[go: up one dir, main page]

EP2885801B1 - Trennanordnung für ein hochspannungsgleichstromnetz - Google Patents

Trennanordnung für ein hochspannungsgleichstromnetz Download PDF

Info

Publication number
EP2885801B1
EP2885801B1 EP13763021.6A EP13763021A EP2885801B1 EP 2885801 B1 EP2885801 B1 EP 2885801B1 EP 13763021 A EP13763021 A EP 13763021A EP 2885801 B1 EP2885801 B1 EP 2885801B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching unit
mechanical
semiconductor
voltage
mechanical switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP13763021.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2885801A1 (de
Inventor
Dominik ERGIN
Gerd Griepentrog
Werner Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to PL13763021T priority Critical patent/PL2885801T3/pl
Publication of EP2885801A1 publication Critical patent/EP2885801A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2885801B1 publication Critical patent/EP2885801B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the AC cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the AC cycle for interrupting DC

Definitions

  • the present invention relates to a separation arrangement for a high voltage direct current network. Moreover, the present invention relates to a method for operating a separation arrangement for a high-voltage direct current network.
  • the semiconductor switches After extinguishing the arc and a time for reconsolidation of the insulation gap, the semiconductor switches are driven accordingly, so that builds up a voltage with which the power is turned off in the DC network.
  • the arc voltage generated in the mechanical switch is sufficiently large so that the commutation process can also take place.
  • the threshold voltage of today used and massively connected in series semiconductor switches must be overcome statically.
  • the over the Stray inductances occurring in the commutation circuit voltage drops are taken into account.
  • the WO 2011 057 675 A1 a device for switching off a direct current in a high-voltage network with a first separator, which comprises a plurality of series-connected semiconductor switches.
  • a second separation device Parallel to the first separation device, a second separation device is connected, which comprises a series connection of a mechanical switch and a semiconductor switch.
  • a separator arrangement is described in which a first separator comprises a plurality of series-connected semiconductor switches.
  • the second separating device connected in parallel with the first separating device comprises, as a mechanical switch, a so-called quick disconnector, which is connected in series with an auxiliary switching device comprising a semiconductor switch.
  • an electrical voltage can be established, which considerably exceeds the voltage drop in the first separator and thus allows the commutation to the first separator.
  • a disadvantage of such an arrangement is that the current in normal operation always flows through the semiconductor switch in the auxiliary switching device and thus permanent losses are generated, requiring the corresponding permanent cooling effort.
  • failure of the entire separation arrangement and an associated uninfluenced short-circuit current destruction of the auxiliary switching device take place because the then flowing short-circuit current exceeds the saturation current of the semiconductor switch in the auxiliary switching device.
  • Another possibility is to build a negative voltage in the semiconductor branch of the first separator for the purpose of commutation.
  • This is possible, for example, if so-called full-bridge circuits with energy stores, for example capacitors, are used in the semiconductor branch.
  • energy stores for example capacitors
  • this requires the use of full-bridge modules, for example, each having four IGBT branches.
  • the high-voltage direct-current-network isolating arrangement comprises a first isolating device comprising a first semiconductor switching unit and a second isolating device connected in parallel to the first isolating device, comprising a first mechanical switching unit and an auxiliary switching device connected in series with the mechanical switching unit, the auxiliary switching device comprising a second Semiconductor switching unit comprises and wherein the auxiliary switching device comprises a second mechanical switching unit which is connected in parallel to the second semiconductor switching unit.
  • the separation arrangement can be used in particular for switching off direct currents in high-voltage networks. With the separation arrangement, the current in the event of a fault as well as operating currents can be switched off. In the following, all shutdowns are referred to simply as "fault case", which also means normal shutdowns of operating currents.
  • the first semiconductor switching unit of the first separator may comprise a plurality of semiconductor switches which are electrically connected in series.
  • the respective semiconductor switches may be formed, for example, as IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor).
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the use of half-bridge modules is also possible here.
  • the first mechanical switching unit in the second separator may be formed by a plurality of mechanical switches connected in series. For the mechanical switches vacuum interrupters may preferably be used.
  • each of the vacuum interrupters can isolate a voltage of 30 kV.
  • the auxiliary switching device connected in series with the first mechanical switching unit comprises a parallel circuit comprising a second semiconductor switching unit and a second mechanical switching unit.
  • the second mechanical switching unit may also include a plurality of mechanical switches connected in series.
  • a semiconductor switch which is formed for example as an IGBT, can be used. In practice, for reasons of redundancy but the series connection less semiconductor switches makes sense.
  • the use of two anti-serially connected IGBTs is also conceivable in a bipolar active circuit.
  • a half bridge or a full bridge with connected capacitors can be used.
  • the auxiliary switching device when switching off the direct current, the necessary electrical voltage can be generated in order to commutate the electric current from the second separating device into the first separating device.
  • the electrical current can flow through the first and the second mechanical switching unit.
  • the losses can be significantly reduced and can be completely dispensed with a permanent cooling of Hableiterschalter.
  • the first and second mechanical switching units may be closed.
  • the separating device preferably comprises a control device for actuating the first mechanical switching unit, the second mechanical switching unit, the first semiconductor switching unit and the second semiconductor switching unit.
  • the Control device may include or be connected to a detection device, with which a fault current in the high-voltage direct current network can be detected.
  • the first and the second mechanical switching unit as well as the first and the second semiconductor switching unit can be controlled independently of each other.
