DE2829445C2 - Flüssigkeitsgekühltes Thyristorventil - Google Patents

Description

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Die erfindungsgemäße Ausführung eines Thyristor- wiederholenden Reihenschaltung von Kondensatoren ventfls kann auf ein komplettes Thyristorventil Anwen- 13 und Widerständen 14 dargestellt ist Dieser Spandung finden, welches den ganzen Zweig einer Strom- nungsteiler wird vorzugsweise über Querverbindungen richterbrücke darstellt Häufig besteht jedoch ein sol- mit den leitenden Kühlrohren 7 verbunden. Der Träger ches vollständiges Ventil aus einer Anzahl Moduln, von 5 10 ist vorzugsweise als Rahmen ausgebildet, auf dem denen jeder Modul mehrere in Reihe geschaltete Thyri- auch dis Schaltelemente 13 und 14 und die erwähnten stören enthält Hierbei kann jeder Modul im Prinzip als Zündanordnungen für die Thyristoren angeordnet sind, ein Ventil mit Anoden- und Kathodenanschluß betrach- Ferner kann die von den Kühlkörpern der Thyristoren tet werden und entsprechend der Erfindung aufgebaut kommende Kühlflüssigkeit zur Kühlung der Widerstänsein. 10 de 14 weitergeleitet werden, deren Kühlungsbedarf

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungs- nicht ganz so kritisch ist wie der der Thyristoren,

beispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es Wie dargestellt, können die Anschlüsse 15, 16 des

zeigt Ventils mit dem Anschluß an den Spannungsteiler kom-

Fig. 1 ein Thyristorventil oder ein Ventilmodul ge- biniertwerden,

maß der Erfindung, 15 Ein Hochspannungsventil soll in der Regel mit einer

F i g. 2 ein komplettes Thyristorventil, welches aus Art Glimmschutz in Form eines Schirms 17 versehen

mehreren Moduln nach F i g. 1 aufgebaut ist, werden, der an einem Punkt des Ventils, beispielsweise

F i g. 3 eine abgewandelte Ausführung des Moduls ge- der Mitte, angeschlossen wird, wie dies bei 18 gezeigt ist

maß F i g. 1. Wenn das gesamte Ventil nur aus einer Baueinheit ge-

F i g. 1 zeigt mehrere in Reihe geschaltete Thyristo- 20 maß F i g. 1 besteht, dann soll der Schirm 17 das gesamte

ren 1 bis 4. Die Thyristoren sind scheibenförmig und Ventil umgeben, wie es in F i g. 1 mit einer gestrichelten

sind auf der Anoden- und Kathodenseite mit flüssig- Linie angedeutet ist

keitsdurchströmten Kühlkörpern 5 und 6 versehen, die Es ist jedoch auch möglich, daß die in F i g. 1 gezeigte

gleichzeitig elektrische Anschlüsse für die Anode bzw. Baueinheit nur ein Modul eines größeren Ventils ist, das

die Kathode bilden. Der Kathodenkühlkörper eines 25 gemäß F i g. 2 aufgebaut sein kann. Das Ventil besteht

Thyristors ist mit dem Anodenkühlkörper des nächsten aus einem Gerüst, in welches in verschiedenen Höhen

Thyristors in der Reihenschaltung über ein elektrisch jeweils mehrere Ventilmoduln gemäß F i g. 1 von beiden

leitendes Kühlflüssigkeitsrohr 7 verbunden, während Seiten her einschiebbar sind. Von dem einzelnen Modul

derselbe Kathodenkühlkörper mit dem Anodenkühl- sieht man dann nur den Glimmschutz 17, und zwar je

körper des vorhergehenden Thyristors über ein elek- 30 drei auf jeder Seite einer Etage in F i g. 2. Die Kühllei-

trisch isolierendes Kühlflüssigkeitsrohr 8 verbunden ist tungen, Signalleitungen und so weiter können in der

Auf diese Weise werden die Thyristoren von zwei paral- Mitte des Ventils angeordnet werden. Die einzelnen

IeI geschalteten Flüssigkeitsströmen gekühlt, die sich Etagen sind über Verbindungen 19 miteinander verbun-

räumlich ständig kreuzen und bei denen jede zweite den, die auch als Glimmschutz ausgebildet sein können

Verbindung zwischen aufeinanderfolgenden Kühlkör- 35 und zusammen mit den Glimmschutzeinrichtungen 17

pern außerdem eine elektrisch leitende Verbindung zwi- zur gewünschten Spannungsverteilung am Ventil bei-

schen den Thyristoren darstellt. Wenn die Strömungs- tragen.

richtung in den beiden parallelen Flüssigkeitsströmen Im Oberteil des Ventils können eventuell Hilfsorgane entgegengesetzt isi, so erzielt man eine weitgehend in einem Kasten 20 untergebracht werden. Eventuell gleichmäßige Kühlung aller Thyristoren. Es ist jedoch 40 können mehrere Ventile aufeinander angeordnet werauch möglich, die beiden Flüssigkeitsströme in Reihe zu den, die dann zusammen eine Phase einer Stromrichterschalten, wie es durch die gestrichelten Linien an der brücke bilden,
linken Seite des Ventils in F i g. 1 angedeutet ist F i g. 3 zeigt eine etwas einfachere Ausführung des

