SE515953C2

SE515953C2 - High voltage DC insulated electric power plant

Info

Publication number: SE515953C2
Application number: SE0000865A
Authority: SE
Inventors: Lars Gertmar; Bengt Rydholm; Chandur Sadarangani
Original assignee: Abb Ab
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-11-05
Also published as: AU2001232562A1; SE0000865D0; EP1282930A1; WO2001069758A1; SE0000865L

Abstract

An electric power plant comprising a driven ac machine (1) connected to an ac-dc converter (2) and a pair of electrically conductive shells (3, 4) arranged as an inner (3) and an outer (4) shell, substantially concentrically surrounding each other, the ac machine and the ac-dc converter being surrounded by the inner shell.

Description

35 . Q o o oo o 515953 TEKNIKENS STÄNDPUNKT, PROBLEMEN De elkraftverk som har beskrivits under tekniskt område, dvs elkraftverk som ingår i en DC-serielänk och där elkraftverken innefattar en driven AC-maskin och minst en AC-DC-strörnriktare samt tillhörande anläggningsdelar, kommer att isolationstekniskt sett påkännas av - en i den drivna AC-maskinen genererad AC-spänning på låg- eller mellanspänningsnivå samt - en, p g a AC-maskinens och AC-DC-strörnriktarens anslutning till elkraftsystemet, högspand DC-potential relativt jord. 35. Q oo oo o 515953 STATE OF THE ART, THE PROBLEMS The electric power plants that have been described under technical area, ie electric power plants that are part of a DC series link and where the electric power plants include a driven AC machine and at least one AC-DC inverter and associated plant parts, will in terms of insulation technology, an AC voltage generated in the powered AC machine is generated at a low or medium voltage level and - due to the connection of the AC machine and the AC-DC converter to the electric power system, high voltage DC potential relative to earth.

Dokumentation om hur problemen med hög DC-potential- påkänning på seriekopplade DC-elkraftverk kan lösas är mycket begränsad, sannolikt p g a att sådana elkraftsysterri/elkraftverk inte har kunnat påvisas vara eller ha varit i drift.Documentation on how the problems with high DC potential stress on series-connected DC power plants can be solved is very limited, probably due to the fact that such power plants / power plants have not been proven to be or have been in operation.

Rent tekniskt ges en lösning i US 4057736, ”Electrical power generation and distribution system”. Först skall ges en sammanfattning av de utföringsformer som redovisas i US-skriften. På grund av att de redovisade utföringsformerna innebär systemtekniska problem som inte har beaktats i US- skriften, kommer sedan nedan en relativt utförlig beskrivning av dessa problem relaterat till de redovisade utföringsformerna.Technically, a solution is given in US 4057736, "Electrical power generation and distribution system". First, a summary of the embodiments described in the US publication will be given. Due to the fact that the reported embodiments involve system technical problems that have not been taken into account in the US document, a relatively detailed description of these problems related to the reported embodiments follows.

Av US 4057736 framgår att ” a plurality of relatively low voltage generating stations are connected in series to cumulatively produce the high voltage needed for long distance transmission line delivery. Power-generating devices of successive stations are supported on insulative structures of progressively greater height ..... .. The generating devices may take various forms including, for example DC generators ...or AC-generators connected to 20 25 30 . . n r on n 5,15 _9535 converters (fig 4) driven through insulative drive shafts Power may be converted to smaller voltages at the distribution region by coupling a plurality of electrical motors in series, each being supported on insulative structure”. Det framgår av texten i övrigt att den högspända ”long distance transmission line” kan vara en enledare och att jord används som återledare. Det bildas således, främst enligt US-skriftens figur 1 och 16, en seriekoppling av de genererande stationerna med mellanliggande allt högre DC- påkända transrnissionslinjer, den långa högt påkända DC- transrnissionslinj en, de seriekopplade förbrukarna med _ mellanliggande DC-AC-maskiner vilka är allt lägre DC-påkända relativt jord och jordåterledaren. Både de i serie kopplade' genererande stationernas ena ände och de i serie kopplade förbrukarnas ena ände är således direkt kopplade till jord. För att klara de DC-isolationstekniska problemen är enligt US-skriften maskiner och strömriktare uppburna av någon form av isolatorer dimensionerade för allt högre DC-potentialpåkänning, ” insulative structures of progressively greater height”, och att både generatorers och förbrukande motorers axlar har ett isolerande mellanled mot jord. Det framgår vidare av US-skriftens figurer 9 och 15, att man även kan utföra DC-systemet med två enledare och s k rníttpunktsj ordning, varvid jordskorpan används såsom återledare endast om de två enledarnas ström skiljer sig vid niågot drifts- eller felfall. Figur 9 visar även att mer än två enledare kan användas, t ex i samband med intern parallellkoppling av genererande stationer.US 4057736 states that “a plurality of relatively low voltage generating stations are connected in series to cumulatively produce the high voltage needed for long distance transmission line delivery. Power-generating devices of successive stations are supported on insulative structures of progressively greater height ..... .. The generating devices may take various forms including, for example DC generators ... or AC-generators connected to 20 25 30. . n r on n 5.15 _9535 converters (fig 4) driven through insulative drive shafts Power may be converted to smaller voltages at the distribution region by coupling a plurality of electrical motors in series, each being supported on insulative structure ”. It is clear from the rest of the text that the high-voltage “long distance transmission line” can be a single conductor and that earth is used as a return conductor. Thus, primarily according to Figures 1 and 16 of U.S. Pat. is increasingly DC-stressed relative to earth and the ground return. Thus, both one end of the generating stations connected in series and one end of the consumers connected in series are directly connected to ground. In order to cope with the DC insulation technical problems, according to the US document, machines and converters are supported by some form of insulator dimensioned for ever higher DC potential stress, "insulative structures of progressively greater height", and that the shafts of both generators and consuming motors have an insulating intermediate to ground. It is further apparent from Figures 9 and 15 of the U.S. Pat. Figure 9 also shows that more than two single conductors can be used, for example in connection with internal parallel connection of generating stations.

Det finns dock, så som indikerats ovan, icke oväsentliga problem förknippade med de utföringsformer som redovisas i nämnda.However, as indicated above, there are not insignificant problems associated with the embodiments described in the above.

