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Die Erfindung betrifft eine Kommutierungsschaltung für einen Stromrichter sowie ein Verfahren zum Kommutieren eines elektrischen Stroms.
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Für den Fall einer Wartung eines Stromrichters ist oft ein niederohmiger Bypass-Strompfad (Überbrückungs-Strompfad) vorgesehen. Dieser Bypass-Strompfad dient dazu, den außer Betrieb befindlichen Stromrichter zu überbrücken und den Betriebsstrom zu führen. So ist es möglich, dass ein Stromrichter gewartet werden kann und eine restliche Anlage, in die der Stromrichter eingebaut ist, weiterhin in Betrieb bleibt. Dies ist besonders vorteilhaft bei Anlagen, in denen Stromrichter elektrisch in Serie geschaltet sind, beispielsweise bei HVDC-Systemen (HVDC = High Voltage Direct Current).
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Wenn der außer Betrieb genommene Stromrichter während des Betriebs der Anlage wieder zugeschaltet werden soll, so ist es notwendig, den Betriebsstrom vom Überbrückungs-Strompfad wieder zurück in den Stromrichter (d.h. auf den Stromrichterpfad) zu kommutieren. Dazu ist bei HVDC-Anwendungen eine spezielle Kommutierungsschaltung bekannt, welche als ein MRTB (Metallic Return Transfer Breaker) bezeichnet wird. Diese spezielle Kommutierungsschaltung beinhaltet einen Schwingkreis, welcher eine aufklingende Stromoszillation erzeugt. Diese aufklingende Stromoszillation führt dazu, dass in einem SF6-Schalter ein künstlicher Stromnulldurchgang erzeugt wird. Diese spezielle Kommutierungsschaltung ist technisch aufwendig und teuer.
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Aus der Schrift
US 8 212 371 B2 ist eine Windenergieanlage mit einem Generator bekannt. Jede Statorwicklung des Generators ist mit einem Gleichrichter versehen. Auf den Gleichstromseiten der Gleichrichter ist jeweils ein überbrückbarer Energiespeicher angeordnet, wobei die Energiespeicher eine Reihenschaltung bilden.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2005 040 432 A1 offenbart einen strombegrenzenden Schalter mit einer mechanischen Schalteinheit im Hauptstrompfad. Parallel zum Hauptstrompfad verläuft ein Kommutierungspfad, in dem eine leistungselektronische Schalteinheit angeordnet ist. In Reihenschaltung zu der leistungselektronischen Schalteinheit ist ein Kondensator angeordnet.
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Aus der Schrift
WO 2013/071 980 A1 ist ein Leistungsschalter zum Schalten von Hochspannungs-Gleichströmen mit einem Halbleiterschalter bekannt. Der Halbleiterschalter weist eine Beschaltung mit einem Kondensator und einem weiteren Schalter auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kommutierungsschaltung und ein Verfahren anzugeben, mit denen einfach und zuverlässig der Betriebsstrom von dem Überbrückungs-Strompfad in den Stromrichter kommutiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kommutierungsschaltung und durch ein Verfahren nach den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Kommutierungsschaltung und des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Offenbart wird eine Kommutierungsschaltung für einen Stromrichter mit einer ersten Schalteinrichtung, mittels der der Stromrichter elektrisch überbrückbar ist, und mit einem Schaltungsteil zum Begrenzen der Größe der zeitbezogenen Spannungsänderung einer Spannung, die über der ersten Schalteinrichtung (insbesondere beim Öffnen der ersten Schalteinrichtung) auftritt. Durch den Schaltungsteil wird dabei vorteilhafter Weise die zeitbezogene Spannungsänderung (Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung, zeitliche Anstiegsrate der Spannung) begrenzt. Dadurch verlischt ein ggf. in der ersten Schalteinrichtung beim Abschalten des Stromes auftretender Lichtbogen, wodurch in der ersten Schalteinrichtung ein Auftreten eines Stromnulldurchgangs sichergestellt ist.
