專利名稱：補償裝置和使用一個補償裝置的輸電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種補償裝置和一種使用這樣一種補償裝置的輸電系統(tǒng)。特別是本發(fā)明涉及一種包括無變壓器電抗串聯補償器的補償裝置。
為了增加輸電的容量和使輸電更穩(wěn)定，典型地在輸電系統(tǒng)中使用補償裝置。通常一個補償裝置與包括一個斷路器的輸電線串聯連接，并且該補償裝置包括至少一個補償單元。每個補償單元包括一個無變壓器電抗串聯補償器，該無變壓器電抗串聯補償器包括一個直流電容器和一個由自滅弧半導體構成的單相逆變器。
具體地說，在補償單元中各個逆變器與對應的一個直流電容器連接。在這樣的一個補償裝置中，在一個正常操作能夠開始之前，直流電容器必須被預充電到一個規(guī)定的電壓，該預充電通常由一個附加的預充電電路來進行或由一個流過一個輸電線的線電流來進行。
本發(fā)明特別涉及補償裝置怎樣能夠利用一個簡單電路結構的預充電電路對至少一個直流電容器有效預充電的問題。
近年來，在輸電系統(tǒng)中已經使用了幾個不同補償裝置的例子來提供更穩(wěn)定和更高效率的輸電系統(tǒng)。這種輸電系統(tǒng)被稱為靈活的交流傳輸系統(tǒng)(所謂的FACTS)。在補償裝置中通常使用半導體器件。這種半導體器件可以包括類似于可柵極關斷晶閘管(所謂的GTOs)和柵極換流的可關斷晶閘管(所謂的GCTs)的自滅弧半導體。此外，也可以利用絕緣柵雙極性晶體管(所謂的IGBTs)。這些部件已經被應用到電力變換器中，例如補償裝置的逆變器中，并且根據調查為了實現使輸電系統(tǒng)更穩(wěn)定，在將來他們的應用將更廣泛。
在FACTS系統(tǒng)中使用一個包括無變壓器電抗串聯補償器(所謂的TLRSC)的補償裝置。
圖9示出了一種輸電系統(tǒng)，該輸電系統(tǒng)包括兩個彼此通過輸電線2a、2b連接的交流電力系統(tǒng)1a和1b、一個補償裝置3，即一個TL-RSC3、和一個設置在交流電力系統(tǒng)1b和輸電線2b之間的斷路器4。在輸電線2a和2b之間設置TL-RSC3不僅增加了輸電容量而且使該系統(tǒng)更穩(wěn)定。此外，TL-RSC3在兩個輸出端3a，3b上直接地與輸電線2a、2b串聯連接，而不用任何變壓器。


圖10示出了一個TL-RSC3的詳細結構，如從下列兩個現有技術中所得知的，在Proceedings of the Power Conversion Conference(PCC)-Nagaoka1997，pp.197-202中發(fā)表的文章“具有電壓源逆變器的無變壓器電抗串聯補償器”和EP98106780.4，這兩個現有技術示出了權利要求1和13的前序部分。
在圖10中，5a-5d表示自滅弧半導體、6a-6d表示與每個自滅弧半導體反相并聯的續(xù)流二極管、7表示一個由自滅弧半導體5a-5d和續(xù)流二極管6a-6d構成的單相逆變器、8表示一個與單相逆變器7連接的直流電容器、9a和9b表示濾波電抗器、10表示一個濾波電容器，11表示一個由濾波電抗器9a，9b和濾波電容器10構成的濾波電路、12表示一個交流開關12。此外，13表示補償裝置TL-RSC3的一個補償單元、14a和14b表示補償單元13的兩個輸出端。
在圖10中，自滅弧半導體5a表示為與續(xù)流二極管6a是分離的。然而，近年來已經發(fā)展了反向導通自滅弧半導體，該自滅弧半導體把在相同組件中的自滅弧半導體5a和續(xù)流二極管6a的功能結合起來。當該反向導通自滅弧半導體被應用到單相逆變器7時，在圖10不需要續(xù)流二極管6a-6d。
雖然在圖10中補償裝置TL-RSC3由一個補償單元13構成時，但是圖11示出了由幾個補償單元構成的補償裝置，它們由符號13a、13b、13c表示，這樣的結構具有更大的功率補償容量。在此，補償裝置TL-RSC3由幾個級聯的補償單元13a-13c構成，它們串聯連接在每個補償單元13a、13b、13c的輸出端14a和14b之間。當然，每個補償單元13a-13c具有如在圖10中所示的相同結構。通常，這種補償單元典型地可以串聯連接到10個。
如在圖10中所示的，單相逆變器7與輸電線2a，2b串聯和間接地連接而不用任何變壓器。也就是，逆變器7借助于串聯插入的濾波電路11與輸電線2a，2b耦接。濾波電路11基本上消除了諧波失真，該諧波失真是由一個脈寬調制(所謂的PWM)控制操作的單相逆變器7產生的(如已知的，PWM控制被應用于在預定的時間間隔使逆變器7導通/關斷)。當輸電線2a，2b上受單相逆變器7的影響(即，考慮到阻抗匹配和/或由PWM控制在輸電線上產生的峰值)非常小時，特別是在高PWM頻率的情況下，濾波電路11可以被去消。因此，一個分離結構的濾波電抗器9a、9b是不必要的，它們之中的一個可以是足夠的。
交流開關12被定義為這樣一個開關，即在預定的導通/關斷時間打開和閉合以便與端子14a，14b連接或分離并且當該開關被閉合時(即在一個導通狀態(tài)下)也能夠流過一個交流電流。EP98106780.4中公開這種用于起動和關閉一個補償裝置TL-RSC3的操作的交流開關12。
雖然利用具有一個TL-RSC3的補償裝置已經被提出用于新的FACTS系統(tǒng)，但是由于電路本身的問題到目前為止未出現可有效操作的電路。在其正常的PWM操作期間，TL-RSC3控制流過輸電線2a，2b的線電流并且單相逆變器7通過利用直流電容器8的電壓來產生輸出電壓。
然而，在正常的PWM操作起動之前，直流電容器8上的電壓是0，因此直流電容器8的預充電操作是需要的。因而，實現一個可工作的TL-RSC3主要地取決于提供有效的預充電技術，特別的關于用于預充電的單個補償元件的費用、尺寸和重量，如在下面將要說明的。