US-skrift. Några av dessa problem kommer att redovisas på de följ ande raderna. Med de redovisade utföringsformerna blir det svårt att 20 25 30 35 gon ao v. 515953 - upprätthålla överföringen av elkraftverkens samlade effekt vid jordfel i DC-slingan och/eller isolationsfel inne i de seriekopplade elkraftverken, - begränsa felströmmar till för elkraftsystemet/elkraftverken oskadliga värden vid jordfel i DC-slingan och/eller isolationsfel inne i de seriekopplade elkraftverken, - åstadkomma en enkel och säker förbigång av ett kraftverk vid ett uppträdande fel eller vid service - bemästra de elektriska fälten runt elektriska och/eller passiva anläggningsdelar såsom maskiner, strömriktare m m till ofarliga värden - nyttja etablerade organ för datoriserad styrning, reglering, skydd, kommunikation m m.US script. Some of these problems will be reported on the following lines. With the reported embodiments, it becomes difficult to maintain the total power of the electric power plants in the event of earth faults in the DC loop and / or insulation faults inside the series-connected electric power plants, - limit fault currents to values that are harmless to the electric power system / power plants in the event of earth faults in the DC loop and / or insulation faults inside the series-connected electric power plants, - achieve a simple and safe bypass of a power plant in the event of a fault or during service - master the electric fields around electrical and / or passive plant parts such as machines, converters etc. to harmless values - use established bodies for computerized control, regulation, protection, communication, etc.

Det kan dessutom konstateras att US-skriften inte innefattar någon styrstrategi vare sig vid normal drift eller vid olika feltillstånd.It can also be stated that the US document does not include any control strategy either during normal operation or in various fault conditions.

Konsekvenser av nämda problemområden skall kort redovisas. _ Det är mycket väsentligt att att kunna upprätthålla elkraftverkens genererade överföringseffekt även vid ett fel på elkraftverken och/eller på ingående transmissionslinj er. Om ett jord- eller isolationsfel inträffar finns enligt US-skriften inga redovisade utföringsformer eller åtgärder för att hålla de felströmmar som uppstår till ofarliga värden. Förbikoppling av en felbehäftad ”genererande station” finns endast redovisat då ”stationen” består av fyra genererande delar och då på ett synnerligen komplicerat sätt (enligt figur 13) med hjälp av logiska kretsar och elektromagnetisk elkopplare. Det är också så att om en ”station”, t ex driven av en förnyelsebar energikälla, inte kan få avge den genererade effekten till DC-slingan, kommer ingående turbins och 20 25 30 35 .v00 ua . 515 953 AC-maskins roterande delar att inom några sekunder accelerera till sådana rotationshastigheter att deras mekaniska hållfasthets gräns kommer att överskridas med svåra mekaniska och elektriska. skador till följd. Åtgärder för att förhindra detta finns heller inte redovisade. Ett elkraftsystem med blandat serie~ och parallellkopplade ”stationer” innebär också att det kan bli svårt att fastställa var ett fel har uppstått.Consequences of the mentioned problem areas must be briefly reported. It is very important to be able to maintain the generated transmission power of the electric power plants even in the event of a fault in the electric power plants and / or on the incoming transmission lines. If a ground or insulation fault occurs, according to the US document, there are no reported embodiments or measures to keep the fault currents that occur to harmless values. Bypassing of a faulty "generating station" is only reported when the "station" consists of four generating parts and then in a very complicated way (according to figure 13) with the help of logic circuits and electromagnetic electrical switches. It is also the case that if a “station”, for example driven by a renewable energy source, is not allowed to deliver the generated power to the DC loop, incoming turbines and 20 25 30 35 .v00 ua. 515 953 The rotating parts of the AC machine to accelerate within a few seconds to such rotational speeds that their mechanical strength limit will be exceeded by difficult mechanical and electrical. damage as a result. Measures to prevent this are also not reported. An electric power system with mixed series ~ and parallel-connected "stations" also means that it can be difficult to determine where an error has occurred.

När det gäller de elektriska fältens fördelning runt alla på potential befintliga elektriska och/eller passiva anläggningsdelar, dvs maskiner, strömriktare m m så är det så att dessa bestäms inte enbart av deras konstruktiva utformning. Fältfördelningen beror i hög grad av hur jordade föremål tillfälligt eller kontinuerligt, i form av montage eller annat, närmar sig nämnda anläggningsdelar eller befinner sig i anläggningsdelarnas närhet. Detta innebär att det elektriska fältets fördelning och koncentration kan väsentligt förändras vid ett oavsiktli gt närmande av jordade detaljer, t ex i samband med» olycksfall, vid service, ombyggnation och annat.With regard to the distribution of the electric fields around all potential electrical and / or passive plant parts, ie machines, converters, etc., it is the case that these are not determined solely by their constructive design. The field distribution depends to a large extent on how earthed objects temporarily or continuously, in the form of assembly or otherwise, approach the said plant parts or are in the vicinity of the plant parts. This means that the distribution and concentration of the electric field can change significantly in the event of an unintentional approach to earthed parts, for example in connection with accidents, during service, rebuilding and other things.

Detta medför att stora krav måste ställas på omgivande beröringsskydd. Dessutom är det så att fältkoncentrationer kan leda till stora problem med partiella urladdningar.This means that great demands must be placed on the surrounding touch protection. In addition, field concentrations can lead to major problems with partial discharges.

I SE 9904740-9, ”Elkraftsystem baserat på förnyelsebara energikällor” beskrivs ett seriekopplat DC-elkraftsystem som hänför sig till samma teknikområde som föreliggande uppfinning, dvs ett elkraftsystem där ingående AC-rnaskiner och AC~DC- strömriktare utsätts för hög DC-potential. I ansökan anges en utföringsform med AC-DC-strörririktare för effektinmatning av DC-effekt till ett AC-kraftnät utan att systemj ordningen beskïivs. I SE 9904740-9 samt i SE 9904753-2, ”Användning av HVDC- isolerad ledare i magnetiska flödesbärare”, anges en utföringsform vad beträffar AC-maskinerna som bemästrar den höga DC- potential som uppträder i dessa system. Det framgår av dessa skrifter att det på senare tid har framkommit kablar med extruderad isolation med hög DC-potentialtålighet, beskrivna bl a i ”Extruded 10 20 25 30 35 oo oo oo . 515 953 DC-power cables and asseccoires for use in HVDC transmission system”, publicerad i ICC Fall Meeting 1999, pp 1 - 7, författad av P. Carstensen, K. Johannesson och A. Gustafsson. Genom att i använda sådana kablar respektive ledare med ett inre och ett yttre halvledande skikt, eventuellt med s k MIN D-kablar, dvs en kabel med tj ockﬂytande olja impregnerad pappersisolation, som ledare i elmaskiners magnetkretsars lindningar kan aktuella maskiners höga DC-potentialpåkänning bemästras. Användning av sådan kabel i maskinernas lindning innebär dock att klassisk maskin-, isolations-, konstruktions- och tillverkningsteknik inte direkt kan komma till användning. Användning av sådan extruderad kabel för AC har dock redan komrnit till användning så som t ex redovisats i WO 97/45919, ”Rotating electric machines With magnetic Circuit for high voltage and method for manufacturing the same”.SE 9904740-9, "Electric power systems based on renewable energy sources" describes a series-connected DC electric power system that belongs to the same technical area as the present invention, ie an electric power system where input AC machines and AC ~ DC converters are exposed to high DC potential. The application states an embodiment with an AC-DC inverter for power supply of DC power to an AC power network without describing the system order. In SE 9904740-9 and in SE 9904753-2, “Use of HVDC-insulated conductors in magnetic current carriers”, an embodiment is stated with regard to the AC machines that master the high DC potential that occurs in these systems. It appears from these publications that cables with extruded insulation with high DC potential resistance have recently emerged, described, among other things, in “Extruded 10 20 25 30 35 oo oo oo. 515 953 DC-power cables and accessories for use in HVDC transmission systems ”, published in ICC Fall Meeting 1999, pp 1 - 7, authored by P. Carstensen, K. Johannesson and A. Gustafsson. By using such cables and conductors with an inner and an outer semiconductor layer, possibly with so-called MIN D cables, ie a cable with thick-surface oil impregnated paper insulation, as conductors in the windings of electrical machines' magnetic circuits, the high DC potential stress of current machines can be mastered. The use of such a cable in the winding of the machines means, however, that classical machine, insulation, construction and manufacturing technology cannot be used directly. The use of such an extruded cable for AC has, however, already come into use as, for example, reported in WO 97/45919, "Rotating electric machines With magnetic circuit for high voltage and method for manufacturing the same".

