensator 96 som är kopplat i serie med den första hjälpventilen 89 och parallellt med en seriekoppling bildad av den andra hjälpventilen 90 och den första kondensatorn 91. Nämnda första kondensator 91 utgör en klampkondensator. lnduktorerna 85 och 87 används för att isolera mellanledskon- densatorerna 10a, 10b från trefasbryggan så att spänningen över trefasbryggan kortvarigt kan bringas till noll i samband med kommutering. De två lnduktorerna 85, 87 kan ta upp halva pol- spänningen var och således isolera mellanledskondensatorerna 10a, 10b från trefasbryggan på ett symmetriskt sätt, vilket är för- delaktigt i det fall att kondensatorkretsen 9 är mittpunktsjordad.

Kondensatorn 91 är en klampkondensatorn som är uppladdad till en spänning som i normalfallet är ca 20% högre än polspän- ningen U. Energin i klampkondensatorn 91 används för att starta 10 15 20 25 30 35 52,1 8,85 15 kommuteringsprocessen. Vid initiering av en kommuteringspro- cess tänds halvledarelementen 92 hos hjälpventilerna 89 och 90, varvid kondensatorn 91 börjar driva en ström genom induktorerna 85 och 87. När sedan halvledarelementet 92 hos hjälpventilen 90 släcks så kommer strömmen genom induktorerna 85 och 87 att driva ner spänningen över kondensatorn 96 och spänningen över trefasbryggan till noll, varvid samtliga likriktarkomponenter 14 i trefasbryggan börjar leda och snubberkondensatorerna 17 laddar ur. När snubberkondensatorerna 17 är urladdade kan kommutering ske i någon av trefasbryggans tre fasben 2-4. Den energi som under detta förlopp laddas ur från kondensatorn 96 och snubberkondensatorerna 17 överförs kortvarigt till - mellanledskondensatorerna 10a, 10b. När strömmen i indukto- rerna 85 och 87 vänder så kommer kondensatorn 96 och snub- berkondensatorerna 17 att börja áterladdas, varvid energin åter- förs från mellanledskondensatorerna 10a, 10b till snubber- kondensatorerna 17 samt till kondensatorn 96 och slutligen även till klampkondensatorn 91. lnduktorerna 86 och 88 representerar små induktanser som begränsar strömrusningen från klampkon- densatorn 91 och kondensatorn 96 till trefasbryggans resonans- kondensatorer 17 i samband med tändning av - halvledarelementen 92 hos hjälpventilerna 89 och 90. Dessa små induktanser kan i extremfallet utgöras av kretsens läckinduktans, i vilket fall således induktorerna 86 och 88 kan utgå.

Varje släckbart halvledarelement 74, 92 ingående i hjälpventi- lerna 71-73, 89, 90 hos de ovan beskrivna resonanskretsarna 18a och 18b är lämpligen uppbyggt av en mängd seriekopplade, simultant styrda släckbara halvledarkomponenter, såsom en mängd enskilda IGBT-er eller GTO-er. Vid högspänningstillämp- ningar krävs det nämligen ett förhållandevis stort antal sådana halvledarkomponenter för att hålla den spänning som varje hjälp- ventil måste hålla i blockerat tillstånd. På motsvarande sätt är varje likriktarorgan 75, 84, 93 lämpligen uppbyggt av en mängd serlekopplade likriktarkomponenter. De släckbara halvledar- komponenterna och likriktarkomponenterna är hos respektive hjälpventil, på samma sätt som hos strömventilerna 5, 6, anord- . . . . . . 10 15 20 25 30 35 521 8.85 16 nade i ett flertal seriekopplade kretsar, vilka kretsar var och en innefattar bland annat en släckbar halv|edarkomponent och en därmed antiparallellt kopplad likriktarkomponent.

I Fig 3 och 4 illustreras schematiskt VSC-strömriktare enligt före- dragna utföringsformer av uppfinningen, vilka är försedda med en resonanskrets i form av en ARCP-krets som är ansluten mellan fasuttaget 15 och jord. ARCP-kretsen är lämpligen, såsom illu- streras i Fig 3 och 4, ansluten till mittpunkten 11 mellan de på strömriktarens likspänningssida anordnade mellanledskonden- satorerna 10a, 10b.

