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Title:
IMPEDOR FOR AC FAULT CURRENT HANDLING IN AN HVDC TRANSMISSION CONVERTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/020195
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a current converter unit (303) for high-voltage direct-current (HVDC) transmission, comprising a first converter (315). A first direct-current terminal (327) of the first converter (315) is connected to a first conductor terminal point (330) for a first HVDC transmission conductor (309). A second direct-current terminal (333) of the first converter (315) is connected to an impedance unit (339) having an electric impedance such that a connection point (336) is formed. The impedance unit (339) connects the connection point (336) to ground potential (342).

Inventors:
BALKENOHL MICHAEL (DE)
BURKHARDT MATTHIAS (DE)
PRIETO GOMEZ JUAN FERNANDO (DE)
Application Number:
EP2017/069172
Publication Date:
January 31, 2019
Filing Date:
July 28, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02M1/32; H02H9/08; H02J3/36; H02H7/122; H02M7/483; H02M7/757
Domestic Patent References:
WO2009149744A12009-12-17
WO2011150963A12011-12-08
WO2016055106A12016-04-14
Foreign References:
CN103066582B2015-11-04
GB2397445A2004-07-21
EP1151324A12001-11-07
CN206790085U2017-12-22
Other References:
SCHETTLER F ET AL: "HVDC transmission systems using voltage sourced converters design and applications", POWER ENGINEERING SOCIETY SUMMER MEETING, 2000. IEEE 16 - 20 JULY 2000, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, vol. 2, 16 July 2000 (2000-07-16), pages 715 - 720, XP010510729, ISBN: 978-0-7803-6420-2, DOI: 10.1109/PESS.2000.867439
XUE YINGLIN ET AL: "On the Bipolar MMC-HVDC Topology Suitable for Bulk Power Overhead Line Transmission: Configuration, Control, and DC Fault Analysis", IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US, vol. 29, no. 6, 1 December 2014 (2014-12-01), pages 2420 - 2429, XP011564727, ISSN: 0885-8977, [retrieved on 20141118], DOI: 10.1109/TPWRD.2014.2352313
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Claims:
Patentansprüche

1. Stromrichtereinheit (303) für eine Hochspannungsgleich- Stromübertragung

- mit einem ersten Stromrichter (315) ,

- wobei ein erster Gleichspannungsanschluss (327) des ersten Stromrichters (315) mit einem ersten Leiteranschlusspunkt (330) für einen ersten Hochspannungsgleichstromübertragungs- Leiter (309) verbunden ist,

- wobei ein zweiter Gleichspannungsanschluss (333) des ersten Stromrichters (315) unter Ausbildung eines Verbindungspunktes (336) mit einer eine elektrische Impedanz aufweisenden

Impedanzeinheit (339) verbunden ist, und

- die Impedanzeinheit (339) den Verbindungspunkt (336) mit Erdpotential (342) verbindet.

2. Stromrichtereinheit nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- der zweite Gleichspannungsanschluss (333) des ersten Strom¬ richters (315) mit einem ersten Gleichspannungsanschluss (345) eines zweiten Stromrichters (318) elektrisch verbunden ist,

- wobei ein zweiter Gleichspannungsanschluss (348) des zwei- ten Stromrichters (318) mit einem zweiten Leiteranschluss¬ punkt (352) für einen zweiten Hochspannungsgleichstromüber- tragungs-Leiter (312) verbunden ist.

3. Stromrichtereinheit nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- die Impedanzeinheit (339) ein Widerstands-Bauelement (355) aufweist .

4. Stromrichtereinheit nach Anspruch 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- das Widerstands-Bauelement (355) einen ohmschen Widerstand zwischen 5 Ohm und 5000 Ohm aufweist.

5. Stromrichtereinheit nach Anspruch 3 oder 4,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- das Widerstands-Bauelement (355) in Reihe mit einem Induk¬ tivitäts-Bauelement (358) geschaltet ist.

6. Stromrichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- der Verbindungspunkt (336) zusätzlich mittels eines

Überspannungsabieiters (361) mit Erdpotential (342) verbunden ist .

7. Stromrichtereinheit nach Anspruch 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- der Überspannungsabieiter (361) parallel zu der

Impedanzeinheit (339) geschaltet ist.

8. Stromrichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- der erste Stromrichter (315) und/oder der zweite Stromrichter (318) eine Reihenschaltung aus Modulen aufweisen (200), wobei die Module (200) jeweils mindestens zwei elektronische Schaltelemente (202, 206) und einen elektrischen Energiespei- eher (210) aufweisen.

9. Stromrichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- der erste Stromrichter (315) und/oder der zweite Stromrichter (318) ein modularer Multilevelstromrichter ist.

10. Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage (300) mit einer Stromrichtereinheit (303) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Verfahren zur Fehlerbehandlung bei einer Stromrichtereinheit (303) für eine Hochspannungsgleichstromübertragung - wobei die Stromrichtereinheit (303) einen ersten Stromrich¬ ter (315) aufweist,

- wobei ein erster Gleichspannungsanschluss (327) des ersten Stromrichters (315) mit einem ersten Leiteranschlusspunkt (330) für einen ersten Hochspannungsgleichstromübertragungs- Leiter (309) verbunden ist,

- wobei ein zweiter Gleichspannungsanschluss (333) des ersten Stromrichters (315) unter Ausbildung eines Verbindungspunktes (336) mit einer eine elektrische Impedanz aufweisenden

Impedanzeinheit (339) verbunden ist, und

- wobei die Impedanzeinheit (339) den Verbindungspunkt (336) mit Erdpotential (342) verbindet,

- wobei ein Wechselspannungsanschluss (364) des ersten Strom¬ richters (315) mit einer Sekundärwicklung (367) eines ersten Transformators (370) verbunden ist, und eine Primärwicklung (373) des ersten Transformators (370) mit einem ersten Wech¬ selstrom-Leistungsschalter (S7) verbunden ist, wobei bei dem Verfahren

- auf einen Fehler am Wechselspannungsanschluss (364) des ersten Stromrichters (315) hin, insbesondere auf einen einpo¬ ligen oder zweipoligen Fehler am Wechselspannungsanschluss (364) des ersten Stromrichters (315) hin, ein Fehlerstrom (I) vom Erdpotential (342) durch die Impedanzeinheit (339) zum Verbindungspunkt (336) zu fließen beginnt,

- aufgrund der Impedanz der Impedanzeinheit (339) der Fehler¬ strom (I) gedämpft wird und an der Impedanzeinheit (339) eine Spannung aufgebaut wird, wodurch ein die Primärwicklung (373) des ersten Transformators (370) durchfließender Wechselstrom Nulldurchgänge aufweist, so dass dieser Wechselstrom mittels des ersten Wechselstrom-Leistungsschalters (S7) abschaltbar ist .