De AC-DC-strörnriktare, som används i samband med den teknik som kommer till användning i nämnda SE 99044740-9, dvs med AC-maskiner med lindningar av kablar med extruderad isolation med hög DC-potentialtålighet, måste också isoleras med tanke på den höga DC-potentialen som de kommer att utsättas för. Den problematik som har beskrivits i samband med redovisningen av US 4057736 kommer således att vara lika påtaglig även närdet gäller AC-DC strömriktarna i ett utförande enligt SE 99044740-9.The AC-DC inverters used in connection with the technology used in the SE 99044740-9, ie with AC machines with windings of cables with extruded insulation with high DC potential resistance, must also be insulated in view of the high DC potential to which they will be exposed. The problems that have been described in connection with the reporting of US 4057736 will thus be equally obvious also with regard to the AC-DC converters in an embodiment according to SE 99044740-9.

Ett liknande problem med hög DC-potential finns i de sk HVDC- överföringarna. Här seriekopplas ett antal strömriktarmoduler som växelspänningsmatas från s k strömriktartransformatorer. Detta är transformatorer som är skilda från konventionella transformatorer genom att de är oljefyllda och försedda med speciella genomföringar för att lindningarna ur isolationssynpunkt skall kunna tåla den höga DC-potential som de utsätts för. Denna problematik beskrivs bl a i WO 97/45907, ”Rotating electrical plants”. 20 25 30 515 _9515 REDoGöRELsE FÖR UPPPINNINGEN Enligt beskrivningen av det tekniska ornrådet hänför föreliggande uppfinning sig till elkraftsystem som innefattar minst två elkraftverk med DC-utgång, vart och ett inkluderande en AC- maskin och minst en AC-DC-strörrrriktare, en DC-transniissionslinje och medel för DC-AC-omvandling och att det bildas en seriekoppling av elkraftverkens AC-DC-strömriktares DC-utgångar via mellanliggande transmissionslinjer, DC- transmissionlinjen och medlen för DC-AC-omvandlingen. I ett sådant elkraftsystem kan, som tidigare påpekats, elkraftverken komma att isolationstekniskt befinna sig på hög DC-potential relativt jord. Syftet med uppfinningen är att förse elkraftverkens AC-maskiner, med magnetiska ﬂödesbärare och strömförande AC-lindningar, samt tillhörande AC-DC-strörririktare med styrelektronik med så hög DC-isolationsnivå att risken för partiella urladdningar, PD, eller överslag mellan ingående delar samt :mellan ingående delar och jord blir minimal.A similar problem with high DC potential is found in the so-called HVDC transmissions. Here, a number of converter modules are connected in series and are supplied with alternating voltage from so-called converter transformers. These are transformers that are different from conventional transformers in that they are oil-filled and equipped with special bushings so that the windings can withstand the high DC potential to which they are exposed from an insulation point of view. This problem is described, among other things, in WO 97/45907, "Rotating electrical plants". DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the description of the technical advice, the present invention relates to electric power systems comprising at least two electric power plants with DC output, each including an AC machine and at least one AC-DC inverter, a DC transmission line and means for DC-AC conversion and that a series connection is formed of the DC outputs of the AC power plants AC-DC converters via intermediate transmission lines, the DC transmission line and the means for the DC-AC conversion. In such an electric power system, as previously pointed out, the electric power plants may be located at a high DC potential relative to earth in terms of insulation technology. The object of the invention is to provide the electric power plants' AC machines, with magnetic ﬂ destiny carriers and live AC windings, as well as associated AC-DC inverters with control electronics with such a high DC insulation level that the risk of partial discharges, PD, or flashover between components and: between components and soil becomes minimal.

Ett elkraftverk enligt uppfinningen innefattar som ovan angetts en AC-maskin och minst en AC-DC-strömriktare. Då ﬂera AC~lDC- strörnriktare kommer till användning kopplas dessa företrädesvis i parallell. För att kunna redogöra för uppfinningen kommer här först en närmare specificering av dessa samt deras inbördes koppling. AC~maskinen innefattar en driven axel och är försedd med magnetiska flödesbärare med en lindning med en tillgänglig neutralpunkt och med en AC-utgång som är ansluten till en AC- ingång på minst en AC-DC-strörririktare med DC-utgångar.An electric power plant according to the invention comprises, as stated above, an AC machine and at least one AC-DC converter. When AC your AC ~ lDC inverters are used, these are preferably connected in parallel. In order to be able to account for the invention, here comes first a more detailed specification of these and their mutual connection. The AC machine comprises a driven shaft and is provided with magnetic current carriers with a winding with an accessible neutral point and with an AC output which is connected to an AC input of at least one AC-DC current rectifier with DC outputs.