首先，在圖12中示出了一個用于三相逆變器的半橋電路，該半橋電路設置有用于直流電容器8的預充電電路。如在圖12中所示的，該電路結構是一種并聯電路結構，即通過把流過輸電線2的每相(3相線路)中的電流分流出部分電流給對應的半橋電路并且因此提供給直流電容器來實現直流電容器8的預充電。預充電電路能夠利用由輸電線2來的電流對直流電容器8進行充電。
一個如在圖12中所示的預充電電路在“Mitsubishi DenkiGihou，Vol.63，No.10，1989，pp.41”中被描述了。在此，該逆變器已經被應用到一個有源濾波器，以便減小輸電線2中的諧波失真。如在圖12中所示的，作為預充電電路，一個開關15a與對應的預充電電阻器16串聯連接，另一個開關15b與開關15a和預充電電阻器16構成的電路并聯連接。
在預充電操作期間，即在有源濾波器的正常PWM操作開始之前，開關15a導通而開關15b關斷。因此能夠獲得由輸電線2經過預充電電阻器16的功率(本質上是一個電流)，并對直流電容器8預充電。預充電電阻器16作為一個限流電阻器來工作。
在預充電操作周期之后，通過使開關15b導通來使預充電電阻器16被短路并且在同時開關15a應該被打開。
當在圖12中使用的用于一個有源濾波器的并聯型預充電電路被應用于一個補償裝置TL-RSC3，其中TL-RSC3特別具有如在圖11中所示的多個結構時，需要許多預充電電阻器16(每個補償單元3個)和許多輔助開關15a，15b(每個補償單元2個)。此外，在TL-RSC3的正常操作期間，線電流流過開關15a。當把圖12的并聯型預充電電路應用到一個有源濾波器上時，流過開關15b的導通電流是一個補償流入到輸電系統(tǒng)中的失真電流的電流(在圖12中沒有示出)。因此在有源濾波器的情況下，開關15b的導通電流是比較小的。
然而，另一方面，當把并聯型預充電電路應用到一個包括無變壓器電抗串聯補償器的補償裝置TL-RSC3中時，由于在輸電系統(tǒng)中存在大電流和高電壓，所以由開關15b產生的導通狀態(tài)的功率損耗是非常高的。
其次，在一個補償單元13中使用一個濾波電路11，該濾波電路11特別包括一個濾波電容器10。設計濾波電容器10的容量以便減小由通過PWM控制來驅動的單相逆變器7產生的諧波失真。另一方面，在上述預充電操作期間(在預充電期間交流開關12是打開的)濾波電容器10與輸電線2a，2b串聯連接，并且濾波電容器10的容量在任何方式與輸電線2a，2b的串聯連接不匹配。因此，在圖10中的串聯型補償裝置3具有另外的缺點，即濾波電容器10的容量與輸電線阻抗不匹配。因此，如果如在圖12中所示的一個并聯型預充電電路被應用到如在圖10中所示的串聯型補償裝置TL-RSC3中，那么在預充電期間濾波電容器10可以被過充電，它是由于濾波電路11的濾波電容器10的不匹配電容引起的。
如上所述，當常規(guī)的預充電技術被應用到TL-RSC3上時有些方面需要被考慮。也就是，對于每個補償單元13來說需要許多預充電電阻器16。此外也需要許多分別連接或斷開各個預充電電阻器16的開關15a，15b。此外，由于在輸電系統(tǒng)中存在大電流和高電壓，所以對于流過線電流的開關15b來說需要相對大容量的冷卻系統(tǒng)。此外，為了解決濾波電容器10的過電壓問題，濾波電容器10的容量必須被增加或濾波電容器10必須設置有一個限壓裝置。這些必須條件需要尺寸和昂貴的部件。因此它們使TL-RSC3本身尺寸大和昂貴，也就是，使用線電流為直流電容器預充電的并聯型預充電電路不能被應用到串聯型補償裝置上。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種串聯型(即，在輸電線中串聯設置的)補償裝置和一種利用該補償裝置的輸電系統(tǒng)，該補償裝置具有簡單電路結構同時也允許對直流電容器進行有效的預充電，而沒有上述與并聯型預充電電路連接的缺點。
利用一個補償裝置能夠實現這個目的，該補償裝置與輸電線串聯連接，其中輸電線具有至少一個斷路器，并且該補償裝置包括至少一個具有一個無變壓器電抗串聯補償器的補償單元，該補償器具有一個直流電容器和一個單相逆變器，并且設置一個預充電裝置，用于對至少一個補償單元的直流電容器預充電。
利用一個輸電系統(tǒng)也能夠實現這個目的，該輸電系統(tǒng)包括兩個彼此通過輸電線連接的交流電力系統(tǒng)，至少一個插入在輸電線中的斷路器；一個或多個插入在輸電線中的補償裝置；其中每個補償裝置包括至少一個具有一個無變壓器電抗串聯補償器的補償單元，該補償器具有一個直流電容器和一個單相逆變器；其中設置一個預充電裝置，用于對至少一個補償單元的直流電容器預充電。
這樣的補償裝置和輸電系統(tǒng)在每個補償單元中只利用最少量的電路元件，以便實現預充電操作并且不需要大尺寸的元件，因此使補償裝置和輸電系統(tǒng)尺寸小和低費用。
根據一個優(yōu)選的實施例，預充電裝置包括一個由變換器構成的預充電電路，用于提供直流充電電壓以便對直流電容器充電、使所述預充電電路與所述直流電容器分離/連接的第一開關、使所述單相逆變器與所述輸電線分離/連接的第二開關和一個用于控制所述開關的預充電控制器，以致于在預充電操作期間使預充電電路與直流電容器連接，同時直流電容器與補償單元的輸出端分離，而在預充電操作結束之后控制該開關，以致于使該直流電容器與預充電電路分離，但使該直流電容器與該補償單元的輸出端連接。
根據另一個優(yōu)選的實施例，設置幾個補償單元，每個補償單元包括一個直流電容器、設置對應的開關，以便對每個直流電容器分別地進行連接/分離控制，其中預充電電路同時對所有并聯連接的直流電容器進行預充電。根據另一個優(yōu)選的實施例，預充電電路包括一個變換器。
根據另一個優(yōu)選的實施例，預充電裝置包括一個交流開關，該交流開關具有一個第一端和一個第二端，它們與至少一個補償單元的輸出端連接、和一個交流開關控制器，在流過輸電線的線電流過零之后交流開關控制器使所述交流開關關斷一個時間間隔。