  • the IGBTs can be individually controlled in the first semiconductor switch of the first separation unit. By appropriate arresters that are installed parallel to these IGBTs, so a Abschaltumblenes can be variably adjusted. The path can also be used to limit the current. Thus, reliable operation of the partition assembly can be ensured.
  • a forward voltage of the second semiconductor switching unit is less than an electrical voltage, which rests against contacts of the second mechanical switching unit when the second mechanical switching unit is opened.
  • an arc voltage can form. If the second mechanical switching unit is designed as a vacuum interrupter, this arc voltage can be for example 30 volts. This voltage is sufficient to overcome the forward voltage or threshold voltage of the second semiconductor switching unit connected in the forward direction.
  • the second semiconductor switching unit may comprise only one or a few IGBTs, which are electrically connected in series. Thus, in the ideal case, no arc is produced at the second mechanical switching unit, since the second semiconductor switching unit is switched more quickly in the forward direction than the mechanical switch is opened.
  • the separation arrangement can be operated particularly efficiently.
  • control device is designed to close the first and the second mechanical switching unit for normal operation of the high-voltage direct current network.
  • the electric current flows in normal operation via the first and the second mechanical switching unit.
  • only small electrical losses and the cooling costs can be reduced.
  • the separation arrangement can be operated particularly energy efficient.
  • control device is designed to open the second mechanical switching unit in the presence of a fault in the high-voltage direct current network. If the direct current in the high-voltage network is to be opened as a result of an error or fault current, the second mechanical switching unit can be opened as quickly as possible. Thus, the shutdown of the electric current can be reliably started.
  • the control device is designed to switch the second semiconductor switching unit in the presence of the fault in the forward direction. It can also be provided that the second semiconductor switching unit of the auxiliary switching device is switched to passage in normal operation. At the latest when the current in the high-voltage network is to be switched off, the second semiconductor switching unit is switched in the forward direction.
  • the second mechanical switching unit is opened, a voltage is applied between its contacts. It may also be the case that forms an arc between the contacts of the second mechanical switching unit. The electrical voltage between the contacts is sufficient to overcome the threshold voltage of the second semiconductor switching unit. As soon as the electric current flows through the second semiconductor switching unit, a possible arc extinguishes at the contacts of the second mechanical switching unit. Now the mechanical switching unit can immediately absorb electrical voltage.
  • control device is designed to open the first mechanical switching unit of the separating arrangement at the same time as the second mechanical switching unit or a predetermined period of time after the second mechanical switching unit.
  • the first mechanical switching unit can be opened at the same time as the second mechanical switching unit.
  • the second mechanical switching unit is opened for a predetermined period of time, for example 0.1 to a few 10 milliseconds, after the second mechanical switching unit. This makes it possible to control the first mechanical switching unit individually and independently of the second mechanical switching unit.
  • the control device is designed to switch the second semiconductor switching unit into a blocking operation after opening the first mechanical switching unit.
  • the second semiconductor switching unit which is formed by one or more IGBTs
  • a blocking voltage for example of 2 kV
  • the blocking voltage provided by the second semiconductor switching unit is in series with the arc voltage at the first mechanical switching unit.
  • the reverse voltage generated at the second semiconductor switching unit is sufficient to commutate the electric current from the second separator into the first separator. As soon as the electric current flows through the first separator, the arc on the first mechanical switching unit can also go out and the actual switching off of the electric current can begin.
  • control device may be designed to open the first mechanical switching unit only after an electric current has been commutated by the second separating device into the first separating device. If the first mechanical switching unit is opened only when the electric current is fully commutated in the first separator or the first semiconductor switching unit, the first mechanical switching unit can be ideally opened normally and there is no arc at the contacts of the first mechanical switching unit. As a result, wear of the contacts of the first mechanical switching unit can be effectively prevented.
  • the method according to the invention for operating a separation arrangement for a high-voltage direct current network comprises providing a first separation device which comprises a first semiconductor switching unit and providing a second separation device which is connected in parallel with the first separation device and which connects a first mechanical switching unit and one connected in series with the first mechanical switching unit
  • An auxiliary switching device comprises, wherein the auxiliary switching device comprises at least a second semiconductor switching unit and the provision of a second mechanical switching unit in the auxiliary switching device, which is connected in parallel to the second semiconductor switching unit.
  • the present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
  • the single figure shows a schematic representation of a separation arrangement for a high-voltage direct current network.
  • the figure shows a generally designated 10 separating arrangement.
  • the separation assembly 10 may be used for a high voltage network.
  • the high-voltage network may, for example, have a rated voltage of 300 kV.
  • the separator 10 is connected to a line 26 of the high voltage direct current network.
  • the separating arrangement 10 has a first separating device 12 and a second separating device 14, which are electrically connected in parallel.
  • the first separating device 12 comprises a first semiconductor switching unit 16.
  • the first semiconductor switching unit 16 comprises a plurality of semiconductor switches or semiconductor components connected in series.
  • the semiconductor switches can each be designed as IGBT.
  • the second separating device 14 comprises a first mechanical switching unit 18, which in the present case is represented by the series connection of two individual switches.
  • the first mechanical switching unit comprises a plurality of vacuum interrupters, which are connected in series.
  • the second separating device 14 comprises an auxiliary switching device 20, which is electrically connected in series with the first mechanical switching unit 18.
  • the auxiliary switching device 20 comprises a parallel circuit comprising a second mechanical switching unit 24 and a second semiconductor switching unit 22.