För att åstadkomma syftet med uppfinningen gäller i övrigt enligt uppfinningen att 20 25 30 35 515955 - AC-maskinen, inklusive de magnetiska flödesbärarna med de AC-strömförande lindningarna, anordnas inom ett omgivande ”inre” elektriskt fältstyrande skal som ansluts på högspänd DC- potential relativt jord, t ex med en högohrnig potentialförbindning till AC-maskinens neutralpunkt samt ett till det inre skalet i huvudsak koncentriskt ”yttre” elektriskt fältstyrande skal med företrädesvis lågohmig anslutning till jord. AC-maskinens hölje och stomme ansluts lågohrnigt till det inre skalet. Potential- skillnaderna inom den roterande elektriska AC-maskinen hålls därmed nere på sådan nivå som bestäms enbart av den, i den roterande elektriska maskinen, genererade AC-spänningen på låg- eller mellanspänningsnivå.In order to achieve the object of the invention, it further holds according to the invention that the AC machine, including the magnetic current carriers with the AC current windings, is arranged within a surrounding "inner" electric field control shell which is connected to high voltage DC potential. relative ground, for example with a high-impedance potential connection to the neutral point of the AC machine and a substantially concentric “outer” electric field-controlling shell to the inner shell with preferably a low-ohmic connection to ground. The housing and body of the AC machine are connected low to the inner shell. The potential differences within the rotating electric AC machine are thus kept down to such a level that is determined solely by the AC voltage generated in the rotating electric machine at low or medium voltage level.

- AC-DC-strömriktaren, inklusive krafthalvledare med spänrlings- och strömförande delar, såsom förbindningar, induktorer m m samt signal- och styrkretsar, anordnas inom ett omgivande ”inre” elektriskt fältstyrande skal som ansluts på högspänd DC-potential relativt jordplanet, t ex med en högohmig potentialförbindning till AC-DC-strömriktarens utgångar eller i stället endast en högohmig potentialförbindning från AC-maskinens neutralpunkt, samt ett till det inre skalet i huvudsak koncentriskt ”yttre” elektriskt fältstyrande skal med företrädesvis lågohrnig anslutning till j ord.- The AC-DC converter, including power semiconductors with live and current-carrying parts, such as connections, inductors, etc. and signal and control circuits, are arranged within a surrounding "internal" electric field control shell which is connected to high-voltage DC potential relative to the ground plane, e.g. a high-ohmic potential connection to the outputs of the AC-DC converter or instead only a high-ohmic potential connection from the neutral point of the AC machine, and a substantially concentric “outer” electric field control shell to the inner shell with preferably a low-angle connection to earth.

AC-DC-strömriktarens hölje och stomme ansluts lågohmigt till det inre skalet. Potentialskillnaderna inom strömriktaren hålls därmed nere till sådana nivåer som enbart bestäms av den roterande i elmaskinens, till strörnriktarens AC-ingångar anslutna AC- spänningen. Potentialskillnaderna inom strömriktaren blir därmed också av samma storleksordning som AC-maskinens märkspänning, - skalen skall ha en elektriskt ledande funktion. En närmare redogörelse av skalen ges under beskrivningen av utföringsformer. - isolationen mellan det inre och det yttre skalet skall dimensioneras för den nominella spänningen för DC-AC- .en o; 20 25 30 515 355 strömriktarna mot AC-kraftnätet, dvs motsvarande nominell driftspänning mellan DC-AC-strörririktarens terminaler, under förutsättning av att de yttre höljena ansluts lågohmi gt till jordplanet, - de omgivande fältstyrande skalen skall vara försedda med högspänt isolerande genomföringar för transmissionslinj erna mellan elkraftverken - transmissionslinjerna mellan elkraftverken och transmíssionslinjen mellan det närmast återledaren befintliga elkraftverket och återledaren skall företrädesvis ske med den tidigare omtalade extruderade DC-kraftkabeln, dvs en kabel med hög DC-potentialtålighet - den drivna AC-maskinens mekaniska axel skall innefatta en elektriskt isolerande del mot en drivanordnings axel för att galvaniskt kunna skilja AC-maskinens axel från j ordpotential.The housing and body of the AC-DC converter are low-coupled to the inner shell. The potential differences within the converter are thus kept down to such levels that are only determined by the AC voltage of the AC machine connected to the AC inputs of the converter. The potential differences within the converter will thus also be of the same order of magnitude as the rated voltage of the AC machine, - the shells must have an electrically conductive function. A more detailed description of the shells is given below the description of embodiments. the insulation between the inner and outer shells shall be dimensioned for the nominal voltage of the DC-AC o; The transducers to the AC power network, ie the corresponding nominal operating voltage between the terminals of the DC-AC inverter, provided that the outer housings are connected low to the ground plane, - the surrounding field control shells shall be provided with high voltage insulating bushings the transmission lines between the electric power plants and the transmission line between the nearest electric power plant and the return line should preferably be made with the previously mentioned extruded DC power cable, ie a cable with high DC potential resistance - the mechanical shaft of the driven AC machine must include an electrical insulation part against the shaft of a drive device in order to be able to galvanically separate the shaft of the AC machine from the ground potential.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen placeras både AC-maskinen och AC-DC-strömriktaren inom ett och samma par av omgivande inre och yttre fältstyrande skal varvid endast AC- maskinens neutralpunkt högohmigt potentialförbindes till det inre skalet. Annan utföringsform kommer också att redovisas under beskrivningen av utföringsformer.In a preferred embodiment of the invention, both the AC machine and the AC-DC converter are placed within one and the same pair of surrounding inner and outer field control shells, with only the neutral point of the AC machine being high-impedance potential connected to the inner shell. Other embodiments will also be described in the description of embodiments.

Ett utförande av elkraftverk/elkraftsystem i enlighet med den redovisade uppfinningen innebär att - potentialskillnaden inne i elkraftverket är av samma storleksordning som AC-maskinens märkspänning - AC-komponenten i de elektriska fälten är av samma storleksordning som AC~maskinens märkspänning och hålls internt 20 25 30 35 515955 i elkraftverket och dess innersta omslutande högspänt DC- isolerade ekvipotentialytor, dvs det inre skalet - AC- och DC-isolationen således är separerade från varandra.An embodiment of an electric power plant / electric power system in accordance with the reported invention means that - the potential difference inside the electric power plant is of the same order of magnitude as the rated voltage of the AC machine - the AC component in the electric fields is of the same magnitude as the rated voltage of the AC machine and is kept internal 5 359555 in the electric power plant and its innermost enclosing high-voltage DC-insulated equipotential surfaces, ie the inner shell - the AC and DC insulation are thus separated from each other.