根據另一個優(yōu)選的實施例，交流開關包括至少兩個反向并聯連接的晶閘管。
根據另一個優(yōu)選的實施例，交流開關包括四個晶閘管和一個限流裝置，第一和第二晶閘管的陰極在一個第一串聯連接節(jié)點上被連接在一起，第三和第四晶閘管的陽極在一個第二串聯連接節(jié)點上被連接在一起，所述第一晶閘管的陽極和所述第三晶閘管的陰極與所述交流開關的所述第一端連接，所述第二晶閘管的陽極和所述第四晶閘管的陰極與所述交流開關的所述第二端連接，限流裝置被連接在所述第一和第二串聯連接節(jié)點之間。
根據另一個優(yōu)選的實施例，交流開關包括5個晶閘管和一個限流裝置，第三晶閘管的陰極與第四晶閘管的陽極連接，第二晶閘管的陰極與第一晶閘管的陽極連接，第一晶閘管的陰極和第三晶閘管的陽極與交流開關的第一端連接，第二晶閘管的陽極和第四晶閘管的陰極與交流開關的第二端連接，第五晶閘管與第一晶閘管反向并聯連接，限流裝置被連接在所述第一晶閘管的陽極和第三晶閘管的陰極之間。
根據另一個優(yōu)選的實施例，交流開關包括六個晶閘管，第六晶閘管與第四晶閘管反向并聯連接。
根據另一個優(yōu)選的實施例，每個自滅弧半導體具有一個柵極電源裝置，用于把由直流電容器來的柵極電源直接地或間接地提供給每個自滅弧半導體的柵極驅動單元。
本發(fā)明的其它的優(yōu)選實施例和改進在從屬權利要求給出了。下面將參照實施例和附圖來描述本發(fā)明。
圖1(1)示出了根據本發(fā)明的具有一個預充電裝置PCM的補償裝置的原理方框圖；圖1(2)示出了根據本發(fā)明的第一實施例的一個補償裝置，該第一實施例被應用到補償裝置包括3個補償單元13a，13b，13c的一個例子中；圖2示出了可適應于例如在圖1(2)中的補償裝置的預充電電路20；圖3示出了根據本發(fā)明的第二實施例的一個補償裝置；圖4示出了根據本發(fā)明交流開關的控制方法；圖5示出了根據本發(fā)明的一個交流開關12的實施例，該交流開關12由兩個反向并聯連接的晶閘管構成；圖6(1)示出了根據本發(fā)明的另一個交流開關12的實施例，該交流開關12由四個晶閘管和一個限流裝置31構成；圖6(2)示出了根據本發(fā)明的另一個交流開關12的實施例，該交流開關12由六個晶閘管和一個限流裝置31構成；圖6(3)示出了根據本發(fā)明的另一個交流開關12的實施例，該交流開關12由五個晶閘管和一個限流裝置31構成；圖6(4)示出了在整流器(作為逆變器7的一部分)之前和之后的波形，該整流器用于在圖6(1)，6(2)，6(3)中所示的交流開關12的實施例。
圖7(1)示出了一個柵極驅動電源電路的實施例；圖7(2)示出了一個常規(guī)的柵極驅動電源電路的例子，該電源電路包括一個絕緣變壓器；圖7(3)示出了在圖7(1)中解釋的一個柵極驅動單元39的例子；圖8示出了直流電容器的一個預充電操作；圖9示出了根據現有技術的一個補償裝置的應用；圖10示出了根據現有技術的一個無變壓器電抗串聯補償器的結構圖；圖11示出了根據現有技術的多結構的補償裝置；圖12示出了根據現有技術的一個預充電電路。
圖1(1)示出了根據本發(fā)明的一個補償裝置3，該補償裝置3與輸電線2a，2b串聯連接，該輸電線2a，2b具有至少一個斷路器(例如在圖9參考符號為4)，該補償裝置3包括一個補償單元13，補償單元13包括一個具有直流電容器8和單相逆變器7的無變壓器電抗串聯補償器(此后稱為一個TL-RSC)，其中單相逆變器7最好由自滅弧半導體5a，5b，5c和5d(如在圖10中所示的)構成。
應該指出的是用于逆變器的其它結構也可以被利用，以致于本發(fā)明不限于僅利用自滅弧半導體。此外，本發(fā)明不限于只具有一個補償單元的補償裝置，而本發(fā)明的原理也可以被應用到具有級聯的補償單元的補償裝置，如在圖11和12中所示的(將在下面解釋)。
圖1(1)示出了具有一個預充電裝置的補償裝置。如在圖1(1)中所示的，預充電裝置基本上既可以與單個補償單元13單獨地被設置，或可以與多個補償單元13單獨地被設置，如用PCM(1)表示的。預充電裝置PCM(1)涉及如在下面描述的第一實施例。
另一方面，預充電裝置實際上可以被設置在輸電線2a，2b與逆變器7之間，如用PCM(2)表示的。預充電裝置PCM(2)利用從輸電線2a，2b來的功率對直流電容器8進行充電并且涉及如在下面詳細描述的第二實施例。
根據另一個實施例，預充電裝置PCM(1)和PCM(2)也可以結合起來被使用。
如果具有幾個級聯的補償單元，如在圖11中所示的，那么預充電裝置PCM(1)可以對每個單元中的各個直流電容器8進行充電，即對于所有的補償單元能夠公共地設置PCM(1)。另一方面在級聯的補償單元的情況下，在每個補償單元中單獨地設置預充電裝置PCM(2)。
由于單獨地設置一個獨立的預充電裝置PCM(1)，所以在此可以進行預充電而不利用如在圖12中所示的一個預充電電阻器16。預充電裝置PCM(1)最好是一個能夠輸出直流電壓的變換器，以便對直流電容器進行充電。因此，部件的數量可以被減小并且由常規(guī)電阻器16產生的功率損失可以被避免。
由于設置了一個預充電裝置PCM(2)，所以也能夠進行預充電而不利用如在圖12中所示的一個預充電電阻器16。如將在下面看到的，預充電裝置PCM(2)利用線電流和一個特殊控制的交流開關對直流電容器進行預充電。
在設置預充電裝置PCM(1)和預充電裝置PCM(2)之后的普通想法當然是避免如在現有技術中的預充電電阻器，即設置一個單獨的預充電裝置，該預充電裝置不產生功率損耗或阻抗不匹配。預充電裝置PCM(1)和預充電裝置PCM(2)通過在補償單元中插入只用于預充電的元件能夠解決這個問題，該元件與開關或電流/電壓檢測器一樣不損耗能量。