I Fig 3 och 4 är endast den del av strömriktaren som är ansluten till en fas hos en växelspänningsfasledning visad, varvid antalet faser normalt är tre, men det är även möjligt att detta utgör hela strömriktaren då denna är ansluten till ett enfas-växelspännings- nät. Den visade delen av strömriktaren utgör ett fasben 2 och en VSC-strömriktare anpassad för ett trefas-växelspänningsnät in- nefattar tre fasben av visad typ. Liksom hos utföringsformerna enligt Fig 1 och 2 innefattar fasbenet 2 hos den i Fig 3 respektive 4 illustrerade strömriktaren två seriekopplade strömventiler 5, 6, vilka var och en i enlighet med vad som ovan beskrivits innefattar ett flertal seriekopplade kretsar 12 där varje krets innefattar en släckbar halv|edarkomponent 13 och en antiparallellt därmed kopplad likriktarkomponent 14 av tidigare beskriven typ. I Fig 3 och 4 visas endast två seriekopplade kretsar hos respektive strömventil men antalet sådana kretsar kan vara betydligt större än så. En mittpunkt 15 hos seriekopplingen mellan de båda strömventilerna 5 och 6, vilken utgör strömriktarens fasuttag, är ansluten till en växelspänningsfasledning 16. På detta sätt upp- delas nämnda seriekoppling av strömventiler i två likadana delar med en strömventil 5 respektive 6 hos varje sådan del. Var och en av de seriekopplade kretsarna 12 hos respektive strömventil 5, 6 är försedd med en snubberkondensator 17 kopplad parallellt med den i kretsen ingående släckbara halvledarkomponenten 13. 10 15 20 25 30 35 1521. 885 17 Hos den i Fig 3 illustrerade utföringsformen innefattar ARCP- kretsen en hjälpventil 37 innefattande ett flertal seriekopplade uppsättningar 30 av hjälpventilkretsar, där varje uppsättning in- nefattar tvâ seriekopplade hjälpventilkretsar 31, 32, vilka vardera innefattar en släckbar halvledarkomponent 33, såsom en IGBT eller en GTO, och en därmed antiparallellt kopplad likrik- tarkomponent 34 i form av en diod, såsom en frihjulsdiod. De släckbara halvledarkomponenterna 33 hos de två hjälpventil- kretsarna l en och samma uppsättning är anordnade i motsatt polaritet i förhållande till varandra. ARCP-kretsen innefattar vi- dare en induktor 35 som år seriekopplad med nämnda uppsätt- ningar av hjälpventilkretsar. Denna hjälpventil 37 utgör en dub- belriktad ventil som kan bringas att leda åt ena eller andra hållet.

I Fig 3 visas endast två seriekopplade uppsättningar 30 av hjälp- ventilkretsar hos hjälpventilen 37 men antalet sådana uppsätt- ningar kan vara betydligt större än så. Antalet uppsättningar av hjälpventilkretsar hos hjälpventilen 37 kan optimeras oberoende av antalet seriekopplade kretsar 12 hos strömventilerna 5, 6, och beror bland annat av vilken spänning resonanskretsen skall förmå hålla i blockerat tillstànd och egenskaperna hos de en- skilda halvledarkomponenter 33 som används. Rent allmänt kan det konstateras att hjälpventilen 37 i blockerat tillstånd endast behöver hålla halva polspänningen, dvs U/2, till skillnad från strömventilerna 5, 6 vilka vardera måste vara dimensionerad för att kunna hålla hela polspänningen U i blockerat tillstånd.

Varje uppsättning 30 av hjälpventilkretsar är lämpligen försedd med en spänningsdelande krets 36, såsom illustreras i Fig 3, kopplad parallellt med de i uppsättningen ingående hjälpventilk- ' retsarna 31, 32 för erhållande av en god spänningsfördelning mellan resonanskretsens seriekopplade hjälpventilkretsar. l Fig 5-7 illustreras olika alternativa utformningar av sådana spän- ningsdelande kretsar.

Den spänningsdelande kretsen 36 kan såsom visas i Fig 5 inne- fattar en seriekoppling av en kondensator 40 och en resistor 41, ~..... 10 15 20 25 30 35 521 885 18 vilken seriekoppling är kopplad parallellt över bägge hjälpventi- lkretsarna 31, 32 hos respektive uppsättning 30 av hjälpventil- kretsar.