Die Kathodenkühlkörper sind auf einem durchgehen- Ventils, bei der sich die Kühlflüssigkeitsrohre 7 und 8

den Träger 10 angeordnet, der aus Isoliermaterial beste- 45 nicht kreuzen, sondern von dem einen Kühlblock zu

hen kann oder isoliert sein kann, oder es kann eine dem anderen verlaufen. In diesem Falle müssen die Thy-

isolierende Zwischenlage 11 zwischen den Kühlkörpern ristoren, wie gezeigt mit wechselnder Durchlaßrichtung

und dem Träger vorgesehen sein. Der Thyristor und angeordnet werden. Wie in F i g. 1 sind die leitenden

seine beiden Kühlkörper werden mit einer Halterung Flüssigkeitsrohre mit 7 und die isolierenden mit 8 be-

oder einer Klammer, die der Einfachheit halber rein 50 zeichnet. In Fig.3 sind der Spannungsteiler und der

symbolisch durch den Pfeil 9 angedeutet ist, am Träger Glimmschutz fortgelassen, doch können diese Teile in

10 befestigt. Dadurch, daß jeder Thyristor eine eigene gleicher Weise wie in F i g. 1 angeordnet werden.

Halterung für diese Befestigung hat, kann ein defekter

Thyristor leicht ausgetauscht werden, ohne das Ventil Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

im übrigen demontieren zu müssen. 55

Bei Thyristorventilen für Hochspannung werden häufig Drosseln zwischen die Thyristoren geschaltet, um die
Änderungsgeschwindigkeit des Stromes im Ventil und
die einzelnen Thyristoren beim Zünden und Löschen zu

steuern. Bei einem Ventil nach der Erfindung geschieht 60
dies einfach dadurch, daß auf die leitenden Rohre 7 Eisenkerne geschoben werden, beispielsweise in Gestalt
einteiliger oder geteilter Ringkerne.

Zur Sicherstellung der richtigen Spannungsverteilung

am Ventil und zur Speisung von nicht dargestellten 65
Zündanordnungen für die Thyristoren wird parallel zu
dem Ventil ein resistiver, kapazitiver Spannungsteiler
geschaltet, der in F i g. 1 rein symbolisch aus einer sich

Claims (7)

1 2 lierende Flüssigkeit verwendet werden. Patentansprüche: Thyristorventile, die aus einer Anzahl in Reihe ge schalteter Thyristoren aufgebaut sind, werden für Hoch-

1. Flüssigkeitsgekühites Thyristorventil mit An- Spannungszwecke verwendet, beispielsweise für Hochoden- und Kathodenanschlüssen und mehreren in 5 Spannungsstromrichter. Beim Bau eines solchen Ventils Reihe geschalteten scheibenförmigen Thyristoren, müssen einerseits elektrische Forderungen, wie Spandie sowohl auf der Anoden- wie auf der Kathoden- nungsverteilung, Isolierung und Glimmschutz berückseite mit elektrisch leitenden flüssigkeitsdurchström- sichtigt werden, und andererseits muß der mechanische ten Kühlkörpern versehen sind, dadurch ge- Aufbau bestimmten Forderungen gerecht werden, und kennzeichnet, daß der Kühlkörper (5) auf der 10 zwar hinsichtlich der Festigkeit, der Erreichung eines Anodenseite eines jeden Thyristors (1—4) über ein praktischen kompakten Aufbaues und der kühltechni-Rohr (8) mit dem Kühlkörper auf der Kathodenseite sehen Verhältnisse. Es ist wichtig, daß eine sichere und des nächsten benachbarten Thyristors verbunden ist, gleichmäßige Kühlung aller Thyristoren erzielt wird. Bei daß der Kühlkörper (6) auf der Kathodenseite eines scheibenförmigen Thyristoren, die heute überwiegend jeden Thyristors (1—4) über ein weiteres Rohr (7) 15 für hohe Leistungen und Spannungen verwendet wermit dem Kühlkörper auf der Anodenseite des nach- den, ist es dabei zweckmäßig, eine doppelseitige Künsten benachbarten Thyristors verbunden »st, daß ei- lung der Thyristoren anzuwenden.

nes der beiden Rohre (8) elektrisch isolierend ist, daß Bei dem aus der DE-AS 15 64 694 bekannten flüssig-

das andere der beiden Rohre (7) elektrisch leitend ist keitsgekühlten Thyristorventil sind die Thyristoren zu

und die Thyristoren elektrisch in Reihe schaltet und 20 einer Säule übereinandergestapelt, wobei zwischen den

daß jeder der beiden Flüssigkeitsströme, die jeden benachbarten Thyristoren doppelseitige Kühlkörper

Thyristor kühlen und die in Reihe oder parallel ge- eingefügt sind. Die Säule wird in axialer Richtung von

schaltet sein können, ständig wechselnd einen Kühl- einer Spannvorrichtung zusammengedrückt Der me-

körper auf der Anodenseite und auf der Kathoden- chanische Aufbau einer solchen relativ hohen und

seite eines Thyristors durchfließen, wobei die beiden 25 schlanken Säule ist relativ weich und instabil und erfor-

Kühlströme in bezug auf die nacheinander vom dert eine aufwendige mechanische Stützkonstruktion.

