用于电力供应单元的DC供电单元.pdf

上传人:000****221 文档编号:666548 上传时间:2018-03-02 格式:PDF 页数:14 大小:1.43MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201380006187.X

申请日:

2013.02.26

公开号:

CN104081609A

公开日:

2014.10.01

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02H 3/18申请日:20130226|||公开

IPC分类号:

H02H3/18; H02H3/087; H01H33/59; H02H7/26; H02H7/08

主分类号:

H02H3/18

申请人:

ABB技术有限公司

发明人:

M·赫杰塔斯

地址:

瑞士苏黎世

优先权:

2012.02.29 EP 12157480.0

专利代理机构:

北京市金杜律师事务所 11256

代理人:

王茂华

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明提出了一种用于在DC供电网络中使用的电力供应单元的DC供电单元(9-1)。该DC供电单元包括第一电流阻断设备(17),该第一电流阻断设备(17)被布置为允许电流以第一方向(19-1)流通通过该第一电流阻断设备(17)并且阻断在与第一方向(19-1)相反的第二方向(19-2)中流动的电流。在这种环境中,第一方向是电流在该DC供电网络的正常操作期间的流动方向。该DC供电单元(9-1)进一步包括第一开关单元(21),该第一开关单元(21)被布置为与该第一电流阻断设备(17)反并联连接,其中该第一开关单元(21)可被控制以在其开启状态有选择地允许反向电流在该DC供电网络的正常操作期间以第二方向(19-2)流过该第一开关单元(21)从而旁路第一电流阻断单元(17),并且在该DC供电网络中发生故障时以关断状态阻止第二方向(19-2)中的电流。还提出了一种包括这样的DC供电单元的电力供应单元。

权利要求书

1.  一种DC供电单元(9-1;9-2;9-3),所述DC供电单元在一端被布置为连接至DC供电网络并且在其另一端被布置为连接至电力供应单元的内部母线,其中所述DC供电单元(9-1;9-2;9-3)包括:
第一电流阻断设备(17),所述第一电流阻断设备(17)被布置为允许电流以第一方向(19-1)流动通过所述第一电流阻断设备(17),并且被布置为阻断以与所述第一方向相反的第二方向(19-2)流动的电流,所述第一方向(19-1)是电流在所述DC供电网络(1)的正常操作期间的流动方向,以及
第一开关单元(21),所述第一开关单元(21)被布置为与所述第一电流阻断设备(17)反并联连接,其中所述第一开关单元(21)可被控制以在其接通状态有选择地允许反向电流在所述DC供电网络的正常操作期间以所述第二方向(19-2)流过所述第一开关单元(21),从而旁路所述第一电流阻断设备(17),并且在所述DC供电网络中发生故障时以关断状态阻止所述第二方向(19-2)中的电流。

2.
  根据权利要求1所述的DC供电单元(9-1;9-2;9-3),包括用于将所述DC供电单元(9-1;9-2;9-3)连接至所述DC供电网络(3)以及所述电力供应单元(D1;D2;E)的第一导线(16-1)和第二导线(16-2),其中所述第一电流阻断设备(17)和所述第一开关单元(21)中的每一个均具有连接至所述第二导线(16-2)的相应输入端子(17-1;21-1)和输出端子(17-2;21-2)。

3.
  根据之前任一项权利要求所述的DC供电单元(9-1;9-2;9-3),其中所述第一电流阻断设备(17)是无源电流阻断设备。

4.
  根据权利要求3所述的DC供电单元(9-1;9-2;9-3),其中所述第一电流阻断设备(17)是二极管。

5.
  根据权利要求2-4中任一项所述的DC供电单元(9-1;9-2; 9-3),包括连接至所述第二导线(16-2)的电感器(27)。

6.
  根据权利要求5所述的DC供电单元(9-2),其中所述第一电流阻断设备(17)以在所述第一方向中流动的电流将所述电感器(27)旁路的方式而与所述第一开关单元(21)和所述电感器(27)并联连接。

7.
  根据权利要求1-4中任一项所述的DC供电单元(9-3),包括与所述第一电流阻断设备(17)并联连接的第二开关单元(29)。

8.
  根据权利要求7所述的DC供电单元(9-3),其中所述第二开关单元(29)是晶闸管。

9.
  根据权利要求7-8中任一项所述的DC供电单元(9-3),包括与所述第二开关单元(29)并联连接的第三电流阻断设备(31),所述第三电流阻断设备(31)被布置为允许电流在所述第二方向(19-2)中流动通过所述第三电流阻断设备(31),并且其中所述第三电流阻断设备(31)被布置为阻断以所述第一方向(19-1)流动的电流。

10.
  根据权利要求9所述的DC供电单元(9-3),其中所述第二开关单元(29)以在所述第一方向(19-1)中流动的电流旁路所述第三电流阻断设备(31)的方式而被布置为与所述第三电流阻断设备(31)并联。