Den spänningsdelande kretsen 36 kan även, såsom visas i Fig 6, innefattar två seriekopplingar vilka vardera innefattar en konden- sator 42 och en resistor 43, varvid dessa seriekopplingar är kopplade parallellt med varsin av hjälpventilkretsarna 31, 32 hos respektive uppsättning 30. Var och en av den spänningsdelande kretsens två seriekopplingar kan vidare, såsom visas i Fig 7, innefatta ett parallellt med resistorn 43 och i serie med kondensatorn 42 kopplat likriktarorgan 44 i form av en diod.

För att ytterligare förbättra spänningsfördelningen mellan hjälp- ventilens hjälpventilkretsar 31, 32 bör den spänningsdelande kretsen 36 innefatta en hög-ohmig resistor 23. Hos den i Fig 5 illustrerade spänningsdelande kretsen 36 är i sådant fall en hög- ohmig resistor 45 kopplad parallellt med seriekopplingen av re- sistorn 41 och kondensatorn 40. Hos de i Fig 6 och 7 illustrerade spänningsdelande kretsarna 36 är i sådant fall en hög-ohmig re- sistor 45 kopplad parallellt med vardera av hjälpventilkretsarna 31, 32. Resistansen hos dessa resistorer 45 anpassas på ett så- dant sätt att olikheter i läckström hos de olika halvledarkompo- nenterna 33 i en hjälpventil 37 då denna är i blockerat tillstånd ej leder till någon nämnvärd ojämnhet i spänningsfördelningen mellan hjälpventilens hjälpventilkretsar 31, 32.

Varje uppsättning 30 av hjälpventilkretsar hos hjälpventilen 37 är lämpligen, såsom illustreras i Fig 3, försedd med en egen styren- het 50 som är anordnad att styra tändning och släckning av de i uppsättningen ingående släckbara halvledarkomponenterna 33, varvid samtliga styrenheter hos hjälpventilen är anslutna till ett gemensamt styrorgan 51 som är anordnat att samtidigt sända styrsignaler till samtliga dessa styrenheter 50. Härigenom säker- ställs en simultan styrning av hjälpventilens samtliga hjälpven- tilkretsar 31, 32. 10 15 20 25 30 35 521 8,85 19 Det föredrages vidare att var och en av de i strömriktarens strömventiler 5, 6 ingående släckbara halvledarkomponenterna 13, såsom illustreras i Fig 3, är försedd med en egen styrenhet 52 som är anordnad att styra tändning och släckning av halvle- darkomponenten 13, varvid samtliga styrenheter 52 hos ström- ventilerna är anslutna till ett gemensamt styrorgan 51, vilket är anordnat att samtidigt sända styrsignaler till samtliga i en ström- ventil 5, 6 ingående styrenheter 52. Härigenom säkerställs en simultan styrning av en strömventils samtliga halvledarkompo- nenter 13. Det är härvid fördelaktigt att hjälpventilens styrenheter 50 och strömventilernas styrenheter 52 är anslutna till ett och samma styrorgan 51. Den uppfinningsenliga VSC-strömriktaren styrs företrädesvis med PWM-teknik (PWM = Pulse Width Modulation).