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Die Kommutierungsschaltung ist so ausgestaltet, dass der Schaltungsteil einen Energiespeicher, insbesondere einen Kondensator, aufweist. Der Energiespeicher, insbesondere der Kondensator, stellt eine besonders einfache Möglichkeit zum Begrenzen der Größe der zeitbezogenen Spannungsänderung dar.
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Die Kommutierungsschaltung kann auch so ausgestaltet sein, dass der Schaltungsteil einen Überspannungsableiter aufweist, der den Energiespeicher, insbesondere den Kondensator, vor Überspannung schützt. Der Überspannungsableiter begrenzt die an dem Energiespeicher anliegende Spannung, insbesondere die an dem Kondensator anliegende Spannung. Dadurch kann ein Energiespeicher, bzw. Kondensator mit einer vergleichsweise niedrigen Spannungsfestigkeit verwendet werden, welcher kostengünstig verfügbar ist und welcher eine geringe Baugröße aufweist.
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Die Kommutierungsschaltung kann so ausgestaltet sein, dass der Stromrichter ein Gleichrichter, insbesondere ein dreiphasiger Gleichrichter, ist. Beispielsweise kann der Gleichrichter ein Diodengleichrichter sein. Dadurch kann die Kommutierungsschaltung mit Vorteil bei HVDC-Systemen eingesetzt werden.
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Die Kommutierungsschaltung kann auch so ausgestaltet sein, dass die erste Schalteinrichtung mit einem ersten Gleichspannungsanschluss des Stromrichters und mit einem zweiten Gleichspannungsanschluss des Stromrichters verbunden ist. Dadurch ist mittels der ersten Schalteinrichtung der Stromrichter überbrückbar.
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Die Kommutierungsschaltung ist so realisiert, dass die erste Schalteinrichtung und der Schaltungsteil eine elektrische Parallelschaltung bilden. Dadurch wird auf eine besonders einfache Art und Weise das Kommutieren des Stroms von der ersten Schalteinrichtung in den Schaltungsteil ermöglicht.
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Die Kommutierungsschaltung ist so ausgestaltet, dass eine zweite Schalteinrichtung elektrisch in Reihe zu der Parallelschaltung angeordnet ist. Die Reihenschaltung der zweiten Schalteinrichtung zu der Parallelschaltung erhöht die Spannungsfestigkeit der Gesamtschaltung.
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Die Kommutierungsschaltung kann auch so ausgestaltet sein, dass die erste Schalteinrichtung und/oder die zweite Schalteinrichtung einen mechanischen Schalter, insbesondere einen Vakuumschalter (beispielsweise eine Vakuumschaltröhre), aufweist. Mittels eines mechanischen Schalters kann die Kommutierungsschaltung einfach und kostengünstig aufgebaut werden. Insbesondere ist der Einsatz einer Vakuumschalters vorteilhaft, da Vakuumschalter sehr gute dielektrische Wiederverfestigungseigenschaften nach Erreichen des Stromnulldurchgangs aufweisen.
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Die Kommutierungsschaltung kann auch so aufgebaut sein, dass die zweite Schalteinrichtung eine Reihenschaltung aus mehreren mechanischen Schaltern aufweist. Dadurch wird die Spannungsfestigkeit der Gesamtschaltung nochmals vergrößert.
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Die Kommutierungsschaltung ist so aufgebaut, dass die erste Schalteinrichtung mit einem ersten Gleichspannungsanschluss des Stromrichters verbunden ist und die zweite Schalteinrichtung mit einem zweiten Gleichspannungsanschluss des Stromrichters verbunden ist. Dies ermöglicht es, den Stromrichter elektrisch zu überbrücken.
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Offenbart wird weiterhin ein Stromrichter mit einer Kommutierungsschaltung nach einer der vorstehend beschriebenen Varianten.
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Ebenfalls offenbart wird eine Anordnung mit mehreren Stromrichtern, die jeweils eine Kommutierungsschaltung nach einer der vorstehend beschriebenen Varianten aufweisen und wobei die Stromrichter elektrisch in Reihe geschaltet sind.