11.
  根据之前任一项权利要求所述的DC供电单元(9-1;9-2;9-3),其中所述第一开关单元(21)包括绝缘栅双极晶体管。

12.
  根据之前任一项权利要求所述的DC供电单元(9-1;9-2;9-3),其中所述电力供应单元(D1;D2;E)是驱动单元(D1;D2)。

13.
  根据权利要求1-11中任一项所述的DC供电单元(9-1;9-2;9-3),其中所述电力供应单元(D1;D2;E)是能量存储单元(E)。

14.
  一种包括根据权利要求1-13中任一项所述的DC供电单元(9-1;9-2;9-3)的电力供应单元(D1;D2;E)。

说明书

用于电力供应单元的DC供电单元
技术领域
本公开总体上涉及电力系统,尤其涉及用于在DC供电网络环境中使用的电力供应单元的DC供电单元。
背景技术
电力系统通常包括多个组件,诸如一个或多个发电源、驱动和能量存储模块。这些组件通常利用汇流排系统进行互联,电流能够在该汇流排系统中进行流动以便向连接至该电力系统的一个或多个负载提供功率。
诸如短路的一些故障点将不可避免地会出现在电力系统中,出现在汇流排系统中,出现在该系统的组件之一中或者出现在负载之中。在故障的情况下,重要的是将故障与系统的健康部分进行隔离而使得能够利用健康部分继续进行正常电力供应,并且是为了保护健康部分免于损坏。为此,电力系统中通常包括保护系统。
被布置为对电力系统中的故障进行处理的保护系统通常包括被布置为对电力系统中诸如电流的电气参数进行监控的监控设备,以及由该监控设备所控制的电路断路器。该电路断路器以能够在故障的情况下在电力系统中实现有选择的故障隔离的方式进行布置。
现有的保护系统能够得到一些应用,然而它们是昂贵且占用空间的。
发明内容
直流(DC)电路断路器特别庞大,这是因为与交变电流(AC)电路断路器相反,它们无法依赖于过零点。因此,DC电路断路器需要更大的气隙以确保适当保护。结果,DC电路断路器通常占用大量 空间,并且它们的制造是昂贵的。
考虑到以上问题,本公开的总体目标是提供一种DC供电单元,其使得能够创建能够有选择地对处理故障的没有电路断路器的DC供电网络。
因此,根据本公开的第一方面,提供了一种DC供电单元,其在一端被布置为连接至DC供电网络并且在另一端被布置为连接至电力供应单元的内部母线,其中该DC供电单元包括:第一电流阻断设备和第一开关单元,第一电流阻断设备被布置为允许电流以第一方向通过该第一电流阻断设备,该第一方向是电流在该DC供电网络的正常操作期间的流动方向,并且阻断以与第一方向相反的第二方向中流动的电流,第一开关单元以与该第一电流阻断设备的反并联连接的方式进行布置,其中该第一开关单元可被控制以在其开启状态有选择地允许反向电流在该DC供电网络的正常操作期间以第二方向流过该第一开关单元从而旁路第一电流阻断单元,并且在该DC供电网络中发生故障时以关断状态阻止第二方向中的电流。
通过利用根据本公开的一个或多个DC供电单元,能够创建一种在不使用电路断路器的情况下有选择地对故障进行处理的DC供电网络。为此,电流能够在DC供电网络的正常操作期间流过DC供电单元而使得功率能够从DC供电网络提供至电力供应单元。此外,正常操作期间的反向电流由于第一开关单元处于其开启状态也能够通过第一开关单元而流过DC供电单元。此外,当DC供电网络中发生故障时,第一开关单元被设置为其关断状态,由此阻止电流流过第一开关单元,因此防止电力供应单元向故障提供电流。
电力供应单元在本文被定义为如下单元,该单元式诸如能量存储单元的被布置为向DC供电网络提供反向电力的单元,或者是诸如驱动单元的被布置为向连接至DC供电网络的电机或类似电子设备提供电力的单元。
一个实施例包括用于将DC供电单元连接至DC供电网络以及电力供应单元的第一导线和第二导线,其中第一电流阻断设备和第一 开关单元中的每一个均具有连接至第二导线的相应输入端子和输出端子。
根据一个实施例,该第一电流阻断设备是无源电流阻断设备。
根据一个实施例,该第一电流阻断设备是二极管。
一个实施例包括连接至第二导线的电感器。因此,可以在故障期间提供电流受控的反向馈送,因此使得能够对包括电池或超级电容器进行馈送的DC-DC斩波器的电力供应单元进行保护。
根据一个实施例,该第一电流阻断设备以在第一方向流动的电流旁路该电感器的方式而与该第一开关单元和该电感器并联连接。
一个实施例包括与第一电流阻断设备并联连接的第二开关单元。
根据一个实施例,该第二开关单元是晶闸管。
一个实施例包括与第二开关单元并联连接的第三电流阻断设备,该第三电流阻断设备被布置为允许电流以第二方向进行流动通过该第三电流阻断设备,并且其中该第三电流阻断设备被布置为阻断以第一方向中流动的电流。
根据一个实施例,该第二开关单元以在第一方向流动的电流旁路该第三电流阻断设备的方式而被布置为与该第三电流阻断设备并联。
根据一个实施例,该第一开关单元包括绝缘栅双极晶体管。
根据一个实施例,该电力供应单元是驱动单元。
根据一个实施例,该电力供应单元是能量存储单元。
根据本公开的第二方面,提供了一种包括根据本文所给出的第一方面的DC供电单元的电力供应单元。
总体而言,除非在这里以其它方式明确定义,否则权利要求中所使用的所有术语都要根据其在本技术领域中的常规含义进行解释。除非以其它方式明确指出,否则对于“一个/一种/该”元件、设备、组件、装置等的所有引用都要被开放地解释为指代该元件、设备、组件、装置等的至少一个实例。
附图说明
现在将参考附图通过示例对本发明概念的具体实施例进行描述,其中:
图1是其中DC供电单元可以连同电力供应单元一起使用的DC供电网络的示意图;
图2a是DC供电单元的第一示例的示意图;
图2b是DC供电单元的第二示例的示意图;
图2c是DC供电单元的第三示例的示意图;
图3a示出了图2a中的DC供电单元可以如何在正常操作条件下进行操作的示例;
图3b示出了图2a中的DC供电单元可以如何在正常操作条件下进行操作的另一个示例;
图3c示出了图2a中的DC供电单元可以如何在DC供电网络与之连接的DC供电网络中的故障条件下进行操作的示例。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图对本发明的概念进行更为全面地描述,附图中示出了示例性的实施例。然而,本发明的概念可以以许多不同形式来体现并且不应当被理解为限制于本文所给出的实施例;相反,这些实施例是作为示例而提供而使得本公开将是全面且完整的,并且将向本领域技术人员完全传递本发明概念的范围。同样的附图标记贯穿该描述指代同样的要素。
图1描绘了可以在其中利用根据本公开的DC供电单元的DC供电网络1的示例的示意图。DC供电网络1包括市电DC母线3,母线3具有可利用汇流条断路器5分离开来的第一汇流排3-1和第二汇流排3-2、第一发电单元P1、第二发电单元P2、第三发电单元P3、第四发电单元P4、能量存储单元E、第一驱动单元D、第二驱动单元D2以及DC供电单元9。
