《用于检测电气故障的故障检测装置和方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于检测电气故障的故障检测装置和方法.pdf（17页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102236060 A (43)申请公布日 2011.11.09 CN 102236060 A *CN102236060A* (21)申请号 201110118364.6 (22)申请日 2011.04.28 12/770918 2010.04.30 US G01R 31/02(2006.01) (71)申请人 通用电气公司 地址 美国纽约州 (72)发明人 W巴顿 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 周心志 曹若 (54) 发明名称 用于检测电气故障的故障检测装置和方法 (57) 摘要 本申请涉及用于检测电气故障的故障检测 装置。
2、和方法。其中， 提供一种适于检测在具有至 少一个功率模块 (201， 202， 203) 的中压开关设 备 (200) 处的电气故障的故障检测。该故障检测 装置包括 ： 至少一个输入电流传感器 (301， 302， 303)， 其适于测量该中压开关设备 (200) 的至少 一个功率模块 (201， 202， 203) 的至少一个输入电 流 (501， 502， 503) ； 以及， 至少一个输出电流传感 器 (400， 401， 402， 403)， 其适于测量该中压开关 设备 (200) 的至少一个功率模块 (201， 202， 203) 的至少一个输出电流 (600， 601， 602， 。
3、603)。提 供比较器 (405)， 其适于比较至少一个输出电流 (600， 601， 602， 603) 与至少一个输入电流 (501， 502， 503)。控制单元 (406) 适于基于比较来确定 在该中压开关设备 (200) 的至少一个功率模块 (201， 202， 203) 处的电气故障。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 7 页 CN 102236064 A1/2 页 2 1. 一种故障检测装置， 其适于检测在具有至少一个功率模块 (201， 202， 203) 的中压开 。
4、关设备 (200) 处的电气故障， 所述故障检测装置包括 ： 至少一个输入电流传感器 (301， 302， 303)， 其适于测量所述中压开关设备 (200) 的至 少一个功率模块 (201， 202， 203) 的至少一个输入电流 (501， 502， 503) ； 至少一个输出电流传感器 (400， 401， 402， 403)， 其适于测量所述中压开关设备 (200) 的至少一个功率模块 (201， 202， 203) 的至少一个输出电流 (600， 601， 602， 603) ； 比较器 (405)， 其适于比较所述至少一个输出电流 (600， 601， 602， 603) 与所述至。
5、少一 个输入电流 (501， 502， 503) ； 以及 控制单元 (406)， 其适于基于所述比较来确定在所述中压开关设备 (200) 的至少一个 功率模块 (201， 202， 203) 处的电气故障。 2. 根据权利要求 1 所述的故障检测装置， 其特征在于， 所述至少一个输入电流传感器 (301， 302， 303) 和 / 或所述至少一个输出电流传感器 (400， 401， 402， 403) 被提供为下列中 的至少一种 ： 霍尔电流传感器、 法拉第旋转传感器、 分路器、 感应传感器和电流互感器。 3.根据权利要求1或2所述的故障检测装置， 其特征在于还包括相移确定单元， 所述相 。
6、移确定单元适于确定在所述中压开关设备(200)的至少一个功率模块(201， 202， 203)的至 少一个输出电流(600， 601， 602， 603)与所述中压开关设备(200)的所述至少一个功率模块 (201， 202， 203) 的至少一个输入电流 (501， 502， 503) 之间的相应相移。 4. 根据前述权利要求中任一项所述的故障检测装置， 其特征在于， 所述中压开关设备 (200) 包括多个功率模块 (201， 202， 203)。 5. 根据前述权利要求中任一项所述的故障检测装置， 其特征在于， 所述控制单元 (406) 适于在相应功率模块 (201， 202， 203) 。