Kühlstrom erfaßten Thyristoren entgegengesetzte Das Auswechseln schadhafter Thyristoren ist umständ-

Strömungsrichtung haben. lieh und zeitraubend, da zu diesem Zwecke die gesamte

2. Thyristorventil nach Anspruch 1, dadurch ge- Thyristorsäule auseinandergenommen und wieder zukennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Rohre (7) 30 sammengesetzt werden muß. Ferner hat das bekannte zwischen den Kühlkörpern von Magnetkernen (12) Thyristorventil so viele parallele Kühlkreise, wie Kühlzur Bildung von Reiheninduktivitäten im Ventil um- körper vorhanden sind. Dies hat zur Folge, daß eine schlossen sind. gleichmäßige Kühlung der Thyristoren nicht sicherge-

3. Thyristorventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem stellt ist, da die Strömungswiderstände in den einzelnen parallel zu den Thyristoren resistive und kapazitive 35 Kühlkreisen unterschiedlich sein können. Spannungsteilerkomponenten geschaltet sind, da- Aus der DE-OS 22 18 612 ist eine mit einem Transfordurch gekennzeichnet, daß die Spannungsteilerkom- mator verbundene Gleichrichterschaltung bekannt, die ponenten (13,14) an die elektrisch leitenden Rohre aus sechs Gleichrichtern besteht, die in einer Nullpunkt-(7) oder an die Kühlkörper (5,6) angeschlossen sind. schaltung angeordnet sind. Ein aus mehreren in Reihe

4. Thyristorventil nach einem der vorhergehenden 40 geschalteten Thyristoren bestehendes Ventil ist nicht Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden vorhanden. Die sechs Gleichrichter liegen mit ihren Ka-Thyristor (1—4) der eine Kühlkörper (6) isolierend thoden alle auf demselben Potential, und je drei Gleichan einem durchgehenden Träger (10) für das Ventil richter sind an gemeinsame Wärmeableitvorrichtungen befestigt ist, während der Thyristor (1 —4) und der angeschlossen. Das Kühlrohrsystem ist so angeordnet, andere Kühlkörper (5) mittels einer abnehmbaren 45 daß zugleich die Gleichrichter und der Transformator Halterung (9) an dem erstgenannen Kühlkörper be- gekühlt werden, wobei Kühlflüssigkeitsrohre zugleich festigbar ist als elektrische Leiter benutzt werden.

5. Thyristorventil nach Anspruch 3 oder 4, da- Aus der US-PS 31 36 924 ist eine Gleichrichterbrükdurch gekennzeichnet, daß auch die Spannungstei- kenschaltung bekannt, bei der an den Kathoden der lerkomponenten (13,14) von dem Träger (10) getra- 50 Ventile Kühlkörper angeordnet sind. Um einen Kurzgen werden. Schluß auf der Gleichstromseite über das Rohrsystem

6. Thyristorventil nach Anspruch 4, dadurch ge- zur Versorgung der Kühlkörper zu vermeiden, bestehen kennzeichnet daß der Träger (10) mit einem Glimm- einzelne Rohre aus Isoliermaterial. Als elektrische Leischutz (17) für das Ventil versehen ist ter verwendete Kühlmittelrohre sind in dieser bekann-

7. Thyristor nach einem der vorhergehenden An- 55 ten Schaltung nicht vorhanden.

spräche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein flüsig-

leitenden und isolierenden Rohre (7 bzw. 8) kreuz- keitsgekühles Thyristorventil der eingangs genannten weise zwischen den Kühlkörpern (5,6) nebeneinan- Art zu entwickeln, welches in seinem mechanischen derliegender Thyristoren (1 bis 4) angeordnet sind. Aufbau einfach und stabil ist, ein schnelles Auswechseln

60 von Thyristoren erlaubt und eine gleichmäßige Kühlung

aller Thyristoren ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein flüssigkeitsgekühites Thyristorventil gemäß dem Oberbegriff des An-

Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkeitsge- Spruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß kühltes Thyristorventil gemäß dem Oberbegriff des An- 65 die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannspruches 1. Ein solches Thyristorventil ist bekannt aus ten Merkmale hat.

der DE-AS 15 64 694. Als Kühlflüssigkeit kann hochgra- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in

dig gereinigtes Wasser oder eine andere elektrisch iso- den weiteren Ansprüchen genannt.