第一驱动单元D1和第二驱动单元D2被布置为对电机或类似设备进行供电。这样的驱动单元的示例是意在利用50Hz或60Hz的AC电力为常规的AC消费者进行供电的单个驱动器、多个驱动器或静态频率转换器。
驱动单元D1、D2和能量存储单元E是在本公开中将被更一般地称之为电力供应单元的示例。
DC供电网络1进一步包括与相应发电单元P1、P2、P3、P4相关联以便能够将发电单元P1、P2、P3、P4从市电DC母线3断开连接的隔离器开关7,即隔离开关。因此,每个发电单元能够与例如市电DC母线3上的故障隔离开来,或者它们能够出于维护的目的而被隔离。
第一发电单元P1被布置为对市电DC母线3进行馈送,并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例,第一发电单元P1可连接至第一汇流排3-1。
第二发电单元P2被布置为对市电DC母线3进行馈送,并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例,第二发电单元P2可连接至第一汇流排3-1。
第三发电单元P3被布置为对市电DC母线3进行馈送,并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例,第三发电单元P3可连接至第二汇流排3-2。
第四发电单元P4被布置为对市电DC母线3进行馈送,并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例,第四发电单元P4可连接至第二汇流排3-2。
第一发电单元P1包括诸如柴油机驱动的发电机的被布置为生成交变电流的发电机G1,以及被布置为将该交变电流转换为要馈送至市电DC母线3中的直流的整流器R1。整流器R1可以设有保险丝,该保险丝规格被设置为在整流器R1中出现故障的情况下熔断。
第二发电单元P2、第三发电单元P3和第四发电单元P4可以具有与第一发电单元P1类似的设计,或者它们的设计可以有所不同, 例如它们可以连同整流器DC端子的正极上的二极管上的二极管一起具有撬棒(crow bar)设计。
所例示的第一驱动单元D1和第二驱动单元D2均具有驱动单元母线系统DB,其包括第一母线DB1和第二母线DB2。此外,第一驱动单元D1和第二驱动单元D2中的每一个具有在下文中通过逆变器I1、I2、I3进行例示的连接至相应驱动单元母线系统DB的多个转换器单元,以及布置在逆变器I1、I2、I3和驱动单元母线系统DB之间的保险丝F。适用逆变器的示例是ABB的ACS800逆变器。
所例示的能量存储单元E具有能量存储单元母线系统EB,其具有第一母线EB1和第二母线EB2。该能量存储单元E进一步包括连接至能量存储单元母线系统EB的诸如电池单元B和电容器组C的电力供应设备,连接至能量存储单元母线系统EB的DC-DC转换器15以及保险丝F。该保险丝F被布置在DC-DC转换器15的端子与能量存储单元母线系统EB之间,在电容器组C和能量存储单元母线系统EB之间,并且在电池单元B和能量存储单元母线系统EB之间。
利用DC-DC转换器15,能够在如果从能量存储单元E向市电DC母线3提供功率的情况下对电池单元B的电压水平输出进行控制。
所要注意的是,能量存储单元E是有关多种电力供应设备和转换器的许多可能配置的一个示例。例如,能量存储单元的一些变化形式并不具有电容器组,而一些则可能没有DC-DC转换器。
每个DC供电单元9在一端被布置为与市电DC母线3相连接,并且在其另一端其被布置为连接至诸如驱动单元母线系统或能量存储单元母线系统的电力供应内部母线。DC供电单元9例如可以形成电力供应单元的一部分。可替换地,DC供电单元可以是能够连接至电力供应单元的外部组件。
现在将参考图2a-c对DC供电单元9的示例进行描述。
图2a描绘了DC供电单元9的第一示例的示意图。DC供电单元 9-1包括第一导线16-1、第二导线16-2、第一电流阻断设备19和第一开关单元21。
第一电流阻断设备17例如可以是诸如二极管的无源电流阻断设备。此外,根据在其中使用DC供电单元9-1的DC供电系统的额定功率,另外的电流阻断设备可以与第一电流阻断设备并联布置,例如,多个二极管可以并联连接以便能够应对高电流。
第一开关单元21例如可以包括一个或多个绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
第一电流阻断设备17被布置为允许电流在第一方向19流动通过第一电流阻断设备17。第一方向19-1是电流在DC供电单元9-1可以与之连接的DC供电网络的正常操作期间的流动方向。就此而言,正常操作是DC供电网络在该DC供电网络中没有故障出现时的操作状态,这样的故障处于DC供电单元9-1的外部以及DC供电单元9-1可以与之连接的驱动单元的外部。典型地,在正常操作期间,第一导线16处于正极而第二导线16-2处于负极,虽然在正常操作期间可能出现的一些情形中,电流可能在短期内出现反向。然而,基准的第一方向19-1在这里将意味着从DC供电网络向电力供应单元提供电力时而不是从负载经由DC供电单元向DC供电网络提供电力时的情形。该定义应用于这里所公开的所有示例。
第一电流阻断设备17进一步被布置为阻断以与第一方向19-1相反的第二方向19-2中流动的电流。
第一开关单元21被布置为与第一电流阻断设备17反并联连接。第一开关单元21可利用控制信号进行控制以有选择地允许电流在第二方向19-2流过第一开关单元21从而旁路第一电流阻断设备17,以及阻断第二方向19-2中的电流。
第一电流阻断设备17具有输入端子17-1和输出端子17-2。第一开关单元21具有输入端子21-1和输出端子21-2。根据图2a中的示例,第一电流阻断设备17的输入端子17-1和输出端子17-2连接至第二导线16-2。类似地,第一开关单元21的输入端子21-1和输出 端子21-2也连接至第二导线16-2。
所要注意的是,作为第一示例的变化形式,如果第一电流阻断设备和第一开关单元的布置形式被镜像,则第一电流阻断设备的输入端子和输出端子可以连接至第一导线,并且第一开关单元的输入端子和输出端子也连接至第一导线。因此,在这种情况下,第一电流阻断设备被布置为允许以第二方向19-2流动的电流流过第一电流阻断设备,并且第一开关单元因此被布置为使得其能够被控制而允许以第一方向19-1进行流动的电流流过第一开关单元。这同样也应用于这里所公开的第二和第三示例。
现在返回图2a,DC供电单元9-1可以进一步包括续流二极管23,该续流二极管23连接在第一导线16-1和第二导线16-2之间。
此外,DC供电单元9-1在一些变化形式中还包括隔离器开关单元25,即隔离开关。因此,DC供电单元9-1以及因此连接至该DC供电单元的电力供应单元可以与例如图1所示的市电DC母线上的故障隔离开来,或者隔离器可以对连接至DC供电单元9-1的故障电力供应单元进行隔离。