下面將詳細描述預充電裝置PCM(1)和預充電裝置PCM(2)的實施例。此后，如果描述涉及到第一實施例，那么符號PCM表示PCM(1)，如果描述涉及到第二實施例，那么符號PCM表示PCM(2)。第一實施例圖1(2)示出了根據本發(fā)明的第一實施例的一個補償裝置3，該補償裝置3與輸電線2a，2b串聯連接，該輸電線2a，2b具有至少一個斷路器4，該補償裝置3包括三個串聯連接的補償單元13a，13b，13c，每個補償單元包括一個由直流電容器8和單相逆變器7構成的無變壓器電抗串聯補償器(此后稱為一個TL-RSC)，其中單相逆變器7最好由自滅弧半導體5a，5b，5c和5d(如在圖11中所示的)構成。如上所述，本發(fā)明不限于具有三個級聯的補償單元的補償裝置，而本發(fā)明的原理也可以被應用到只具有一個補償單元的補償裝置，如在圖1(1)中所示的。在圖1(2)中，每個補償單元13a，13b，13c包括一個如在圖1(1)中(或圖10中)所示的基本電路結構。
在圖1(2)中，預充電裝置包括一個預充電電路20、兩個開關17a，17b，它們的一端分別與一個直流電容器8連接，另一端分別與正輸入端18a和負輸入端18b連接，其中正輸入端18a和負輸入端18b分別與預充電電路20的正輸出端21a和負輸出端21b連接、另外兩個開關19a，19b，它們分別與補償單元13a，13b，13c的輸出端14a和14b連接、和一個預充電控制器22，該預充電控制器22控制開關17a，17b，19a，19b，交流開關12和斷路器4，如在下面將要詳細描述的。
把圖1(1)和圖1(2)結合起來看，第一開關17a，17b被設置在直流電容器8與預充電電路20之間，在預充電電路20的端子21a，21b上提供輸出電壓，而第二開關19a，19b被設置在端子14a，14b和濾波電路11之間或設置在濾波電路11和逆變器7之間，或設置在逆變器7和直流電容器8之間，以便在預充電操作期間使直流電容器8與輸電線2a，2b(也就是，每個補償單元的輸出端14a，14b)分離，如在下面將要看到的。
預充電電路20的一個優(yōu)選實施例是能夠輸出一個直流電壓的變換器，以便對直流電容器8進行預充電。圖2示出了預充電電路20的一個具體的例子，該預充電電路20非常簡單。由一個變壓器23提供一個交流電壓并且一個二極管整流橋輸出一個直流電壓給正輸出端21a，21b。可以設置一個限流電阻器25來減小在一個預充電操作期間的起動電流。利用變壓器23來確定預充電電壓的幅值和利用限流電阻器25的阻值和直流電容器8的容量來確定一個時間常數。
下面描述根據在圖1(2)中的預充電電路的預充電過程。在預充電之前，利用預充電控制器22使開關17a，17b，19a，19b(直流電容器8與補償單元13a的輸出端14a，14b是分離的)和交流開關12被設置在關斷狀態(tài)。在預充電控制器22接收一個由主控制器(在圖1(2)中沒有示出)來的預充電指令之后，預充電控制器22首先閉合開關17a，17b。然后，預充電電路20對與輸出端21a，21b連接的所有直流電容器8進行充電。在預充電操作完成之后，預充電控制器22打開開關17a，17b，接通交流開關12并且閉合開關19a，19b，然后閉合斷路器4。線電流借助于斷路器4開始流過輸電線2a，2b。在這之后，可以利用交流開關12的一個預定控制使每個補償單元13a，13b，13c(或當補償裝置只包括一個如在圖1(1)中所示的單個補償單元時，為單個補償單元13的操作)的開始操作，例如以在EP98106780.4中描述的方式進行操作，在該專利文獻中公開的內容在此作為參考被引用。
在預充電操作期間，如果補償裝置包括幾個補償單元13a，13b，13c，如在圖1(2)中所示的(不僅在圖1(1)中所示的一個補償單元)，那么預充電控制器22能夠選擇所有開關17a，17b之外的一個或幾個開關，同時斷路器4仍然防止功率(實際上為電流)從輸電線2a，2b流到直流電容器8中。由于在預充電操作期間，預充電控制器22打開開關19a，19b和/或斷路器4，所以在正常操作期間具有不同電壓差的多個直流電容器8(或如果補償裝置僅包括一個如在圖1(1)中所示的單個補償單元，那么只有一個直流電容器8)能夠同時與預充電電路20的輸出端21a，21b并聯連接(如在圖1(1)的概要圖中主要解釋的)。
雖然在圖1(2)中只考慮了三相輸電線(如在圖12中表示的)中的一相，但是根據本發(fā)明的另一個實施例，通常，預充電電路20最好能夠與為每相單獨設置的補償單元13a，13b，13c的幾個直流電容器8并聯連接，并且能夠為每個單獨設置的直流電容器預充電。
在圖1(2)中的預充電電路20與位于相同相中的幾個直流電容器8連接。然而，它也能夠使預充電電路20與位于其它相上的其它直流電容器8連接。
如參照圖1(1)和圖1(2)所描述的，本發(fā)明的預充電裝置PCM進行一個控制，以便使各個直流電容器8與補償裝置的其它電路部件和輸電線分離，并且在預充電操作期間由預充電電路20獨立地用一個直流電壓對直流電容器8進行充電，該直流電壓是與輸電線單獨設置的。第二實施例在圖1(2)中，作為一個實施例，預充電裝置PCM包括一個單獨設置的預充電電路20，該預充電電路20例如由根據圖2的變換器來構成，該變換器包括一個變壓器23和一個二極管整流器24，該二極管整流器24用于提供直流預充電輸出電壓。下面描述在圖1(1)中所示的一個預充電裝置PCM(2)的第二實施例，在該實施例中沒有利用在圖1(2)中所示的預充電電路20。
圖3示出了補償單元13，該補償單元13包括一個預充電裝置，該預充電裝置允許由輸電線2a，2b來提供一個預充電功率(電流和電壓)，以便對直流電容器8進行預充電。該預充電裝置包括一個檢測交流開關12的一個外加電壓V的電壓檢測器26、一個檢測線電流I的過零點的電流檢測器27和一個交流開關控制器28，該交流開關控制器28接收從電壓檢測器26和從電流檢測器27來的兩個輸出信號i，v和接收從一個主控制器(沒有示出)來的在信號線上傳送的預充電指令，并且根據這些信號來控制交流開關12。