12. Verfahren nach Anspruch 11,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- der zweite Gleichspannungsanschluss (333) des ersten Strom¬ richters (315) mit einem ersten Gleichspannungsanschluss (345) eines zweiten Stromrichters (318) elektrisch verbunden ist, - wobei ein zweiter Gleichspannungsanschluss (348) des zwei¬ ten Stromrichters (318) mit einem zweiten Leiteranschluss¬ punkt (352) für einen zweiten Hochspannungsgleichstromüber- tragungs-Leiter (312) verbunden ist,

- wobei ein Wechselspannungsanschluss (385) des zweiten

Stromrichters (318) mit einer Sekundärwicklung (388) eines zweiten Transformators (391) verbunden ist, und eine Primär¬ wicklung (394) des zweiten Transformators (391) mit einem zweiten Wechselstrom-Leistungsschalter (S8) verbunden ist, wobei bei dem Verfahren

- auf einen Fehler am Wechselspannungsanschluss (364) des ersten Stromrichters (315) oder am Wechselspannungsanschluss (385) des zweiten Stromrichters (318) hin, insbesondere auf einen einpoligen oder zweipoligen Fehler am Wechselspannungs- anschluss (364) des ersten Stromrichters (315) oder am Wech¬ selspannungsanschluss (385) des zweiten Stromrichters (318) hin, der Fehlerstrom (I) vom Erdpotential (342) durch die Impedanzeinheit (339) zum Verbindungspunkt (336) zu fließen beginnt,

- aufgrund der Impedanz der Impedanzeinheit (339) der Fehler¬ strom (I) gedämpft wird und an der Impedanzeinheit (339) eine Spannung aufgebaut wird, wodurch ein die Primärwicklung (373) des ersten Transformators (370) oder die Primärwicklung (394) des zweiten Transformators (391) durchfließender Wechselstrom Nulldurchgänge aufweist, so dass dieser Wechselstrom mittels des ersten Wechselstrom-Leistungsschalters (S7) oder mittels des zweiten Wechselstrom-Leistungsschalters (S8) abschaltbar ist .

Description:
Beschreibung

IMPEDANZ FÜR AC FEHLERSTROMBEHANDLUNG IN EINEM HGÜ-UMRICHTER

Die Erfindung betrifft eine Stromrichtereinheit für eine Hochspannungsgleichstromübertragung. Diese Stromrichtereinheit weist mindestens einen Stromrichter auf.

An Stromrichtern auftretende Fehler können dadurch geklärt werden, dass ein Wechselstrom-Leistungsschalter (welcher einen Wechselspannungsanschluss des Stromrichters mit einem Wechselspannungssystem verbindet) geöffnet wird. Diese Feh ¬ lerklärung (Fehlerbehandlung) mittels eines Wechselstrom- Leistungsschalters ist insbesondere auch bei modularen Multi- level-Stromrichtern mit Halbbrücken-Modulen anwendbar.

Problematisch ist dabei allerdings das Auftreten von soge ¬ nannten unsymmetrischen Fehlern (insbesondere stromrichterintern) . Das sind Fehler, die lediglich einen Pol oder zwei Pole der dreipoligen (dreiphasigen) Wechselspannung betreffen. Besonders problematisch ist es, wenn der Wechselstrom- Leistungsschalter mittels eines Transformators mit dem Wech ¬ selspannungsanschluss des Stromrichters verbunden ist, der unsymmetrische Fehler auf der Sekundärseite (also auf der dem Stromrichter zugewandten Seite) des Transformators auftritt und der Wechselstrom-Leistungsschalter auf der Primärseite des Transformators (also auf der vom Stromrichter abgewandten Seite des Transformators) angeordnet ist. Derartige unsymmet ¬ rische Fehler führen zu einer unsymmetrischen Strombelastung auf der Sekundärseite des Transformators, die auf die Primär ¬ seite des Transformators übertragen wird und dazu führt, dass der durch den Wechselstrom-Leistungsschalter fließende Wechselstrom keine Strom-Nulldurchgänge mehr aufweist (fehlende Nulldurchgänge des Wechselstroms) . Diese fehlenden Nulldurch ¬ gänge des Wechselstroms verhindern nach einer Fehlererkennung ein schnelles Öffnen des Wechselstrom-Leistungsschalters, da beim Öffnen des Wechselstrom-Leistungsschalters auftretende Lichtbögen erst bei Nulldurchgängen des Wechselstroms sicher verlöschen .

Insbesondere bei modularen Multilevel-Stromrichtern mit Halb- brücken-Submodulen ist jedoch eine rasche Fehlerklärung erforderlich, da sonst die im Fehlerfall leitenden Freilaufdio ¬ den der Halbbrücken-Submodule thermisch überlastet werden können und neben dem Wechselstrom-Leistungsschalter auch der Stromrichter irreversible Schäden erleiden kann.

Zur Lösung dieses Problems wurde in der Patentanmeldung WO 2011/150963 AI vorgeschlagen, eine Kurzschließereinheit zu verwenden, die im Falle eines unsymmetrischen Fehlers alle drei Phasen des Wechselspannungsnetzes gegen Erde kurz- schließt. Dadurch wird der unsymmetrische Fehler in einen symmetrischen Fehler (das heißt, in einen Fehler, der alle drei Phasen betrifft) umgewandelt, wodurch Nulldurchgänge des Wechselstromes auf der Primärseite des Transformators auftre ¬ ten .

Weiterhin wurde in der Patentanmeldung WO 2016/055106 AI vorgeschlagen, im Falle eines unsymmetrischen Fehlers eine

Tertiärwicklung des Transformators mittels einer

Kurzschließereinheit kurzzuschließen. Dies erfolgt so, dass die drei Phasen der Tertiärwicklung untereinander kurzgeschlossen werden.