现在返回图2b,现在将对DC供电单元的第二示例进行描述。DC供电单元9-2包括第一导线16-1、第二导线16-2、第一电流阻断设备17、第一开关单元21和电感器27。
第一电流阻断设备17被布置为允许电流以第一方向19-1流过第一电流阻断设备17。第一电流阻断设备17进一步被布置为阻断以与第一方向19-1相反的第二方向19-2进行流动的电流。
在该示例中,第一电流阻断设备17例如可以是诸如二极管的无源电流阻断设备。此外,根据在其中使用DC供电单元9-2的DC供电系统的额定功率,另外的电流阻断设备可以与第一电流阻断设备并联布置,例如,多个二极管可以并联连接以便能够应对较高电流。第一电流阻断设备17可以与第一开关单元21并联连接22,并且以在第一方向19-1流动的电流旁路电感器27和第一开关单元21的方式与电感器27并联连接。
根据一种变化形式,DC供电单元9-2可以包括第二电流阻断设备22。第一开关单元21可以根据该实施例被布置为与第二电流阻断设备的反并联连接。第二电流阻断设备22例如可以是包括在第一开关单元21中或形成其一部分的二极管。
第一开关单元21可利用控制信号进行控制以有选择地允许电流以第二方向19-2流过第一开关单元21以便旁路第一电流阻断设备17和第二电流阻断设备22,并且阻断第二方向19-2中的电流。
第一开关单元21例如可以是IGBT。
电感器27可以使得其端子连接至第二导线16-2。电感器27可以关于第一方向19-1而被布置在第二电流阻断设备22和第一开关单元21的反并联连接的下游。在镜像布置的情况下,当所提到的组件连接至第一导线时,电感器关于第一方向19-1处于第二电流阻断设备22和第一开关单元21的反并联连接的上游。
DC供电单元9-2可以进一步包括续流二极管23,其连接在第一导线16-1和第二导线16-2之间。
DC供电单元9-2在一些变化形式中还包括隔离器开关单元25,即隔离开关。因此,DC供电单元9-2以及因此连接至该DC供电单元的电力供应单元可以与例如图1所示的市电DC母线上的故障隔离开来,或者隔离器可以对连接至DC供电单元9-2的故障电力供应单元进行隔离。
现在将参考图2c对DC供电单元的第三示例进行描述。DC供电单元9-3包括第一导线16-1、第二导线16-2、第一电流阻断设备17、第一开关单元21、第二开关单元29,以及被称作第三电流阻断设备31的另一个电流阻断设备。
第一电流阻断设备17和第一开关单元21与参考图2a和2b所描述的相类似,并且因此将不再详细描述。
第二开关单元29与第一电流阻断设备17并联连接。第二开关单元29例如可以是晶闸管。
例如可以是二极管的第三电流阻断设备31与第二开关单元29 并联连接。第三电流阻断设备31被布置为允许电流以第二方向19-2流过第三电流阻断设备,并且阻断以第一方向19-1流动的电流。
第二开关单元29以在第一方向19-1流动的电流旁路第三电流阻断设备31的方式与第三电流阻断设备31并联布置。
DC供电单元9-3的设计允许电流在正常操作期间以第一方向19-1流过第二开关单元29。如果电流方向在正常操作期间例如由于电机损坏而反向,则第三电流阻断设备31将允许电流从其流过,并且第一开关单元21被控制为处于其打开状态,由此电流被允许流过DC供电单元9-3。在DC供电网络中出现故障的情况下,电流在其间发生反向而使得其以第二方向进行流动,第二开关单元29就像第一电流阻断设备17所做的那样阻断电流,并且第一开关单元21被设置为其关断状态。由此,电流被阻止从电力供应单元流向故障,该电力供应单元可以连接至DC供电单元9-3。
DC供电单元9-3可以进一步包括续流二极管23,该续流二极管23连接在第一导线16-1和第二导线16-2之间。
DC供电单元9-3在一些变化形式中还可以包括隔离器开关单元25,即隔离开关。因此,DC供电单元9-3以及因此连接至该DC供电单元的电力供应单元可以与例如图1所示的市电DC母线上的故障隔离开来,或者隔离器可以对连接至DC供电单元9-3的故障电力供应单元进行隔离。
现在参考图3a-c,现在将对根据第一示例的DC供电单元9-1在一些具体情形中的操作进行描述。
在图3a中,DC供电单元9-1在一端连接至DC供电网络1,并且在另一端连接至第一驱动单元D1。根据该示例,第一驱动单元D1被布置为对电机M进行供电。在图3a的示例中,DC供电网络1在正常操作条件下进行操作,即DC供电网络中没有故障出现。
电力因此经由第一驱动单元D1被提供至电机M,并且电流iN经由第一导线16-1从DC供电网络1流向第一驱动单元D1和电机M,并且随后经由第二导线16-2返回DC供电网络1。
根据该示例,电流iN以第一方向19-1在第二导线16-2中流动。电流iN因此能够通过第一电流阻断设备17流回DC供电网络1。典型地,第一开关单元21在正常操作期间处于其开启状态。
在图3b中,示出了其中电机M损坏的情形,其中电流iN反向。在这种情况下,第二导线16-2中的电流流动方向为第二方向19-2。第一开关单元21被控制为处于其打开状态而使得电流iN能够流过第一开关单元21。由此,电流能够流过DC供电单元9-1并且通过第一驱动单元D1。
在图3c中,示出了其中已经在DC供电网络1的市电DC母线上的某处发生了短路电路故障33的情形。在这种情况下,市电DC母线上的电压水平将会下降,并且变为低于第一驱动单元D1的电压水平。因此,电流流动方向与图3a中的正常操作状态的流动方向相比反向。在这种情况下,第一开关单元21被设置为其关断状态,由此阻止电流以第二方向19-2流过第一开关单元。第一电流阻断设备17也阻止电流通过其进行流动。因此,故障电流iF将通过续流二极管23流回DC供电网络1。作为结果,从第一驱动单元D1中的电容器组所得到的电流能够受到限制,因此防止了保护保险丝在第一驱动单元D1中熔断,而通常这样的保险丝旨在仅在第一驱动单元D1中的内部故障中熔断或者可能在故障处于第一驱动单元D1的下游的情况下熔断。
传感器通常被布置为测量诸如DC供电网络中的电流和电压之类的电气参数。基于所测量的参数,能够根据这里所给出的任意示例向DC供电单元中的(多个)开关单元提供适当控制。因此,能够确定反向电流是否是由于故障,其中(多个)开关单元被设置为关断状态,或者如果反向电流是由于正常操作,则其中对开关单元进行控制而使得电流能够被送回DC供电单元。
除了这里所描述的DC供电单元所提供的电流流动控制之外,例如出于维护的目的或者为了将故障的电力供应单元从DC供电网络断开连接,可以使用可选的隔离器开关单元25将DC供电单元从DC 供电网络断开连接。
这里所描述的DC供电单元例如可以在用于对船只进行供电的船载电力系统中使用。这里所给出的DC供电单元通常可以在低压环境中使用,虽然也能够想到例如中等电压的更高电压应用。
以上主要参考一些示例对本发明的概念进行了描述。然而,如本领域技术人员所轻易意识到的,以上所公开的实施例以外的其它实施例同样可能处于如所附权利要求所定义的本发明概念的范围之内。