交流開關控制器28能夠在預定的導通和/或關斷時間上把交流開關12控制到它的關斷(打開)或導通(閉合)狀態(tài)，并且當交流開關12被控制到它的導通狀態(tài)時，一個交流電流能夠流過交流開關12。當交流開關12被控制到它的導通狀態(tài)時，電流檢測器27的一個輸出i不僅表示線電流而且也表示交流開關12的一個電流。最好，電流檢測器27只檢測交流開關12的電流，并且只要它能夠檢測到交流開關12的電流，它能夠被安裝在任何合適的位置上。
下面詳細描述在圖3中所示電路的操作。由于交流開關12上的電壓也被提供單相逆變器(通過濾波電抗器9a，9b)，所以實際上單相逆變器7的一個輸入電壓基本上等于交流開關12的外加電壓V。當所有自滅弧半導體5a-5d被保持在關斷狀態(tài)時，由于設置了續(xù)流二極管6a-6d，所以單相逆變器7能夠作為一個單相二極管整流器被操作，因此，由于電壓V將被傳送、整流和作為一個預充電直流電壓被提供給直流電容器8，所以交流開關12上出現的交流電壓V能夠被用于直流電容器8的預充電操作。
利用交流開關控制器28來進行預充電操作，如在圖4中所示的。首先，在給交流開關12一個導通指令之后，斷路器4被閉合。就在交流開關12剛剛閉合之后，一個線電流開始流過輸電線2a，2b和交流開關12。雖然該線電流暫時包含一個過電流，但是該過電流由在輸電線2a，2b等中的內部電阻器消除掉。在交流開關控制器28借助于信號傳輸線29接收一個預充電指令之后，交流開關控制器28給交流開關12發(fā)出一個開關信號，如在圖4中上面的曲線所示的。在此，由開關信號的導通/關斷狀態(tài)進行的控制包括一個延遲時間“alfa”，該“alfa”被定義為從線電流I的每個過零點開始的相位控制角。
在延遲時間alfa之內交流開關12打開，因此線電流I對濾波電容器10進行充電，以致于在該相位控制角期間在交流開關12上產生一個電壓V。由于這個電壓V也是單相逆變器7(它作為如上所述的單相二極管整流器來操作)的輸入電壓，所以利用這個輸入電壓V對直流電容器8充電。
如在圖4中下面的曲線所示的，由于相位控制角alfa，所以使交流開關12的外加峰值電壓Vth能被控制。因此，利用相位控制角alfa能夠控制直流電容器8的預充電電壓的幅值和預充電操作期間的時間常數。由于允許一個預定的最大電壓Vth被提供給直流電容器(例如由直流電容器的擊穿電壓來限制)，所以相位控制角alfa(即在線電流過零之后的延遲時間)是從線電流過零時的時間到交流開關12的電壓達到預定的電壓Vth時的時間的一個時間間隔，同時在該時間間隔中的電壓被用作為直流電容器8的預充電電壓。
在預充電操作被完成之后，補償裝置3的交流開關控制器28能夠進行起動操作，如在EP98106780.4中公開的。最好交流開關12在線電流過零時被關斷，以致于線電流從交流開關12被轉換到單相逆變器7。
如在圖4中上面曲線所示的開關信號產生一個交流電壓作為提供給逆變器7的輸入電壓V。交流開關控制器28每隔一個線電流周期能夠輸出一對開關信號。然后提供給單相逆變器7的輸入電壓V變?yōu)橐粋€直流電壓。
如上所述，在第二實施例中，由于當電流檢測器27檢測到線電流過零時交流開關控制器28打開交流開關12(或交流開關自動地打開，如在此后參照圖5所描述的)，當電壓檢測器26在交流開關12上檢測到一個預定電壓Vth時交流開關控制器28再次閉合交流開關12，所以在閉合斷路器4之后由輸電線來的線電流能夠被用于對直流電容器8充電。
如上所述，值“alfa”能夠是一個固定的“恒定”預定值或它可以是一個取決于直流電容器8的電壓的可變化和可控制的值。第三實施例圖5示出了一個適合于圖13中的補償單元13的交流開關12的優(yōu)選實施例。交流開關12由兩個反向并聯連接的晶閘管30a，30b構成。通常，一個單個晶閘管具有取決于施加電壓的一個限定的導通時間，然而，它沒有限定的關斷時間。因此，如果當晶閘管導通電流時晶閘管的導通信號被消除，那么當導通電流等于零時該晶閘管自動地被關斷。因此，交流開關控制器28最好在如圖4中所示的導通狀態(tài)期間取消導通信號，并且由于晶閘管30a，30b的關斷特性，所以在線電流I過零時在圖5中所示的交流開關12自動地關斷。然后，在交流開關12上開始產生如在圖4中所示的電壓。因此，在補償裝置3設置有如在圖5中所示的交流開關12的情況下，不再需要電流檢測器27。
此外，最好交流開關12的晶閘管30a，30b不是電觸發(fā)的晶閘管而是光觸發(fā)的晶閘管。其原因是在正常操作期間補償裝置TL-RSC3應該從地電位開始浮動并且晶閘管30a，30b的柵極電路也應該與地電位絕緣。當把作為交流開關12的晶閘管提供給補償裝置3時，該晶閘管的絕緣水平是非常高的。一方面，如果利用電觸發(fā)晶閘管，那么需要巨大的絕緣變壓器來使柵極電路與地電位絕緣。因此，如果利用光觸發(fā)晶閘管，那么能夠消除絕緣變壓器，其原因是直接地利用一個激光源能夠使光觸發(fā)晶閘管導通。第四實施例應該指出的是在圖4中當交流開關12的外加電壓V不是零時，即當濾波電容器10保持一定的電壓時，在此時交流開關12首先被導通。在交流開關12的導通操作中，相對大的放電電流從濾波電容器10流入到交流開關12中。然而，放電電流僅出現在預充電操作期間。因此相位控制角alfa最好被設置到盡可能靠近零、180°、或360°值上。
然而，也需要防止交流開關12避免由濾波電容器10流過來的放電電流。這種保護的一個例子是把限流裝置(最好是一個具有非線性電阻特性的電阻器)插入到一個電路中，放電電流流過該電路。這樣一種保護裝置在Proceeding of the European Power Electronics and Drives Association(EPE)｀97，Vol.1，pp.106-111中發(fā)表的文章“利用用于模件的電力拖動變換器的IGBT技術的集成功率模件”中已經描述了，并且它被稱為一個特殊的短路限流器(SCCL)。因此，根據本發(fā)明的另一個實施例，一個SCCL能夠直接地與濾波電容器10連接。
