专利名称：晶闸管控制的串联电容器模块的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及晶闸管控制的串联电容器的配置，更具体而言， 涉及一种部件数量减少的晶闸管控制的串联电容器模块。
背景技术：
晶闸管控制的串联电容器(Thyristor Controlled Series Capacitors, TCSC)作为用于与输电线串联连接的可控装置用于电力系统中。TCSC 提供的控制是"阻抗"类型的控制，用于受控的串联补偿。
图1示出了一种现有技术的TSCS模块。该TCSC模块包括与输电 线4串联连接的电容器2。与该电容器2并联地，提供了晶闸管阀6，该 晶闸管阀6与电感器8串联。该晶闸管岡自身由反并联的两个晶闸管6a、 6b组成，以提 映双向的功能。
所述TCSC模块基本上可工作于三种不同的模式。在所谓的旁路模 式中，所述晶闸管被门控，以便全导通，而由于与所述晶闸管阀串联的电 感器，所述TCSC模块是轻微电感性的。在所谓的插入模式中，通过关 断所述晶闸管阀，即通过阻止到所述晶闸管的所有门控信号，电容器2 被插入。当所述电容器被插入时，所述晶闸管可在每个半循环结束时以如 下方式被门控可使得受控量的感应电流循环通过所述电容器，从而提高 所,块的有效容抗。这种概念称作微调控制(vernier control )。
为了提供对所述TCSC模块的旁路，如图l所示提供了三个隔离器 7-9。术语"隔离器"在本i兑明书中意指通常不能中断电流的器件。在正 常工作中，第一和第二隔离器7和8被闭合，而隔离器9被断开。在处于 这些位置时，所述隔离器有效地使所述TCSC模块与输电线4串联。
在线路故障期间，图1所示的TCSC模块可遭受短路电流，从而导 致所述电容器上的应力。为了应对这种情形，提供了与晶闸管阀6并联的 第一断路器10。术语"断路器"在本说明书中意指能够阻断或中断电流 的器件。在短路故障期间，第一断路器10被闭合，以便保证电感器8被包括用于对电容器放电电流的限制。图中以虚线示出了在该情形下通过断路器IO和晶闸管阀6的电流路径。
为了在内部故障的情况下或在维护期间对所述块永久旁路，提供了 与电容器2并联的第二断路器12。该第二断路器在闭合时有效地旁路所 述电容器。图中以连续的线示出了在该情形下通过断路器12的电流路径。 在断路器12已被闭合之后，隔离器9在断路器12断开时被闭合。于是， 所有电流流过隔离器9，而没有电流通过所述TCSC模块，隔离器7和8 被断开。这样，所述TCSC与输电线4有效地隔离开来。
最后，图1所示的TCSC模块包括与电容器2并联连接的变阻器 (Varistor) 14。该变阻器是一种电力浪涌保护器件，用于在所述电容器 上出现电压尖峰的情况下保护所述电容器。
如同很多其他输电线部件一样，TCSC模块有降低成本的需求。因此，提供两个不同的断路器增加了 TCSC模块的总成本，而这本身就是一个问题。另外，当TCSC模块中包括的部件的数量增加时，内部故障的概 率也增加了。
图1的配置的另一个问题在于如下事实当工作于晶闸管旁缚J溪式时，故障电流会流过电感器8，从而导致磁能和电压降。
当恢复正常操作且线路电^^断路器12换向到断路器10时，会出现特殊的困难，原因是断路器10的5^圣包括电感器8。为了能够使断路器 12断开，该断路器须具有足够的分断能力；隔离开关是不够的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种TCSC模块，与现有技术TCSC模块 相比，该TCSC模块的部件数量减少了。
本发明基于通过重新配置TCSC模块的其他部件这样的实施方式， 其中可以省却现有技术断路器之一 。
除了别的以外，上述的根据本发明的目的是通过如所述权利要求1 所限定的TCSC模块来实现的。
因此，提供了一种晶闸管控制的串联电容器模块，该模块包括电容 器，可与输电线串联连接；晶闸管阀，与所述电容器并联连接；断路器， 与所述晶闸管阀并联连接；以及电感器，其特点是所述电感器与所述电容器串联连接；且所述的串联连接的电容器和电感器与所述晶闸管岡并联连 接。
另外的优选实施例通it^属权利要求来限定。
通过提供与电容器串联的电感器并通过将所述电容器和电感器与所 述晶闸管阀并联，避免或至少緩和了上文提及的问题。提供了仅包括一个 断路器的模块，从而降低了成本并增加了可靠性。另外，由于只有一个断 路器，还避免了电流从一个断路器换向到另一断路器的问题。