用于电力供应单元的DC供电单元.pdf_第1页
第1页 / 共14页
用于电力供应单元的DC供电单元.pdf_第2页
第2页 / 共14页
用于电力供应单元的DC供电单元.pdf_第3页
第3页 / 共14页
点击查看更多>>
资源描述

《用于电力供应单元的DC供电单元.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《用于电力供应单元的DC供电单元.pdf(14页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN104081609A43申请公布日20141001CN104081609A21申请号201380006187X22申请日2013022612157480020120229EPH02H3/18200601H02H3/087200601H01H33/59200601H02H7/26200601H02H7/0820060171申请人ABB技术有限公司地址瑞士苏黎世72发明人M赫杰塔斯74专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人王茂华54发明名称用于电力供应单元的DC供电单元57摘要本发明提出了一种用于在DC供电网络中使用的电力供应单元的DC供电单元91。该DC供电单元包括第。

2、一电流阻断设备17,该第一电流阻断设备17被布置为允许电流以第一方向191流通通过该第一电流阻断设备17并且阻断在与第一方向191相反的第二方向192中流动的电流。在这种环境中,第一方向是电流在该DC供电网络的正常操作期间的流动方向。该DC供电单元91进一步包括第一开关单元21,该第一开关单元21被布置为与该第一电流阻断设备17反并联连接,其中该第一开关单元21可被控制以在其开启状态有选择地允许反向电流在该DC供电网络的正常操作期间以第二方向192流过该第一开关单元21从而旁路第一电流阻断单元17,并且在该DC供电网络中发生故障时以关断状态阻止第二方向192中的电流。还提出了一种包括这样的DC。

3、供电单元的电力供应单元。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014072186PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/0538132013022687PCT国际申请的公布数据WO2013/127787EN2013090651INTCL权利要求书2页说明书7页附图4页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4页10申请公布号CN104081609ACN104081609A1/2页21一种DC供电单元91;92;93,所述DC供电单元在一端被布置为连接至DC供电网络并且在其另一端被布置为连接至电力供应单元的内部母线,其中所述DC供电单元91;9。

4、2;93包括第一电流阻断设备17,所述第一电流阻断设备17被布置为允许电流以第一方向191流动通过所述第一电流阻断设备17,并且被布置为阻断以与所述第一方向相反的第二方向192流动的电流,所述第一方向191是电流在所述DC供电网络1的正常操作期间的流动方向,以及第一开关单元21,所述第一开关单元21被布置为与所述第一电流阻断设备17反并联连接,其中所述第一开关单元21可被控制以在其接通状态有选择地允许反向电流在所述DC供电网络的正常操作期间以所述第二方向192流过所述第一开关单元21,从而旁路所述第一电流阻断设备17,并且在所述DC供电网络中发生故障时以关断状态阻止所述第二方向192中的电流。。

5、2根据权利要求1所述的DC供电单元91;92;93,包括用于将所述DC供电单元91;92;93连接至所述DC供电网络3以及所述电力供应单元D1;D2;E的第一导线161和第二导线162,其中所述第一电流阻断设备17和所述第一开关单元21中的每一个均具有连接至所述第二导线162的相应输入端子171;211和输出端子172;212。3根据之前任一项权利要求所述的DC供电单元91;92;93,其中所述第一电流阻断设备17是无源电流阻断设备。4根据权利要求3所述的DC供电单元91;92;93,其中所述第一电流阻断设备17是二极管。5根据权利要求24中任一项所述的DC供电单元91;92;93,包括连接至。

6、所述第二导线162的电感器27。6根据权利要求5所述的DC供电单元92,其中所述第一电流阻断设备17以在所述第一方向中流动的电流将所述电感器27旁路的方式而与所述第一开关单元21和所述电感器27并联连接。7根据权利要求14中任一项所述的DC供电单元93,包括与所述第一电流阻断设备17并联连接的第二开关单元29。8根据权利要求7所述的DC供电单元93,其中所述第二开关单元29是晶闸管。9根据权利要求78中任一项所述的DC供电单元93,包括与所述第二开关单元29并联连接的第三电流阻断设备31,所述第三电流阻断设备31被布置为允许电流在所述第二方向192中流动通过所述第三电流阻断设备31,并且其中所。

7、述第三电流阻断设备31被布置为阻断以所述第一方向191流动的电流。10根据权利要求9所述的DC供电单元93,其中所述第二开关单元29以在所述第一方向191中流动的电流旁路所述第三电流阻断设备31的方式而被布置为与所述第三电流阻断设备31并联。11根据之前任一项权利要求所述的DC供电单元91;92;93,其中所述第一开关单元21包括绝缘栅双极晶体管。12根据之前任一项权利要求所述的DC供电单元91;92;93,其中所述电力供应权利要求书CN104081609A2/2页3单元D1;D2;E是驱动单元D1;D2。13根据权利要求111中任一项所述的DC供电单元91;92;93,其中所述电力供应单元D。

8、1;D2;E是能量存储单元E。14一种包括根据权利要求113中任一项所述的DC供电单元91;92;93的电力供应单元D1;D2;E。权利要求书CN104081609A1/7页4用于电力供应单元的DC供电单元技术领域0001本公开总体上涉及电力系统,尤其涉及用于在DC供电网络环境中使用的电力供应单元的DC供电单元。背景技术0002电力系统通常包括多个组件,诸如一个或多个发电源、驱动和能量存储模块。这些组件通常利用汇流排系统进行互联,电流能够在该汇流排系统中进行流动以便向连接至该电力系统的一个或多个负载提供功率。0003诸如短路的一些故障点将不可避免地会出现在电力系统中,出现在汇流排系统中,出现在。

9、该系统的组件之一中或者出现在负载之中。在故障的情况下,重要的是将故障与系统的健康部分进行隔离而使得能够利用健康部分继续进行正常电力供应,并且是为了保护健康部分免于损坏。为此,电力系统中通常包括保护系统。0004被布置为对电力系统中的故障进行处理的保护系统通常包括被布置为对电力系统中诸如电流的电气参数进行监控的监控设备,以及由该监控设备所控制的电路断路器。该电路断路器以能够在故障的情况下在电力系统中实现有选择的故障隔离的方式进行布置。0005现有的保护系统能够得到一些应用,然而它们是昂贵且占用空间的。发明内容0006直流DC电路断路器特别庞大,这是因为与交变电流AC电路断路器相反,它们无法依赖于。