在圖6(1)中示出了根據本發(fā)明的第四實施例的用于保護交流開關12的另一種保護技術。在交流開關12本身之內，交流開關12與一個限流裝置31成為一體，例如一個電阻器和/或一個電抗器。在圖6(1)中所示的交流開關12的結構是利用兩個在陽極上串聯連接的晶閘管30a，30b和兩個在陰極上串聯連接的晶閘管30c，30d構成的，同時限流裝置31被設置陽極和陰極之間。
另一方面，在圖6(2)中示出了根據本發(fā)明的第四實施例的用于保護交流開關12另一種保護技術。這個交流開關12包括六個晶閘管。在這種情況下，在圖6(2)中所示的交流開關12具有兩種操作方式。在本發(fā)明的預充電期間，四個晶閘管30a，30d，30e，30f被選擇，以致于在轉換期間交流開關12能夠呈現一個打開和一個閉合狀態(tài)，而利用交流開關控制器使兩個晶閘管30b，30c保持在一個關斷(打開)狀態(tài)。具體地說，在預充電期間一對晶閘管30a和30f與另一對晶閘管30d和30e分別地被控制以便分別地呈現相同的開關狀態(tài)，導通和關斷。
另一方面，在下列預充電操作的正常操作期間，為了開關轉換選擇四個晶閘管30a，30b，30c，30d，另兩個晶閘管30e，30f保持在一個關斷狀態(tài)。然后，一對晶閘管30a和30b與另一對晶閘管30c和30d同時分別地被控制并且被設置到相同的開關狀態(tài)，導通和關斷。
因此，由于在兩種不同的操作方式中選擇不同的晶閘管，所以當交流開關12被閉合時，只有在預充電操作期間，限流裝置31使線電流導通，另一方面，在正常操作期間在限流裝置31內產生不固定的功率損耗。
如參照圖6(2)進行描述的，兩個晶閘管30e和30f需要實現如在圖4中所示的在0°和180°上具有兩個轉換的開關信號圖形。然而，如果每360°間隔只一次開關被進行，那么由線電流的每個周期中的一對開關信號中的一個開關信號提供給交流開關12就足夠了，如上所述。在這種情況下，如在圖6(3)所示的，能夠只利用一個晶閘管30e。接著，在預充電操作期間，特別是在線電流的半個周期中，兩個晶閘管30d和30e被選擇。此外，在另半個周期中，兩個晶閘管30a和30b被選擇。該控制與在圖6(2)中所示的控制基本上是相同的，只是由于設置了晶閘管30e，所以在每個整個周期中只進行一次開關。
圖6(4)示出了在整流器之前和之后的波形圖，如上所述，由于設置了續(xù)流二極管6a-6d，所以對于上述在圖6(1)，6(2)，6(3)中所示的交流開關12來說，單相逆變器7能夠作為一個單相二極管整流器被操作。在每種結構中，利用每360°(圖6(1)，6(2))兩個電壓脈沖或每360°(圖6(3)一個電壓脈沖對直流電容器8充電。第五實施例在正常操作(即PWM控制)期間，補償裝置TL-RSC3是一種完全與地電位浮動的狀態(tài)。因此，在補償單元13中的單相逆變器7的自滅弧半導體5a-5d處于相同的狀態(tài)。通常，每個自滅弧半導體5具有一個柵極驅動單元并且由一個高頻電壓源電路給柵極驅動單元提供所需的柵極功率，該高頻電壓源電路被設置到接近地電位。如上所述，為了進行單相逆變器7的PWM控制，需要柵極驅動單元和給柵極驅動單元提供柵極功率的高頻電壓源電路。
由于高頻電壓源電路被設置到接近地電位，所以需要一個絕緣變壓器以便把由電壓源電路來的柵極功率提供給柵極驅動單元，如在圖7(2)中所示的。在補償裝置TL-RSC3在情況下，絕緣變壓器必須具有非常高的絕緣電壓等級(由于在輸電線上的高電壓和大電流)和非常大的尺寸。
為了解決這個問題，根據本發(fā)明的一種柵極驅動電源電路如在圖7(1)中所示的被構成，該柵極驅動電源電路能夠由設置到浮動電位的主電路提供柵極功率。在EPE97，Vol.1，pp.576-581中發(fā)表的文章“用于串聯連接的GTO閥的使用緩沖電容器能量的新穎的柵極電源電路”中描述了這種柵極驅動電源電路。
在圖7(1)中，一個自滅弧半導體5和一個續(xù)流二極管6反向并聯連接。一個由緩沖電容器32和一個緩沖二極管33構成的串聯電路與自滅弧半導體5并聯連接，其中緩沖二極管33以與自滅弧半導體5導通電流相同的方向導通電流。一個緩沖電阻器34與緩沖二極管33并聯連接。由預充電電阻器38和供電二極管37構成的串聯電路也與續(xù)流二極管6并聯連接，其中供電二極管37以與續(xù)流二極管6導通方向相同的方向被連接。供電二極管37的陽極與自滅弧半導體5的陰極連接，而緩沖二極管33的陰極與續(xù)流二極管6的陽極連接。一個由供電電阻器36和供電電容器35構成的串聯電路連接在緩沖電容器32和緩沖二極管33的節(jié)點與預充電電阻器38和供電二極管37的節(jié)點之間。一個柵極驅動單元39與自滅弧半導體5和供電電容器35的兩端連接。
在圖7(3)中示出了柵極驅動單元39的一個更具體的例子。該柵極驅動單元39包括一個導通柵極驅動電路部分和一個關斷柵極驅動電路部分，它們分別由一個DC-DC變換器DC1，DC2和電容器C1，C2，C3構成。在該逆變器的PWM控制期間，由晶體管T1，T2構成的兩個開關給自滅弧半導體5提供導通/關斷觸發(fā)信號。這兩個柵極驅動電路跟隨著由一個PWM控制產生的導通/關斷開關指令。這兩個柵極驅動電路需要功率以便產生用于導通/關斷操作的的柵極電流。在圖7(1)和7(3)中，由供電電容器35提供這個功率。相反，在圖7(2)所示的現有技術中，由高頻電壓源電路HFVS提供這個功率。為了防止供電電容器35過載和為了保持供電電容器35上的電壓恒定，因此需要一個過電壓保護電路。
因而，在圖7(1)中，在自滅弧半導體5的導通操作時，在緩沖電容器32上獲得的能量被傳送給供電電容器35，并且從供電電容器35上能夠獲得在柵極驅動單元39中損耗的柵極功率。
