[發(fā)明專利]用于保護(hù)DC應(yīng)用的無(wú)源電子熔絲

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580080830.2
• 申請(qǐng)日: 2015-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107743669B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·塞爾斯;L·利爾杰斯特蘭德;T·滕納;J·馬格努森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號(hào): H02H3/087
• 分類號(hào): H02H3/087;H02H3/44
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 李輝

一種用于在故障情況下保護(hù)DC應(yīng)用(5)的無(wú)源電子熔絲(1)。該電子熔絲包括第一支路(10)和第二支路(12)，第一支路(10)包括互感器(14)的第一繞組(20)和開(kāi)關(guān)器件，第一繞組(20)和開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)連接，第二支路(12)包括互感器(14)的第二繞組(24)。第一支路和第二支路并聯(lián)連接，并且第二繞組的自感小于第一繞組的自感。第二支路還包括與互感器的第二繞組串聯(lián)連接的電容器(26)，開(kāi)關(guān)器件是晶閘管(22)或者具有晶閘管開(kāi)關(guān)特性的開(kāi)關(guān)器件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于在故障情況下保護(hù)DC應(yīng)用的無(wú)源電子熔絲。該電子熔絲是無(wú)源電路，因?yàn)槠湟蕾囉陔娐菲骷奈锢硖匦裕灰蕾囉谟糜谠诠收锨闆r下保護(hù)DC應(yīng)用的測(cè)量結(jié)果和控制手段。DC應(yīng)用例如是DC斷路器、電力系統(tǒng)(諸如用于混合動(dòng)力車(chē)輛或純電動(dòng)車(chē)輛的充電單元)和電能存儲(chǔ)系統(tǒng)(諸如用于數(shù)據(jù)中心的電能存儲(chǔ)系統(tǒng))。

電子熔絲包括第一支路和第二支路，第一支路包括串聯(lián)連接的互感器的第一繞組和開(kāi)關(guān)器件，第二支路包括互感器的第二繞組。第一支路和第二支路并聯(lián)連接，并且第二繞組的自感形成為小于第一繞組的自感。

本發(fā)明還涉及其中包括本發(fā)明的無(wú)源電子熔絲的用于混合動(dòng)力車(chē)輛或純電動(dòng)車(chē)輛的電力系統(tǒng)以及用于存儲(chǔ)電能的電能存儲(chǔ)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)上，常見(jiàn)的熔絲已經(jīng)被用于在故障情況下保護(hù)設(shè)備免受過(guò)大的電流。這些熔絲是包括金屬絲的犧牲設(shè)備，該金屬絲被配置成在經(jīng)受對(duì)應(yīng)于故障的電流時(shí)而熔斷。

使用物理熔絲的問(wèn)題是，在故障后DC應(yīng)用可以工作之前，熔絲必須由操作者手動(dòng)更換。然而這可能是費(fèi)時(shí)的。此外，由于使用DC應(yīng)用的系統(tǒng)的不可用，更換熔絲以人員成本和生產(chǎn)損失的方式增加了DC應(yīng)用的成本。

作為物理熔絲的替代品，可以使用電子熔絲。這些電子熔絲依賴用于測(cè)量電流的裝置、用于確定所測(cè)量電流是否對(duì)應(yīng)于故障情況的邏輯裝置以及用于切斷到DC應(yīng)用電流的控制裝置。

電子熔絲的問(wèn)題是，熔絲消耗相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)中斷電流。這可能導(dǎo)致操作者遭受有害電擊或?qū)C應(yīng)用造成損壞。此外，在不太可能發(fā)生的例如用于測(cè)量電流的裝置或邏輯裝置發(fā)生故障的情況下，熔絲可能不能夠中斷電流。

WO2014032692公開(kāi)了一種用于處理固態(tài)斷路器和混合斷路器的電流換向的設(shè)備。為此，該設(shè)備包括換向升壓器(commutation booster)，該換向升壓器包括兩個(gè)耦合的電感器，其中第一電感器被布置在與機(jī)械開(kāi)關(guān)串聯(lián)的第一支路中，并且第二電感器被布置在與半導(dǎo)體器件串聯(lián)的第二支路中。

US2014177120公開(kāi)了用于故障保護(hù)的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括控制模塊、開(kāi)關(guān)和電感設(shè)備。控制模塊被用于基于來(lái)自檢測(cè)設(shè)備的信號(hào)提供控制信號(hào)和開(kāi)關(guān)信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于DC應(yīng)用的改進(jìn)的無(wú)源電子熔絲。本發(fā)明的第一目的是提供一種無(wú)源電子熔絲，其在故障情況下基于電路器件的物理特性來(lái)中斷電流。本發(fā)明的第二目的是提供一種可以簡(jiǎn)單方式被重置的無(wú)源電子熔絲。本發(fā)明的第三目的是提供一種以快速和可靠方式中斷電流的無(wú)源電子熔絲。

該目的通過(guò)如權(quán)利要求1所述的用于DC應(yīng)用的無(wú)源電子熔絲而獲得。該無(wú)源電子熔絲的特征在于，第二支路還包括與互感器的第二繞組串聯(lián)連接的電容器，其中開(kāi)關(guān)器件是晶閘管或者具有晶閘管開(kāi)關(guān)特性的開(kāi)關(guān)器件。

無(wú)源電子熔絲在快速電流上升(dI/dt)時(shí)被激活，而不是如傳統(tǒng)熔絲那樣以電流的絕對(duì)值(|I|)被激活。這通過(guò)以下方式獲得：互感器的第一繞組和第二繞組被布置成使得第二繞組具有比第一繞組低的電感，以及第一支路中晶閘管的特性和第二支路中電容器的特性。