10、过零点。因此,DC电路断路器需要更大的气隙以确保适当保护。结果,DC电路断路器通常占用大量空间,并且它们的制造是昂贵的。0007考虑到以上问题,本公开的总体目标是提供一种DC供电单元,其使得能够创建能够有选择地对处理故障的没有电路断路器的DC供电网络。0008因此,根据本公开的第一方面,提供了一种DC供电单元,其在一端被布置为连接至DC供电网络并且在另一端被布置为连接至电力供应单元的内部母线,其中该DC供电单元包括第一电流阻断设备和第一开关单元,第一电流阻断设备被布置为允许电流以第一方向通过该第一电流阻断设备,该第一方向是电流在该DC供电网络的正常操作期间的流动方向,并且阻断以与第一方向相反的。

11、第二方向中流动的电流,第一开关单元以与该第一电流阻断设备的反并联连接的方式进行布置,其中该第一开关单元可被控制以在其开启状态有选择地允许反向电流在该DC供电网络的正常操作期间以第二方向流过该第一开关单元从而旁路第一电流阻断单元,并且在该DC供电网络中发生故障时以关断状态阻止第二方向中的电流。0009通过利用根据本公开的一个或多个DC供电单元,能够创建一种在不使用电路断路器的情况下有选择地对故障进行处理的DC供电网络。为此,电流能够在DC供电网络的正常操作期间流过DC供电单元而使得功率能够从DC供电网络提供至电力供应单元。此说明书CN104081609A2/7页5外,正常操作期间的反向电流由于第。

12、一开关单元处于其开启状态也能够通过第一开关单元而流过DC供电单元。此外,当DC供电网络中发生故障时,第一开关单元被设置为其关断状态,由此阻止电流流过第一开关单元,因此防止电力供应单元向故障提供电流。0010电力供应单元在本文被定义为如下单元,该单元式诸如能量存储单元的被布置为向DC供电网络提供反向电力的单元,或者是诸如驱动单元的被布置为向连接至DC供电网络的电机或类似电子设备提供电力的单元。0011一个实施例包括用于将DC供电单元连接至DC供电网络以及电力供应单元的第一导线和第二导线,其中第一电流阻断设备和第一开关单元中的每一个均具有连接至第二导线的相应输入端子和输出端子。0012根据一个实施。

13、例,该第一电流阻断设备是无源电流阻断设备。0013根据一个实施例,该第一电流阻断设备是二极管。0014一个实施例包括连接至第二导线的电感器。因此,可以在故障期间提供电流受控的反向馈送,因此使得能够对包括电池或超级电容器进行馈送的DCDC斩波器的电力供应单元进行保护。0015根据一个实施例,该第一电流阻断设备以在第一方向流动的电流旁路该电感器的方式而与该第一开关单元和该电感器并联连接。0016一个实施例包括与第一电流阻断设备并联连接的第二开关单元。0017根据一个实施例,该第二开关单元是晶闸管。0018一个实施例包括与第二开关单元并联连接的第三电流阻断设备,该第三电流阻断设备被布置为允许电流以第。

14、二方向进行流动通过该第三电流阻断设备,并且其中该第三电流阻断设备被布置为阻断以第一方向中流动的电流。0019根据一个实施例,该第二开关单元以在第一方向流动的电流旁路该第三电流阻断设备的方式而被布置为与该第三电流阻断设备并联。0020根据一个实施例,该第一开关单元包括绝缘栅双极晶体管。0021根据一个实施例,该电力供应单元是驱动单元。0022根据一个实施例,该电力供应单元是能量存储单元。0023根据本公开的第二方面,提供了一种包括根据本文所给出的第一方面的DC供电单元的电力供应单元。0024总体而言,除非在这里以其它方式明确定义,否则权利要求中所使用的所有术语都要根据其在本技术领域中的常规含义进。

15、行解释。除非以其它方式明确指出,否则对于“一个/一种/该”元件、设备、组件、装置等的所有引用都要被开放地解释为指代该元件、设备、组件、装置等的至少一个实例。附图说明0025现在将参考附图通过示例对本发明概念的具体实施例进行描述,其中0026图1是其中DC供电单元可以连同电力供应单元一起使用的DC供电网络的示意图;0027图2A是DC供电单元的第一示例的示意图;0028图2B是DC供电单元的第二示例的示意图;说明书CN104081609A3/7页60029图2C是DC供电单元的第三示例的示意图;0030图3A示出了图2A中的DC供电单元可以如何在正常操作条件下进行操作的示例;0031图3B示出了。

16、图2A中的DC供电单元可以如何在正常操作条件下进行操作的另一个示例;0032图3C示出了图2A中的DC供电单元可以如何在DC供电网络与之连接的DC供电网络中的故障条件下进行操作的示例。具体实施方式0033现在将在下文中参考附图对本发明的概念进行更为全面地描述,附图中示出了示例性的实施例。然而,本发明的概念可以以许多不同形式来体现并且不应当被理解为限制于本文所给出的实施例;相反,这些实施例是作为示例而提供而使得本公开将是全面且完整的,并且将向本领域技术人员完全传递本发明概念的范围。同样的附图标记贯穿该描述指代同样的要素。0034图1描绘了可以在其中利用根据本公开的DC供电单元的DC供电网络1的示。

17、例的示意图。DC供电网络1包括市电DC母线3,母线3具有可利用汇流条断路器5分离开来的第一汇流排31和第二汇流排32、第一发电单元P1、第二发电单元P2、第三发电单元P3、第四发电单元P4、能量存储单元E、第一驱动单元D、第二驱动单元D2以及DC供电单元9。0035第一驱动单元D1和第二驱动单元D2被布置为对电机或类似设备进行供电。这样的驱动单元的示例是意在利用50HZ或60HZ的AC电力为常规的AC消费者进行供电的单个驱动器、多个驱动器或静态频率转换器。0036驱动单元D1、D2和能量存储单元E是在本公开中将被更一般地称之为电力供应单元的示例。0037DC供电网络1进一步包括与相应发电单元P。

18、1、P2、P3、P4相关联以便能够将发电单元P1、P2、P3、P4从市电DC母线3断开连接的隔离器开关7,即隔离开关。因此,每个发电单元能够与例如市电DC母线3上的故障隔离开来,或者它们能够出于维护的目的而被隔离。0038第一发电单元P1被布置为对市电DC母线3进行馈送,并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例,第一发电单元P1可连接至第一汇流排31。0039第二发电单元P2被布置为对市电DC母线3进行馈送,并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例,第二发电单元P2可连接至第一汇流排31。0040第三发电单元P3被布置为对市电DC母线3进行馈送,并且可经。