Bei den beiden vorstehend genannten Lösungen ist es notwendig, im Fehlerfall Kurzschließer-Schalter zu schließen. Bei der ersten genannten Lösung werden durch den entstehenden

Kurzschluss das Wechselspannungsnetz und daran angeschlossene Komponenten stark belastet. Bei der zweiten genannten Lösung wird eine für hohe Leistungen ausgelegte Tertiärwicklung des Transformators benötigt, um die auf der Primärseite des Tra- fos fließenden Ströme schnell ausreichend beeinflussen zu können. Eine derartige Tertiärwicklung ist aufwendig und teu ¬ er . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromrichter einheit und ein Verfahren zur Fehlerbehandlung bei einer Stromrichtereinheit anzugeben, mit denen auch bei Auftreten eines unsymmetrischen Fehlers Stromnulldurchgänge erreicht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Strom ¬ richtereinheit und durch ein Verfahren nach den unabhängige Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Stromrichtereinheit und des Verfahrens sind in den abhängigen Pa tentansprüchen angegeben.

Offenbart wird eine Stromrichtereinheit für eine Hochspan ¬ nungsgleichstromübertragung

- mit einem ersten Stromrichter,

- wobei ein erster Gleichspannungsanschluss des ersten Strom ¬ richters mit einem ersten Leiteranschlusspunkt für einen ers ¬ ten Hochspannungsgleichstromübertragungs-Leiter verbunden ist,

- wobei ein zweiter Gleichspannungsanschluss des ersten

Stromrichters unter Ausbildung eines Verbindungspunktes mit einer eine elektrische Impedanz aufweisenden Impedanzeinheit verbunden ist, und

- die Impedanzeinheit den Verbindungspunkt mit Erdpotential verbindet.

Mit anderen Worten gesagt, ist der Verbindungspunkt mittels der Impedanzeinheit mit Erdpotential verbunden. Diese Strom ¬ richtereinheit weist vorteilhafterweise die Impedanzeinheit auf, die den Verbindungspunkt mit dem Erdpotential verbindet. Die Impedanzeinheit weist eine von Null verschiedene Impedanz auf. Im Unterschied zu einer Stromrichtereinheit, bei der der Verbindungspunkt unmittelbar geerdet ist (das heißt, bei der der Verbindungpunkt mittels eines elektrischen Leiters nahezu impedanzlos mit Erdpotential verbunden ist) ist hier eine Impedanzeinheit zur Verbindung des Verbindungspunktes mit Erdpotential vorgesehen. Diese Impedanzeinheit dämpft bei Auftreten eines unsymmetrischen Fehlers den Fehlerstrom, der vom Erdpotential zu dem Verbindungspunkt fließt. Dadurch wird erreicht, dass die primärseitigen Wechselströme auch bei Auf ¬ treten eines unsymmetrischen Fehlers Stromnulldurchgänge auf ¬ weisen . Die Stromrichtereinheit kann so ausgestaltet sein, dass der zweite Gleichspannungsanschluss des ersten Stromrichters mit einem ersten Gleichspannungsanschluss eines zweiten Strom ¬ richters elektrisch verbunden ist, wobei ein zweiter Gleichspannungsanschluss des zweiten Stromrichters mit einem zwei- ten Leiteranschlusspunkt für einen zweiten Hochspannungs- gleichstromübertragungs-Leiter verbunden ist.

Die Stromrichtereinheit weist also einen zweiten Stromrichter auf. Mittels einer solchen Stromrichtereinheit kann bei ¬ spielsweise eine bipolare HGÜ-Anlage realisiert werden. Diese Stromrichtereinheit weist zwei Stromrichter auf, die beide mittels der Impedanzeinheit beeinflusst werden. Damit ergibt sich eine Stromrichtereinheit für eine Hochspannungsgleich ¬ stromübertragung

- mit einem ersten Stromrichter und einem zweiten Stromrich- ter,

- wobei ein erster Gleichspannungsanschluss des ersten Strom ¬ richters mit einem ersten Leiteranschlusspunkt für einen ers ¬ ten Hochspannungsgleichstromübertragungs-Leiter verbunden ist,

- wobei ein zweiter Gleichspannungsanschluss des ersten

Stromrichters unter Ausbildung eines Verbindungspunktes mit einem ersten Gleichspannungsanschluss des zweiten Stromrichters elektrisch verbunden ist,

- wobei ein zweiter Gleichspannungsanschluss des zweiten Stromrichters mit einem zweiten Leiteranschlusspunkt für ei ¬ nen zweiten Hochspannungsgleichstromübertragungs-Leiter verbunden ist, und

- wobei der Verbindungspunkt mittels einer eine elektrische Impedanz aufweisenden Impedanzeinheit mit Erdpotential ver- bunden ist.

Die Stromrichtereinheit kann auch so ausgestaltet sein, dass die Impedanzeinheit ein (ohmsches) Widerstands-Bauelement aufweist. Vorteilhafterweise kann bereits mit einem einfachen ohmschen Widerstands-Bauelement („Widerstand") erreicht wer ¬ den, dass im Falle eines unsymmetrischen Fehlers die primär- seitigen Wechselströme Nulldurchgänge aufweisen.

Die Stromrichtereinheit kann auch so ausgestaltet sein, dass das Widerstands-Bauelement einen ohmschen Widerstand zwischen 5 Ohm und 5000 Ohm aufweist. Es hat sich gezeigt, dass Strom ¬ nulldurchgänge im primärseitigen Wechselstrom schon mit relativ kleinen ohmschen Widerständen erreicht werden können, insbesondere mit ohmschen Widerständen größer 5 Ohm. Aber auch mit größeren Widerstandswerten von bis zu 5000 Ohm lässt sich der gewünschte Effekt vorteilhafterweise realisieren. Ein gut geeigneter Widerstandswert des Widerstandbauelements kann einfach durch Versuche ermittelt werden, indem bei einem Versuchsbetrieb der Stromrichtereinheit unterschiedliche Wi ¬ derstandswerte gewählt werden und der primärseitige Wechsel ¬ strom daraufhin überwacht wird, ob (bei unsymmetrischen

Fehlern) zuverlässig die gewünschten Stromnulldurchgänge auf ¬ treten .

Die Stromrichtereinheit kann auch so ausgestaltet sein, dass das Widerstands-Bauelement in Reihe mit einem Induktivitäts- Bauelement geschaltet ist. Durch das in Reihe geschaltete In ¬ duktivitäts-Bauelement werden die durch die Impedanzeinheit fließenden Fehlerströme verringert.