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen, vilken illustreras i Fig 4, innefattar ARCP-kretsen ett flertal serie- kopplade delkretsar 60, vardera innefattande en uppsättning 30 av hjälpventilkretsar 31, 32 av ovan beskriven typ kopplad i serie med en induktor 35. För enkelhetens skull är varje sådan uppsättning 30 av hjälpventilkretsar i Fig 4 indikerade med sym- bolen för en strömbrytare. ARCP-kretsen innefattar här även ett antal kondensatorer 61, vilka är kopplade parallellt med varsin delkrets 60. Genom att på detta sätt dela upp resonanskretsens induktans på flera separata induktorer 35 och anordna en kon- densator 61 parallellkopplad med var och en av nämnda del- kretsar 60 reduceras problemet med ojämn spänningsfördelning mellan de i resonanskretsen 18 ingående hjälpventilkretsarna 31, 32 orsakat av läckkapacitanser Cs till jord. För att konden- satorerna 61 skall kunna åstadkomma detta krävs det att den totala kapacitansen över de seriekopplade kondensatorerna 61 hos resonanskretsen är betydligt större än den totala läckkapa- citansen hos resonanskretsen. Nämnda läckkapacitanser Cs mellan hjälpventilkretsarna och jord är i Fig 4 symboliserade med streckade linjer. 10 15 20 25 30 35 j521_ 885 20 Även mellan strömventilerna 5, 6 och jord förekommer läckkapa- citanser CS, vilka likaledes är symboliserade med streckade linjer i Fig 4. Den negativa effekt dessa Iäckkapacitanser har med av- seende på spänningsfördelningen hos strömventilernas släckbara halvledarkomponenter 13 begränsas medelst snubberkondensa- torerna 17. För att snubberkondensatorerna 17 skall kunna åstadkomma detta krävs det att den totala kapacitansen över de seriekopplade snubberkondensatorerna 17 hos respektive ström- ventil 5, 6 är betydligt större än den totala läckkapacitansen hos strömventilen.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar re- spektive strömventil 5, 6 ett sådant antal seriekopplade kretsar 12, där varje krets innefattar en släckbar halvledarkomponent 13 och en antiparallellt därmed kopplad likriktarkomponent 14, att åtminstone en av dessa kretsar 12 är redundant med avseende på den spänning som strömventilen 5, 6 är avsedd att hålla i blockerat tillstånd. D v s kretsarna 12 är så många till antalet och så dimensionerade att respektive strömventil 5, 6 i blockerat till- stånd förmår hålla polspänningen U även om någon av ström- ventilens kretsar 12 skulle falla bort och ej bidra till att hålla nå- gon spänning. Härigenom kan strömventilen 5, 6 fortsätta att fungera även i händelse av ett haveri hos en komponent i någon av de seriekopplade kretsarna 12. Det föredrages härvid att var och en av nämnda seriekopplade kretsar 12 är så utformad att kretsen kortslutes i händelse av ett elektriskt fel i kretsen. Häri- genom säkerställs att ett haveri i en krets får så liten påverkan som möjligt på strömventilens funktion eftersom strömmen rela- tivt obehindrat tillåts passera den havererade kretsen i bägge riktningar. För att säkerställa en kortslutning av en krets i hän- delse av ett elektriskt fel i den släckbara halvledarkomponenten 13 eller likriktarkomponenten 14 bör strömventilernas släckbara halvledarkomponenter 13 och likriktarkomponenter 14 vara av "press pack"-typ. Vidare bör snubberkondensatorerna 17 vara av så kallad självläkande typ, vilket innebär att ett inre överslag i kondensatorn isoleras utan att kondensatorn kortsluts. Kapaci- tansen hos en sådan kondensator minskar endast något vid de- use.. ...~~ 10 15 20 25 30 35 521 8,85 21 gradering av kondensatorn och vid fullständig degradering går kapacitansen mot noll så att kondensatorn får karaktären av en elektriskt isolerande komponent.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar ARCP-kretsens hjälpventil 37 ett sådant antal av nämnda uppsättningar 30 av hjälpventilkretsar att åtminstone en av uppsättningarna är redundant med avseende på den spänning som hjälpventilen 37 är avsedda att hålla i blockerat tillstånd.

D v s uppsättningarna 30 av hjälpventilkretsar är så många till antalet och så dimensionerade att hjälpventilen 37 i blockerat tillstånd förmår hålla halva polspänningen U/2 även om någon av hjälpventilkretsarna 31, 32 skulle falla bort och ej bidra till att hålla någon spänning. Härigenom kan hjälpventilen 37 fortsätta att fungera även i händelse av ett haveri hos en komponent i någon av hjälpventilkretsarna. Det föredrages även här att var och en av hjälpventilkretsarna är så utformad att hjälpventilkretsen kortslutes i händelse av ett elektriskt fel i denna. Härigenom säkerställs att ett haveri i en hjälpventilkrets 31, 32 får så liten påverkan som möjligt på hjälpventilens funk- tion eftersom strömmen relativt obehindrat tillåts passera den havererade hjälpventilkretsen i bägge riktningar. För att säker- ställa en kortslutning av en hjälpventilkrets 31, 32 i händelse av ett elektriskt fel i den släckbara halvledarkomponenten 33 eller likriktarkomponenten 34 bör hjälpventilkretsarnas släckbara halvledarkomponenter 33 och likriktarkomponenter 34 vara av "press pack"-typ. Vidare bör de i de spänningsdelande kretsarna 36 ingående kondensatorerna 42 vara av självläkande typ.