Med användning av en hög DC-potentialtålig teknik samt högohrni ga potentialförbindelser i elektriskt passiva anläggningsdelar enligt uppfinningen kan stora fördelar uppnås både hos roterandeelektriska maskiner och strömriktare som ' utsätts för hög DC-potential relativt jord. Vad beträffar - AC-maskinerna har det under teknikens ståndpunkt redovisats hur man kan förfara respektive har tänkt sig bemästra dessa problem med t ex omfattande ”supported (on) insulative Structures of progressively greater height” eller med speciella DC extruderade isolerade ledare med en inre och en yttre halvledande skärmi lindningarna hos de magnetiska flödesbärarna. Den stora fördelen med användning av en teknik enligt uppfinningen relativt SE 9904740-9 Och SE 9904753-2 är att AC-maskinens spårisolering inte längre behöver utföras för full DC-spänning utan ur isolationspåkänning kan dimensioneras för aktuell märk- spänning hos AC-maskinen. Detta innebär att AC-maskinerna kan tillverkas med konventionella och välbekanta isolationssystern enligt befintlig teknik, - AC-DC-strömriktarna gäller att krafthalvledare, förbindningar, induktorer, filter, styrkretsar, datorer, kommunikationsorgan osv enligt befintlig och konventionell teknik direkt kan nyttjas inne i det inre skalet utan dyra omkonstruktioner för anpassning till den höga DC-potentialen.With the use of a high DC potential-resistant technology and high-frequency potential connections in electrically passive plant parts according to the invention, great advantages can be achieved both with rotary electric machines and converters which are exposed to high DC potential relative to earth. As for the AC machines, it has been reported during the state of the art how to proceed or intend to master these problems with, for example, extensive "supported (on) insulative structures of progressively greater height" or with special DC extruded insulated conductors with an internal and an outer semiconductor shield shields the windings of the magnetic current carriers. The great advantage of using a technique according to the invention relative to SE 9904740-9 and SE 9904753-2 is that the track insulation of the AC machine no longer needs to be performed for full DC voltage but can be dimensioned from the insulation voltage for the current rated voltage of the AC machine. This means that the AC machines can be manufactured with conventional and familiar insulation systems according to existing technology, - The AC-DC converters apply that power semiconductors, connections, inductors, filters, control circuits, computers, communication devices, etc. according to existing and conventional technology can be used directly inside it. inner shell without expensive redesigns to adapt to the high DC potential.

En fördel med användning av en teknik enligt uppfinningen är således att den roterande AC-maskinens och AC-DC- strömriktarens kriterier för dimensionering och isolering, resulterande i maskinens och strömriktarens fysiska storlek, vikt, 20 25 30 Q o u o uu c 515955 ll volym kostnad m m helt bestäms av aktuell välkänd markspännings AC-kriterier.An advantage of using a technique according to the invention is thus that the criteria of the rotating AC machine and the AC-DC converter for dimensioning and insulation, resulting in the physical size, weight, weight, cost of the machine and the converter 515955 ll volume cost mm is completely determined by the current well-known ground voltage AC criteria.

En annan fördel med utföringsformer enligt uppfinningen är att funktionsstörningar i elkraftsystemet förorsakade av överslag också kommer att minimeras med utföranden enligt uppfinningen.Another advantage of embodiments according to the invention is that malfunctions in the electric power system caused by overheating will also be minimized with embodiments according to the invention.

En ytterligare och väsentlig fördel med utföringsformer enligt uppfinningen ar att de elektriska fälten runt elektriskt aktiva , och/eller passiva anläggningsdelar, dvs maskiner, strömriktare m m kan bestämmas på konstruktionsstadiet. De elektriska fälten vad avser DC-delen styrs av ekvipotentialytor i skalen respektive _ av ekvipotentialytor i kablar och kabeltillbehör såsom skarvdon och genomföringar. Beröringsskydden integreras på detta sätt i skalen och kablar med tillbehör.A further and significant advantage of embodiments according to the invention is that the electric fields around electrically active, and / or passive plant parts, ie machines, converters, etc. can be determined at the design stage. The electric fields with respect to the DC part are controlled by equipotential surfaces in the shells and _ by equipotential surfaces in cables and cable accessories such as connectors and bushings. The touch guards are integrated in this way in the shells and cables with accessories.

En ytterligare fördel med utföringsformer enligt uppfinningen, till skillnad från den redovisade teknikens ståndpunkt, är att det enkelt att anordna förbigång av felbehäftat elkraftverk. Detta kan ske med kraftelektronik och t ex enbart baseratpå krafthalvledare såsom kraftdioder, som spärrar p g a backspänning vid normaldrift av elkraftsystemet.A further advantage of embodiments according to the invention, in contrast to the state of the art reported, is that it is easy to arrange a bypass of a faulty electric power plant. This can be done with power electronics and, for example, only based on power semiconductors such as power diodes, which block due to reverse voltage during normal operation of the electric power system.

En annan och synnerligen viktig fördel med utföringsformer enligt uppfinningen är att man förutom användning av ett konventionellt jordningssystem erhåller ett, här definierat som, "ekvipotentialförbindningssystem” och att dessa system tillsammans medger ett väsentligt antal fördelar relativt enbart s k normal anläggningsj ordning. En närmare redogörelse för kombinationen av jordnings- och ekvipotentialförbindnings- systemen såsom de kan tillämpas på utföringsformer enligt uppfinningen och de fördelar som kombinationen medger kommer att redovisas under beskrivningen av utföringsformer. 20 25 30 35 .515 953 l2 RITNINGSFÖRTECKN ING ' Figur 1 visar en föredragen utföringsform av ett elkraftverk enligt ' uppfinningen.Another and extremely important advantage of embodiments according to the invention is that in addition to the use of a conventional earthing system, a "equipotential connection system" is obtained here and that these systems together allow a significant number of advantages over only so-called normal earthing. the combination of earthing and equipotential bonding systems as they may be applied to embodiments of the invention and the advantages which the combination allows will be described in the description of embodiments. according to the invention.

Figur 2 visar en alternativ utföringsform av ett elkraftverk enligt uppfinningen.Figure 2 shows an alternative embodiment of an electric power plant according to the invention.

Figur 3 visar hur ett flertal elkraftverk enligt uppfinningen, tillsammans med en DC-transniissionslinje och medel för DC-AC- omvandling av den med transmissionslinjen överförda DC-effekten till ett distributions- eller transmissionsnät, kan bilda ett DC- elkraftsystem.Figure 3 shows how a plurality of electric power plants according to the invention, together with a DC transmission line and means for DC-AC conversion of the DC power transmitted by the transmission line to a distribution or transmission network, can form a DC electric power system.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER En principiell och föredragen utföringsform av ett elkraftverk enligt uppfinningen visas i figur l. Som omtalat ovan ingår iden. föredragna utföringsformen en AC-maskin l och en AC~DC- strömriktare 2 inom ett och samma par av skal, dvs inom ett inre skal 3 och ett, i huvudsak: koncentriskt till detta, yttre skal 4.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS A principal and preferred embodiment of an electric power plant according to the invention is shown in Figure 1. As discussed above, the idea is included. preferred embodiment an AC machine 1 and an AC ~ DC converter 2 within one and the same pair of shells, i.e. within an inner shell 3 and a, substantially: concentric thereto, outer shell 4.