7、处检测到电气故障时提供控制信号来断开此功 率模块 (201， 202， 203)。 6. 根据前述权利要求中任一项所述的故障检测装置， 其特征在于还包括下列中的至 少一个 ： 输入电流总和确定单元 (304)， 其适于确定所述中压开关设备 (200) 的功率模 块 (201， 202， 203) 的输入电流 (501， 502， 503) 的电流总和 ； 以及， 输出电流总和确定单元 (404)， 其适于确定所述中压开关设备(200)的功率模块(201， 202， 203)的输出电流的电流 总和。 7. 根据前述权利要求中任一项所述的故障检测装置， 其特征在于， 用于所有功率模块 (201， 。
8、202， 203) 的单个的共同输入电流传感器 (301， 302， 303) 与用于各个功率模块 (201， 202， 203) 的各个输出电流传感器相组合来执行所述比较， 和 / 或用于所有功率模块 (201， 202， 203) 的单个的共同输出电流传感器 (400， 401， 402， 403) 与用于所有功率模块 (201， 202， 203) 的单个的共同输入电流传感器 (301， 302， 303) 相组合来执行所述比较， 和 / 或用 于所有功率模块(201， 202， 203)的单个的共同输出电流传感器(400， 401， 402， 403)与用于 各个功率模块 (201， 。
9、202， 203) 的各个输入电流传感器相组合来执行所述比较。 8. 一种用于检测在中压开关设备 (200) 处的电气故障的方法， 所述中压开关设备具有 至少一个功率模块 (201， 202， 203)， 所述方法包括 ： 测量所述中压开关设备(200)的至少一个功率模块(201， 202， 203)的至少一个输入电 流 (501， 502， 503) ； 测量所述中压开关设备 (200) 的至少一个功率模块 (201， 202， 203 的至少一个输出电 权 利 要 求 书 CN 102236060 A CN 102236064 A2/2 页 3 流 (600， 601， 602， 603)。
10、 ； 比较所述至少一个输出电流 (600， 601， 602， 603) 与所述至少一个输入电流 (501， 502， 503) ； 以及 通过所述比较来确定在所述中压开关设备 (200) 处的电气故障。 9. 根据权利要求 8 所述的方法， 其特征在于， 所述至少一个输出电流 (600， 601， 602， 603) 与所述至少一个输入电流 (501， 502， 503) 的比较选自 ： 电流幅值比较、 电流上升时间 比较、 电流下降时间比较、 频率比较、 关于输入电流 (501， 502， 503) 的输出电流 (600， 601， 602， 603) 的时间行为以及其任何组合。 10.根。
11、据权利要求8或9所述的方法， 其特征在于， 确定幅度， 所述幅度限定所述至少一 个输出电流(600， 601， 602， 603)与所述至少一个输入电流(501， 502， 503)的最大可容许偏 差， 且如果超过相应功率模块 (201， 202， 203) 的最大可容许偏差幅度或者超过此功率模块 (201， 202， 203) 的最大可容许偏差幅度持续预定时间， 则断开此功率模块 (201， 202， 203)。 权 利 要 求 书 CN 102236060 A CN 102236064 A1/7 页 4 用于检测电气故障的故障检测装置和方法 技术领域 0001 本公开内容大体而言涉及对电气。
12、装置中的电气故障的检测， 且更特定而言涉及用 于检测在风力涡轮的电气和 / 或电子构件中的电气故障的方法。而且， 本公开内容涉及适 于检测电气或电子构件中的故障的故障检测装置。 背景技术 0002 风力涡轮作为环保且可靠的能源变得越来越重要。风力涡轮通常包括转子， 转子 具有至少一个转子叶片和轮毂用于将来临的风能转换成旋转机械能。 风力涡轮的轮毂的旋 转被传输到主转子轴杆， 主转子轴杆驱动发电机(在它们之间可有齿轮箱或无齿轮箱)。 发 电机适于将机械旋转能转变成电能。 连接到发电机的电气构件可包括电流互感器(current transformers)、 功率变换器、 开关设备或其它电气分配系统。
13、。 0003 在风力涡轮的电气和 / 或电子部件内出现例如短路、 开路、 接地故障等的情况下， 可产生关于风力涡轮维护和风力涡轮可靠性的问题。对于仅少数特定电气故障而言， 安装 于风力涡轮上的电气 / 电子构件可受到熔断器保护。 0004 但是， 存在可使风力涡轮的操作性能降级的多种故障， 其中这些故障中的某些不 能通过安装适当熔断器来排除。然而， 可在风力涡轮操作期间监视电气 / 电子构件。风力 涡轮的电子构件可包括用于电力分配的开关设备， 该开关设备包括多个功率模块 (power modules)。这些功率模块包括对过压敏感的半导体构件 ( 例如 IGBT，“绝缘栅双极晶体 管” )。 0。