Die Stromrichtereinheit kann auch so ausgestaltet sein, dass der Verbindungspunkt zusätzlich mittels eines

Überspannungsabieiters mit Erdpotential verbunden ist. Mit ¬ tels dieses Überspannungsabieiters werden das Widerstands- Bauelement und ggf. das optionale Induktivitäts-Bauelement vorteilhafterweise vor Überspannung geschützt. Außerdem kann die bei der Impedanzeinheit auftretende Verlustleistung vor ¬ teilhafterweise aufgeteilt werden auf das Widerstands- Bauelement und auf den Überspannungsabieiter. Die Stromrichtereinheit kann so ausgestaltet sein, dass der Überspannungsabieiter parallel zu der Impedanzeinheit ge ¬ schaltet ist. Die Stromrichtereinheit kann auch so ausgestaltet sein, dass der erste Stromrichter und/oder der zweite Stromrichter eine Reihenschaltung aus Modulen aufweisen, wobei die Module jeweils mindestens zwei elektronische Schaltelemente und einen elektrischen Energiespeicher aufweisen. Derartige Module kön- nen insbesondere als sogenannte Halbbrücken-Module ausgestal ¬ tet sein.

Die Stromrichtereinheit kann auch so ausgestaltet sein, dass der erste Stromrichter und/oder der zweite Stromrichter je- weils ein modularer Multilevel-Stromrichter ist. Insbesondere bei einem modularen Multilevel-Stromrichter mit Halbbrücken- Modulen kann die Impedanzeinheit mit Vorteil eingesetzt wer ¬ den, um Stromnulldurchgänge im primärseitigen Wechselstrom durch den Wechselspannungsleistungsschalter sicherzustellen.

Offenbart wird weiterhin eine Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungsanlage mit einer Stromrichtereinheit nach einer der vorstehend beschriebenen Varianten. Offenbart wird weiterhin ein Verfahren zur Fehlerbehandlung bei einer Stromrichtereinheit für eine Hochspannungsgleichstromübertragung

- wobei die Stromrichtereinheit einen ersten Stromrichter aufweist,

- wobei ein erster Gleichspannungsanschluss des ersten Strom ¬ richters mit einem ersten Leiteranschlusspunkt für einen ers ¬ ten Hochspannungsgleichstromübertragungs-Leiter verbunden ist,

- wobei ein zweiter Gleichspannungsanschluss des ersten

Stromrichters unter Ausbildung eines Verbindungspunktes mit einer (eine elektrische Impedanz aufweisenden)

Impedanzeinheit verbunden ist, und - wobei die Impedanzeinheit den Verbindungspunkt mit Erdpo ¬ tential verbindet,

- wobei ein Wechselspannungsanschluss des ersten Stromrich ¬ ters mit einer Sekundärwicklung eines ersten Transformators verbunden ist, und eine Primärwicklung des ersten Transformators mit einem ersten Wechselstrom-Leistungsschalter verbunden ist, wobei bei dem Verfahren

- auf einen (unsymmetrischen, stromrichterinternen) Fehler am Wechselspannungsanschluss des ersten Stromrichters hin, ins- besondere auf einen einpoligen oder zweipoligen Fehler am

Wechselspannungsanschluss des ersten Stromrichters hin, ein Fehlerstrom vom Erdpotential durch die Impedanzeinheit zum Verbindungspunkt (und durch Freilaufpfade des ersten Strom ¬ richters) zu fließen beginnt,

- aufgrund der Impedanz der Impedanzeinheit der Fehlerstrom gedämpft wird und an der Impedanzeinheit eine Spannung aufge ¬ baut wird, wodurch ein die Primärwicklung des ersten Transformators durchfließender Wechselstrom (trotz des unsymmetrischen Fehlers) Nulldurchgänge aufweist, so dass dieser Wech- selstrom mittels des ersten Wechselstrom-Leistungsschalters abschaltbar ist.

Das Verfahren kann auch so ablaufen, dass der zweite Gleich- spannungsanschluss des ersten Stromrichters mit einem ersten Gleichspannungsanschluss eines zweiten Stromrichters elekt ¬ risch verbunden ist, wobei ein zweiter Gleichspannungsanschluss des zweiten Stromrichters mit einem zweiten Leiteranschlusspunkt für einen zweiten Hochspannungsgleichstromüber- tragungs-Leiter verbunden ist, wobei ein Wechselspannungsan- schluss des zweiten Stromrichters mit einer Sekundärwicklung eines zweiten Transformators verbunden ist, und eine Primär ¬ wicklung des zweiten Transformators mit einem zweiten Wechselstrom-Leistungsschalter verbunden ist, wobei bei dem Verfahren auf einen (unsymmetrischen, stromrichterinternen) Feh- 1er am Wechselspannungsanschluss des ersten Stromrichters oder am Wechselspannungsanschluss des zweiten Stromrichters hin, insbesondere auf einen einpoligen oder zweipoligen Fehler am Wechselspannungsanschluss des ersten Stromrichters oder am Wechselspannungsanschluss des zweiten Stromrichters hin, der

Fehlerstrom vom Erdpotential durch die Impedanzeinheit zum Verbindungspunkt (und durch die Freilaufpfade des ersten Stromrichters) zu fließen beginnt,

- aufgrund der Impedanz der Impedanzeinheit der Fehlerstrom gedämpft wird und an der Impedanzeinheit eine Spannung aufge ¬ baut wird, wodurch ein die Primärwicklung des ersten Transformators durchfließender Wechselstrom oder ein die Primär- wicklung des zweiten Transformators durchfließender Wechselstrom (trotz des unsymmetrischen Fehlers) Nulldurchgänge auf ¬ weist, so dass dieser Wechselstrom mittels des ersten Wechselstrom-Leistungsschalters oder mittels des zweiten Wechsel ¬ strom-Leistungsschalters abschaltbar ist.

Das Verfahren weist gleichartige Vorteile auf, wie sie oben in Zusammenhang mit der Stromrichtereinheit dargestellt sind.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs ¬ beispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen verweisen dabei auf gleiche oder gleich wirkende Elemente. Dazu ist in

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Stromrichters, der eine Vielzahl von Modulen aufweist, in Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Moduls des

Stromrichters, in

Figur 3 ein Ausführungsbeispiel einer Hochspannungs-

Gleichstrom-Übertragungsanlage mit zwei

Stromrichtereinheiten, und in

Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer

Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanläge mit zwei Stromrichtereinheiten dargestellt .