Skalen är fixerade relativt varandra med distansisolanter 5.The shells are fixed relative to each other with spacer insulators 5.

Utrymmet 6 mellan höljena är fyllt med gasformig och/eller fast isolation. Det yttre skalet är lågohrni gt anslutet till jordplanet 7.The space 6 between the housings is filled with gaseous and / or solid insulation. The outer shell is low-loosely connected to the ground plane 7.

Elkraftverkets yttre skal är här visat placerat på en konsoll 8, t ex hörande till ett vindkraftverk. AC-maskinen är via fästanordningar 9 fixerad mot det inre skalet 3. Eftersom AC-maskinens axel 10 skall vara galvaniskt skild från jordpotential består axeln av en elektrisk isolerande del ll, företrädesvis belägen i utrymmet mellande båda skalen. Den drivna delen 12 av axeln är lagrad i ett stöd 13. AC-maskinens rotor är här visad försedd med en 20 25 30 35 _9553 13 magnetiseringslindning 14 och AC-maskinens stator är försedd med en Y-kopplad trefas lindning 15 vars neutralpunkt är via en resistans 16 högohmigt potentialförbunden med det inre skalet.The outer shell of the electric power plant is shown here placed on a bracket 8, for example belonging to a wind power plant. The AC machine is fixed via fastening devices 9 to the inner shell 3. Since the shaft 10 of the AC machine is to be galvanically separated from ground potential, the shaft consists of an electrically insulating part 11, preferably located in the space between the two shells. The driven part 12 of the shaft is mounted in a support 13. The rotor of the AC machine is shown here provided with a magnetizing winding 14 and the stator of the AC machine is provided with a Y-coupled three-phase winding 15 whose neutral point is via a resistance 16 high-impedance potential associated with the inner shell.

Strömriktaren 2 med tillhörande styrenhet 17 och skyddsenhet 18 är också via fästanordningar 19 fixerad mot det inre skalet 3.The converter 2 with associated control unit 17 and protection unit 18 is also fixed to the inner shell 3 via fastening devices 19.

Styrenheten 17 har till uppgift att styra både strömriktaren 2 och AC-maskinens rotorlindning. Elkraftverket är i den visade utföringsformen avsett att styras via en trådlös kommunikations- länk 20. AC-maskinens trefas spänning alstrad i statorlindningen ansluts till Strömriktarens AC-ingång. Strömriktarens tvåpoliga DC-utgång leds via de genom skalen anordnade högspänt isolerande genomföringarna 21 och 22 ut via HVDC- transmissionslinjer 23 och 24 till DC-slingans övriga elkraftverk.The task of the control unit 17 is to control both the converter 2 and the rotor winding of the AC machine. In the embodiment shown, the electric power plant is intended to be controlled via a wireless communication link 20. The three-phase voltage of the AC machine generated in the stator winding is connected to the AC input of the converter. The two-pole DC output of the converter is led via the high-voltage insulating bushings 21 and 22 arranged through the shells via HVDC transmission lines 23 and 24 to the other electric power plants in the DC loop.

Den kabel som bildar transmissionslinjerna är, som det har framgått tidigare, försedd med icke visade inre och yttre halvledande skikt. Det inre skiktet befinner sig som omtalat i direkt kontakt med den elektriska ledaren. Det yttre skiktet skall ha en galvanisk anslutning till det yttre skalet och därmed till jordplanet.The cable forming the transmission lines is, as has been seen previously, provided with inner and outer semiconductor layers (not shown). As mentioned, the inner layer is in direct contact with the electrical conductor. The outer layer must have a galvanic connection to the outer shell and thus to the ground plane.

Kabelns fasta isolation ges, inom genomföringarna 21 och 22 och vidare in mot AC-DC-strörnriktarens DC-utgångar, företrädesvis en konisk avtrappande form. Det yttre skalet förses lämpligen med en åskledare 7a som ansluts tillsammans med det yttre skalets anslutning till jordplanet.The fixed insulation of the cable is given, within the bushings 21 and 22 and further towards the DC outputs of the AC-DC inverter, preferably a conical stepping shape. The outer shell is suitably provided with a lightning conductor 7a which is connected together with the connection of the outer shell to the ground plane.

När det gäller skalens utformning är det som det har framgått väsentligt att de skall vara elektriskt ledande. Ett annat och mekaniskt krav är att de skall ha en viss mekanisk bärighet, speciellt vad avser de delar av skalen som skall uppbära AC-maskinen och AC-DC-strörririktaren med dithörande styr- och kontrollenheter.With regard to the design of the shells, it has been shown, as has been shown, that they must be electrically conductive. Another and mechanical requirement is that they must have a certain mechanical bearing capacity, especially with regard to the parts of the shells that are to support the AC machine and the AC-DC inverter with associated control and monitoring units.

Ur elektrisk ledningsförmågas synpunkt finns ett flertal material respektive kombinationer av material som kan komma till användning. Förutom ett rent elektriskt ledande, mekaniskt starkt 20 25 30 lsjs 953 14 material i form av plåt och liknande kan ledande plastmaterial, ledande metalliska nät applicerade på plastmaterial m fl komma till användning. Ett inre och ett yttre skal ingå-ende i samma par av skal kan mycket väl vara utformade av olika elektriskt ledande material.From the point of view of electrical conductivity, there are a number of materials and combinations of materials that can be used. In addition to a purely electrically conductive, mechanically strong material in the form of sheet metal and the like, conductive plastic materials, conductive metallic nets applied to plastic materials, etc. can be used. An inner and an outer shell forming part of the same pair of shells may well be formed of different electrically conductive materials.

När det gäller den mekaniska bärigheten kan skalens tjocklek dimensioneras beroende på aktuell specifik belastning. De delar av skalen som uppbär AC~maskin och AC-DC-strörnriktare bör därför lämpligen ha en större materialtj ocklek än skalet i övrigt.With regard to the mechanical bearing capacity, the thickness of the shells can be dimensioned depending on the current specific load. The parts of the shells that support the AC machine and AC-DC inverter should therefore suitably have a greater material thickness than the rest of the shell.

Den mekaniska bärigheten hos skalen ställer därmed också motsvarande krav på distanselementens utformning som, förutom att medge tillräcklig isolationsavstånd, även måste kunna ta upp olika mekaniska belastningar.The mechanical bearing capacity of the shells thus also places corresponding demands on the design of the spacer elements which, in addition to allowing sufficient insulation distance, must also be able to absorb different mechanical loads.