14、005 在这些装置内可能会出现的电气故障通常可包括开路、 短路、 接地故障、 绝缘故 障、 基于低弧闪光的电流和电弧 (low-arc flash-based current and electrical arcs)。 为了关于其电气和 / 或电子构件可靠地操作风力涡轮， 关于上文所提到的电气故障持续地 监视这些构件是一个重要问题。 发明内容 0006 鉴于上文所述， 提供一种适于检测中压开关设备 (medium voltage switchgear) 的电气故障的故障检测装置， 该中压开关设备具有至少一个功率模块， 该故障检测装置包 括 ： 至少一个输入电流传感器， 其适于测量中压开关设备的。
15、至少一个功率模块的至少一个 输入电流 ； 至少一个输出电流传感器， 其适于测量中压开关设备的至少一个功率模块的至 少一个输出电流 ； 比较器， 其适于比较至少一个输出电流与至少一个输入电流 ； 以及， 控制 单元， 其适于基于比较来确定在中压开关设备的至少一个功率模块处的电气故障。 0007 根据另一方面， 提供一种风力涡轮， 该风力涡轮具有适于将机械能转变成电能的 发电机、 中压开关设备和故障检测装置， 该故障检测装置适于检测在中压开关设备处的电 气故障， 该故障检测装置包括 ： 至少一个输入电流传感器， 其适于测量中压开关设备的功率 模块的至少一个输入电流 ； 至少一个输出电流传感器， 其。
16、适于测量中压开关设备的至少一 个功率模块的至少一个输出电流 ； 比较器， 其适于比较至少一个输出电流与至少一个输入 说 明 书 CN 102236060 A CN 102236064 A2/7 页 5 电流 ； 以及， 控制单元， 其适于基于比较来确定在中压开关设备的至少一个功率模块处的电 气故障。 0008 根据又一方面， 提供一种用于检测具有至少一个功率模块的中压开关设备的电气 故障的方法， 该方法包括以下步骤 ： 测量中压开关设备的至少一个功率模块的至少一个输 入电流 ； 测量中压开关设备的至少一个功率模块的至少一个输出电流 ； 比较至少一个输出 电流与至少一个输入电流 ； 以及， 基于。
17、该比较来确定在中压开关设备处的电气故障。 0009 另外的示范性实施例对应于从属权利要求、 描述和附图。 附图说明 0010 在说明书的其余部分中并参考附图， 向本领域技术人员更具体描述了全面并可实 施的公开内容 ( 包括其最佳模式 )， 在附图中 ： 0011 图 1 示出根据典型实施例的风力涡轮的侧视图， 该风力涡轮具有发电机用于将机 械旋转能转变成电能 ； 0012 图 2 示出风力涡轮的机舱， 其中机舱包括齿轮箱、 发电机和中压开关设备 ； 0013 图 3 示出根据典型实施例的经由中压开关设备在风力涡轮的发电机到风力涡轮 的主变压器 (main transformer) 之间的电气连。
18、接 ； 0014 图 4 示出图 3 所示的电气布置， 其中分配面板单元连接于中压开关设备与主变压 器之间 ； 0015 图 5 详细描绘了根据典型实施例的中压开关设备的内部设置， 其具有三个功率模 块和相应输入传感器和输出传感器 ； 0016 图 6 是示出根据典型实施例的基于所测量的中压开关设备的各个功率模块的输 入电流和输出电流而生成控制信号的的方块图 ； 0017 图 7 是根据另一典型实施例的故障检测装置的构件的方块图， 该故障检测装置用 于检测在风力涡轮的电气和 / 或电子构件内的故障且用于生成控制信号 ； 以及 0018 图 8 是示出根据再一典型实施例的用于检测具有至少一个功率。
19、模块的中压开关 设备内的电气故障的方法的流程图。 具体实施方式 0019 现将详细地参考各个示范性实施例， 其一个或多个实例在附图中示出。每个实例 以举例说明的方式给出且并不意味着限制。举例而言， 说明或描述为一个实施例部分的特 点可用于其它实施例或者结合其它实施例使用以得到又一实施例。 预期本公开内容内容包 括这些修改和变化。 0020 将在下文中解释多个实施例。在此情况下， 相同的结构特点由附图中相同的附图 标记来标注。附图所示的结构未必按照比例绘制而是仅用于更好地理解实施例。 0021 图 1 是根据典型实施例的风力涡轮 100 的侧视图。该风力涡轮包括机舱 103， 机 舱 103 可。