För att ytterligare förbättra spänningsfördelningen mellan de släckbara halvledarkomponenterna 13 hos respektive strömventil 5, 6 bör var och en av de seriekopplade kretsarna 12 hos re- spektive strömventil innefattar en hög-ohmig resistor 23 kopplad parallellt med den i kretsen ingående släckbara halvledarkompo- nenten 13 och parallellt med den i kretsen ingående snubberkon- densatorn 17. Resistansen hos dessa resistorer 23 anpassas på ett sådant sätt att olikheter i läckström hos de olika halvledar- »~.-. 10 15 20 25 30 35 52,1 8,85 22 komponenterna 13 i en strömventil 5, 6 då denna är i blockerat tillstånd ej leder till någon nämnvärd ojämnhet i spänningsfördel- ningen mellan strömventilens halvledarkomponenter 13.

De släckbara halvledarkomponenter som är avsedda att ingå i den uppfinningsenliga strömriktarens strömventiler och/eller hjälpventiler är avsedda att vara utformade för mycket låga led- förluster kombinerat med en hög blockspänningsförmåga på 2 kV eller högre. Det föredrages att nämnda halvledarkomponenter är utformade att kortvarigt kunna blockera en spänning på 4 kV eller mer. Snubberkondensatorerna 17 har företrädesvis en kapacitans på 1 pF eller mer.

Den uppfinningsenliga VSC-strömriktaren är företrädesvis utfor- mad för nätspänningar på 130-400 kV men kan även vara utfor- mad för spänningar i exempelvis storleksordningen 10-130 kV.

Funktionen hos en ARCP-krets av den i Fig 3 och 4 illustrerade typen är välkänd för fackmannen och redovisas exempelvis i US 5047913, och kommer därför inte att här beskrivas närmare.

Det betonas att uppfinningen på intet sätt är begränsad till VSC- strömriktare uppvisande endast två seriekopplade strömventiler per fasben, utan även avses innefatta strömriktare uppvisande ett större antal strömventiler och där strömventilerna är anord- nade på annat sätt än vad som visas i Fig 1-4. Det betonas även att strömriktaren enligt uppfinningen kan ha sin likspänningssida utformad på annat sätt än vad som visas i Fig 1-4 och exempel- vis kan innefatta fler än två seriekopplade mellanledskonden- satorer. x Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna föredragna utföringsformerna, utan en mängd möjlig- heter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fack- man på området, utan att denne för den skull avviker från uppfin- ningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patent- krav.

Claims (1)