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Offenbart wird weiterhin ein Verfahren zum Kommutieren eines elektrischen Stroms von einer ersten Schalteinrichtung einer Kommutierungsschaltung in einen Stromrichter, wobei der Stromrichter mittels der ersten Schalteinrichtung überbrückbar ist, wobei
- - der elektrische Strom zunächst durch die geschlossene (d.h. eingeschaltete) erste Schalteinrichtung fließt,
- - die erste Schalteinrichtung geöffnet wird,
- - daraufhin der Strom von der ersten Schalteinrichtung in einen Schaltungsteil der Kommutierungsschaltung kommutiert, wobei durch den Schaltungsteil die Größe der zeitbezogenen Spannungsänderung einer Spannung begrenzt wird, die über der ersten Schalteinrichtung beim Öffnen der ersten Schalteinrichtung auftritt, und
- - aufgrund der Begrenzung der zeitbezogenen Spannungsänderung ein Nulldurchgang des Stroms in der ersten Schalteinrichtung erreicht wird.
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Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass durch den Schaltungsteil die Größe der zeitbezogenen Spannungsänderung an der ersten Schalteinrichtung begrenzt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass in der ersten Schalteinrichtung ein Stromnulldurchgang erreicht wird. Dadurch wird das Kommutieren des durch die erste Schalteinrichtung fließenden Stroms in den Stromrichterpfad sichergestellt.
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Das Verfahren läuft so ab, dass
- - der in den Schaltungsteil kommutierende Strom einen Energiespeicher, insbesondere einen Kondensator, auflädt, und
- - aufgrund der sich mit der Zeit vergrößernden Spannung des Energiespeichers, insbesondere aufgrund der sich mit der Zeit vergrößernden Kondensatorspannung, der Strom von dem Schaltungsteil in den Stromrichter kommutiert wird. Die Kondensatorspannung wirkt hierbei als eine Kommutierungsspannung, die den Strom in den Stromrichterpfad (das heißt, durch den Stromrichter) treibt.
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Das Verfahren kann auch so ablaufen, dass
- - die Höhe der Spannung des Energiespeichers (d.h. der an dem Energiespeicher auftretenden Spannung), insbesondere die Höhe der Kondensatorspannung, auf einen Spannungs-Maximalwert begrenzt wird. Dadurch kann vorteilhafter Weise ein Energiespeicher, insbesondere ein Kondensator, mit vergleichsweise niedriger Spannungsfestigkeit verwendet werden. Derartige Energiespeicher bzw. Kondensatoren sind preisgünstig verfügbar und weisen eine kleine Bauform auf. Dabei ist der Spannungs-Maximalwert größer als die Kommutierungsspannung, welche notwendig ist zum Kommutieren des Stroms von dem Schaltungsteil in den Stromrichter. Die die Höhe der Spannung kann insbesondere mittels eines Überspannungsableiters begrenzt werden.
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Das Verfahren läuft so ab, dass
- - der elektrische Strom zunächst durch eine Reihenschaltung aus der geschlossenen ersten Schalteinrichtung und einer geschlossenen zweiten Schalteinrichtung fließt, und
- - nach dem Kommutieren des Stroms in den Stromrichter die zweite Schalteinrichtung geöffnet wird. Auf Grund der Reihenschaltung kann eine besonders hohe Spannungsfestigkeit der Gesamtschaltung erreicht werden.
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Darüber hinaus weist das Verfahren auch die Vorteile auf, die oben im Zusammenhang mit der Kommutierungsschaltung angegeben sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dazu ist in
- 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Reihenschaltung aus mehreren Stromrichtern dargestellt, welche jeweils eine Kommutierungsschaltung aufweisen, in
- 2 ein nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel eines Stromrichters mit einer Kommutierungsschaltung im Detail, in
- 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stromrichters mit einer Kommutierungsschaltung im Detail und in
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stromrichters mit einer Kommutierungsschaltung im Detail
dargestellt.