I figur 2 visas en alternativ utföringsform där AC-maskinen 1 och strörnriktaren 2 är placerade i skilda par av skal 3a, 4a respektive 3b och 4b. Även om den AC-spänning som skall överföras mellan de skilda paren av skal är, som det har framgått av redovisningen, väsentligt lägre än den höga DC-potential som elkraftverket kommer att exponeras för, måste denna AC-transrnission, i form av en transmissionskabel 23a, HVDC-isoleras för maximal DC-V spänning. Detsamma gäller för motsvarande högspända isolerande trefas genomföringar 25a och 25b. Anslutning av de halvledande skikten utförs på samma sätt som redovisats för motsvarande i figur 1. För att potentialtekniskt fixera strörnriktarens DC-utgångar till det inre skalet måste i denna utföringsform båda utgångarna via högohmíga motstånd l6a respektive 16b anslutna till det inre skalet. Utformningen av de båda paren av skal vad beträffar bärighet, mellanliggande isolation 6, fästanordningar 9, 19 samt övriga ingående anläggningsdelar såsom distansisolatorer 5, är lika som de för figur 1 beskrivna. 20 25 30 515 953 l5 I alternativa utföringsformer av uppfinningen kan skalen vara toroidformade. För sådana utföringsformer är skalen företrädesvis formade så att de nära ansluter till AC-maskinens stators yttre omgivande yta. I en utföringsform motsvarande figur 1, dvs tdå AC-maskin och AC-DC-strörrniktare finns inom samma par av skal, kan strömriktaren, speciellt om den utförs som en diodlikriktare, mycket väl anordnas mer eller mindre integrerad med AC-maskinens stator. I sin enklaste toroida utföringsform är enbart AC-maskinen omgiven av ett par av toroidskal, dvs motsvarande skalen 3a och 4a enligt figur 2. En fördel med toroidformade skal är att den isolerande axeldelen ll kan ersättas av isolerande ekrar som därmed kan dimensioneras för att ta upp var sin andel av det drivande momentet på axeln l2. Detta kan ha stor betydelse, speciellt vid lågvarviga utföringsformer, där axelmomentet av förklarliga skäl kan bli högt.Figure 2 shows an alternative embodiment where the AC machine 1 and the current rectifier 2 are placed in different pairs of shells 3a, 4a and 3b and 4b, respectively. Although the AC voltage to be transmitted between the different pairs of shells is, as has been shown in the report, significantly lower than the high DC potential to which the power plant will be exposed, this AC transmission, in the form of a transmission cable, must 23a, HVDC-insulated for maximum DC-V voltage. The same applies to the corresponding high-voltage insulating three-phase bushings 25a and 25b. Connection of the semiconductor layers is performed in the same way as shown for the corresponding figure in Figure 1. In order to potentially fix the DC outputs of the rectifier to the inner shell, in this embodiment both outputs must be connected to the inner shell via high-ohmic resistors 16a and 16b, respectively. The design of the two pairs of shells in terms of bearing capacity, intermediate insulation 6, fastening devices 9, 19 and other included installation parts such as spacer insulators 5, are similar to those described for figure 1. In alternative embodiments of the invention, the shells may be toroidal in shape. For such embodiments, the shells are preferably shaped so as to connect closely to the outer surrounding surface of the stator of the AC machine. In an embodiment corresponding to Figure 1, i.e. when the AC machine and AC-DC current rectifiers are within the same pair of shells, the converter, especially if designed as a diode rectifier, may very well be more or less integrated with the stator of the AC machine. In its simplest toroidal embodiment, only the AC machine is surrounded by a pair of toroidal shells, i.e. corresponding to shells 3a and 4a according to Figure 2. An advantage of toroidal shells is that the insulating shaft part 11 can be replaced by insulating spokes which can thus be dimensioned to take up was each its share of the driving moment on the shaft l2. This can be of great importance, especially in low-speed embodiments, where the shaft torque can be high for obvious reasons.

Utföringsformer av elkraftverken enligt uppfinningen medger, som indikerats ovan, speciella och nya ”j ordningssystem” när de tillsammans bildar ett DC-seriekopplat elkraftsystem. För att kunna påvisa ﬂera av fördelarna då elkraftverk enligt uppfinningen bildar ett elkraftsystem skall med utgångspunkt från figur 3 de ”jordningsmöjligheter” som står till buds beskrivas.Embodiments of the electric power plants according to the invention allow, as indicated above, special and new "grounding systems" when together they form a DC series-connected electric power system. In order to be able to demonstrate one of the advantages when electric power plants according to the invention form an electric power system, the “grounding possibilities” that are available must be described on the basis of Figure 3.

I figur 3 visas ett elkraftsystem bestående av ett antal, här visade två stycken, elkraftverk 26 och 27 visade i en något förenklad form av elkraftverken enligt figur l och figur 2, en HVDC- transmissionslinje 28, en DC-AC-strörririktare 29 för omvandling av den överförda DC-effekten till en Y/D-kopplad transformator 30 för matning av ett distributions- eller transmissionsnät 31.Figure 3 shows an electric power system consisting of a number, two pieces shown here, electric power plants 26 and 27 shown in a somewhat simplified form of the electric power plants according to Figure 1 and Figure 2, an HVDC transmission line 28, a DC-AC inverter 29 for conversion of the transmitted DC power to a Y / D-connected transformer 30 for supplying a distribution or transmission network 31.

Eftersom DC-AC-strömriktaren kommer att utsättas för samma höga DC-potential som elkraftverken i övrigt kommer också denna att behöva placeras inom ett inre skal 32 och ett praktiskt taget koncentriskt med detta yttre skal 33. 20 25 30 515 953 ló Elkraftsystemet är företrädesvis motståndsjordat, dvs har en anslutning över ett resistivt felströmsbegränsande organ till jordplanet i en punkt. Enligt figur 3 sker detta med ett felströmsbegränsande motstånd 34 anslutet till transformator»- lindningens neutralpunkt. Neutralpunkten har också en högohmig förbindelse 35 till det inre skalet 32. Samtliga elkraftverks yttre skal är direktj ordade via anslutningarna 36 och 37. Motsvarande direktj ordning av AC-DC-strömriktarens yttre skal 33 sker via anslutningen 38. Neutralpunkten hos AC-maskinemas lindning 39 och 40 är via högohmiga förbindningar 16c och 16d anslutna till det egna inre skalet 3c respektive 3d som bildar var sitt eget inre referensplan. Detta innebär att det hos varje elkraftverk bildas en resistiv felströmsbegränsande, normalt strömlös, ekvipotentialförbindelse mellan neutralpunkten hos AC- maskinernas lindningar och referensplanet, dvs det inre skalet.Since the DC-AC converter will be exposed to the same high DC potential as the electric power plants in general, it will also need to be placed within an inner shell 32 and a practically concentric with this outer shell 33. The electric power system is preferably grounded, ie has a connection over a resistive fault current limiting means to the ground plane at one point. According to Figure 3, this is done with a residual current limiting resistor 34 connected to the neutral point of the transformer winding. The neutral point also has a high-ohmic connection 35 to the inner shell 32. The outer shells of all electric power plants are directed via the connections 36 and 37. The corresponding direct arrangement of the outer shell 33 of the AC-DC converter takes place via the connection 38. The neutral point of the winding of the AC machines 39 and 40 are connected via high-ohmic connections 16c and 16d to their own inner shell 3c and 3d, respectively, which each form their own inner reference plane. This means that a resistive residual current limiting, normally electroless, equipotential connection is formed at each electric power plant between the neutral point of the AC machines' windings and the reference plane, ie the inner shell.