In Figur 1 ist ein Stromrichter 1 in Form eines modularen Multilevel-Stromrichters 1 (modular multilevel Converter, MMC) dargestellt. Dieser Multilevel-Stromrichter 1 weist ei- nen ersten Wechselspannungsanschluß 5, einen zweiten Wechsel ¬ spannungsanschluß 7 und einen dritten Wechselspannungs ¬ anschluß 9 auf. Der erste Wechselspannungsanschluß 5 ist elektrisch mit einem ersten Phasenmodulzweig 11 und einem zweiten Phasenmodulzweig 13 verbunden. Der erste Phasenmodulzweig 11 und der zweite Phasenmodulzweig 13 bilden ein erstes Phasenmodul 15 des Stromrichters 1. Das dem ersten Wechselspannungsanschluss 5 abgewandte Ende des ersten Pha ¬ senmodulzweigs 11 ist mit einem ersten Gleichspannungs- anschluß 16 elektrisch verbunden; das dem ersten Wechselspannungsanschluß 5 abgewandte Ende des zweiten Phasenmodulzweigs 13 ist mit einem zweiten Gleichspannungs-ianschluß 17 elekt ¬ risch verbunden. Der zweite Wechselspannungsanschluss 7 ist mit einem Ende ei ¬ nes dritten Phasenmodulzweigs 18 und mit einem Ende eines vierten Phasenmodulzweigs 21 elektrisch verbunden. Der dritte Phasenmodulzweig 18 und der vierte Phasenmodulzweig 21 bilden ein zweites Phasenmodul 24. Der dritte Wechsel- spannungs-ianschluß 9 ist mit einem Ende eines fünften Phasen ¬ modulzweigs 27 und mit einem Ende eines sechsten Phasenmodul ¬ zweigs 29 elektrisch verbunden. Der fünfte Phasenmodulzweig 27 und der sechste Phasenmodulzweig 29 bilden ein drittes Phasenmodul 31.

Das dem zweiten Wechselspannungsanschluss 7 abgewandte Ende des dritten Phasenmodulzweigs 18 und das dem dritten Wech- selspannungs-ianschluß 9 abgewandte Ende des fünften Phasenmo ¬ dulzweigs 27 sind mit dem ersten Gleichspannungs-anschluß 16 elektrisch verbunden. Das dem zweiten Wechselspannungsanschluss 7 abgewandte Ende des vierten Phasen ¬ modulzweigs 21 und das dem dritten Wechselspannungsanschluß 9 abgewandte Ende des sechsten Phasenmodulzweigs 29 sind mit dem zweiten Gleichspannungsanschluss 17 elektrisch verbunden. Der erste Phasenmodulzweig 11, der dritte Phasenmodulzweig 18 und der fünfte Phasenmodulzweig 27 bilden ein Stromrichterteil 32; der zweite Phasenmodulzweig 13, der vierte Phasen- modulzweig 21 und der sechste Phasenmodulzweig 29 bilden ein Stromrichterteil 33.

Jeder Phasenmodulzweig weist eine Mehrzahl von Modulen (1_1, 1_2, 1_3, 1_4 ... l_n; 2_1 ... 2_n; usw.) auf, welche (mittels ihrer galvanischen Stromanschlüsse) elektrisch in Reihe geschaltet sind. Solche Module werden auch als Submodule be ¬ zeichnet. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist jeder Pha ¬ senmodulzweig n Module auf. Die Anzahl der mittels ihrer gal ¬ vanischen Stromanschlüsse elektrisch in Reihe geschalteten

Module kann sehr verschieden sein, mindestens sind drei Modu ¬ le in Reihe geschaltet, es können aber auch beispielsweise 50, 100 oder mehr Module elektrisch in Reihe geschaltet sein. Im Ausführungsbeispiel ist n = 36: der erste Phasenmodulzweig 11 weist also 36 Module 1_1, 1_2, 1_3, ... 1_36 auf. Die ande ¬ ren Phasenmodulzweige 13, 18, 21, 27 und 29 sind gleichartig aufgebaut .

Die Module 1_1 bis 6_n werden von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung angesteuert. Von dieser zentralen Steuereinrichtung werden optische Nachrichten bzw. optische Signale über eine optische Kommunikationsverbindung 37 (zum Beispiel über einen Lichtwellenleiter) zu den einzelnen Modulen übertragen. Die Nachrichtenübertragung zwischen der Steuerein- richtung und einem Modul ist jeweils symbolhaft durch einen

Pfeil 37 dargestellt; die Richtung der Nachrichtenübertragung ist durch die Pfeilspitze symbolisiert. Dies ist am Beispiel der Module 1_1, 1_4 und 4_5 dargestellt; zu den anderen Modu ¬ len werden auf die gleiche Art und Weise Nachrichten gesen- det. Beispielsweise sendet die Steuereinrichtung an die ein ¬ zelnen Module jeweils einen Sollwert zur Höhe der Ausgangs ¬ spannung, die das jeweilige Modul bereitstellen soll.

Der erste Wechselspannungsanschluss 5, der zweite Wechsels- pannungsanschluss 7 und der dritte Wechselspannungsanschluss 9 sind mit Sekundärwicklungen 50 eines dreiphasigen Transformators 53 elektrisch verbunden. Primärwicklungen 56 des

Transformators 53 sind über einen dreipoligen Wechselstrom- Leistungsschalter 59 mit einem Wechselspannungssystem 62 elektrisch verbunden. Bei dem Wechselspannungssystem 62 kann es sich beispielsweise um ein Wechselspannungsnetz 62 (insbesondere um ein Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz ) han- dein. Die Sekundärwicklungen 50 und die Primärwicklungen 56 können dabei jeweils beliebig verschaltet sein, beispielswei ¬ se in Sternschaltung oder in Dreieckschaltung.