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In 1 ist beispielhaft ein Ausschnitt aus einer elektrischen Anlage 1 dargestellt, die zum Beispiel zur Anbindung eines Windparks an ein Energieübertragungsnetz mittels einer Hochspannungsgleichstromübertragung dient. Die elektrische Anlage 1 weist einen ersten Stromrichter 3 mit einem Wechselspannungsanschluss 5, einem ersten Gleichspannungsanschluss 6 und einem zweiten Gleichspannungsanschluss 7 auf. Eine erste Kommutierungsschaltung 8 ist elektrisch parallel zu dem ersten Stromrichter 3 geschaltet. Der erste Gleichspannungsanschluss 6 ist mit einem ersten Verbindungspunkt 9 elektrisch verbunden; der zweite Gleichspannungsanschluss 7 ist elektrisch mit einem zweiten Verbindungspunkt 10 verbunden. Damit liegt ein Stromrichtermodul vor, welches den ersten Stromrichter 3 und die erste Kommutierungsschaltung 8 aufweist.
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In 1 ist eine elektrische Reihenschaltung aus dem ersten Stromrichter 3, einem zweiten Stromrichter 13 und einem dritten Stromrichter 23 dargestellt. Gleichartig zum ersten Stromrichter 3 weist der zweite Stromrichter 13 einen Wechselspannungsanschluss 15, einen ersten Gleichspannungsanschluss 16 und einen zweiten Gleichspannungsanschluss 17 auf. Elektrisch parallel zum zweiten Stromrichter 13 ist eine zweite Kommutierungsschaltung 18 geschaltet. Der erste Gleichspannungsanschluss 16 ist elektrisch mit dem zweiten Verbindungspunkt 10 verbunden, der zweite Gleichspannungsanschluss 17 ist elektrisch mit einem dritten Verbindungspunkt 20 verbunden.
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In gleicher Weise weist der dritte Stromrichter 23 einen Wechselspannungsanschluss 15, einen ersten Gleichspannungsanschluss 26 und einen zweiten Gleichspannungsanschluss 27 auf. Elektrisch parallel zu dem dritten Stromrichter 23 ist eine dritte Kommutierungsschaltung 28 geschaltet. Der erste Gleichspannungsanschluss 26 des dritten Stromrichters 23 ist mit dem dritten Verbindungspunkt 20 elektrisch verbunden, der zweite Gleichspannungsanschluss 27 des dritten Stromrichters 23 ist mit einem vierten Verbindungspunkt 30 elektrisch verbunden.
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Elektrisch in Reihe zu den gezeigten Stromrichtern können noch weitere Stromrichter mit weiteren Kommutierungsschaltungen geschaltet sein. Bei dem ersten Stromrichter 3, dem zweiten Stromrichter 13 und dem dritten Stromrichter 23 handelt sich im Ausführungsbeispiel um Gleichrichter, beispielsweise um Diodengleichrichter. Diese Gleichrichter erzeugen aus einen über den jeweiligen Wechselspannungsanschluss 5, 15, 25 zugeführten dreiphasigen Wechselstrom einen Gleichstrom. Der Gleichstrom wird an dem ersten Gleichspannungsanschluss 6, 16, 26 und an dem zweiten Gleichspannungsanschluss 7, 17, 27 ausgegeben. Die Stromrichter können jeweils Glättungsdrosseln aufweisen, die gleichartig wie in den 2 bis 4 angeordnet sind. Diese Glättungsdrosseln sind jedoch in 1 nicht dargestellt.
