用于使用電單元的方法
【專利摘要】本發明涉及電站，尤其是用于使用電站的電單元(1)的方法，其包括電機器(2)，其中機器(2)可通過變換器(3)和分塊變壓器(4)與電網連接。本發明涉及用于使用電單元(1)的方法，其中在分塊變壓器的運行故障的情況下(4)變換器(3)將分塊變壓器(4)與機器分離。
【專利說明】用于使用電單元的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電站，尤其是用于使用電站的電單元的方法，其包括電機器，頻率變換 器和分塊變壓器，其中機器可通過變換器和分塊變壓器與電網連接。
【背景技術】
[0002] 現代電站技術允許更有效地設計電站。在一些電站的情況下，例如風電站和抽水 蓄能電站，規定，電機器直接與變換器連接。
[0003] 現代抽水蓄能電站或泵存儲器具有例如轉速可變的驅動。通過將機器的轉速與網 絡頻率耦合可以如此調節泵和渦輪機旋轉速度，使得它們在接近最優的有效度上運行。此 外允許泵吸運行中轉速的變化，功率容納自由調整。尤其是具有可變轉速的系統可以快速 從停止狀態與網絡相連或同步。
[0004] 根據現有技術的泵存儲器具有雙供給的異步電機和功率電子變換器，以此實現泵 和渦輪機的轉速調節。因此一方面調節泵功率并且另一方面在需要時可以提高設備的有效 度。
[0005] 在用于泵或渦輪機的轉速調節的實施方式中使用同步電機，其定子借助于具有可 調頻率的三相電流供給。在此頻率變換借助于結合整流器和逆變器產生，它們通過電壓或 者電流中間電流彼此連接。
[0006] 這樣的實施方式是示例，其中電機器可直接與變換器(如頻率變換器）相連。原則 上還可設想如此設計其他電站，使得電機器可直接與變換器相連。
[0007] 在大功率的情況下在電站中出現非常高發電機電流，該發電機電流不可在電站和 消費者之間傳輸，因為沿著通過電電阻的傳導的損失二次冪地隨電流增加。因此經常設置 分塊變壓器或還稱為機器變壓器，其發電機電壓設置到例如高電壓網絡中常見高得多的電 壓，其中電流相應更小。
[0008] 此外為保護電站中的分塊變壓器經常設置發電機開關，發電機功率開關或還稱為 發電機電路斷路器。該電路斷路器在緊急情況中例如在分塊變壓器的運行故障的情況下以 發電機方式工作的機器從分塊變壓器分開并且保護分塊變壓器免受高短路電流，高短路電 流在功能故障的情況下從機器側影響分塊變壓器。如果它僅與網絡，但未與機器分離，機器 此外如此供給損壞的分塊變壓器，其可能可以導致塊變壓器的爆炸。
[0009] 對此發電機開關在制造和維護中花費大且成本高，因為其在極端條件下開關必需 在緊急情況下將機器與分塊變壓器分開。
[0010] 由此得出本發明以該任務提出為基礎，簡化并且更有效地設計電站。
【發明內容】
[0011] 這個任務通過用于應用根據權利要求1所述的抽水蓄能電站的電單元的方法來 解決。其他有利的擴展方案從從屬權利要求得到，其中權利要求的回引不排除其他有意義 權利要求組合。
[0012] 在此本發明提出用于使用電站(例如抽水蓄能電站，風電站或煤電站）的電單元的 方法。電單元包括電機器(例如轉速可變或轉速不變的機器)，頻率變換器和分塊變壓器或 機器變壓器，其中機器可通過頻率變換器和變壓器與電網相連。該方法規定，在如分塊變壓 器的功能故障的運行故障的情況下或在緊急情況下頻率變換器通過例如從晶體管或晶閘 管打開活動開關元件將分塊變壓器從機器分離。
[0013] 通過使用頻率變換器作為分離器可以省略發電機開關。由此減小電單元的制造和 維護的成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 本發明的其他特征、細節和優點從權利要求的條文以及從實施例的描述根據附圖 給出。
[0015] 本發明在更多細節中根據下面文本參考優選的實施例根據附圖更詳細地解釋。其 示出 圖1是具有電機器和通過分塊變壓器與電網連接的變換器的電單元的示意表示。
[0016] 附圖標記及其意義在附圖標記列表中概述。一般來說相同附圖標記表示相同部 件。
【具體實施方式】
[0017] 圖1以示意表示示出電單元1，其包括電機器2和通過分塊變壓器4與電網5相連 的變換器3。機器2根據機器2的運行方式作為電動機或發電機使用。
[0018] 頻率變換借助于整流器和逆變器的組合產生。整流器和逆變器通過集中或發布的 電壓中間電路或電流中間電路彼此相連。此外中間電路在此用于能量存儲的單元例如在電 壓中間電路的情況下的電容器和在電流中間電路的情況下的電感。
[0019] 在合適的構建的情況下網絡側整流器或逆變器或還有ARU和機器側整流器或逆 變器或還有INU可以安全地克制導致太高短路電流的分塊變壓器4中的出現的故障情況， 這是因為機器2通過變換器3從分塊變壓器4退耦。
[0020] 具有可自由選擇的轉速的機器的運行在不同應用中具有巨大的優勢。在抽水蓄能 電站的示例中可以通過機器的轉速與網絡頻率退耦來如此調整泵和渦輪機旋轉速度，使得 泵和渦輪機旋轉速度接近最優有效度運行。此外允許自由調整功率容納的泵吸運行中轉速 的變化。通過使用同步機器2尤其是還可實現例如用于高坡度的高轉速。此外運行上可達 到的轉速范圍連續從零到達最大轉速并且僅通過泵和渦輪機的運行上極限限制。泵和渦輪 機可以原則上集成在一個單元例如泵渦輪機。尤其是存在該可能性：翻新舊設備到可變頻 率運行，無需更換現有發電機。另一個優點在于發出迅速的網絡耦合和產生變換器3中的 正和負無功功率的可能性，因此發電機可以排外地以有功功率運行，由此發電機具有緊湊 的構造型式。此外可以通過使用變換器3快速例如從泵吸運行轉換到渦輪機運行。
[0021] 尤其是可以使用通過根據本發明的實施方式建立的可靠并且低維護的同步發電 機技術。
[0022] 附圖標記列表 1 電單元 2 機器 3 變換器 4 分塊變壓器 5 電網
【權利要求】
1. 一種使用電站的電單元（1)的方法， 其中所述電單元（1)包括能以電動機方式和以發電機方式使用的電機器（2)，具有活 動開關元件的變換器（3)，和分塊變壓器（4)， 其中機器（2)可通過變換器（3)和分塊變壓器（4)與電網（5)連接， 所述方法包括下列步驟： a.在機器（2)的以發電機方式的運行中單元（1)的運行故障的情況下通過打開變換器 (3)的活動開關元件分離機器（2)和分塊變壓器（4)之間的連接。
【文檔編號】H02H7/04GK104145390SQ201380013138
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年3月11日 優先權日:2012年3月9日
【發明者】C.希爾伯格, G.特拉西勒-薩梅克, P.斯泰梅 申請人:Abb 技術有限公司