用于调节直流电压的换流器的方法例如由高压直流传送公开。高压直 流传送一方面用于远程传送电能。另一种应用涉及到例如具有不同的三相 电压频率的电网的耦合。为了进行高压直流传送两个换流器通过一个直流 电路或者直流电压中间电路相互连接。换流器分别与一个三相电压网连接 并且基本上由功率半导体开关组成。自引导(selbstgefuehrt)换流器、即带 有自引导功率半导体开关的换流器，在电网耦合中被加强地使用。这点尤 其适用于将孤立电网连接到供电电网上。孤立电网不具备自身显著的电流 生成，从而使得电网建立(换言之无电源起动)以及电网引导的电流换向 困难。用于孤立电网的示例性换流器是在分散的轨道供电中的静态的轨道 换流器，其中单个的滑接馈电线片段(Fahrdrahtabschnitt)分别由一个唯一 换流器供电。
在所有供电电网中，有选择的网络保护是可靠的电网运行的基本前提。 如果在电源设备中出现短路，则该有故障的电源设备必须由电网保护设备 识别出，并且尽可能迅速地断开。在此，重要的是保护断开涉及到尽可能 少的用电设备。因此，应该总是仅将尽可能少的运行装置和用电设备与电 源断开。例如，保护设备如下地识别出在为其配设的次级电源设备中的故 障：流入该电源设备中电流在一个预先设定的最小时间段内处于一个预先 设定的门限值之上。这种保护类型被称为过电流时间保护。如果出现这种 过电流条件，则通过保护设备经由功率开关使得立刻断开次级的有故障的 部分电网。
在供电电网中为了调高供电的安全性分层地采用保护设备。如果为有 故障的电源设备配设的保护设备没有触发断开，则监视更多电源设备的上 级保护设备被触发。为此，该过电流时间保护被设计有对应的更长的时间 和电流门限参数。这点被称为保护阶梯式接通。不过，一旦上级的保护设 备被触发，则将被实际上有故障的更多的电源设备与电源分离。除了过电 流时间保护之外，还存在其它的保护类型、例如不平衡负载保护、差分保 护、接地故障保护等等，这些保护可以由保护设备同时承担。
在大的联合电网中，由发电机将故障断开所需要的短路电流提供到电 网中。这些发电机主要是同步机。电气上靠近的旋转机器、例如直接连接 到电网上的异步机，也为故障电流做出了贡献。这种电机负载可以提供直 到其额定电流的五倍的故障电流量。
电网故障通常导致，在故障期间对于在相同的汇流排上的以及在邻近 的电源设备中的负载的电网电压降低。根据对如电网电压和电网电流的电 测量参数的连续的测量以及分析，换流器的调节和控制单元识别输出这种 电压降并且多数情况下自身断开。因此这些电网负载通常不为固定的故障 电流做出贡献。
如果电网仅仅通过自引导换流器产生，则其必须单独地提供故障电流。 自引导的换流器如同受控电压源一样地工作，所述受控电压源的内电阻基 本上由耦合扼流圈的电抗所确定。
从馈电的换流器流入到电网中的电流，由在换流器连接端子与故障位 置之间所产生的电压和所限定的阻抗确定。如果故障位置靠近供电，则耦 合扼流圈的作用仅仅是限制电流。因此，为了避免换流器本身的保护断开， 设置对换流器的调节，该调节使得及时地对所产生的电压系统进行改变。 但是，该短的时间段意味着，保护设备不能通过过电流时间保护识别该故 障。为此目的，短路电流要在一个明显更长的时间段上流动。
为了不出现对馈电的换流器的保护断开并且同时提供用于选择性保护 断开的最大的故障电流，换流器调节必须将馈电的换流器运行在低于换流 器断开门限但是高于保护设备的响应门限的电流边界上。
DE 4115856A1公开了一种用于在逆变器中断开过电流的方法。为了降 低断开的功率半导体的电压要求，建议仅仅断开两个引导过电流的反相设 置的功率半导体中的一个。这点按照合适的方式这样进行：在检测到过电 流之后选择性地断开一个相线半()。换言之，选择性地断开或 者所有与正直流端连接的半导体开关或者所有与负直流端连接的半导体开 关，而同时保持其它半导体开关的开关状态不变。
该公知的方法具有这样的缺点：特别是在孤立电网应用中电流由于该 干预而极其强烈地变换，并且出现高的电流失真。

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种本文开始部分所述类型 的方法，利用该方法可以造价低且在有故障的电网中产生较少的电流失真 的条件下运行位于直流电压上的换流器。