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In 2 ist der erste Stromrichter 3 und die erste Kommutierungsschaltung 8 dargestellt. An dem ersten Gleichspannungsanschluss 6 ist dabei eine erste Glättungsdrossel 201 angeordnet; an dem zweiten Gleichspannungsanschluss 7 ist eine zweite Glättungsdrossel 203 angeordnet. Der erste Stromrichter 3 ist mittels der ersten Kommutierungsschaltung 8 elektrisch überbrückbar. Die erste Kommutierungsschaltung 8 weist eine erste Schalteinrichtung 207, einen Kondensator 210 und einen Überspannungsableiter 213 auf. Der Kondensator 210 stellt dabei einen Energiespeicher 210 dar. Die erste Schalteinrichtung 207 bildet einen niederohmigen Bypass-Strompfad (Überbrückungs-Strompfad) für den ersten Stromrichter 3. Die erste Schalteinrichtung 207, der Kondensator 210 und der Überspannungsleiter 213 sind elektrisch parallel geschaltet. Der Kondensator 210 und der Überspannungsableiter 213 bilden einen Schaltungsteil 217, welcher die Größer der zeitbezogenen Spannungsänderung (Änderungsgeschwindigkeit der Spannung zeitliche Änderungsrate der Spannung) einer an der ersten Schalteinrichtung 207 auftretenden Spannung begrenzt. Insbesondere beim Öffnen der ersten Schalteinrichtung 207 tritt an dieser ersten Schalteinrichtung 207 eine derartige zeitliche Spannungsänderung auf.
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Die erste Schalteinrichtung 207 kann insbesondere als ein Vakuumschalter 207 (beispielsweise als eine Vakuumschaltröhre 207) ausgestaltet sein.
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Die Kommutierungsschaltung 8 ist vorteilhafterweise so aufgebaut, dass zwischen der ersten Schalteinrichtung 207 und dem Kondensator 210 möglichst geringe Streuinduktivitäten vorhanden sind. Der Induktivitätswert dieser parasitären Streuinduktivitäten kann durch konstruktive Maßnahmen verringert werden. Gegebenenfalls wird die elektrische Kapazität des Kondensators 210 so groß gewählt, dass der Einfluss der Streuinduktivitäten vernachlässigbar ist.
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In 3 ist der zweite Stromrichter 13 mit der zweiten Kommutierungsschaltung 18 dargestellt. Die zweite Kommutierungsschaltung 18 unterscheidet sich von der ersten Kommutierungsschaltung 8 lediglich dadurch, dass eine zweite Schalteinrichtung 303 elektrisch in Reihe geschaltet ist zu der Parallelschaltung aus erster Schalteinrichtung 207, Kondensator 210 und Überspannungsableiter 213. Die zweite Schalteinrichtung 303 kann als ein mechanischer Schalter ausgestaltet sein, beispielsweise als ein Vakuumschalter oder als ein gasisolierter Schalter mit oder ohne Lichtbogentragfähigkeit oder als ein anderer mechanischer Schalter (z.B. ein Trennschalter). Die erste Schalteinrichtung 207 und die zweite Schalteinrichtung 303 bilden einen niederohmigen Bypass-Strompfad (Überbrückungs-Strompfad) für den Stromrichter 13. Bzgl. der ersten Schalteinrichtung 207, des Kondensators 210 und des Überspannungsableiters 213 gilt auch hier das bei der 2 Gesagte.
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In 4 ist der dritte Stromrichter 23 mit der dritten Kommutierungsschaltung 28 dargestellt. Die dritte Kommutierungsschaltung 28 unterscheidet sich von der zweiten Kommutierungsschaltung 18 lediglich dadurch, dass die zweite Schalteinrichtung 303 als eine elektrische Reihenschaltung aus drei Schalteinrichtungen ausgestaltet ist: Im Ausführungsbeispiel der 4 ist die zweite Schalteinrichtung 303 als eine Reihenschaltung aus einer Schalteinrichtung 403, einer Schalteinrichtung 405 und einer Schalteinrichtung 407 realisiert. Die Schalteinrichtungen 403, 405 und 407 können jeweils (wie die zweite Schalteinrichtung 303 der 3) als ein mechanischer Schalter ausgestaltet sein, beispielsweise als ein gasisolierter Schalter mit oder ohne Lichtbogentragfähigkeit oder als ein Vakuumschalter (beispielsweise als eine Vakuumschaltröhre). Die erste Schalteinrichtung 207, die Schalteinrichtung 403, die Schalteinrichtung 405 und die Schalteinrichtung 407 bilden einen niederohmigen Bypass-Strompfad (Überbrückungs-Strompfad) für den Stromrichter 23.