19、由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例,第三发电单元P3可连接至第二汇流排32。0041第四发电单元P4被布置为对市电DC母线3进行馈送,并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例,第四发电单元P4可连接至第二汇流排32。0042第一发电单元P1包括诸如柴油机驱动的发电机的被布置为生成交变电流的发电机G1,以及被布置为将该交变电流转换为要馈送至市电DC母线3中的直流的整流器R1。整流器R1可以设有保险丝,该保险丝规格被设置为在整流器R1中出现故障的情况下熔断。0043第二发电单元P2、第三发电单元P3和第四发电单元P4可以具有与第一发电单元P1类似的设计,或者它。

20、们的设计可以有所不同,例如它们可以连同整流器DC端子的正极上说明书CN104081609A4/7页7的二极管上的二极管一起具有撬棒CROWBAR设计。0044所例示的第一驱动单元D1和第二驱动单元D2均具有驱动单元母线系统DB,其包括第一母线DB1和第二母线DB2。此外,第一驱动单元D1和第二驱动单元D2中的每一个具有在下文中通过逆变器I1、I2、I3进行例示的连接至相应驱动单元母线系统DB的多个转换器单元,以及布置在逆变器I1、I2、I3和驱动单元母线系统DB之间的保险丝F。适用逆变器的示例是ABB的ACS800逆变器。0045所例示的能量存储单元E具有能量存储单元母线系统EB,其具有第一母。

21、线EB1和第二母线EB2。该能量存储单元E进一步包括连接至能量存储单元母线系统EB的诸如电池单元B和电容器组C的电力供应设备,连接至能量存储单元母线系统EB的DCDC转换器15以及保险丝F。该保险丝F被布置在DCDC转换器15的端子与能量存储单元母线系统EB之间,在电容器组C和能量存储单元母线系统EB之间,并且在电池单元B和能量存储单元母线系统EB之间。0046利用DCDC转换器15,能够在如果从能量存储单元E向市电DC母线3提供功率的情况下对电池单元B的电压水平输出进行控制。0047所要注意的是,能量存储单元E是有关多种电力供应设备和转换器的许多可能配置的一个示例。例如,能量存储单元的一些变。

22、化形式并不具有电容器组,而一些则可能没有DCDC转换器。0048每个DC供电单元9在一端被布置为与市电DC母线3相连接,并且在其另一端其被布置为连接至诸如驱动单元母线系统或能量存储单元母线系统的电力供应内部母线。DC供电单元9例如可以形成电力供应单元的一部分。可替换地,DC供电单元可以是能够连接至电力供应单元的外部组件。0049现在将参考图2AC对DC供电单元9的示例进行描述。0050图2A描绘了DC供电单元9的第一示例的示意图。DC供电单元91包括第一导线161、第二导线162、第一电流阻断设备19和第一开关单元21。0051第一电流阻断设备17例如可以是诸如二极管的无源电流阻断设备。此外,。

23、根据在其中使用DC供电单元91的DC供电系统的额定功率,另外的电流阻断设备可以与第一电流阻断设备并联布置,例如,多个二极管可以并联连接以便能够应对高电流。0052第一开关单元21例如可以包括一个或多个绝缘栅双极晶体管IGBT。0053第一电流阻断设备17被布置为允许电流在第一方向19流动通过第一电流阻断设备17。第一方向191是电流在DC供电单元91可以与之连接的DC供电网络的正常操作期间的流动方向。就此而言,正常操作是DC供电网络在该DC供电网络中没有故障出现时的操作状态,这样的故障处于DC供电单元91的外部以及DC供电单元91可以与之连接的驱动单元的外部。典型地,在正常操作期间,第一导线1。

24、6处于正极而第二导线162处于负极,虽然在正常操作期间可能出现的一些情形中,电流可能在短期内出现反向。然而,基准的第一方向191在这里将意味着从DC供电网络向电力供应单元提供电力时而不是从负载经由DC供电单元向DC供电网络提供电力时的情形。该定义应用于这里所公开的所有示例。0054第一电流阻断设备17进一步被布置为阻断以与第一方向191相反的第二方向192中流动的电流。说明书CN104081609A5/7页80055第一开关单元21被布置为与第一电流阻断设备17反并联连接。第一开关单元21可利用控制信号进行控制以有选择地允许电流在第二方向192流过第一开关单元21从而旁路第一电流阻断设备17,。

25、以及阻断第二方向192中的电流。0056第一电流阻断设备17具有输入端子171和输出端子172。第一开关单元21具有输入端子211和输出端子212。根据图2A中的示例,第一电流阻断设备17的输入端子171和输出端子172连接至第二导线162。类似地,第一开关单元21的输入端子211和输出端子212也连接至第二导线162。0057所要注意的是,作为第一示例的变化形式,如果第一电流阻断设备和第一开关单元的布置形式被镜像,则第一电流阻断设备的输入端子和输出端子可以连接至第一导线,并且第一开关单元的输入端子和输出端子也连接至第一导线。因此,在这种情况下,第一电流阻断设备被布置为允许以第二方向192流动。

26、的电流流过第一电流阻断设备,并且第一开关单元因此被布置为使得其能够被控制而允许以第一方向191进行流动的电流流过第一开关单元。这同样也应用于这里所公开的第二和第三示例。0058现在返回图2A,DC供电单元91可以进一步包括续流二极管23,该续流二极管23连接在第一导线161和第二导线162之间。0059此外,DC供电单元91在一些变化形式中还包括隔离器开关单元25,即隔离开关。因此,DC供电单元91以及因此连接至该DC供电单元的电力供应单元可以与例如图1所示的市电DC母线上的故障隔离开来,或者隔离器可以对连接至DC供电单元91的故障电力供应单元进行隔离。0060现在返回图2B,现在将对DC供电。

27、单元的第二示例进行描述。DC供电单元92包括第一导线161、第二导线162、第一电流阻断设备17、第一开关单元21和电感器27。0061第一电流阻断设备17被布置为允许电流以第一方向191流过第一电流阻断设备17。第一电流阻断设备17进一步被布置为阻断以与第一方向191相反的第二方向192进行流动的电流。0062在该示例中,第一电流阻断设备17例如可以是诸如二极管的无源电流阻断设备。此外,根据在其中使用DC供电单元92的DC供电系统的额定功率,另外的电流阻断设备可以与第一电流阻断设备并联布置,例如,多个二极管可以并联连接以便能够应对较高电流。第一电流阻断设备17可以与第一开关单元21并联连接2。