本发明是通过一种用于调节在直流电压源上连接的换流器的方法来解 决上述技术问题的，该换流器具有设置用来为配电网提供三相电压的、可 断开的功率半导体开关，其中，在获得由这些功率半导体开关所分别对应 的电流值条件下对流过各个功率半导体开关的电流进行测量，对所述电流 值进行采样，对采样后的电流值进行数字化以获得数字电流值，并且由一 个在调节单元中实现的逻辑对所述数字电流值检验是否出现了过电流条 件，其中，在不满足过电流条件的情况下，借助于额定运行调节接通和断 开所述功率半导体开关，而在出现了过电流条件的情况下，至少断开加载 有满足过电流条件的数字电流值的功率半导体开关，在一个脉冲阻塞持续 时间结束之后并且在满足过电流条件的数字电流值的条件下，接通所有与 正直流端连接的功率半导体开关并且断开所有与负直流端连接的功率半导 体开关，或者反之，并且其中，在不满足过电流条件的数字电流值的条件 下，再次通过所述额定运行调节实现对所述功率半导体开关的调节。
按照本发明，提供了一种在短路情况下调节换流器的方法。重要的是， 按照本发明的方法是额定运行调节的一部分，因此可以在现存的调节和控 制单元中实现。由此，在本发明的范围中省略了提供带有专门的短路调节 方法的单独硬件以及将该方法与现存控制单元耦合的必要性。按照本发明， 首先测量流过功率半导体开关的电流。这点例如在采用电流变换器的条件 下实现，这些电流变换器在次级端上提供一个与通过功率半导体的电流成 正比的低压信号。电流变换器本身是公知的，因此在此不需要对其构成以 及工作原理进行说明。在获得采样值的条件下，利用采样时钟对电流变换 器的与流过各个功率半导体的电流成比例的输出信号进行采样，并且借助 于模拟数字变换器将采样值转换为数字电流值并送入控制单元以便调节换 流器。如果没有确定过电流条件(例如没有出现短路)，则例如通过脉冲宽 度调制的脉冲模式(即，借助于额定运行调节)将功率半导体开关接通和 断开，从而实现对有效功率和无功功率的所希望的传送。如果过电流例如 按照短路的形式出现，则控制单元的逻辑确定出现了过电流条件并且使得 至少加载有短路电流的功率半导体开关断开。由此，例如可以仅仅断开加 载有过电流的相线的功率半导体开关。不过，与上面不同是，也可以在识 别出过电流时断开所有相线的功率半导体开关。功率半导体开关在脉冲阻 塞持续时间之内保持断开。然后，接通所有与正直流端连接的功率半导体 开关并且断开所有与负直流端连接的功率半导体开关。作为替换，也可以 在脉冲阻塞持续时间之后，接通所有与负直流端连接的功率半导体开关并 且断开所有与正直流端连接的功率半导体开关。换言之，按照本发明实现 了零电压矢量。该零电压矢量造成相线电流的柔和下降、特别是在孤立电 网中。按照这种方式，实现了短路电流的逐步下降，直到最后过电流条件 不再得到满足。如果控制和调节单元确定了过电流条件的这种消失，则将 调节转换到通常的额定运行调节。例如，使用对于正常运行调节的脉冲模 式。如果重新确定了过电流条件，则再次至少断开加载有短路电流的功率 半导体开关，然后实现零电压矢量，等等。按照本发明的方法可以在用来 调节自引导的低压换流器的、市场上常见的微控制器中实现。因此，按照 本发明的方法造价低，并且允许在短路电流的条件下在配电网中选择性地 断开确定的电网区域。按照本发明避免了高度的电流失真。
优选地，按照超过5千赫兹的时钟频率对所测量的电流值进行采样。 利用这种采样速率达到了在过电流(例如短路电流)情况下本发明方法的 足够迅速的干预，从而还有效地避免了不希望的电流波动、电压尖峰等等。
适当的是，所述脉冲阻塞持续时间等于加载有满足过电流条件的数字 电流值的功率半导体开关的剩余脉冲周期。如果多个相线加载有过电流， 则脉冲阻塞持续时间等于剩余的脉冲周期。在该脉冲阻塞持续时间内将一 个脉冲阻塞作用到有关的线上。由此，不仅避免了进一步的电流提升、而 且相反地降低电流。
适当的是，在脉冲阻塞持续时间之内断开所有功率半导体开关。通过 断开所有功率半导体开关简化了调节。由此不会出现负面的影响。
合适的是，如果所述数字电流值超过了一个第一门限值，则出现了过 电流条件。控制单元的逻辑将所测量的数字电流值与该门限值进行比较。 只要电流值大于该门限值，则出现过电流条件。在一种变形中，如果测量 值低于该门限值，则过电流条件才不再出现。
与上面不同是，按照本发明优选的是，如果数字电流值低于第二门限 值，则过电流条件才不再出现，其中第二门限值低于第一门限值。按照这 种方式，以一种滞后实现了控制。