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In den Ausführungsbeispielen der 2, 3 und 4 ist der Überspannungsableiter 213 jeweils optional, er kann auch weggelassen werden.
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Im Folgenden wird anhand von 3 ein Verfahren zum Kommutieren des elektrischen Stroms erläutert. Bei Normalbetrieb der elektrischen Anlage 1 ist die erste Schalteinrichtung 207 und die zweite Schalteinrichtung 303 geöffnet (ausgeschaltet), der Betriebsstrom fließt von dem dritten Verbindungspunkt 20 über die zweite Glättungsdrossel 203, den zweiten Stromrichter 13 und die erste Glättungsdrossel 201 zum zweiten Verbindungspunkt 10. Wenn nun der zweite Stromrichter 13 gewartet werden soll, dann werden die zweite Schalteinrichtung 303 und die erste Schalteinrichtung 207 geschlossen. Dadurch wird der zweite Stromrichter 13 elektrisch überbrückt. Der Betriebsstrom der elektrischen Anlage 1 fließt weiter, er wird jetzt durch die weiteren elektrisch in Reihe geschalteten Stromrichter (hier also durch den ersten Stromrichter 3 und den dritten Stromrichter 23) erzeugt. Dieser Betriebsstrom fließt dann vom dritten Verbindungspunkt 20 über die zweite Schalteinrichtung 303 und die erste Schalteinrichtung 207 zu dem zweiten Verbindungspunkt 10.
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Wenn nun der zweite Stromrichter 13 wieder in Betrieb genommen werden soll, dann muss der über die zweite Schalteinrichtung 303 und die erste Schalteinrichtung 207 fließende Betriebsstrom in den zweiten Stromrichter 13 kommutiert werden. Dazu wird die erste Schalteinrichtung 207 geöffnet. Auf Grund des fließenden (großen) Betriebsstroms entsteht zwischen den Schaltkontakten der ersten Schalteinrichtung ein Lichtbogen. Die erste Schalteinrichtung 207 ist hier als ein Vakuumschalter (z.B. als eine Vakuumschaltröhre) ausgestaltet. Die Lichtbogenspannung des Lichtbogens in dem Vakuumschalter setzt sich additiv aus den Fußpunktspannungen des Lichtbogens (welche im Wesentlichen stromunabhängig sind) und einem ohmschen Spannungsanteil (welcher stromabhängig ist) zusammen.
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Diese Lichtbogenspannung bewirkt eine Kommutierung des Stromes vom Pfad der ersten Schalteinrichtung 207 auf den Strompfad des Kondensators 210. Die zeitbezogene Spannungsänderung am Kondensator ist durch die Größe des Kapazitätswerts des Kondensators begrenzt. Die Kapazität des Kondensators ist dabei so gewählt, dass der Strom vollständig in den Pfad des Kondensators kommutieren kann, bevor der Kondensator auf eine Spannung größer der Lichtbogenspannung der Schalteinrichtung 207 aufgeladen ist. Ist dies gewährleistet, so verlischt der Lichtbogen in der Schalteinrichtung 207.
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Wenn der Lichtbogen in der ersten Schalteinrichtung 207 verlischt, dann ist der Betriebsstrom vollständig in den Strompfad des Kondensators 210 kommutiert. Dadurch wird dieser Kondensator weiter aufgeladen und die Kondensatorspannung vergrößert sich. Diese Kondensatorspannung wirkt als Kommutierungsspannung und sorgt dafür, dass der Betriebsstrom von dem Pfad des Kondensators 210 auf den Strompfad des zweiten Stromrichters 13 kommutiert. Sobald der Betriebsstrom vollständig in den zweiten Stromrichter 13 kommutiert ist, wird die zweite Schalteinrichtung 303 geöffnet. Da dies im stromlosen Zustand erfolgt, braucht die zweite Schalteinrichtung 303 im Idealfall nicht lichtbogenfest zu sein, aber natürlich kann als zweite Schalteinrichtung 303 auch ein Schalter mit Lichtbogentragfähigkeit verwendet werden. Damit ist der Kommutierungsvorgang des Betriebsstroms von der ersten Schalteinrichtung 207 auf den zweiten Stromrichter 13 abgeschlossen. Jetzt kann der zweite Stromrichter 13 wieder eingeschaltet werden. Daraufhin beginnt der zweite Stromrichter 13 Spannung aufzubauen.