Beispielhaft ist in Figur 1 ein einpoliger (einphasiger) Feh- 1er 65 dargestellt, der an dem dritten Wechselspannungsan- schluss 9 des Stromrichters 1 auftritt. Dabei handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen Erdschluss 65 der dem dritten Wechselspannungsanschluss 9 zugeordneten Phase der Wechsel ¬ spannung. Ein derartiger von einer Phase der Wechselspannung des Stromrichters 1 zu Erdpotential 68 auftretender Fehler führt zu einer unsymmetrischen Strombelastung auf der Sekundärseite (also der dem Stromrichter 1 zugewandten Seite) des Transformators, die auf die Primärseite (also zu der dem Stromrichter 1 abgewandten Seite) des Transformators übertra- gen wird und dazu führt, dass der durch den Wechselstrom- Leistungsschalter 59 fließende Wechselstrom keine Strom- Nulldurchgänge mehr aufweist. Derartige „fehlende Strom- Nulldurchgänge" des durch den Wechselstrom-Leistungsschalter 59 fließenden Wechselstroms beeinträchtigen (nach Erkennung des Fehlers 65) das schnelle Öffnen des Wechselstrom- Leistungsschalters. Die Ursache dafür ist, dass bei fehlenden Nulldurchgängen des Stroms ein Lichtbogen (der beim Öffnen der mechanischen Kontakte des Wechselstrom-Leistungsschalters 59 entsteht) nicht zuverlässig gelöscht wird. Daher ist es wünschenswert, dass der durch den Wechselstrom- Leistungsschalter 59 fließende Strom auch im Falle eines unsymmetrischen Fehlers 65 weiterhin Strom-Nulldurchgänge auf ¬ weist. Dies wird durch eine Impedanzeinheit erreicht, wie weiter unten erläutert wird.

In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Moduls 200 des Stromrichters 1 dargestellt. Dabei kann es sich beispielswei- se um eines der in Figur 1 dargestellten Module 1_1 ... 6_n handeln .

Das Modul 200 ist als ein Halbbrücken-Modul 200 ausgestaltet. Das Modul 200 weist ein erstes (abschaltbares) elektronisches Schaltelement 202 (erstes abschaltbares Halbleiterventil 202) mit einer ersten antiparallel geschalteten Diode 204 auf. Weiterhin weist das Modul 200 ein zweites (abschaltbares) elektronisches Schaltelement 206 (zweites abschaltbares Halb- leiterventil 206) mit einer zweiten antiparallel geschalteten Diode 208 sowie einen elektrischen Energiespeicher 210 in Form eines Kondensators 210 auf. Das erste elektronische Schaltelement 202 und das zweite elektronische Schaltelement 206 sind jeweils als ein IGBT ( insulated-gate bipolar tran- sistor) ausgestaltet. Das erste elektronische Schaltelement

202 ist elektrisch in Reihe geschaltet mit dem zweiten elekt ¬ ronischen Schaltelement 206. Am Verbindungspunkt zwischen den beiden elektronischen Schaltelementen 202 und 206 ist ein erster galvanischer Modulanschluss 212 angeordnet. An dem An- schluss des zweiten elektronischen Schaltelements 206, wel ¬ cher dem Verbindungspunkt gegenüberliegt, ist ein zweiter galvanischer Modulanschluss 215 angeordnet. Der zweite Modul ¬ anschluss 215 ist weiterhin mit einem ersten Anschluss des Energiespeichers 210 elektrisch verbunden; ein zweiter An- schluss des Energiespeichers 210 ist elektrisch verbunden mit dem Anschluss des ersten elektronischen Schaltelements 202, der dem Verbindungspunkt gegenüberliegt.

Der Energiespeicher 210 ist also elektrisch parallel geschal- tet zu der Reihenschaltung aus dem ersten elektronischen

Schaltelement 202 und dem zweiten elektronischen Schaltelement 206. Durch entsprechende Ansteuerung des ersten elektro ¬ nischen Schaltelements 202 und des zweiten elektronischen Schaltelements 206 durch eine (nicht dargestellte) elektroni- sehe Steuereinrichtung des Stromrichters kann erreicht wer ¬ den, dass zwischen dem ersten Modulanschluss 212 und dem zweiten Modulanschluss 215 entweder die Spannung des Energie ¬ speichers 210 ausgegeben wird oder keine Spannung ausgegeben wird (d.h. eine Nullspannung ausgegeben wird) . Durch Zusammenwirken der Module der einzelnen Phasenmodulzweige kann so die jeweils gewünschte Ausgangsspannung des Stromrichters er ¬ zeugt werden.

In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragungsanlage 300 (HGÜ-Anlage 300) darge ¬ stellt. Diese HGÜ-Anlage weist eine erste Stromrichtereinheit 303 und eine zweite Stromrichtereinheit 306 auf. Die erste Stromrichtereinheit 303 und eine zweite Stromrichtereinheit 306 sind mittels eines ersten Hochspannungsgleichstromüber- tragungs-Leiters 309 (HGÜ-Leiters 309) und mittels eines zweiten HGÜ-Leiters 312 elektrisch miteinander verbunden. Die erste Stromrichtereinheit 303 bildet eine erste Stromrichter- Station 303 der HGÜ-Anlage 300; die zweite Stromrichterein ¬ heit 306 bildet eine zweite Stromrichterstation 306 der HGÜ- Anlage 300.

Die erste Stromrichtereinheit 303 weist einen ersten Strom- richter 315 und einen zweiten Stromrichter 318 auf. Die zweite Stromrichtereinheit 306 weist einen ersten Stromrichter 321 und einen zweiten Stromrichter 324 auf. Ein erster

Gleichspannungsanschluss 327 des ersten Stromrichters 315 ist mit einem ersten Leiteranschlusspunkt 330 für den ersten Hochspannungsgleichstromübertragung-Leiter 309 elektrisch verbunden. Ein zweiter Gleichspannungsanschluss 333 des ers ¬ ten Stromrichters 315 ist unter Ausbildung eines Verbindungs ¬ punktes 336 mit einer Impedanzeinheit 339 elektrisch verbun ¬ den. Die Impedanzeinheit 339 weist eine elektrische Impedanz ungleich Null auf. Die Impedanzeinheit 339 verbindet den Ver ¬ bindungspunkt 336 mit Erdpotential 342. Mit anderen Worten gesagt ist der Verbindungspunkt 336 mittels der

Impedanzeinheit 339 mit Erdpotential 342 elektrisch verbun ¬ den. Der Verbindungspunkt 336 ist elektrisch mit einem ersten Gleichspannungsanschluss 345 des zweiten Stromrichters 318 verbunden. Ein zweiter Gleichspannungsanschluss 348 des zwei ¬ ten Stromrichters 318 ist mit einem zweiten Leiteranschluss- punkt 352 für den zweiten Hochspannungsgleichstromübertra ¬ gung-Leiter 312 elektrisch verbunden.