  • the second mechanical switching unit 24 may be formed by one or more vacuum interrupters.
  • the second semiconductor switching unit 22 may be formed by one or more IGBTs.
  • the second semiconductor switching unit 22 may also be formed by two IGBTs connected in antiseries, by a half-bridge or a full bridge with connected energy stores in the form of capacitors.
  • the first mechanical switching unit 18 and the second mechanical Switching unit 24 is closed.
  • the second semiconductor switching unit 22 may generally be switched to passage in normal operation of the high voltage network.
  • the second semiconductor switching unit 22 is switched immediately in the forward direction. If an error occurs in the high-voltage direct-current network, the current flow in the electrical line 26 should be switched off or interrupted.
  • first the second mechanical switching unit 24 is opened. When the contacts of the second mechanical switching unit 24 are opened, an arc may form on the contacts. As a result of the arc, an arc voltage of, for example, 30 volts is applied between the contacts of the second mechanical switching unit 24.
  • This electrical voltage is sufficient to overcome the threshold voltage of the second semiconductor switching unit 22. Ideally, forms no arc at the contacts of the second mechanical switching unit 24, since the second semiconductor switching unit 22 is switched faster in the passage direction than the second mechanical switching unit 24 is opened. Furthermore, because of the low forward voltage of the second semiconductor switching unit 22, which may be, for example, only a few volts, the necessary minimum arc voltage for an arc can not be achieved at the second mechanical switching unit 24.
  • the opening of the second mechanical switching unit 24 and the first mechanical switching unit 18 is opened.
  • the arc at the contacts of the second mechanical switching unit 24 is extinguished.
  • the second mechanical switching unit 24 can now immediately absorb electrical voltage.
  • the second semiconductor switching unit 22 is driven in such a way that generates a high blocking voltage on it becomes.
  • a blocking voltage of 2 kV can be provided with an IGBT.
  • an arc usually forms on the contacts of the first mechanical switching unit 18 and an arc voltage is applied between the contacts.
  • the blocking voltage generated by the second semiconductor switching unit 22 is in series with this arc voltage. It is sufficient to commutate the electric current from the second separator 14 into the first separator 12. As soon as the electrical current has commutated into the first separation device 12 or the first semiconductor switching unit 16, the arc extinguishes at the contacts of the first mechanical switching unit 18 and the actual switching off of the electric current can begin.
  • the first mechanical switching unit 18 is only opened when the electric current is completely commutated by the second separator 14 into the first separator 12.
  • the first mechanical switching unit 18 is ideally opened without current and no arc forms at the contacts of the first mechanical switching unit 18.
  • wear of the contacts of the first mechanical switching unit 18 due to an arc can be prevented.
  • the second mechanical switching unit 24 of the auxiliary switching device 20 is closed again after completion of the switch-off operation.
  • the second semiconductor switching unit 22 is protected from overvoltages and overcurrents.
  • arresters parallel to each IGBT Ie.
  • the semiconductor switching units 16 and 22 may include an IGBT and a trap connected in parallel with the IGBT.
  • Electrotechnical methods for voltage limiting such as the parallel connection of voltage-limiting components to the semiconductor switching unit 22, are suitable for protecting the semiconductor switching unit 22 against overvoltages.
  • Suitable voltage-limiting components are, for example, avalanche diodes, zener diodes, or metal-oxide varistors, as well as so-called snubber circuits comprising capacitors, resistors and possibly diodes.
  • the separation arrangement 10 has the advantage that the electric current in the normal state flows exclusively via the first mechanical switching unit 18 and the second mechanical switching unit 24. Thus, small losses occur and the cooling effort can be kept low. Furthermore, in the event of a failure of the isolating arrangement 10, the first mechanical switching unit 18 and the second mechanical switching unit 24 can be closed again, whereby destruction of the second semiconductor switching unit 22 is ruled out in the case of a high short-circuit current. The faulty declaration then takes over as part of a so-called backup protection, an additional switch.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trennanordnung für ein Hochspannungsgleichstromnetz. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Trennanordnung für ein Hochspannungsgleichstromnetz.
  • In Hochspannungsnetzen werden üblicherweise Trennanordnungen verwendet, mit denen der Strom im Fehlerfall (sowie auch Betriebsströme) abgeschaltet werden können. Insbesondere zum Abschalten von Gleichströmen in Hochspannungsnetzen können mechanische Schalter den Schaltvorgang nicht alleine übernehmen. Der Grund hierfür ist, dass die, an den Kontakten des mechanischen Schalters, üblicherweise entstehende Lichtbogenspannung zu gering gegenüber der treibenden Netzspannung ist. Daher werden für die Unterbrechung von Gleichströmen meist sogenannte Hybridschalter bzw. hybride DC Leistungsschalter vorgeschlagen, die aus einer Kombination aus leistungselektronischem und mechanischem Schalter bestehen. Dabei wird der elektrische Strom im Normalzustand vom mechanischen Schalter geführt. Bei einem Abschaltvorgang wird der Strom zunächst vom mechanischen Schalter auf den Halbleiterzweig kommutiert. Damit der Lichtbogen im mechanischen Schalter verlöscht, muss der Halbleiterschalter zunächst in den leitenden Zustand geschalten werden. Nach dem Verlöschen des Lichtbogens und einer Zeit zur Wiederverfestigung der Isolationsstrecke werden die Halbleiterschalter entsprechend angesteuert, so dass sich eine Spannung aufbaut, mit der der Strom im DC-Netz abgeschaltet wird. Allerdings ist es für diesen Ablauf erforderlich, dass die im mechanischen Schalter erzeugte Lichtbogenspannung ausreichend groß ist, damit der Kommutierungsvorgang auch stattfinden kann. Insbesondere muss die Schwellspannung von heute eingesetzten und massiv in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern statisch überwunden werden. Zusätzlich müssen für den dynamischen Vorgang auch die über die Streuinduktivitäten im Kommutierungskreis auftretenden Spannungsabfälle berücksichtigt werden.
  • Bei heute verwendeten Trennanordnungen werden zum Abschalten von Gleichströmen in einem Hochspannungsnetz mit einer elektrischen Spannung von 300 kV beispielsweise 10 mechanische Schalter in Reihe geschaltet. Diese mechanischen Schalter sind üblicherweise als Vakuum-Schaltröhren ausgebildet. Jede der Vakuum-Schaltröhren erzeugt nach dem Öffnen der Kontakte eine Lichtbogenspannung von ca. 30 Volt, was einer Gesamt-Kommutierungsspannung von 300 Volt entspricht. Bei einer Netzspannung von 300 kV sind beispielsweise 140 Halbleiterschalter in Form von IGBTs mit einer jeweiligen Sperrspannung von 3,3 kV in Reihe zu schalten, um eine adäquate Sperrspannung aufbauen zu können. Jeder der Halbleiterschalter weist eine Flussspannung von etwa 3 Volt auf, was einer Mindest-Kommutierungsspannung von 420 Volt entspricht. In dieser beispielhaften Anordnung würde daher der Strom nicht vom mechanischen Schalter auf den Haltbleiterzweig kommutieren und eine Abschaltung des Stroms wäre daher nicht möglich.