在自滅弧半導體5的第一開關操作(在正常操作期間)之前，需要通過預充電電阻器38來獲得柵極功率，以便不僅維持自滅弧半導體5的穩(wěn)定關斷狀態(tài)，即獲得一個柵極關斷偏移電壓，也進行第一開關操作。為了減小自滅弧半導體5的漏電流，該關斷偏移電壓是必要的。因此，在TL-RSC3設置有如在圖7(1)所示的柵極驅動電源電路的情況下，在單相逆變器7起動之前直流電容器8必須保持相對高的電壓。
由于預充電技術不僅能夠對直流電容器8進行預充電，也能夠在同時對供電電容器35進行預充電，所以上述在圖3和4中所示的利用交流開關12對直流電容器8進行預充電的技術允許在TL-RSC3中使用圖7(1)中的柵極驅動電源電路。因此，TL-RSC3不需要利用一個高頻電壓源電路，該高頻電壓源電路包括具有非常高的絕緣電壓等級的絕緣變壓器，如上所述。由于在圖7(1)中的電路基本上與自滅弧半導體5分別并聯連接，所以預充電技術不僅能夠對直流電容器8進行充電也能夠對供電電容器進行充電，并且在圖7(1)中不需要絕緣變壓器的電路能夠被用作為一種柵極驅動電源電路。在這種情況下，借助于輸電線2a，2b能夠從交流電力系統(tǒng)1a，1b獲得對直流電容器8和供電電容器35進行充電所需要的所有功率。
圖8示出了當圖3中的TL-RSC3設置有在圖7(1)中所示的柵極驅動電源電路時利用交流開關12的預充電操作(應該指出的是每個自滅弧半導體5a-5d設置有一個如在圖7(1)中所示的電路)。
從圖8的上端到下端，第一個波形是線電流波形，第二個波形是單相逆變器7的電流波形，第三個波形是交流開關12的電壓波形和第四個波形是直流電容器8的電壓波形。
在t＝0時，特別是當交流開關12保持導通狀態(tài)時，斷路器4被閉合。在時間從t＝0到t＝t1期間，交流開關12使線電流導通，該線電流開始流過輸電線2a，2b，然后交流開關12保持導通狀態(tài)。
接著，在時間從t＝t1到t＝t2期間，由如在圖4中所示的相位控制角alfa來操作交流開關12以便對直流電容器8預充電。在t1＜t＜t2時，直流電容器8的充電電壓從0｀逐漸地增加到額定電壓的預定值(在此該預定值被設置到取決于相位控制角alfa長度的10｀)。
從t2向前，交流開關12的峰值電壓被箝位到一個恒定值。因此，在達到10％的額定電壓之后，從t＝t2到t＝t3，構成單相逆變器7的自滅弧半導體5a-5d能夠利用如在圖7(1)中所示的柵極驅動電源電路的柵極驅動單元39執(zhí)行正常的開關操作(即PWM控制)。然后，根據一個直流電壓控制器(在此沒有示出)直流電容器8的電壓增加到額定電壓，即從10％上升到100％。
在t＝t3之后，當已經達到直流電容器8的額定電壓時，由于直流電容器已經被充電到它的正常操作電壓，所以TL-RSC3能夠進行正常的開關操作。通過控制在線電流與單相逆變器7的輸出電壓之間的相位差能夠與一個誤差成比例地調整直流電容器8的電壓，該誤差是在直流電容器8的測量值與直流電壓控制器的指令值之間的一個誤差。第六實施例根據在圖1(2)中的實施例，在圖1(1)中的預充電裝置PCM(1)包括一個預充電電路20，圖2示出了一個低費用的預充電電路20的實施例。然而，利用一種晶閘管變換器或其它功率變換器能夠代替二極管整流器24。如果單相逆變器7是一個三電平單相逆變器，那么預充電電路20輸出三電平直流電壓。
圖5和圖6(1)-(3)僅示出了本發(fā)明的交流開關12的基本實施例，在實際應用中，此外最好利用附加的保護電路。一些常規(guī)的保護電路是有用的。例如，當交流開關12被導通時可以利用限制di/dt的陽極電抗器和當交流開關12被關斷時可以利用限制dv/dt的緩沖電路。由于與直流電容器8的電壓成正比，所有可以想象晶閘管30由一些串聯連接的晶閘管構成，即晶閘管閥構成。
圖7(1)示出了柵極驅動電源電路的一個例子，該柵極驅動電源電路能夠有效地被用在圖3的補償裝置3中。然而，如果能夠從直流電容器8直接地或間接地得到柵極功率，那么另一種柵極驅動電源電路能夠被應用到TL-RSC3上。
此外，例如在圖1(1)，1(2)和圖9中，在輸電線2b和交流系統(tǒng)1b之間只連接一個斷路器4。然而，在輸電系統(tǒng)中也能夠設置幾個(可以串聯連接的)斷路器4。
如根據這些實施例所理解的，根據本發(fā)明能夠減小預充電電阻器，其原因是預充電電路能夠同時對多個直流電容器進行預充電。因此能夠實現使TL-RSC更便宜。
根據本發(fā)明，由于利用交流開關控制能夠對直流電容器進行充電，所以能夠消除附加的預充電電路。因此能夠實現使TL-RSC更小型化和更便宜。
根據本發(fā)明，由于交流開關能夠由反向并聯連接晶閘管構成，所以能夠消除用于檢測線電流的電流檢測器。因此能夠實現使TL-RSC更便宜。
此外，由于晶閘管是光觸發(fā)晶閘管，所以能夠消除晶閘管的絕緣變壓器。因此能夠實現使TL-RSC更小型化。
根據本發(fā)明，由于利用交流開關對直流電容器進行預充電的技術能夠同時對柵極驅動電源電路的供電電容器和補償單元的直流電容器進行預充電，所以能夠把柵極驅動電源電路應用到TL-RSC上。因此能夠實現使TL-RSC具有更多的功能。
根據本發(fā)明，能夠減少或消除一部分TL-RSC的部件。因此能夠實現使TL-RSC更小型化和更可靠。
最后，在把一個TL-RSC引入到輸電系統(tǒng)中的情況下，利用更少的費用能夠實現使輸電系統(tǒng)更可靠。
本發(fā)明不限于上述的實施例，這些實施例目前作為本發(fā)明的最好的方式并且它們只作為本發(fā)明的原理的一般解釋。利用上述沒有描述的其它的實施例也能夠實現根據本發(fā)明的補償裝置，這些其它實施例都屬于本發(fā)明的保護范圍之內，如在獨立權利要求中所限定的。特別是，該補償裝置能夠包括把各個權利要求的每個單個特征結合構成的特征。