28、2,并且以在第一方向191流动的电流旁路电感器27和第一开关单元21的方式与电感器27并联连接。0063根据一种变化形式,DC供电单元92可以包括第二电流阻断设备22。第一开关单元21可以根据该实施例被布置为与第二电流阻断设备的反并联连接。第二电流阻断设备22例如可以是包括在第一开关单元21中或形成其一部分的二极管。0064第一开关单元21可利用控制信号进行控制以有选择地允许电流以第二方向192流过第一开关单元21以便旁路第一电流阻断设备17和第二电流阻断设备22,并且阻断第二方向192中的电流。0065第一开关单元21例如可以是IGBT。0066电感器27可以使得其端子连接至第二导线162。。

29、电感器27可以关于第一方向191而被布置在第二电流阻断设备22和第一开关单元21的反并联连接的下游。在镜像布置的情况下,当所提到的组件连接至第一导线时,电感器关于第一方向191处于第二电流说明书CN104081609A6/7页9阻断设备22和第一开关单元21的反并联连接的上游。0067DC供电单元92可以进一步包括续流二极管23,其连接在第一导线161和第二导线162之间。0068DC供电单元92在一些变化形式中还包括隔离器开关单元25,即隔离开关。因此,DC供电单元92以及因此连接至该DC供电单元的电力供应单元可以与例如图1所示的市电DC母线上的故障隔离开来,或者隔离器可以对连接至DC供电单。

30、元92的故障电力供应单元进行隔离。0069现在将参考图2C对DC供电单元的第三示例进行描述。DC供电单元93包括第一导线161、第二导线162、第一电流阻断设备17、第一开关单元21、第二开关单元29,以及被称作第三电流阻断设备31的另一个电流阻断设备。0070第一电流阻断设备17和第一开关单元21与参考图2A和2B所描述的相类似,并且因此将不再详细描述。0071第二开关单元29与第一电流阻断设备17并联连接。第二开关单元29例如可以是晶闸管。0072例如可以是二极管的第三电流阻断设备31与第二开关单元29并联连接。第三电流阻断设备31被布置为允许电流以第二方向192流过第三电流阻断设备,并且。

31、阻断以第一方向191流动的电流。0073第二开关单元29以在第一方向191流动的电流旁路第三电流阻断设备31的方式与第三电流阻断设备31并联布置。0074DC供电单元93的设计允许电流在正常操作期间以第一方向191流过第二开关单元29。如果电流方向在正常操作期间例如由于电机损坏而反向,则第三电流阻断设备31将允许电流从其流过,并且第一开关单元21被控制为处于其打开状态,由此电流被允许流过DC供电单元93。在DC供电网络中出现故障的情况下,电流在其间发生反向而使得其以第二方向进行流动,第二开关单元29就像第一电流阻断设备17所做的那样阻断电流,并且第一开关单元21被设置为其关断状态。由此,电流被。

32、阻止从电力供应单元流向故障,该电力供应单元可以连接至DC供电单元93。0075DC供电单元93可以进一步包括续流二极管23,该续流二极管23连接在第一导线161和第二导线162之间。0076DC供电单元93在一些变化形式中还可以包括隔离器开关单元25,即隔离开关。因此,DC供电单元93以及因此连接至该DC供电单元的电力供应单元可以与例如图1所示的市电DC母线上的故障隔离开来,或者隔离器可以对连接至DC供电单元93的故障电力供应单元进行隔离。0077现在参考图3AC,现在将对根据第一示例的DC供电单元91在一些具体情形中的操作进行描述。0078在图3A中,DC供电单元91在一端连接至DC供电网络。

33、1,并且在另一端连接至第一驱动单元D1。根据该示例,第一驱动单元D1被布置为对电机M进行供电。在图3A的示例中,DC供电网络1在正常操作条件下进行操作,即DC供电网络中没有故障出现。0079电力因此经由第一驱动单元D1被提供至电机M,并且电流IN经由第一导线161从DC供电网络1流向第一驱动单元D1和电机M,并且随后经由第二导线162返回DC供电说明书CN104081609A7/7页10网络1。0080根据该示例,电流IN以第一方向191在第二导线162中流动。电流IN因此能够通过第一电流阻断设备17流回DC供电网络1。典型地,第一开关单元21在正常操作期间处于其开启状态。0081在图3B中,。

34、示出了其中电机M损坏的情形,其中电流IN反向。在这种情况下,第二导线162中的电流流动方向为第二方向192。第一开关单元21被控制为处于其打开状态而使得电流IN能够流过第一开关单元21。由此,电流能够流过DC供电单元91并且通过第一驱动单元D1。0082在图3C中,示出了其中已经在DC供电网络1的市电DC母线上的某处发生了短路电路故障33的情形。在这种情况下,市电DC母线上的电压水平将会下降,并且变为低于第一驱动单元D1的电压水平。因此,电流流动方向与图3A中的正常操作状态的流动方向相比反向。在这种情况下,第一开关单元21被设置为其关断状态,由此阻止电流以第二方向192流过第一开关单元。第一电。

35、流阻断设备17也阻止电流通过其进行流动。因此,故障电流IF将通过续流二极管23流回DC供电网络1。作为结果,从第一驱动单元D1中的电容器组所得到的电流能够受到限制,因此防止了保护保险丝在第一驱动单元D1中熔断,而通常这样的保险丝旨在仅在第一驱动单元D1中的内部故障中熔断或者可能在故障处于第一驱动单元D1的下游的情况下熔断。0083传感器通常被布置为测量诸如DC供电网络中的电流和电压之类的电气参数。基于所测量的参数,能够根据这里所给出的任意示例向DC供电单元中的多个开关单元提供适当控制。因此,能够确定反向电流是否是由于故障,其中多个开关单元被设置为关断状态,或者如果反向电流是由于正常操作,则其中。

36、对开关单元进行控制而使得电流能够被送回DC供电单元。0084除了这里所描述的DC供电单元所提供的电流流动控制之外,例如出于维护的目的或者为了将故障的电力供应单元从DC供电网络断开连接,可以使用可选的隔离器开关单元25将DC供电单元从DC供电网络断开连接。0085这里所描述的DC供电单元例如可以在用于对船只进行供电的船载电力系统中使用。这里所给出的DC供电单元通常可以在低压环境中使用,虽然也能够想到例如中等电压的更高电压应用。0086以上主要参考一些示例对本发明的概念进行了描述。然而,如本领域技术人员所轻易意识到的,以上所公开的实施例以外的其它实施例同样可能处于如所附权利要求所定义的本发明概念的范围之内。说明书CN104081609A101/4页11图1说明书附图CN104081609A112/4页12图2A图2B说明书附图CN104081609A123/4页13图2C图3A说明书附图CN104081609A134/4页14图3B图3C说明书附图CN104081609A14。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 电学 > 发电、变电或配电


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1