In der HGÜ-Anlage 300 sind elektrische Schalter Sl bis S19 angeordnet. Mit diesen Schaltern Sl bis S19 können verschie ¬ dene Anlagenteile bedarfsweise elektrisch abgetrennt oder überbrückt werden. Mittels dieser Schalter kann also die HGÜ- Anlage 300 konfiguriert werden, indem zum Beispiel einzelne Stromrichter überbrückt werden oder indem einzelne Stromrich- ter vom Rest der Anlage abgetrennt werden. Der Schalter S7 ist ein erster Wechselstrom-Leistungsschalter S7; der Schalter S8 ist ein zweiter Wechselstrom-Leistungsschalter S8. Der Schalter S15 ist ein dritter Wechselstrom-Leistungsschalter S15 und der Schalter S16 ist ein vierter Wechselstrom- Leistungsschalter S16. Die übrigen Schalter S1-S6, S9-S14 und S17-S19 sind optionale Schalter, d.h. im Allgemeinen funktio ¬ niert die HGÜ-Anlage 300 auch ohne diese optionalen Schalter.

Die Impedanzeinheit 339 weist ein erstes (ohmsches) Wider- stands-Bauelement 355 auf. Optional ist in Reihe zu dem Wi ¬ derstands-Bauelement 355 ein Induktivitäts-Bauelement 358 ge ¬ schaltet. Parallel zu dem Widerstands-Bauelement 355 bzw. pa ¬ rallel zu der Reihenschaltung von Widerstands-Bauelement 355 und Induktivitätsbauelement 358 ist optional ein

Überspannungsabieiter 361 geschaltet. Der Verbindungspunkt 336 kann also auch zusätzlich mittels des

Überspannungsabieiters 361 mit Erdpotential 342 verbunden sein. Der Überspannungsabieiter 361 ist parallel zu der

Impedanzeinheit 339 geschaltet. Es ist ausreichend, wenn der Verbindungspunkt 336 mittels des Widerstands-Bauelement 355 mit Erdpotential 342 verbunden ist. Die anderen Elemente (In ¬ duktivitäts-Bauelement 358, Überspannungsabieiter 361, Schal ¬ ter S17) sind optional und können in anderen Ausführungsbei ¬ spielen auch weggelassen werden.

Das Widerstands-Bauelement 355 kann einen ohmschen Widerstand zwischen 5 Ohm und 5000 Ohm aufweisen. Das Widerstands- Bauelement 355 weist also einen von Null verschiedenen ohm- sehen Widerstand auf; die Impedanzeinheit weist eine von Null verschiedene Impedanz auf. Es hat sich herausgestellt, dass schon kleine ohmsche Widerstände, wie beispielsweise 5 Ohm, ausreichend sein können, um Strom-Nulldurchgänge in dem, den Leistungsschalter durchfließenden, Wechselstrom sicherzustellen. Das Widerstands-Bauelement 355 muss aber natürlich an die jeweiligen technischen Gegebenheiten angepasst sein. Der Fachmann kann mit einer einfachen Versuchsreihe einen gut geeigneten Widerstandswert des Widerstands-Bauelements ermit- teln, indem er bei verschiedenen Widerstandswerten versuchsweise einen unsymmetrischen Fehler erzeugt und den primärsei- tigen Wechselstrom auf das Vorliegen von Strom- Nulldurchgängen hin untersucht. Wenn nach einem simulierten unsymmetrischen Fehler Strom-Nulldurchgänge des Wechselstroms vorliegen, dann ist der jeweilige Widerstandswert geeignet.

Ein Wechselspannungsanschluss 364 des ersten Stromrichters 315 ist mit Sekundärwicklungen 367 eines dreiphasigen Transformators 370 elektrisch verbunden. Primärwicklungen 373 des Transformators 370 sind über den dreiphasigen Wechselstrom- Leistungsschalter S7 mit einem ersten Wechselspannungssystem 379 (insbesondere mit einem Wechselspannungsnetz 379) elekt ¬ risch verbunden. In gleicher Art und Weise ist ein Wechselspannungsanschluss 385 des zweiten Stromrichters 318 elektrisch mit Sekundärwicklungen 388 eines zweiten Transformators 391 verbunden. Primärwicklungen 394 des zweiten Transformators 391 sind über einen zweiten Wechselstrom-Leistungsschalter S8 mit dem Wech- selspannungssystem 379 verbunden.

Für den durch den Wechselstrom-Leistungsschalter S7 fließenden Wechselstrom wird durch die Impedanzeinheit 339 sicherge ¬ stellt, dass auch im Falle eines unsymmetrischen Fehlers Strom-Nulldurchgänge vorhanden sind. Der durch diesen Wechselstrom-Leistungsschalter S7 fließende Wechselstrom bildet also den Strom, der auf der Primärseite des ersten Transformators 370 fließt. Im Normalbetrieb ist der Wechselstrom- Leistungsschalter S7 geschlossen, so dass der Betriebsstrom des Stromrichters durch den Wechselstrom-Leistungsschalter S7 fließt. Bei Erkennen eines Fehlers, insbesondere bei Erkennen eines unsymmetrischen Fehlers, wird der Wechselstrom- Leistungsschalter S7 geöffnet. Dies trifft sinngemäß auch auf den zweiten Wechselstrom-Leistungsschalter S8 zu. Auch für den durch den zweiten Wechselstrom-Leistungsschalter S8 fließenden Wechselstrom wird durch die Impedanzeinheit 339 si ¬ chergestellt, dass im Falle eines unsymmetrischen Fehlers Strom-Nulldurchgänge vorhanden sind.

Die zweite Stromrichtereinheit 306 ist gleichartig zu der ersten Stromrichtereinheit 303 aufgebaut. Der erste Strom ¬ richter 321 und der zweite Stromrichter 324 der zweiten

Stromrichtereinheit 306 sind unter Ausbildung eines zweiten Verbindungspunktes 336 λ elektrisch in Reihe geschaltet. Eben ¬ so ist die zweite Stromrichtereinheit 306 gleichartig über Transformatoren und Wechselstrom-Leistungsschalter mit einem zweiten Wechselspannungssystem 398 (insbesondere mit einem zweiten Wechselspannungsnetz 398) verbunden. Die zweite

Stromrichtereinheit 306 kann optional ebenfalls eine zweite Impedanzeinheit 399 mit einem parallel geschalteten zweiten Überspannungsabieiter 400 aufweisen. Mittels des Schalters S19 kann die Impedanzeinheit 399 von dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Stromrichter 321 und dem zweiten Stromrichter 324 getrennt werden; mittels des Schalters S18 kann die Impedanzeinheit 399 überbrückt werden. Für die Leistungs ¬ übertragung ist es ausreichend, wenn eine der beiden Stromrichtereinheiten 303 und 306 mit einer Impedanzeinheit ausge ¬ stattet ist.