1. Q-»l-m 10 15 20 25 30 35 521 8,85 23 PATENTKRAV 1. VSC-strömriktare för omvandling av likspänning till växel- spänning och vice versa, vilken innefattar en mellan två poler (7, 8), en positiv och en negativ, hos en likspänningssida hos strömriktaren anordnad seriekoppling av minst två strömven- tiler (5, 6), vardera bestående av ett flertal seriekopplade kretsar (12), vilka kretsar var och en innefattar en släckbar halvledarkomponent (13) och en antiparallellt därmed kopplad likriktarkomponent (14), varvid en växelspänningsfasledning (16) är ansluten till en mittpunkt (15), benämnd fasuttag, hos seriekopplingen av strömventiler (5, 6) mellan två av nämnda strömventiler under uppdelande av seriekopplingen i två lika delar, kännetecknad därav, att var och en av de seriekopp- lade kretsarna (12) hos respektive strömventll, för möjliggö- rande av en god spänningsfördelning mellan de i respektive strömventil ingående släckbara halvledarkomponenterna (13), innefattar en snubberkondensator (17) kopplad parallellt med den i kretsen ingående släckbara halvledarkomponenten (13), samt att strömriktaren (1) innefattar en resonanskrets (18) för omladdning av strömventilernas snubberkondensatorer (17) för att därigenom möjliggöra tändning av strömventilernas släckbara halvledarkomponenter (13) vid låg spänning över dessa. VSC-strömriktare enligt krav 1, kännetecknad därav, att strömriktaren styrs med PWM-teknik. VSC-strömriktare enligt krav 1 eller 2, kännetecknad därav, att resonanskretsen (18) är av kvasiresonant typ. VSC-strömriktare enligt krav 3, kännetecknad därav, att re- sonanskretsen (18) utgörs av en ARCP-krets (ARCP = Auxili- ary Resonant Commutation Pole). . VSC-strömriktare enligt krav 4, kännetecknad därav, att ARCP-kretsen innefattar en hjälpventil (37) innefattande åt- ~......» 10 15 20 25 30 35 521 885 24 minstone en uppsättning (30) av två seriekopplade hjälpven- tilkretsar (31, 32), vilka vardera innefattar en släckbar halv- ledarkomponent (33) och en därmed antiparallellt kopplad lik- riktarkomponent (34), varvid de släckbara halvledarkompo- nenterna (33) hos de två hjälpventilerna är anordnade i mot- satt polaritet i förhållande till varandra, samt att ARCP-kret- sen vidare innefattar en induktor (35) som är serlekopplad med nämnda uppsättning av hjälpventilkretsar (31, 32). . VSC-strömriktare enligt krav 5, kännetecknad därav, att hjälpventilen (37) innefattar ett flertal seriekopplade uppsättningar (30) av hjälpventilkretsar, där varje uppsättning innefattar två seriekopplade hjälpventilkretsar (31, 32), vilka vardera innefattar en släckbar halvledarkomponent (33) och en därmed antiparallellt kopplad likriktarkomponent (34), varvid de släckbara halvledarkomponenterna (33) hos de två hjälpventilerna i en och samma uppsättning är anordnade i motsatt polaritet i förhållande till varandra. . VSC-strömriktare enligt krav 6, kännetecknad därav, att ARCP-kretsen innefattar ett flertal seriekopplade delkretsar (60), vardera innefattande en uppsättning (30) av hjälpventilkretsar (31, 32) kopplad i serie med en induktor (35), samt att ARCP-kretsen vidare innefattar ett antal kon- densatorer (61), vilka är kopplade parallellt med varsin del- krets (60). . VSC-strömriktare enligt krav 6 eller 7, kännetecknad därav, att hjälpventilen (37) innefattar ett sådant antal av nämnda uppsättningar (30) av hjälpventilkretsar (31, 32) att åtmins- tone en av uppsättningarna är redundant med avseende på den spänning som hjälpventilen är avsedda att hålla i block- erat tillstånd. . VSC-strömriktare enligt krav 8, kännetecknad därav, att var och en av hjälpventilkretsarna (31, 32) är så utformad att ..-... 10 15 20 25 30 35 10. 11 12. 13. 14. 521 885 25 hjälpventilkretsen kortslutes i händelse av ett elektriskt fel i denna. VSC-strömriktare enligt något av kraven 5-9, kännetecknad därav, att varje uppsättning (30) av hjälpventilkretsar inne- fattar en spänningsdelande krets (36) kopplad parallellt med de i uppsättningen ingående hjälpventilerkretsarna (31, 32). .VSC-strömriktare enligt något av kraven 5-10, kännetecknad därav, att varje uppsättning (30) av hjälpventilkretsar är för- sedd med en egen styrenhet (50) som är anordnad att styra tändning och släckning av de i uppsättningen ingående släckbara halvledarkomponenterna (33), varvid samtliga styr- enheter (50) hos hjälpventilen (37) är anslutna till ett gemen- samt styrorgan (51) som är anordnat att samtidigt sända styrsignaler till samtliga dessa styrenheter (50). VSC-strömriktare enligt krav 11, kännetecknad därav, att varje i strömventilerna (5, 6) ingående