20、旋转地安装于塔架 102 顶部。该机舱 103 可绕竖直塔架轴线 107( 虚线 ) 旋转使 得该机舱 103 可朝向来临的风向 105。 0022 通常， 风力涡轮 100 的转子的主轴杆 112 与来临的风向 105 符合。为此， 可由偏转 角调整单元 ( 在图 1 中未示出 ) 来调整偏转角 106。风力涡轮 100 的转子包括至少一个转 说 明 书 CN 102236060 A CN 102236064 A3/7 页 6 子叶片 101， 用于将来临的风 105 的风能转变成机械旋转能。 0023 为了使主轴杆 112 的旋转频率适应来临的风 105 的速度或强度， 可调整个别转子 叶。
21、片101的俯仰角108。 至少一个转子叶片连接到转子的轮毂104且可绕其纵向轴线旋转。 0024 主轴杆 112 将风力涡轮 100 的轮毂 104 连接到齿轮箱 109， 齿轮箱 109 用于使主 轴杆 112 的旋转速度适应齿轮箱 109 后面的发电机 100 的旋转速度。发电机 110 将自齿轮 箱 109 输出的机械旋转能转变成电能。在发电机 110 后面的构件主要为电气和 / 或电子构 件， 其在图 1 中未示出， 但将在下文中描述。 0025 图 2 是风力涡轮 100 的机舱 103 的示意图， 其中示出沿着风力涡轮 100 转子的转 子轴线 117 布置的构件。转子轴线 117。
22、 在来临的风向 105 中定向。转子叶片 101 驱动轮毂 104， 而轮毂 104 使主轴杆 112 旋转。主轴杆 112 连接到齿轮箱 109 的齿轮箱输入轴杆。齿 轮箱 109 的齿轮箱输出轴杆 113 连接到发电机 110， 发电机 110 将机械旋转能转变成电能。 0026 在发电机 110 的输出处， 提供电气连接 114， 电气连接 114 将发电机 110 连接到中 压开关设备 200。尽管开关设备 200 被示出布置于机舱 103 内， 但开关设备 200 可布置于风 力涡轮 100 内或附近的任何其它位置。通常， 中压开关设备与电力系统或电网相关联地使 用。电气开关设备是指。
23、电气断开器 (disconnect)、 熔断器和 / 或断路器的组合。开关设备 可手动地或自动地操作。 0027 图 3 示出在风力涡轮的发电机 110 与风力涡轮的主变压器 115 之间的典型电气连 接布置。如图 3 所示， 中压开关设备 200 连接于发电机 110 与主变压器 115 之间。在图 3 中示出的发电机 110 提供三个电相位， 使得中压开关设备 200 被设计成具有用于第一相位 的第一功率模块 201， 用于第二相位的第二功率模块 202 和用于第三相位的第三功率模块 203。 0028 三个输入电流 ( 即， 第一功率模块 201 的第一输入电流 501， 第二功率模块 。
24、202 的 第二输入电流 502 和第三功率模块 203 的第三输入电流 503) 由发电机 100 提供。中压开 关设备 200 的输出电流包括第一功率模块 201 的第一输出电流 601， 第二功率模块 202 的 第二输出电流 602 和第三功率模块 203 的第三输出电流 603。输出电流被馈送到风力涡轮 100 的主变压器 115 以便提供向各种电气负载提供输出能量。 0029 图 4 是示出发电机 100 的方块图， 发电机 100 经由中压开关设备 200 连接到分配 面板单元 116。中压开关设备 200 包括第一功率模块 201、 第二功率模块 202 和第三功率模 块 20。
25、3， 即， 由发电机 110 提供的电力的三个相位可在中压开关设备内处理。在电力被传输 到主变压器 115 之前， 接收三个相位的分配面板单元 116 用于将电力的至少一部分分配到 中压开关设备 200 内或中压开关设备 200 外的其它电气构件。由附图标记 501、 502、 503 和 601、 602、 603分别标注的带箭头的线表示电流路径， 其运送自风力涡轮100的发电机110的 相应供电电流到分配面板单元 116。 0030 由于中压开关设备 200 包括三个个别功率模块 ( 即， 第一功率模块 201、 第二功率 模块 202 和第三功率模块 203)， 三个输入电流 ( 即第一。
26、输入电流 501、 第二输入电流 502 和 第三输入电流 503) 由风力涡轮 100 的发电机 100 提供。而且， 三个输出电流由中压开关设 备 200 的三个个别功率模块 201、 202 和 203 提供， 即， 第一输出电流 601 由第一功率模块 201 提供， 第二输出电流 602 由第二功率模块 202 提供， 且第三输出电流 603 由第三功率模 块 203 提供。 说 明 书 CN 102236060 A CN 102236064 A4/7 页 7 0031 如果中压开关设备 200 的初级侧和次级侧在相同电压水平， 那么第一输入电流 501、 第二输入电流502和第三输。