  • In diesem Zusammenhang offenbart die WO 2011 057 675 A1 eine Vorrichtung zum Abschalten eines Gleichstroms in einem Hochspannungsnetz mit einer ersten Trenneinrichtung, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern umfasst. Parallel zu der ersten Trenneinrichtung ist eine zweite Trenneinrichtung geschaltet, die eine Reihenschaltung eines mechanischen Schalters und eines Halbleiterschalters umfasst. Des Weiteren ist in der Veröffentlichung von J. Häfner und B. Jacobson "Proactive Hybrid HVDC Breakers - A key innovation for reliable HVDC grids" vorgestellt auf "The electric power system of the future - Integration supergrids and microgrids", International Symposium in Bologna, Italien, 2011 eine Trennanordnung beschrieben, bei der eine erste Trenneinrichtung eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern umfasst. Die zu der ersten Trenneinrichtung parallel geschaltete zweite Trenneinrichtung umfasst als mechanischen Schalter einen sogenannten schnellen Trenner, der in Reihe zu einer Hilfsschalteinrichtung geschaltet ist, die einen Halbleiterschalter umfasst. Durch entsprechende Ansteuerung des Halbleiterschalters in der Hilfsschalteinrichtung kann eine elektrische Spannung aufgebaut werden, welche den Spannungsabfall in der ersten Trenneinrichtung erheblich übersteigt und somit den Kommutierungsvorgang auf die erste Trenneinrichtung erlaubt. Nachteilig an einer derartigen Anordnung ist, dass der Strom im Normalbetrieb immer durch den Halbleiterschalter in der Hilfsschalteinrichtung fließt und damit permanent Verluste erzeugt werden, die entsprechenden permanenten Kühlaufwand erfordern. Des Weiteren kann im Falle des Versagens der gesamten Trennanordnung und einem damit einhergehenden unbeeinflussten Kurzschlussstrom eine Zerstörung der Hilfsschalteinrichtung stattfinden, weil der dann fließende Kurzschlussstrom den Sättigungsstrom des Halbleiterschalters in der Hilfsschalteinrichtung übersteigt.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht darin, in dem Halbleiterzweig der ersten Trenneinrichtung zum Zweck der Kommutierung eine negative Spannung aufzubauen. Dies ist beispielsweise dann möglich, wenn im Halbleiterzweig sogenannte Vollbrückenschaltungen mit Energiespeichern, beispielsweise Kondensatoren, eingesetzt werden. Dies erfordert allerdings den Einsatz von Vollbrücken-Modulen, die beispielsweise jeweils vier IGBT-Zweige aufweisen.
  • Schließlich beschreibt die DE 694 08 811 T2 einen Gleichstrom-Leistungsschalter für hohe Leistungen zur Verwendung in einer Gleichstrom-Hochspannungsleitung. Hierbei ist ein Halbleiterelement parallel zu einem mechanischen Schalter geschaltet. Wenn der mechanische Schalter geöffnet wird, liegt an den Kontakten des mechanischen Schalters eine Lichtbogenspannung an. Überschreitet diese Lichtbogenspannung einen vorgegebenen Grenzwert, wird mittels eines Steuerimpulsgenerators ein Zündsignal für das Halbleiterelement bereitgestellt. Dadurch wird das Halbleiterelement geschlossen und somit der Strom durch das Halbleiterelement geführt.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Trennanordnung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, die effizienter und zuverlässiger betrieben werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Trennanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Trennanordnung für ein Hochspannungsgleichstromnetz umfasst eine erste Trenneinrichtung, die eine erste Halbleiterschalteinheit umfasst und eine zu der ersten Trenneinrichtung parallel geschaltete, zweite Trenneinrichtung, die eine erste mechanische Schalteinheit und eine in Reihe zu der mechanischen Schalteinheit geschaltete Hilfsschalteinrichtung umfasst, wobei die Hilfsschalteinrichtung eine zweite Halbleiterschalteinheit umfasst und wobei die Hilfsschalteinrichtung eine zweite mechanische Schalteinheit umfasst, die parallel zu der zweiten Halbleiterschalteinheit geschaltet ist.
  • Die Trennanordnung kann insbesondere zum Abschalten von Gleichströmen in Hochspannungsnetzen verwendet werden. Mit der Trennanordnung können der Strom im Fehlerfall sowie auch Betriebsströme abgeschaltet werden. Im Folgenden werden alle Abschaltungen vereinfachend als "Fehlerfall" bezeichnet, womit jedoch auch normale Abschaltungen von Betriebsströmen gemeint sind. Die erste Halbleiterschalteinheit der ersten Trenneinrichtung kann mehrere Halbleiterschalter umfassen, die elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die jeweiligen Halbleiterschalter können beispielsweise als IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) ausgebildet sein. Die Verwendung von Halbbrücken-Modulen ist hier ebenfalls möglich. Die erste mechanische Schalteinheit in der zweiten Trenneinrichtung kann durch mehrere mechanische Schalter gebildet sein, die in Reihe geschaltet sind. Für die mechanischen Schalter können bevorzugt Vakuum-Schaltröhren verwendet werden. So können beispielsweise zehn Vakuum-Schaltröhren in Reihe geschaltet sein, wobei jede der Vakuum-Schaltröhren eine elektrische Spannung von 30 kV isolieren kann. Dadurch kann mit der ersten mechanischen Schalteinheit beispielsweise eine Gesamtsperrspannung von 300 kV bereitgestellt werden. Die in Reihe zu der ersten mechanischen Schalteinheit geschaltete Hilfsschalteinrichtung umfasst eine Parallelschaltung aus einer zweiten Halbleiterschalteinheit und einer zweiten mechanischen Schalteinheit. Die zweite mechanische Schalteinheit kann auch mehrere mechanische Schalter umfassen, die in Reihe geschaltet sind. Für die Realisierung der zweiten Halbleiterschalteinheit kann beispielsweise ein Halbleiterschalter, der beispielsweise als IGBT ausgebildet ist, verwendet werden. In der Praxis ist aus Gründen der Redundanz aber die Reihenschaltung weniger Halbleiterschalter sinnvoll. Auch die Verwendung von zwei antiseriell geschalteten IGBTs ist bei einer bipolar aktiven Schaltung denkbar. Zudem kann eine Halbbrücke oder eine Vollbrücke mit angeschlossenen Kondensatoren verwendet werden.
  • Mit der Hilfsschalteinrichtung kann beim Abschalten des Gleichstromes die notwendige elektrische Spannung erzeugt werden, um den elektrischen Strom von der zweiten Trenneinrichtung in die erste Trenneinrichtung zu kommutieren. Im Normalbetrieb kann der elektrische Strom durch die erste und die zweite mechanische Schalteinheit fließen. Dadurch können die Verluste deutlich reduziert werden und auf eine permanente Kühlung der Hableiterschalter komplett verzichtet werden. Des Weiteren können im Falle eines Versagens der gesamten Trennanordnung die erste und zweite mechanische Schalteinheit geschlossen werden. Somit wird im Falle eines Fehlers innerhalb der Trennanordnung eine Zerstörung der Halbleiterschaltelemente ausgeschlossen.