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Die Ladespannung des Kondensators 210 wird durch den Überspannungsableiter 213 auf einen vorgegebenen Wert begrenzt. Dadurch lässt sich die notwendige Isolationsfähigkeit und damit die Auslegung des Kondensators 210 begrenzen. Die Schaltung funktioniert jedoch auch ohne den Überspannungsableiter 213. Dann muss der Kondensator 210 so ausgelegt sein, dass er eine für die auftretenden Spannungen ausreichende Spannungsfestigkeit aufweist.
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Die zweite Schalteinrichtung 303 vergrößert beim Ausführungsbeispiel der 3 lediglich die elektrische Isolationsfähigkeit/Spannungsfestigkeit. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die von dem zweiten Stromrichter 13 bei dessen Betrieb erzeugte Gleichspannung größer ist als die Isolationsfähigkeit der ersten Schalteinrichtung 207. Die Schaltung funktioniert jedoch auch ohne die zweite Schalteinrichtung 303, dann liegt die Schaltung nach 2 vor. In diesem Fall muss die erste Schalteinrichtung 207 so ausgelegt sein, dass sie auch den beim Betrieb von dem Stromrichter 13 erzeugten Gleichspannungen standhalten kann.
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Mit den beschriebenen Kommutierungsschaltungen und dem beschriebenen Verfahren können Gleichströme von beispielsweise bis zu mehreren kA in den Stromrichter kommutiert werden. Die Kommutierungsschaltung (insbesondere die Größe und Spannungsfestigkeit des Kondensators) werden dabei in Abhängigkeit von den durch den Stromrichter fließenden Strömen und von der Größe der Glättungsdrosseln ausgelegt.
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Die vorgestellte Lösung kann insbesondere mit Vorteil für die Anbindung von Offshore-Windkraftanlagen, z.B. eines Offshore-Windparks, mittels einer Hochspannungsgleichstromübertragung an ein landseitiges Energieversorgungsnetz eingesetzt werden. Insbesondere ist dabei vorteilhaft, dass sich durch die Verwendung einer ersten Schalteinrichtung und einer zweiten Schalteinrichtung (wie in 3 dargestellt) eine große Isolationsfähigkeit bereitstellen lässt, ohne dass der Kondensator auf die volle DC-Nennspannung ausgelegt zu sein braucht. Dies wird dadurch ermöglicht, dass mittels der Kommutierungsschaltung lediglich die Kommutierungsspannung bereitgestellt zu werden braucht. Das heißt, der Kondensator 210 braucht nur soweit aufgeladen werden, bis die Kondensatorspannung die Kommutierungsspannung überwindet.
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Vorteilhaft ist, dass die Kommutierungsschaltung im einfachsten Fall lediglich aus der ersten Schalteinrichtung mit einem parallel geschalteten Kondensator aufgebaut ist. Optional kann vorteilhafterweise eine Begrenzung der Kondensatorspannung erfolgen, z. B. mittels eines Überspannungsableiters. Die Verwendung einer zweiten Schalteinrichtung (die ggf. wiederum aus einer Reihenschaltung von mehreren Schalterrichtungen bestehen kann) vergrößert in vorteilhafter Weise die Isolationsfähigkeit der Kommutierungsschaltung, ohne dass der Kondensator auf die vollen auftretenden Spannungen ausgelegt zu sein braucht.
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Es wurde eine Kommutierungsschaltung und ein Verfahren beschrieben, mit denen einfach und zuverlässig ein elektrischer Strom von einem einen Stromrichter überbrückenden Strompfad zurück in den Stromrichter kommutiert werden kann.