Både AC-maskinens och AC-DC-strörririktarens hölje och stomme är, som omtalat tidigare, lågohrnigt anslutna till det inre skalet.Both the housing and the body of the AC-DC inverter are, as mentioned earlier, low-coupled to the inner shell.

De fördelar som dessa ”jordningssystem” medger är bl a att - farliga felströmmar till jordplan eller referensplan elimineras - oavsiktlig spänning mot jordplan eller referensplan elimineras - person och egendom skyddas - elkraftverk och elkraftsystem skyddas mot förekommande överspänningar/transienter - elkraftverk och elkraftsystem skyddas mot urladdningar av statisk elektricitet - elkraftverk och elkraftsystem skyddas mot åska 00 0000 00 0 0 0 0 000 0000 000 0 I I O 0 0 0 0 00 OO 000 00 20 25 30 35 . . . . .- une nu l7 Tillsammans säkerställer dessa ”jordningssystem” omvandling från alternativ energi till elenergi samt säkerställer överföringen av energin. De underlättar øckså möjligheterna till övervakning, mätning, felbortkoppling och signalöverföring.The advantages that these "earthing systems" allow include that - hazardous fault currents to ground plane or reference plane are eliminated - unintentional voltage to ground plane or reference plane is eliminated - person and property are protected - electric power plants and power systems are protected against existing surges / transients - electric power plants and electric power systems are protected against discharges of static electricity - electric power plants and electric power systems are protected against thunder 00 0000 00 0 0 0 0 000 0000 000 0 IIO 0 0 0 0 00 OO 000 00 20 25 30 35. . . . .- une nu l7 Together, these “earthing systems” ensure conversion from alternative energy to electrical energy and ensure the transmission of energy. They also facilitate the possibilities for monitoring, measurement, fault disconnection and signal transmission.

Claims

1. 20 25 30 515953 »18 PATENTKRAV al. Electric power plant comprising an AC machine (1) via a driven shaft (10) provided with a winding (15) with an accessible neutral point and with AC output connected to an AC input of at least one AC-DC converter (2) with DC outputs and pairs of field control shells (3, 4, 3a, 4a, 3b, 4b) are characterized in that the shells are arranged substantially concentrically around each other such as an inner shell (3, 3a, Elb) and an outer shell. (4, 4a, 4b) and that the AC machine and the converter (s) are arranged surrounded by the inner shell.

Electric power plant according to claim 1, characterized in that the shells are arranged as a first (3a, 4a) and a second (3b, 4b) pair of shells, each shell of the two pairs of shells being arranged substantially concentrically around each other. such as an inner (3a, 3b) shell and an outer (4a, 4b) shell and that the AC machine is arranged surrounded by the inner shell of the first pair and that the AC-IIC rectifier (s) are arranged surrounded by the the other pair's inner shell. -

Electric power plants according to claims 1 and 2, characterized in that the shells are toroidal in shape.

Electric power plant according to claims 1 and 2, characterized in that the connection between the AC output of the AC machine and the AC input of the AC-DC converters (s) when the AC machine and the AC-DC converter (s) are arranged in different pairs of shells is arranged with an HVDC-insulated power cable (23a).

Electric power plant according to the preceding claim, characterized in that when both the AC machine and the AC-DC inverter / s are included in the same pair of shells and when the AC-DC converter / s are included in a second pair of shells are The DC outputs of the AC-DC rectifiers / 25 are connected to HVDC-insulated power cables output via the two shells (23, 24). in

Electric power plant according to the preceding claims, characterized in that the HVDC-insulated power cable consists of an electrical conductor surrounded by an inner semiconducting layer, an insulating layer of extruded plastic surrounded by an outer semiconducting layer and outer mechanical protection. .

7. Electric power plant according to the above claims, characterized in that the HVDC-insulated power cable consists of an electrical conductor surrounded by paper insulation impregnated with viscous oil and external mechanical protection (MIND cable).

Electric power plant according to claims 1 and 2, characterized in that the shells are electrically conductive.

9. Electric power plants according to claims 1, 2 and 8, characterized in that the shells are made of a metallic electrically conductive material.

10. Electric power plants according to claims 1, 2 and 8, characterized in that the shells are made of a metallic electrically conductive network embedded in a non-conductive plastic material.

Electric power plant according to claims 1, 2 and 8, characterized in that the shells are made of an electrically conductive plastic material.

Electric power plant according to claims 1 and 2, characterized in that the neutral point of the AC machine is high-impedance connected to an inner shell (3, 3a, 3b).

Electric power plant according to claims 1 and 2, characterized in that when the AC machine and the AC-DC inverter are arranged in different pairs of shells, the DC outputs of the AC-DC inverters are via 20 35 ø IQ uo: ui 515953 20 high-resistance resistors (16a, 16b) connected to the second pair of shell inner shells (3b).

14. An electric power plant according to claim 1, characterized in that the outer shell is connected to a ground plane.

Electric power plant according to claims 1, 2 and 13, characterized in that when the AC machine and the ACDC inverter (s) are arranged in separate pairs of shells, the outer shell of the two pairs of shells are connected to the ground plane.

Electric power plant according to claims 1 and 2, characterized in that the field control shells are provided with high-voltage HVDC-insulating bushings (21, 22) for output HVDC-insulated power cables (23, 24).

Electric power plant according to claims 1, 2, 4, 5 and 6, characterized in that the outer semiconducting layer of the HVDC-insulated power cables is connected to the outer shell of the pair.

Electric power plant according to the preceding claims, characterized in that the driven shaft (10) of the AC machine is provided with an electrically insulating part (11).

Electric power plant according to claims 1 and 2, characterized in that in each pair of shells the shells are fixed relative to each other with spacer insulators (5).

Electric power plant according to claims 1 and 2, characterized in that the space between an inner shell and an outer shell of a pair of shells is filled with gaseous and / or solid insulation.

Electric power plants according to claims 1 and 2, characterized in that lightning conductors (7a) are connected to the outer shells. KN 8923 SE