优选地，在出现过电流条件的情况下，三相电压的额定幅度相对于在 正常运行中起作用的调节的额定运行幅度逐步地减小，并且在随后过电流 条件消失时逐步地提高三相电压的额定幅度。为此，例如引入一个减小系 数，其在出现过电流条件时逐步地从1减小到0。在随后过电流条件消失时 将由调节所要求的电压幅度(即额定幅度)与该减小系数相乘。这点也被 称为控制的减小。在过电流条件消失时将该减小系数再次逐步提高到1。在 此，可能出现新的过电流条件，从而重新逐步地减小该减小系数。与上面 不同是，在过电流条件消失时再次缓慢地提高减小系数，从而在过电流条 件足够长的消失之后实现额定运行的幅度。对于额定调节的控制的降低比 在出现过电流条件之后缓慢地提高的控制明显突出地实现。
适当的是，配电网是一个基本上不具有自身电压源的孤立电网。不过， 按照本发明的方法也适合于对如下的换流器进行调节：这些换流器的交流 一侧与一个具有例如发电机形式的自身电压源的配电网连接。
附图说明
本发明的其它适当的结构和优点参考附图由下面对优选实施方式 的描述给出，其中相同的附图标记表示作用相同的部件，图中：
图1示出了带有自引导的功率半导体开关的直流电网耦合的原理性结 构，
图2以示意图形式示出了根据图1的直流电网耦合的馈电换流器以及 在此作为孤立电网实现的配电网，并且
图3以示意图形式示出了根据图2的换流器的一个相线的电流变化。

图1示出了用于通过供电电网3为孤立电网2供电的直流电网耦合1。 供电电网3通过变压器4而孤立电网2利用变压器5与高压直流电桥1连 接，其中，开关6和7设置用来将高压直流电桥1分别与供电电网3以及 孤立电网2断开。
直流电网耦合1按照六脉冲桥式电路(6-Puls-Brueckenschaltung)的形 式具有带有自行引导的功率半导体开关10的两个换流器。在每个功率半导 体开关10的并联电路中设置了一个续流二极管。换流器8和9通过直流中 间电路12相互连接，该直流中间电路相互连接，构成了一个标记有“+” 符号的正直流端以及一个标记有“-”符号的负直流端。在直流中间电路12 的正负端之间连接了按照电容器13形式的能量存储器。
为了压制在电流换向中出现的谐波，设置了滤波器组14，其分别并联 连接在变压器4、5与换流器8以及9之间。最后，将电感15接入到每个 相线中，以便提供平滑的电流变化。
图2图示出了根据图1的直流电网耦合1，其中仅仅再次示意性地表示 出了用来调节在直流中间电路12中的电压的换流器8。在该图中尤其可以 识别出保护设备16、17和18，它们按照其作用分级地对能量分配进行干预， 并且为此分别与开关7、19和20配合作用。电流变换器24用来进行电流 测量，其产生与各个相线成正比的输出信号，这些输出信号由各自的控制 单元16、17或18采样和数字化。
如果在孤立电网2的电源设备区域25中出现了短路电流，则由换流器 9馈送的短路电流流动并且借助于电流变换器24以及由保护设备16或17 识别。保护设备是这样配置参数的：首先保护设备17动作并由此实现通过 开关19将部分电网25从孤立电网2中断开，而不影响孤立电网2的部分 电网26的供电。在将部分电网25断开之后避免了短路电流，从而避免了 通过保护设备16断开整个孤立电网2。保护设备16仅仅起到保险的作用， 并且当保护设备17在一个较长的持续时间之后还不触发时才干预，以便避 免敏感部件的损坏。
图3按照示意图示出了本发明方法的一种实施方式。在轴27上记录的 是在短路情况下流过换流器9的一个相线的电流。用附图标记28标出了时 间轴。如果在所示出的相线中的电流的量超过了门限值29，则在时刻t1将 脉冲阻塞施加到为该相线配设的功率半导体开关10上。换言之，该相线的 功率半导体开关被断开，或者换言之，将该功率半导体开关变换到其截止 状态。在脉冲阻塞持续时间之后，即在该相的脉冲周期结束之后，在时刻 t2通过接通所有为正端配设的功率半导体开关10a、10b和10c且并将功率 半导体开关10d、10e和10f相反地保持断开而产生零电压矢量。按照这种 方式，实现了电流的一种柔和的逐步降低，从而避免了在孤立电网2中的 剧烈电流波动。在时刻t3由额定运行调节负责调节，不过是按照较小的控 制。如果具有短路的电源设备通过保护技术成功地从电网中去除，则电流 由于产生的控制电流过渡到其额定值，如通过下面的箭头30表示的那样。 如果又出现了一个短路，则如通过箭头31示出的那样电流重新超过门限值 29，使得重新执行上面描述的方法。
在图3中同样示意出了对于负交流的相应的调节。