släckbar halvledar- komponent (13) är försedd med en egen styrenhet (52), varvid samtliga styrenheter (52) hos strömventilerna är anslutna till nämnda styrorgan (51), vilket är anordnat att samtidigt sända styrsignaler till samtliga i en strömventil ingående styrenheter (52). VSC-strömriktare enligt krav 3, varvid strömriktaren innefattar en mellan de två polerna (7, 8) på strömriktarens likspän- ningssida anordnad kondensatorkrets (9) innefattande en mellanledskondensator eller ett flertal seriekopplade mellan- ledskondensatorer (10a, 10b), kännetecknad därav, att re- sonanskretsen (18) är ansluten mellan kondensatorkretsens bägge polanslutningar (19, 20) och strömventilernas bägge polanslutningar (21, 22). VSC-strömriktare enligt krav 13, kännetecknad därav, att re- sonanskretsen (18a) innefattar en första (71), en andra (72) och en tredje (73) hjälpventil, vardera innefattande ett släck- ....-.. ...-.,.~r 10 15 20 25 30 35 15. 521 885 26 bart halvledarelement (74) och ett antiparallellt därmed - kopplat likriktarorgan (75), varvid den första hjälpventilen (71) har sin ena ände (76) ansluten till en första (19) av kon- densatorkretsens polanslutningar och sin andra ände (77) an- sluten till strömventilernas motsvarande första polanslutning (21) och den andra hjälpventilen (72) har sin ena ände (78) ansluten till en andra (20) av kondensatorkretsens polanslut- ningar och sin andra ände (79) ansluten till strömventilernas motsvarande andra polanslutning (22), att den tredje hjälp- ventilen (73) bildar en seriekoppling tillsammans med en kon- densator (80) och en induktor (81), vilken seriekoppling har sin ena ände (82) ansluten mellan den andra änden (77) hos den första hjälpventilen (71) och strömventilernas första po- lanslutning (21) och sin andra ände (83) ansluten mellan den andra änden (79) hos den andra hjälpventilen (72) och ström- ventilernas andra polanslutning (22), samt att resonanskret- sen (18a) vidare innefattar ett likriktarorgan (84) som är kopplat i serie med induktorn (81) och parallellt med en serie- koppling bildad av den tredje hjälpventilen (73) och nämnda kondensator (80). VSC-strömriktare enligt krav 13, kännetecknad därav, att re- sonanskretsen innefattar - en första och en andra induktor (85, 86) kopplade i serie med varandra och i serie med kondensatorkretsen (9) och strömventilerna (5, 6) mellan en första (19) av kondensa- torkretsens polanslutningar och strömventilernas motsva- rande första polanslutning (21), - en tredje och en fjärde induktor (87, 88) kopplade i serie med varandra och i serie med kondensatorkretsen (9) och strömventilerna (5, 6) mellan en andra (20) av kondensa- torkretsens polanslutningar och strömventilernas motsva- rande andra polanslutning (22), - en seriekoppling av en första hjälpventil (89), en andra hjälpventil (90) och en första kondensator (91), vilka hjälp- ventiler vardera innefattar ett släckbart halvledarelement (92) och ett antiparallellt därmed kopplat likriktarorgan ...-. 10 15 20 25 30 16.VSC-strömriktare enligt något av föregående krav, känne- 17. 18. 19. 521 885 27 (93), varvid nämnda seriekoppling har sin ena ände (94) ansluten mellan den första (85) och den andra (86) in- duktorn och sin andra ände (95) ansluten mellan den tredje (87) och den fjärde induktorn (88), samt - en andra kondensator (96) som är kopplat i serie med den första hjälpventilen (89) och parallellt med en seriekoppling bildad av den andra hjälpventilen (90) och den första kon- densatorn (91), varvid den första kondensatorn (91) utgör en klampkondensator. tecknad därav, att respektive strömventil (5, 6) innefattar ett sådant antal av nämnda seriekopplade kretsar (12) att åtmin- stone en av dessa kretsar är redundant med avseende på den spänning som strömventilen är avsedd att hålla i blockerat tillstånd. VSC-strömriktare enligt krav 16, kännetecknad därav, att var och en av de seriekopplade kretsarna (12) hos strömventi- lerna (5, 6) är så utformad att kretsen kortslutes i händelse av ett elektriskt fel i denna. VSC-strömriktare enligt något av föregående krav, känne- tecknad därav, att de släckbara halvledarkomponenterna (13) hos strömventilerna (5, 6) och/eller hjälpventilerna (31, 32, 71-73, 89, 90) är av "press pack"-typ. VSC-strömriktare enligt något av föregående krav, känne- tecknad därav, att var och en av de seriekopplade kretsarna (12) hos respektive strömventil (5, 6) innefattar en resistor (23) kopplad parallellt med den i kretsen ingående släckbara halvledarkomponenten (13) och parallellt med den i kretsen ingående snubberkondensatorn (17).