  • Bevorzugt umfasst die Trenneinrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der ersten mechanischen Schalteinheit, der zweiten mechanischen Schalteinheit, der ersten Halbleiterschalteinheit und der zweiten Halbleiterschalteinheit. Die Steuereinrichtung kann eine Erfassungseinrichtung umfassen bzw. mit dieser verbunden sein, mit der ein Fehlerstrom in dem Hochspannungsgleichstromnetz erfasst werden kann. Im Fehlerfall können die erste und die zweite mechanische Schalteinheit sowie die erste und die zweite Halbleiterschalteinheit unabhängig voneinander angesteuert werden. Im ersten Halbleiterschalter der ersten Trenneinheit können die IGBTs gegebenenfalls einzeln angesteuert werden. Durch entsprechende Ableiter die parallel zu diesen IGBTs installiert sind, kann so eine Abschaltgegenspannung variabel eingestellt werden. Der Pfad kann des Weiteren auch zur Strombegrenzung verwendet werden. Somit kann ein zuverlässiger Betrieb der Trennanordnung gewährleistet werden.
  • In einer Ausführungsform ist eine Durchlassspannung der zweiten Halbleiterschalteinheit geringer als eine elektrische Spannung, die beim Öffnen der zweiten mechanischen Schalteinheit an Kontakten der zweiten mechanischen Schalteinheit anliegt. Beim Öffnen der zweiten mechanischen Schalteinheit in der Hilfsschaltungseinrichtung kann sich eine Lichtbogenspannung bilden. Wenn die zweite mechanische Schalteinheit als Vakuum-Schaltröhre ausgebildet ist, kann diese Lichtbogenspannung beispielsweise 30 Volt betragen. Diese Spannung reicht aus, um die Durchlassspannung bzw. Schwellspannung der zweiten Halbleiterschalteinheit, die in Durchlassrichtung geschaltet ist, zu überwinden. Dabei kann die zweite Halbleiterschalteinheit nur einen oder wenige IGBTs umfassen, die elektrisch in Reihe geschaltet sind. So entsteht im Idealfall an der zweiten mechanischen Schalteinheit kein Lichtbogen, da die zweite Halbleiterschalteinheit schneller in Durchlassrichtung geschaltet wird, als der mechanische Schalter geöffnet wird. Aufgrund der niedrigen Durchlassspannung der zweiten Halbleiterschalteinheit, die beispielsweise nur einige Volt betragen kann, kann die Mindestbrennspannung für den Lichtbogen nicht erreicht werden. Des Weiteren bedarf es keiner zusätzlichen Stelleinrichtung, mit der die elektrische Spannung an der zweiten mechanischen Schalteinheit überwacht wird und mit der die zweite Halbleiterschalteinheit durch ein entsprechendes Steuersignal geöffnet wird. Damit kann die Trennanordnung besonders effizient betrieben werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die erste und die zweite mechanische Schalteinheit zum Normalbetrieb des Hochspannungsgleichstromnetzes zu schließen. Damit fließt der elektrische Strom im Normalbetrieb über die erste und die zweite mechanische Schalteinheit. Dadurch entstehen nur geringe elektrische Verluste und der Kühlaufwand kann reduziert werden. Somit kann die Trennanordnung besonders energieeffizient betrieben werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die zweite mechanische Schalteinheit bei einem Vorliegen eines Fehlerfalls in dem Hochspannungsgleichstromnetz zu öffnen. Wenn der Gleichstrom in dem Hochspannungsnetz in Folge eines Fehlerfalls bzw. Fehlerstroms geöffnet werden soll, kann die zweite mechanische Schalteinheit möglichst schnell geöffnet werden. Somit kann das Abschalten des elektrischen Stromes zuverlässig gestartet werden.
  • Bevorzugt ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die zweite Halbleiterschalteinheit beim Vorliegen des Fehlerfalls in Durchlassrichtung zu schalten. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die zweite Halbleiterschalteinheit der Hilfsschaltvorrichtung im Normalbetrieb auf Durchgang geschaltet ist. Spätestens wenn der Strom in dem Hochspannungsnetz abgeschaltet werden soll, wird die zweite Halbleiterschalteinheit in Durchlassrichtung geschaltet. Wenn die zweite mechanische Schalteinheit geöffnet wird, liegt zwischen ihren Kontakten eine elektrische Spannung an. Dabei kann es auch der Fall sein, dass sich ein Lichtbogen zwischen den Kontakten der zweiten mechanischen Schalteinheit ausbildet. Die elektrische Spannung zwischen den Kontakten reicht aus, um die Schwellenspannung der zweiten Halbleiterschalteinheit zu überwinden. Sobald der elektrische Strom durch die zweite Halbleiterschalteinheit fließt, erlischt ein möglicher Lichtbogen an den Kontakten der zweiten mechanischen Schalteinheit. Nun kann die mechanische Schalteinheit unverzüglich elektrische Spannung aufnehmen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die erste mechanische Schalteinheit des der Trennanordnung zeitgleich mit der zweiten mechanischen Schalteinheit oder eine vorbestimmte Zeitdauer nach der zweiten mechanischen Schalteinheit zu öffnen. Die erste mechanische Schalteinheit kann zeitgleich mit der zweiten mechanischen Schalteinheit geöffnet werden. Dabei ist es auch denkbar, dass die zweite mechanische Schalteinheit eine vorbestimmte Zeitdauer, beispielsweise 0,1 bis einige 10 Millisekunden, nach der zweiten mechanischen Schalteinheit geöffnet wird. Dies ermöglicht es, die erste mechanische Schalteinheit individuell und unabhängig von der zweiten mechanischen Schalteinheit anzusteuern.
  • Bevorzugt ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die zweite Halbleiterschalteinheit nach dem Öffnen der ersten mechanischen Schalteinheit in einen Sperrbetrieb zu schalten. So kann beispielsweise mit der zweiten Halbleiterschalteinheit, die durch einen oder mehrere IGBTs gebildet ist, eine Sperrspannung, beispielsweise von 2 kV bereitgestellt werden. Wenn die erste mechanische Schalteinheit geöffnet wird, kann sich zwischen den Kontakten der ersten mechanischen Schalteinheit ein Lichtbogen ausbilden und somit eine Lichtbogenspannung zwischen den Kontakten anliegen. Die von der zweiten Halbleiterschalteinheit bereit gestellte Sperrspannung liegt in Reihe zu der Lichtbogenspannung an der ersten mechanischen Schalteinheit. Die Sperrspannung, die an der zweiten Halbleiterschalteinheit erzeugt wird, ist ausreichend, um den elektrischen Strom von der zweiten Trenneinrichtung in die erste Trenneinrichtung zu kommutieren. Sobald der elektrische Strom durch die erste Trenneinrichtung fließt, kann auch der Lichtbogen an der ersten mechanischen Schalteinheit verlöschen und die eigentliche Abschaltung des elektrischen Stroms kann beginnen.
  • Alternativ dazu kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, die erste mechanische Schalteinheit erst zu öffnen, nachdem ein elektrischer Strom von der zweiten Trenneinrichtung in die erste Trenneinrichtung kommutiert ist. Wenn die erste mechanische Schalteinheit erst geöffnet wird, wenn der elektrische Strom vollständig in die erste Trenneinrichtung bzw. die erste Halbleiterschalteinheit kommutiert ist, kann die erste mechanische Schalteinheit idealerweise stromlos geöffnet werden und es entsteht kein Lichtbogen an den Kontakten der ersten mechanischen Schalteinheit. Dadurch kann ein Verschleiß der Kontakte der ersten mechanischen Schalteinheit effektiv verhindert werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Trennanordnung für ein Hochspannungsgleichstromnetz umfasst das Bereitstellen einer ersten Trenneinrichtung, die eine erste Halbleiterschalteinheit umfasst und das Bereitstellen einer zur ersten Trenneinrichtung parallel geschalteten, zweiten Trenneinrichtung, die eine erste mechanische Schalteinheit und eine in Reihe zu der ersten mechanischen Schalteinheit geschaltete Hilfsschalteinrichtung umfasst, wobei die Hilfsschalteinrichtung zumindest eine zweite Halbleiterschalteinheit umfasst und das Bereitstellen einer zweiten mechanischen Schalteinheit in der Hilfsschalteinrichtung, die parallel zu der zweiten Halbleiterschalteinheit geschaltet ist.