Bei Auftreten eines unsymmetrischen Fehlers beginnt ein Fehlerstrom I zum Erdpotential 342 zu fließen, welcher sich durch die Impedanzeinheit 339 zum Verbindungspunkt 336 durch die Freilaufpfade (Freilaufdioden) des Stromrichters 315 schließt. Durch die Impedanzeinheit 339, insbesondere durch das Widerstands-Bauelement 355, wird der Fehlerstrom I ge ¬ dämpft und an der Impedanzeinheit 339 wird eine Spannung auf- gebaut. Dadurch wird erreicht, dass der die Primärwicklung 373 des ersten Transformators 370 durchfließende Wechselstrom Nulldurchgänge aufweist. Daraufhin kann dieser Wechselstrom mittels des ersten Wechselstrom-Leistungsschalters S7 abge- schaltet werden.

In Figur 4 ist eine weitere HGÜ-Anlage 400 dargestellt. Diese weitere HGÜ-Anlage 400 unterscheidet sich von der in Figur 3 dargestellten HGÜ-Anlage 300 lediglich dadurch, dass die erste Stromrichtereinheit 303 zusätzlich mittels eines dritten HGÜ-Leiters 430 mit der zweiten Stromrichtereinheit 306 elektrisch verbunden ist. Dabei ist der zweite Gleichspan- nungsanschluss 333 des ersten Stromrichters 315 (und damit auch der erste Verbindungspunkt 336) über den Schalter S20 (schaltbar) elektrisch mit einem dritten Leiteranschlusspunkt 433 für den dritten HGÜ-Leiter 430 verbunden. In gleicher Art und Weise ist der zweite Gleichspannungsanschluss 436 des ersten Stromrichters 321 über den Schalter S21 (schaltbar) mit einem weiteren Leiteranschlusspunkt 439 für den dritten HGÜ-Leiter 430 elektrisch verbunden. Diese weitere HGÜ-Anlage 400 hat gegenüber der in Figur 3 dargestellten HGÜ-Anlage 300 den Vorteil, dass auch bei Ausfall des ersten HGÜ-Leiters 309 oder des zweiten HGÜ-Leiters 312 die HGÜ-Anlage 400 mittels des dritten HGÜ-Leiters 430 (ohne Unterbrechung) einpolig weiterbetrieben werden kann.

Es wurde eine Stromrichtereinheit und ein Verfahren beschrie ¬ ben, bei denen mittels einer Impedanzeinheit Nulldurchgänge des Wechselstromes an den primärseitigen Wechselspannungsan- Schlüssen des Transformators sichergestellt sind, auch wenn ein (stromrichterinterner) unsymmetrischer Fehler vorliegt. Mittels der Impedanzeinheit wird eine elektrische Impedanz in den Erdungspfad der Stromrichtereinheit eingebracht. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass mittels der Impedanzeinheit unsymmetrische Fehler geklärt werden können, ohne dass Kurz ¬ schließer-Schalter an einer Primärseite, Sekundärseite oder Tertiärseite des Transformators notwendig sind. Im Vergleich zu einem primärseitigen oder sekundärseitigen Kurzschließer- Schalter ist besonders vorteilhaft, dass keine zusätzliche Belastung des Wechselspannungsnetzes (Wechselspannungssys ¬ tems) auftritt. Weiterhin kann vorteilhafterweise ein übli ¬ cher Wechselstrom-Leistungsschalter eingesetzt werden, da Nulldurchgänge des (durch den Wechselstrom-Leistungsschalter fließende) Stroms sichergestellt sind. Es ist keine neuartige Ansteuerung des Wechselstrom-Leistungsschalters notwendig (herkömmliche Control- und Protection-Software kann einge ¬ setzt werden) und es ist auch sonst keine neuartige Koordina- tion des Wechselstrom-Leistungsschalters notwendig.

Gegenüber einem tertiärseitigen Kurzschließer ergeben sich folgende Vorteile: - es ist ein kostengünstiges Transformatordesign möglich

(es ist keine hochbelastbare Tertiärwicklung notwendig)

- es besteht keine Abhängigkeit von Netzparametern

- es sind keine neuartigen Anpassungen der Control- und Protection-Software notwendig, weil ein üblicher Wech- selstrom-Leistungsschalter eingesetzt werden kann.

Vorteilhafterweise wird mittels der Impedanzeinheit eine pas ¬ sive Fehlerklärung ermöglicht. Das heißt, es müssen keine Komponenten (zum Beispiel Kurzschließer-Schalter) geschlossen bzw. geöffnet werden. Dies ermöglicht eine einfache und kos ¬ tengünstige Art der Fehlerklärung. Weiterhin ist die offenbarte Lösung mit der Impedanzeinheit verlustneutral, weil die Impedanzeinheit außerhalb des Hauptstrompfades der Stromrich ¬ tereinheit installiert ist. Mit anderen Worten gesagt, fließt im Allgemeinen nur bei Auftreten eines Fehlers ein Strom durch die Impedanzeinheit.

Vorteilhafterweise ist also insbesondere die Fehlerklärung von stromrichterinternen (konverterinternen) unsymmetrischen Fehlern (zum Beispiel von einpolig zu Erde auftretenden

Fehlern) ohne den Einsatz von Kurzschließern möglich. Durch die Impedanzeinheit im Erdungspfad wird der Fehlerstrom I (der von der Sekundärseite des Transformators zum Erdpotenti- al durch die Impedanzeinheit fließt) gedämpft. Durch den Feh lerstrom I wird über der Impedanzeineheit 339 eine Gegenspan nung aufgebaut. Dadurch kommt es zu natürlichen Strom- Nulldurchgängen des Wechselstroms auf der Primärseite des Transformators und damit im Wechselstrom-Leistungsschalter.

Die beschriebene Lösung kann besonders vorteilhaft bei bipo ¬ laren Voltage-Source-Convertern basierend auf Halbbrückentechnologie angewendet werden.