27、入电流503的总和通常对应于第一输出电流601、 第二输出 电流 602 和第三输出电流 603 的总和。如果 ( 例如 ) 在总是在功率模块 201、 202 和 203 的 电子器件中的功率模块 201、 202 和 203 之间出现短路， 那么这种情形可改变。如果例如接 地故障出现于第三功率模块 203， 那么干扰电流平衡。 0032 根据在下文中关于图 5 所示的典型实施例， 分别测量输入电流的总和与输出电流 的总和且相互比较。 如果输入电流的总和并不对应于输出电流的总和， 那么可得到结论 ： 可 能发生了诸如开路、 短路、 接地故障、 绝缘故障、 基于低弧闪光的电流和电弧这样的电气故。
28、 障。 0033 图 5 是根据典型实施例的中压开关设备 200 的更详细方块图。如之前那样， 该中 压开关设备 200 包括第一功率模块 201、 第二功率模块 202 和第三功率模块 203， 例如， 用于 向负载 ( 在图 5 中未示出 ) 提供三相电流。而且， 为了易于详细地描述其它构件， 风力涡轮 100 的发电机 100 在图 5 中未示出。 0034 如图 5 所示， 第一功率模块 201、 第二功率模块 202 和第三功率模块 203 中的每一 个包括输入电流传感器和输出电流传感器。即， 第一功率模块 201 具有第一输入电流传感 器301和第一输出电流传感器401， 第二功率。
29、模块202具有第二输入电流传感器302和第二 输出电流传感器402， 且第三功率模块203具有第三输入电流传感器303和第三输出电流传 感器 403。提供第一输入电流传感器 301、 第二电流传感器 302 和第三电流传感器 303 以分 别确定第一输入电流 501、 第二输入电流 502 和第三输入电流 503。 0035 另一方面， 第一输出电流传感器 401、 第二输出电流传感器 402 和第三输出电流传 感器403提供分别指示对第一输出电流601、 第二输出电流602和第三输出电流603测量的 测量信号。在功率模块 201、 202、 203 的输入侧或输出侧的一个电流传感器， 多于一。
30、个电流 传感器或所有电流传感器可提供为下列中的至少一种 ： 霍尔电流传感器、 法拉第旋转传感 器、 分路器、 感应传感器和电流互感器。 0036 如果提供霍尔电流传感器， 那么基于相应输入或输出电流所生成的磁场来确定相 应输入或输出电流。本领域技术人员熟知霍尔传感器的操作原理， 这种电流传感并不在此 处详细地描述以便提供简洁描述。 0037 如果提供法拉第旋转电流传感器， 那么基于在光波导中传播的偏振光束的旋转来 确定相应输入或输出电流。然后基于相应输入或输出电流来测量所检测的偏振旋转。本领 域技术人员熟知法拉第旋转电流传感器的操作原理， 这种电流传感并不在此处详细地描述 以便提供简洁描述。 。
31、0038 此外， 分路器或分路电阻器可用于输入 / 输出电流传感， 其中待测量的电流穿过 分路器， 导致在分路器上可测量的压降。 0039 相应电流传感器输出指示相应输入电流 501、 502 和 503 或相应输出电流 601、 602 和 603 的信号。如在图 5 中可看出的那样， 电流传感器 301、 302、 303、 401、 402 和 403 可分 别从中压开关设备200和第一功率模块201、 第二功率模块202和第三功率模块203外部接 近， 使得可个别地确定输入电流和输出电流。 0040 基于在中压开关设备 200 和 / 或在个别功率模块 201、 202 和 203 的。
32、输入电流和输 出电流的传感， 可设计一种故障检测装置， 其典型实施例在图 6 中示出。 说 明 书 CN 102236060 A CN 102236064 A5/7 页 8 0041 同样， 由虚线椭圆指示具有第一功率模块 201、 第二功率模块 202 和第三功率模块 203的中压开关设备200。 在此处应当指出的是为了简化描述， 在图6中未示出自发电机110 至中压开关设备 200 的个别功率模块 201、 202 和 203 的电流路径和从中压开关设备 200 的 个别功率模块 201、 202 和 203 到负载 ( 例如， 到主变压器 115) 的电流路径。始于个别功率 模块的输入传。