  • Die vorliegend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Trennanordnung beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen können in gleicher Weise auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Trennanordnung für ein Hochspannungsgleichstromnetz.
  • Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • Die Figur zeigt eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Trennanordnung. Die Trennanordnung 10 kann für ein Hochspannungsnetz verwendet werden. Das Hochspannungsnetz kann beispielsweise eine Nennspannung von 300 kV aufweisen. Die Trenneinrichtung 10 ist mit einer Leitung 26 des Hochspannungsgleichstromnetzes verbunden. Die Trennanordnung 10 weist eine erste Trenneinrichtung 12 und eine zweite Trenneinrichtung 14 auf, die elektrisch parallel verschaltet sind. Die erste Trenneinrichtung 12 umfasst eine erste Halbleiterschalteinheit 16. Die erste Halbleiterschalteinheit 16 umfasst eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern bzw. Halbleiterbauteilen. Die Halbleiterschalter können jeweils als IGBT ausgebildet sein. Die zweite Trenneinrichtung 14 umfasst eine erste mechanische Schalteinheit 18, die vorliegend durch die Reihenschaltung von zwei Einzelschaltern dargestellt ist. Üblicherweise umfasst die erste mechanische Schalteinheit eine Mehrzahl von Vakuum-Schaltröhren, die in Reihe geschaltet sind. Des Weiteren umfasst die zweite Trenneinrichtung 14 eine Hilfsschalteinrichtung 20, die elektrisch in Reihe zu der ersten mechanischen Schalteinheit 18 geschaltet ist.
  • Die Hilfsschalteinrichtung 20 umfasst eine Parallelschaltung aus einer zweiten mechanischen Schalteinheit 24 und einer zweiten Halbleiterschalteinheit 22. Die zweite mechanische Schalteinheit 24 kann durch eine oder mehrere Vakuum-Schaltröhren gebildet sein. Die zweite Halbleiterschalteinheit 22 kann durch einen oder mehrere IGBTs gebildet sein. Die zweite Halbleiterschalteinheit 22 kann auch durch zwei antiseriell geschaltete IGBTs, durch eine Halbbrücke oder eine Vollbrücke mit angeschlossenen Energiespeichern in Form von Kondensatoren gebildet sein.
  • Im Normalbetrieb des Hochspannungsgleichstromnetzes sind die erste mechanische Schalteinheit 18 und die zweite mechanische Schalteinheit 24 geschlossen. Auch die zweite Halbleiterschalteinheit 22 kann generell im Normalbetrieb des Hochspannungsnetzes auf Durchgang geschaltet sein. Spätestens beim Beginn einer notwendigen Abschaltung wird die zweite Halbleiterschalteinheit 22 unverzüglich in Durchlassrichtung geschaltet. Tritt nun ein Fehlerfall in dem Hochspannungsgleichstromnetz auf, soll der Stromfluss in der elektrischen Leitung 26 abgeschaltet bzw. unterbrochen werden. Dazu wird zunächst die zweite mechanische Schalteinheit 24 geöffnet. Wenn die Kontakte der zweiten mechanischen Schalteinheit 24 geöffnet werden, kann sich an den Kontakten ein Lichtbogen ausbilden. Infolge des Lichtbogens liegt eine Lichtbogenspannung von beispielsweise 30 Volt zwischen den Kontakten der zweiten mechanischen Schalteinheit 24 an. Diese elektrische Spannung reicht aus, um die Schwellspannung der zweiten Halbleiterschalteinheit 22 zu überwinden. Im Idealfall bildet sich an den Kontakten der zweiten mechanischen Schalteinheit 24 kein Lichtbogen aus, da die zweite Halbleiterschalteinheit 22 schneller in Durchgangsrichtung geschaltet wird, als die zweite mechanische Schalteinheit 24 geöffnet wird. Des Weiteren kann wegen der geringen Durchlassspannung der zweiten Halbleiterschalteinheit 22, die beispielsweise nur einige Volt betragen kann, an der zweiten mechanischen Schalteinheit 24 die notwendige Mindestbrennspannung für einen Lichtbogen nicht erreicht werden.
  • Zum gleichen Zeitpunkt oder eine vorbestimmte Zeitdauer von beispielsweise 0,1 bis maximal einige 10 Millisekunden nach dem Öffnen der zweiten mechanischen Schalteinheit 24 wird auch die erste mechanische Schalteinheit 18 geöffnet. Sobald der elektrische Strom durch die zweite Halbleiterschalteinheit 22 fließt, verlischt der Lichtbogen an den Kontakten der zweiten mechanischen Schalteinheit 24. Die zweite mechanische Schalteinheit 24 kann nun unverzüglich elektrische Spannung aufnehmen.
  • Anschließend daran wird die zweite Halbleiterschalteinheit 22 derart angesteuert, dass an ihr eine hohe Sperrspannung erzeugt wird. So kann beispielsweise mit einem IGBT eine Sperrspannung von 2 kV bereitgestellt werden. Nach dem Öffnen der ersten mechanischen Schalteinheit 18 bildet sich üblicherweise an den Kontakten der ersten mechanischen Schalteinheit 18 ein Lichtbogen aus und zwischen den Kontakten liegt eine Lichtbogenspannung an. Die von der zweiten Halbleiterschalteinheit 22 erzeugte Sperrspannung liegt in Reihe zu dieser Lichtbogenspannung. Sie ist ausreichend, um den elektrischen Strom von der zweiten Trenneinrichtung 14 in die erste Trenneinrichtung 12 zu kommutieren. Sobald der elektrische Strom in die erste Trenneinrichtung 12 bzw. die erste Halbleiterschalteinheit 16 kommutiert ist, verlöscht der Lichtbogen an den Kontakten der ersten mechanischen Schalteinheit 18 und die eigentliche Abschaltung des elektrischen Stromes kann beginnen.
  • In einer alternativen Ausführungsform wird die erste mechanische Schalteinheit 18 erst dann geöffnet, wenn der elektrische Strom vollständig von der zweiten Trenneinrichtung 14 in die erste Trenneinrichtung 12 kommutiert ist. So wird die erste mechanische Schalteinheit 18 idealerweise stromlos geöffnet und es bildet sich kein Lichtbogen an den Kontakten der ersten mechanischen Schalteinheit 18 aus. Damit kann eine Abnutzung der Kontakte der ersten mechanischen Schalteinheit 18 in Folge eines Lichtbogens verhindert werden.
  • Um die zweite Halbleiterschalteinheit 22 vor Überspannungen und Überströmen zu schützen, wird die zweite mechanische Schalteinheit 24 der Hilfsschalteinrichtung 20 nach Abschluss des Abschaltvorgangs wieder geschlossen. Dadurch wird auch bei einem Versagen des Abschaltens des elektrischen Stroms in der ersten Halbleiterschalteinheit 16 und/oder der ersten mechanischen Schalteinheit 18 die zweite Halbleiterschalteinheit 22 vor Überspannungen und Überströmen geschützt. Zum Schutz vor Überspannungen bzw. zum Schutz der Halbleiter sind parallel zu jedem IGBT Ableiter vorzusehen. D. h. die Halbleiterschalteinheit 16 und 22 können einen IGBT und einen zu dem IGBT parallel geschalteten Ableiter umfassen. Auch in der Elektrotechnik übliche Methoden zur Spannungsbegrenzung, wie z.B. die Parallelschaltung spannungsbegrenzender Bauteile zur Halbleiterschalteinheit 22, sind geeignet, um die Halbleiterschalteinheit 22 gegen Überspannungen zu schützen. Geeignete spannungsbegrenzende Bauteile sind beispielsweise Avalanchedioden, Zenerdioden, oder Metall-Oxid-Varistoren sowie sogenannte Snubberkreise aus Kondensatoren, Widerständen und gegebenenfalls Dioden.
  • Die Trennanordnung 10 weist den Vorteil auf, dass der elektrische Strom im Normalzustand ausschließlich über die erste mechanische Schalteinheit 18 und die zweite mechanische Schalteinheit 24 fließt. Damit treten geringe Verluste auf und der Kühlaufwand kann gering gehalten werden. Des Weiteren kann im Fall eines Versagens der Trennanordnung 10 die erste mechanische Schalteinheit 18 und die zweite mechanische Schalteinheit 24 wieder geschlossen werden, wodurch im Fall eines hohen Kurzschlussstromes eine Zerstörung der zweiten Halbleiterschalteinheit 22 ausgeschlossen wird. Die Fehlerklärung übernimmt dann im Rahmen eines sogenannten Backup-Schutzes ein zusätzlicher Schalter.

