[發明專利]用于配電的基于微機電系統的選擇性協調的保護系統和方法

有效

• 申請號: 200780100266.1
• 申請日: 2007-06-20
• 公開（公告）號: CN101779261A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: B·C·孔菲爾;W·J·普雷默拉尼;R·J·卡加諾;K·蘇布拉馬尼安;C·S·皮岑
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01H59/00
• 分類號: H01H59/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;蔣駿

背景技術

本發明的實施例總地來說涉及配電系統，且更具體地涉及實現基于微機電系統的開關(micro-electromechanical?system?based?switching，MEMS)裝置的配電系統。?

為了防止火災和裝備損壞，必須保護電氣裝備和配線不受以下情況的侵害：該情況導致電流電平在其額定值之上。配電系統采用保護裝置以在該過電流情況下操作(斷開電路)。典型的配電系統包括可在居民、商業及工業應用中找到的保護裝置。配電系統形成樹狀結構，其中主引入功率(樹干)對越來越小的配電線(分支(branch))進行饋給。一般配電分支將功率分到更小的線，該更小的線用變壓器減小電壓并將功率配送到負載電路。?

由于與斷電相關聯的巨大成本(例如故障時間，生產率損失，嚴重系統損耗)，在一些應用中使系統總是保持在線(online)是令人感興趣的，除非其它情況以其它方式確定。因此，保護裝置應在配電線上存在如下環境時工作(使功率離線(offline))，在該環境中過電流故障會導致不期望的結果。另外，在發生故障(特別是短路故障)時，期望故障上游(upstream)的第一且僅第一保護裝置工作；僅故障上游的最近的保護裝置跳閘(trip)的系統被選擇性地協調(coordinate)。被協調的系統用來確保在故障期間僅使必要的裝備離線，且從而使斷電的成本最小化。例如，如果在負載處發生故障且系統是選擇性的，則僅鄰近的保護裝置應工作；使所有其它負載電路都不被故障影響。如果系統不是選擇性的，配電分支保護裝置或甚至主功率輸入裝置可能工作得不必要地使所有下游負載離線。?

電系統現在使用熔斷器或斷路器來進行過電流保護。熔斷器依賴于加熱效應(I^2*t)工作。熔斷器被設計成電路中的弱點且與負載更靠近的每個連續的熔斷器必須針對越來越小的電路定額。在短路情況下，所有的上游熔斷器經歷同樣的加熱能量且設計為與故障最靠近的最弱的熔斷器第一個工作。然而熔斷器是一次裝置且在發生故障之后必須替換。另一方面斷路器可被重置。然而，為了保護不受短路故障?侵害，某些類型的斷路器采用電磁跳閘裝置。這些電磁跳閘裝置依賴于當前的電流電平而不是加熱效應以使斷路器跳閘。對于大電流的快速反應使得對于斷路器難以具有選擇性的保護方案，這可導致用在該應用中的斷路器的復雜性增加。?

因此，本領域需要用于電流限制以對配電系統提供選擇性地協調保護的系統和方法。?

發明內容

此處公開了一種配電系統中的方法，該方法包括確定在配電系統的分支中是否存在故障情況，該分支具有多個微機電系統(MEMS)開關，重新閉合多個MEMS開關的、分支中最遠上游(furthest?upstream)的MEMS開關，且確定是否還存在故障情況。?

此處還公開一種配電系統，包括用于接收功率源的輸入端口，電耦合到輸入端口的主配電總線，布置在輸入端口和主配電總線之間且耦合到輸入端口和主配電總線的服務斷開(service?disconnect)MEMS開關，以及電耦合到主配電總線的多個配電分支。?

附圖說明

當參考附圖閱讀以下詳細說明時將會更好地理解本發明的這些和其他特征、方面和優點，在附圖中相同的符號表示相同的部分，其中：?

圖1是根據示例實施例的示例的基于MEMS的開關系統的框圖?

圖2是示出圖1所繪的示例的基于MEMS的開關系統的示意圖；?

圖3是根據示例實施例并替代圖1所繪的系統的示例的基于MEMS的開關系統的框圖；?

圖4是示出圖3所繪的示例的基于MEMS的開關系統的示意圖；?

圖5是根據示例實施例的示例的基于MEMS的過電流保護組件的框圖；?

圖6是示出根據示例實施例的用于配電的示例的基于MEMS的選擇性協調的保護系統的示意圖；以及?

圖7是詳細描繪根據示例實施例的、用于配電的選擇性協調的保護系統內的用于MEMS開關的重新閉合方法的流程圖。?

具體實施方式