在權利要求、說明書和附圖中使用參考符號只作為說明的目的以便便于理解本發(fā)明，這些符號并不限制本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種與輸電線串聯連接的補償裝置，其中輸電線具有至少一個斷路器，該補償裝置包括至少一個具有一個無變壓器電抗串聯補償器的補償單元，該補償器具有一個直流電容器和一個單相逆變器；和一個預充電裝置，用于對所述至少一個補償單元的所述直流電容器預充電。
2.根據權利要求1的補償裝置，其中所述單相逆變器包括自滅弧半導體。
3.根據權利要求1的補償裝置，其中在一個預充電操作期間所述預充電裝置使所述直流電容器與輸電線分離。
4.根據權利要求1的補償裝置，其中所述預充電裝置包括一個提供直流充電電壓以便對所述直流電容器充電的預充電電路、使所述預充電電路與所述直流電容器分離/連接的第一開關、使所述單相逆變器與所述輸電線分離/連接的第二開關和一個用于控制所述開關的預充電控制器，以致于在預充電操作期間使所述預充電電路與所述直流電容器連接，同時所述直流電容器與所述補償單元的輸出端分離，而在預充電操作結束之后控制所述開關，以致于使所述直流電容器與預充電電路分離，但使所述直流電容器與所述補償單元的輸出端連接。
5.根據權利要求4的補償裝置，其中設置幾個補償單元，每個補償單元包括一個直流電容器、設置對應的開關，以便對每個直流電容器分別地進行所述連接/分離控制，其中所述的預充電電路同時對所有并聯連接的直流電容器進行預充電。
6.根據權利要求4的補償裝置，其中所述預充電電路包括一個變換器。
7.根據權利要求1的補償裝置，其中所述預充電裝置包括一個交流開關，該交流開關具有一個第一端和一個第二端，它們與所述至少一個補償單元的輸出端連接、和一個交流開關控制器，在流過所述輸電線的線電流過零之后交流開關控制器使所述交流開關關斷一個時間間隔。
8.根據權利要求7的補償裝置，其中所述交流開關包括至少兩個反向并聯連接的晶閘管。
9.根據權利要求7的補償裝置，其中所述交流開關包括四個晶閘管和一個限流裝置，第一和第二晶閘管的陰極在一個第一串聯連接節(jié)點上被連接在一起，第三和第四晶閘管的陽極在一個第二串聯連接節(jié)點上被連接在一起，所述第一晶閘管的陽極和所述第三晶閘管的陰極與所述交流開關的所述第一端連接，所述第二晶閘管的陽極和所述第四晶閘管的陰極與所述交流開關的所述第二端連接，所述限流裝置被連接在所述第一和第二串聯連接節(jié)點之間。
10.根據權利要求7的補償裝置，其中所述交流開關包括5個晶閘管和一個限流裝置，第三晶閘管的陰極與第四晶閘管的陽極連接，第二晶閘管的陰極與第一晶閘管的陽極連接，所述第一晶閘管的陰極和所述第三晶閘管的陽極與所述交流開關的所述第一端連接，所述第二晶閘管的陽極和所述第四晶閘管的陰極與所述交流開關的所述第二端連接，第五晶閘管與所述第一晶閘管反向并聯連接，所述限流裝置被連接在所述第一晶閘管的陽極和第三晶閘管的陰極之間。
11.根據權利要求10的補償裝置，其中所述交流開關包括六個晶閘管，第六晶閘管與所述第四晶閘管反向并聯連接。
12.根據權利要求2的補償裝置，其中每個所述的自滅弧半導體具有一個柵極電源裝置，用于把由所述直流電容器來的柵極電源直接地或間接地提供給每個自滅弧半導體的柵極驅動單元。
13.一個輸電系統(tǒng)，包括兩個彼此通過輸電線連接的交流電力系統(tǒng)；至少一個插入在所述輸電線中的斷路器；一個或多個插入在所述輸電線中的補償裝置；其中所述補償裝置包括至少一個具有一個無變壓器電抗串聯補償器的補償單元，該補償器具有一個直流電容器和一個單相逆變器；和一個預充電裝置，用于對所述至少一個補償單元的所述直流電容器預充電。
14.根據權利要求13的系統(tǒng)，其中所述單相逆變器包括自滅弧半導體。
15.根據權利要求13的系統(tǒng)，其中在一個預充電操作期間所述預充電裝置使所述直流電容器與輸電線分離。
16.根據權利要求13的系統(tǒng)，其中所述預充電裝置包括一個提供直流充電電壓以便對所述直流電容器充電的預充電電路、使所述預充電電路與所述直流電容器分離/連接的第一開關、使所述單相逆變器與所述輸電線分離/連接的第二開關和一個用于控制所述開關的預充電控制器，以致于在預充電操作期間使所述預充電電路與所述直流電容器連接，同時所述直流電容器與所述補償單元的輸出端分離，而在預充電操作結束之后控制所述開關，以致于使所述直流電容器與預充電電路分離，但使所述直流電容器與所述補償單元的輸出端連接。
17.根據權利要求16的系統(tǒng)，其中設置幾個補償單元，每個補償單元包括一個直流電容器、設置對應的開關，以便對每個直流電容器分別地進行連接/分離控制，其中所述的預充電電路同時對所有并聯連接的直流電容器進行預充電。
18.根據權利要求16的系統(tǒng)，其中所述預充電電路包括一個變換器。
19.根據權利要求13的系統(tǒng)，其中所述預充電裝置包括一個交流開關，該交流開關具有一個第一端和一個第二端，它們與所述至少一個補償單元的輸出端連接、和一個交流開關控制器，在流過所述輸電線的線電流過零之后交流開關控制器使所述交流開關關斷一個時間間隔。
20.根據權利要求18的系統(tǒng)，其中所述交流開關包括至少兩個反向并聯連接的晶閘管。
全文摘要
一種與輸電線(2a,2b)串聯連接的補償裝置,其中輸電線具有至少一個斷路器(4)并且該補償裝置包括:至少一個具有一個無變壓器電抗串聯補償器的補償單元(13),該補償器具有一個直流電容器(8)和一個單相逆變器(7),設置有一個預充電裝置(PCM),用于對所述至少一個補償單元(13)的所述直流電容器(8)預充電。
文檔編號H02J3/18GK1245992SQ9812696
公開日2000年3月1日 申請日期1998年12月10日 優(yōu)先權日1998年8月26日
發(fā)明者岡山秀夫 申請人:三菱電機株式會社