Claims (10)

  1. Trennanordnung (10) für ein Hochspannungsgleichstromnetz mit
    - einer ersten Trenneinrichtung (12), die eine erste Halbleiterschalteinheit (16) umfasst und
    - einer zur ersten Trenneinrichtung (12) parallel geschalteten, zweiten Trenneinrichtung (14), die eine erste mechanische Schalteinheit (18) und eine in Reihe zu der ersten mechanischen Schalteinheit (18) geschaltete Hilfsschalteinrichtung (20) umfasst, wobei
    - die Hilfsschalteinrichtung (20) eine zweite Halbleiterschalteinheit (22) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Hilfsschalteinrichtung (20) eine zweite mechanische Schalteinheit (24) umfasst, die parallel zu der zweiten Halbleiterschalteinheit (22) geschaltet ist.
  2. Trennanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennanordnung (10) eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der ersten mechanischen Schalteinheit (18), der zweiten mechanischen Schalteinheit (24), der ersten Halbleiterschalteinheit (16) und der zweiten Halbleiterschalteinheit (22) umfasst.
  3. Trennanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchlassspannung der zweiten Halbleiterschalteinheit (22) geringer ist als eine elektrische Spannung, die beim Öffnen der zweiten mechanischen Schalteinheit (24) an Kontakten der zweiten mechanischen Schalteinheit (24) anliegt.
  4. Trennanordnung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die erste und die zweite mechanische Schalteinheit (18, 24) zum Normalbetrieb des Hochspannungsgleichstromnetzes zu schließen.
  5. Trennanordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die zweite mechanische Schalteinheit (24) bei einem Vorliegen eines Fehlerfalls in dem Hochspannungsgleichstromnetz zu öffnen.
  6. Trennanordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die zweite Halbleiterschalteinheit (22) beim Vorliegen des Fehlerfalls in Durchlassrichtung zu schalten.
  7. Trennanordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die erste mechanische Schalteinheit (18) beim Vorliegen des Fehlerfalls zeitgleich mit der zweiten mechanischen Schalteinheit (24) oder eine vorbestimmte Zeitdauer nach der zweiten mechanischen Schalteinheit (24) zu öffnen.
  8. Trennanordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die zweite Halbleiterschalteinheit (22) nach dem Öffnen der ersten mechanischen Schalteinheit (18) in einen Sperrbetrieb zu schalten.
  9. Trennanordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die erste mechanische Schalteinheit (18) erst zu öffnen, nachdem ein elektrischer Strom von der zweiten Trenneinrichtung (14) in die erste Trenneinrichtung (12)kommutiert ist.
  10. Verfahren zum Betreiben einer Trennanordnung (10) für ein Hochspannungsgleichstromnetz durch
    - Bereitstellen einer ersten Trenneinrichtung (12), die eine erste Halbleiterschalteinheit (16) umfasst und
    - Bereitstellen einer zur ersten Trenneinrichtung (12) parallel geschalteten, zweiten Trenneinrichtung (14), die eine erste mechanische Schalteinheit (18) und eine in Reihe zu der ersten mechanischen Schalteinheit (18) geschaltete Hilfsschalteinrichtung (20) umfasst, wobei die Hilfsschalteinrichtung (20) zumindest eine zweite Halbleiterschalteinheit (22) umfasst,
    gekennzeichnet durch
    - Bereitstellen einer zweiten mechanischen Schalteinheit (24) in der Hilfsschalteinrichtung (20), die parallel zu der zweiten Halbleiterschalteinheit (22) geschaltet ist.
EP13763021.6A 2012-09-25 2013-09-10 Trennanordnung für ein hochspannungsgleichstromnetz Active EP2885801B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL13763021T PL2885801T3 (pl) 2012-09-25 2013-09-10 Układ odłączania dla sieci wysokiego napięcia prądu stałego