现在参考附图以示例的方式描述本发明，在所述附图中
图1示出了 一种现有技术TCSC模块；
图2示出了 一种根据本发明的TCSC模块；以及
图3示出了根据本发明的TCSC模块的一个替选实施例。
具体实施例方式
下文给出对根据本发明的TCSC模块的优选实施例的详细描述。
图1已涵盖于本说明书的背景技术部分中了，因而在此不再对其进行 描述。
图2示出了一种根据本发明的TCSC模块。在很多方面，其与图1 所示的现有技M块是相似的。因此，该TCSC模块包括与输电线104 串联连接的电容器102。与电容器102并联地，提供了晶闸管阀106。该 晶闸管阀自身由反并联的两个晶闸管106a、 106b组成，以便提供双向功 能。与现有技^^块一样，图2的TCSC模块基本上可工作于三个不同 的模式旁路模式、插入模式以及在微调控制下。
所述TCSC模块借助于两个隔离器107、 108而连接到输电线104。 提供了第三隔离器109，该第三隔离器109与输电线串联。
图2所示的TCSM模块同样可在线路故障期间遭受短路电流，从而 导致电容器上的应力。为了应对这种情形，提供了与晶闸管阀106并联的 断路器IIO。在短路故障期间，断路器110被闭合。图中以虚线示出了该 情形下通过断路器110和晶闸管阀106的电流路径。在该情形下，电容器放电电流的路径中包括电感器108,因而限制了该电流，以避免有害的电 流峰值。
为了在内部故障的情况下或在维护期间对所述模块永久旁路，断路器 110被设置为也与电容器102并联。通过这种配置，该断路器在闭合时有 效地旁路该电容器。图中以连续的线示出了在该情形下通过断路器110的电流路径。
换言之，当所述断路器闭合时，通过所述断路器的路径形成了在输电 线上的短路故障期间以及在所述模块的旁路操作期间的电流路径。
与图1所示的现有技术模块一样，图2所示的TCSC模块包括与电 容器102并联连接的变阻器114，以在电力浪涌的情况下保护电容器102。
因此，图2的配置简化了旁路断路器的设置。此外，由于线路电流路 径中不包括电感器，因此当工作于晶闸管旁路模式时，降低了线路故障期 间的电压应力。
在图3所示的根据本发明的TCSC模块的一个替选实施例中，变阻器 被设置为直接与电容器并联。这才科故所提供的益处是增强了对电容器的保 护。在所有其他方面，该实施例与图2所示的实施例相同。
已经描述了根据本发明的TCSC模块的优选实施例。本领域的普通技 术人员应认识到，在所附权利要求的范围内，可对这些加以改变。
权利要求
1.一种晶闸管控制的串联电容器模块，包括-电容器(102；202)，可与输电线串联连接；-晶闸管阀(106；206)，与所述电容器并联连接；-断路器(110；210)，与所述晶闸管阀并联连接；以及-电感器(108；208)；其特征在于-所述电感器与所述电容器串联连接；并且-所述的串联连接的电容器和电感器与所述晶闸管阀并联连接，-其中当所述断路器闭合时，通过所述断路器的路径形成在所述输电线上的短路故障期间以及在所述模块的旁路操作期间的电流路径。
2. 如权利要求1所述的模块，其中所述晶闸管阀包括反并联的两个晶闸管(106a、 106b;206a、 206b )。
3. 如权利要求1或2所述的模块，包括与所述电容器(102; 202)并联连接的变阻器(114; 214)。
4. 一种对晶闸管控制的串联电容器模块进行控制的方法，包括-电感器(108;208)，与电容器(102; 202 )串联连接，并可与输电线串联连接；-晶闸管阀(106; 206)，与所述电感器和电容器并联连接； -断路器(110; 210 )，与所述晶闸管阀并联连接； 所述方法的特征在于包括下列步骤 -在正常工作中，使所述断路器保持断开；-在所述输电线上出现短路故障时，闭合所述断路器并使所述断路器保持闭合；以及-在所述模块的旁路工作期间，闭合所述断路器并使所述断路器保持闭合。
全文摘要
一种晶闸管控制的串联电容器(TCSC)模块包括电容器(102)，可与输电线串联连接；晶闸管阀(106)，与所述电容器并联连接；断路器(110)，与所述晶闸管阀并联连接；以及电感器(108)。通过提供简化的断路器设置，减少了部件的数量。
文档编号H02J3/18GK101346869SQ200580052436
公开日2009年1月14日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者冈纳·英厄斯特伦, 托马斯·琼森 申请人:Abb研究有限公司