33、感器和输出传感器的实线表示信号线， 其被提供用于将指示由相应输入或输 出电流传感器所测量电流的电流信号传输到处理设备。 0042 图 6 是根据典型实施例的故障检测装置的方块图。如图 6 所示， 指示输入电流的 信号在输入电流总和确定单元 304 中求和， 而指示各个功率模块的输出电流的信号在输出 电流总和确定单元 404 中求和。若不出现故障 ( 例如， 开路、 短路、 接地故障、 绝缘故障、 基 于低弧闪光的电流和电弧 )， 则输入电流 501、 502 和 503 的总和 ( 在图 6 中未示出， 参看图 5) 应对应于输出电流 601、 602 和 603 的总和 ( 在图 6 中未示。
34、出， 参看图 5)。 0043 指示到各个功率模块内的输入电流总和的信号由输入电流总和确定单元 304 输 出， 而指示各个功率模块 201、 202 和 203 的输出电流总和的信号由输出电流总和确定单元 404 输出。两个信号都被馈送到比较器 405， 比较器 405 提供输入电流总和与输出电流总和 的比较。 0044 比较器405连接到控制单元406， 控制单元406基于比较器405中的比较来输出控 制信号 407 以控制功率模块 201、 202 和 203 中的至少一个或者整个中压开关设备 200。控 制信号 407 可控制在风力涡轮的电气部分中的其它电气 / 电子构件， 使得一旦检。
35、测到电气 故障， 构件可 ( 例如 ) 被断开以避免出现另外的电气故障。 0045 控制单元可适于提供控制信号以在此相应功率模块处检测到电气故障之后断开 有故障的功率模块。如果在比较器 405 内比较输入电流和输出电流的绝对值， 那么根据 图 6 所示的典型实施例的故障检测装置可包括下列中的至少一个 ： 输入电流总和确定单元 304， 其适于确定中压开关设备的功率模块201、 202和203的输入电流的电流总和 ； 以及， 输 出电流总和确定单元404， 其适于确定中压开关设备200的功率模块201、 202和203的输出 电流 601、 602 和 603 的电流总和。 0046 在比较器 。
36、405 中所执行的比较还可包括比较至少一个输出电流与至少一个输入 电流的幅值、 电流上升时间、 电流下降时间和频率。而且， 能关于个别功率模块 201、 202 和 203 和 / 或整个中压开关设备 200 的相应输入电流分析相应输出电流的时间行为。 0047 而且， 对于个别功率模块 201、 202 和 203 或者对于整个中压开关设备 200 能确定 限定至少一个输出电流 601、 602 和 603 与相应至少一个输入电流 501、 502 和 503 的最大容 许偏差的幅度 (margin)。根据幅度的提供， 如果超过了此相应功率模块的最大可容许偏差 幅度， 则可断开相应功率模块 。
37、201、 202 和 203。除此之外， 仅在分别超过此功率模块 201、 202和203的最大可容许偏差幅度持续预定时间的情况下， 可断开相应功率模块201、 202和 203。 0048 图 7 是根据再一典型实施例的故障检测装置的方块图。如图 7 所示， 同样提供三 个功率模块 201、 202 和 203， 其中每个功率模块具有相应输入电流传感器， 即， 第一功率模 块201具有第一输入电流传感器301， 第二功率模块202具有第二输入电流传感器302且第 三功率模块 203 具有第三输入电流传感器 303。 0049 但与图 6 所示的方块图不同， 利用共同的输出电流传感器 400 。
38、来测量所有三个个 说 明 书 CN 102236060 A CN 102236064 A6/7 页 9 别功率模块 201、 202 和 203 的输出电流。如果个别功率模块 201、 202 和 203 的输出连接到 彼此使得输出电流 601、 602 和 603 添加到供应到负载的共同输出电流 600( 在图 7 中未示 出 )， 将会发生这种情况。 0050 此处应当指出的是虚粗线对应于电流路径 ( 输出电流路径 )， 其中细实线对应于 分别运送输入电流和输出电流的信号线。因此， 共同输出电流传感器 400 测量输出电流 601、 602和603的总和， 其中输入电流的总和(电流路径在图。
39、7中未示出)由输入电流总和 确定单元 304 确定， 如在上文中关于图 6 所述的那样。 0051 输出电流的总和同样由比较器 405 与输入电流总和相比较， 比较器 405 的输出连 接到控制单元 406 以便提供控制信号 407。一旦由故障检测装置根据典型实施例之一检测 到电气故障， 控制信号 407 然后可用于提供额外措施以便保护风力涡轮 101 的电子 / 电气 构件。 0052 如图7所示， 用于所有功率模块201、 202和203的单个共同输出电流传感器400与 用于个别功率模块 201、 202 和 203 的个别输入电流传感器 301、 302 和 303 组合， 以便由比 较。