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012217280.7A DE102012217280A1 (de) 2012-09-25 2012-09-25 Trennanordnung für ein Hochspannungsgleichstromnetz
PCT/EP2013/068663 WO2014048716A1 (de) 2012-09-25 2013-09-10 Trennanordnung für ein hochspannungsgleichstromnetz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2885801A1 EP2885801A1 (de) 2015-06-24
EP2885801B1 true EP2885801B1 (de) 2016-09-07

Family

ID=49209336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13763021.6A Active EP2885801B1 (de) 2012-09-25 2013-09-10 Trennanordnung für ein hochspannungsgleichstromnetz

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2885801B1 (de)
DE (1) DE102012217280A1 (de)
DK (1) DK2885801T3 (de)
ES (1) ES2606680T3 (de)
PL (1) PL2885801T3 (de)
WO (1) WO2014048716A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3200213B1 (de) * 2014-09-26 2020-07-22 Mitsubishi Electric Corporation Direktstormschutzschalter
KR102010167B1 (ko) * 2015-09-16 2019-08-12 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 회로 차단기
EP3157034B1 (de) 2015-10-13 2018-03-21 General Electric Technology GmbH Mechatronische leistungsschaltervorrichtung
DE102019102858A1 (de) 2019-02-05 2019-03-21 Peter Lell Verfahren und Vorrichtung zum dauerhaften Trennen eines Stromkreises mit induktiver Last durch zeitversetztes Schalten zweier in Reihe geschalteter Schalter

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE514827C2 (sv) 1993-12-09 2001-04-30 Abb Ab Likströmsbrytaranordning för hög effekt
ATE463829T1 (de) * 2007-10-12 2010-04-15 Sma Solar Technology Ag Lasttrenner-anordnung
US8717716B2 (en) 2009-11-16 2014-05-06 Abb Technology Ag Device and method to break the current of a power transmission or distribution line and current limiting arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014048716A1 (de) 2014-04-03
DE102012217280A1 (de) 2014-03-27
ES2606680T3 (es) 2017-03-27
EP2885801A1 (de) 2015-06-24
DK2885801T3 (en) 2016-12-19
PL2885801T3 (pl) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013110240B4 (de) Schaltungsanordnung für einen Photovoltaikwechselrichter zur Ausschaltentlastung mit Kurzschlussschaltern und Verwendungen der Schaltungsanordnung
EP3091550B1 (de) Hybride schalteinrichtung
DE102011083693B3 (de) Gleichspannungs-Leitungsschutzschalter
EP2810290B1 (de) Vorrichtung zum schalten eines gleichstroms in einem pol eines gleichspannungsnetzes
WO2007022744A1 (de) Strombegrenzender schalter
EP3242399B1 (de) Monolithisch integrierter halbleiterschalter, insbesondere leistungstrennschalter
EP3514815B1 (de) Elektrische schutzschaltungsanordnung
EP2534757A1 (de) Schaltentlastung für einen trennschalter
WO2015192924A1 (de) Trennschalter zur gleichstromunterbrechung
EP3542386B1 (de) Niederspannungs-schutzschaltgerät
DE102016216331B3 (de) Trennvorrichtung zur Stromunterbrechung, Schutzschalter mit einem Sensor und einer Trennvorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer Trennvorrichtung
DE102015226475A1 (de) Schalteinrichtung
EP2926455B1 (de) Vorrichtung zum schalten von gleichströmen in abzweigen eines gleichspannungsnetzknotens
WO2016188589A1 (de) Spannungsgeführtes stromrichtermodul
DE102016120070A1 (de) Niederspannungs-Schutzschaltgerät
EP2885801B1 (de) Trennanordnung für ein hochspannungsgleichstromnetz
WO2019020195A1 (de) Impedanz für ac fehlerstrombehandlung in einem hgü-umrichter
EP3317891B1 (de) Gleichstrom-schalteinrichtung
DE102018203636B3 (de) Trennvorrichtung zur Gleichstromunterbrechung eines Strompfads, und Bordnetz eines Kraftfahrzeugs
EP3550582A1 (de) Niederspannungs-schutzschaltgerät
DE102008011597B4 (de) Trennvorrichtung für einen Leistungshalbleiter und Verfahren zu deren Betreiben, Leistungsmodul und Systemanlage
DE102017127133A1 (de) Hybride Schaltungsanordnung
DE102020203242A1 (de) Trennschalter und Verfahren zum Trennen von Anschlüssen
EP3514814B1 (de) Elektrische schutzschaltanordnung
DE10218806B4 (de) Gleichstrom-Schnellschalteinrichtung für Bahnstromversorgungen und Verfahren zur Abschaltung von Gleichströmen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20150316

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20160329

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 4

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 827519

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20161015

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502013004401

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: FP

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

Effective date: 20161215

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20161207

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20161208

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160930

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20170109

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20161207

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20170107

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502013004401

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160930

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160910

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160930

26N No opposition filed

Effective date: 20170608

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160910

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 5

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20160930

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20130910

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20160907

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 827519

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20180910

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180910

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502013004401

Country of ref document: DE

Owner name: SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

Free format text: REGISTERED BETWEEN 20220901 AND 20220907

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: PD

Owner name: SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO. KG; DE

Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

Effective date: 20221220

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20231222

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: PC2A

Owner name: SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO. KG

Effective date: 20240403

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240926

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Payment date: 20240925

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20240924

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20240925

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20240925

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Payment date: 20240819

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20240924

Year of fee payment: 12

Ref country code: SE

Payment date: 20240925

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Payment date: 20240821

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20241021

Year of fee payment: 12