40、器 405 执行比较。另一方面， 尽管在图 7 中未示出， 但能提供用于所有功率模块的单个共 同输入电流传感器且组合此共同输入电流传感器与分别用于个别功率模块 201、 202 和 203 的个别输出电流传感器601、 602和603。 除此之外， 能组合用于所有功率模块的单个共同输 出传感器 400 与用于所有功率模块 201、 202 和 203 的单个共同输入传感器来执行比较。 0053 此外， 根据典型实施例的故障检测装置可包括相移确定单元， 其适于确定中压开 关设备 200 的至少一个功率模块 201、 202 和 203 的至少一个输出电流 601、 602 和 603 与中 压开。
41、关设备 200 的所述至少一个功率模块 201、 202 和 203 的至少一个输入电流 501、 502 和 503 之间的相应相移。 0054 图 8 是示出用于检测具有至少一个功率模块的中压开关设备的电气故障的方法 的流程图。该方法始于步骤 S1。在步骤 S2， 测量中压开关设备 200 的至少一个功率模块的 至少一个输入电流。 然后， 方法前进至步骤S3， 其中测量中压开关设备200的至少一个功率 模块的至少一个输出电流。 0055 然后， 在后面的步骤 S4， 比较至少一个输出电流与至少一个输入电流。至少一 个输出电流与至少一个输入电流的比较可包括下列中的至少一种 ： 电流幅值 (c。
42、urrent amplitude) 比较、 电流上升时间比较、 电流下降时间比较以及频率比较。而且， 可关于输入 电流确定输出电流的时间行为 (time behaviour)。基于所确定的时间行为， 能确定中压开 关设备 200 的至少一个功率模块 201、 202 和 203 内的电气故障。除此之外， 该比较可包括 生成至少一个输入电流和输出电流的至少一个时间导数。 0056 此外， 将确定幅度， 其限定至少一个输出电流与至少一个输入电流的最大可容许 偏差。 0057 该程序前进至步骤 S5， 其中从上文所述的步骤 S4 执行的比较来确定中压开关设 备 200 和 / 或中压开关设备 200。
43、 的个别功率模块 201、 202 和 203 的电气故障， 例如， 如果超 过此功率模块的最大可容许偏差幅度， 那么可断开相应功率模块 201、 202 和 203。除此之 外， 仅在分别超过此功率模块 201、 202 和 203 的最大可容许偏差幅度持续预定时间的情况 下， 可断开相应功率模块 201、 202 和 203。 0058 本书面描述使用实例来公开本发明 ( 包括最佳实施方式 )， 且也能使本领域技术 说 明 书 CN 102236060 A CN 102236064 A7/7 页 10 人员实践本所描述的主题 ( 包括做出和使用任何装置或系统和执行任何合并的方法 )。虽 然。
44、在前文中公开了各种具体实施例， 但本领域技术人员应认识到权利要求的精神和范围允 许同样有效的修改。特别地， 上文所述实施例的相互非排它性的特点可彼此组合。专利保 护范围由权利要求限定， 且可包括本领域技术人员想到的这些修改和其它实例。如果其它 实例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件或者如果其它实例包括与权利要求 的字面语言并无实质不同的等效结构元件， 那么其它实例预期在权利要求的保护范围内。 说 明 书 CN 102236060 A CN 102236064 A1/7 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102236060 A CN 102236064 A2/7 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 102236060 A CN 102236064 A3/7 页 13 图 4 说 明 书 附 图 CN 102236060 A CN 102236064 A4/7 页 14 图 5 说 明 书 附 图 CN 102236060 A CN 102236064 A5/7 页 15 图 6 说 明 书 附 图 CN 102236060 A CN 102236064 A6/7 页 16 图 7 说 明 书 附 图 CN 102236060 A CN 102236064 A7/7 页 17 图 8 说 明 书 附 图 CN 102236060 A 。