[發明專利]用于電動車輛DC電源電路的泄漏電流和故障位置檢測的系統和方法

在審

• 申請號: 201780076924.1
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN110072728A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 威廉姆·詹姆斯·普雷梅拉尼;伊布拉西馬·尼迪亞耶;許金剛;阿哈默德·愛拉塞爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;G01R31/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超

1.一種用于DC電源電路中的泄漏電流檢測和故障位置識別的系統，包括：

DC電源電路，包括：

DC總線，所述DC總線包括一對導體；

一個或多個能量存儲裝置，連接到所述DC總線以為其提供DC電源；

一個或多個功率轉換器，連接到所述DC總線并配置為調節所述DC電源；和

一個或多個負載，定位成從所述DC總線或相應的一個或多個功率轉換器中的一個功率轉換器接收電力；和

多個DC泄漏電流檢測器，位于整個所述DC電源電路中，所述多個DC泄漏電流檢測器被配置為感測和定位所述DC電源電路中的泄漏電流故障；

其中，所述多個DC泄漏電流檢測器中的每一個DC泄漏電流檢測器被配置為在其輸出處產生凈電壓，該凈電壓指示在相應的DC泄漏電流檢測器所處的位置處是否存在泄漏電流故障。

2.根據權利要求1所述的系統，還包括操作地耦接到所述多個DC泄漏電流檢測器的邏輯裝置，所述邏輯裝置被配置為：

接收來自所述多個DC泄漏電流檢測器中的每一個DC泄漏電流檢測器的輸出信號，所述輸出信號表示相應的DC泄漏電流檢測器的輸出處的凈電壓；以及

基于從所述多個DC泄漏電流檢測器接收的輸出信號，定位所述DC電源電路中的所述泄漏電流故障；

其中，所述輸出信號的模式，以及它們指示在相應的DC泄漏電流檢測器所處的位置處存在的所述泄漏電流故障，被分析以定位所述DC電源電路中的所述泄漏電流故障。

3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述DC總線包括多個獨立分支，每個獨立分支在其上包括所述能量存儲裝置、功率轉換器和其上的負載中的相應一個。

4.根據權利要求3所述的系統，其中，所述多個DC泄漏電流檢測器中的相應DC泄漏電流檢測器位于所述多個獨立分支中的每一個獨立分支上。

5.根據權利要求3所述的系統，還包括接地故障檢測電路和相關電阻器，所述接地故障檢測電路和相關電阻器被配置成檢測所述DC總線的獨立分支上的泄漏電流。

6.根據權利要求5所述的系統，其中，所述接地故障檢測電路和相關電阻器位于所述DC總線的一個獨立分支上，并且所述多個DC泄漏電流檢測器位于所述DC總線的其余獨立分支上。

7.根據權利要求5所述的系統，其中，所述接地故障檢測電路和相關電阻器位于所述DC總線的一個獨立分支上，并且所述多個DC泄漏電流檢測器中的相應DC泄漏電流檢測器位于所述多個獨立分支的每個分支上，包括具有所述接地故障檢測電路和相關電阻器的獨立分支。

8.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個DC泄漏電流檢測器中的每一個DC泄漏電流檢測器包括：

一對變壓器，所述一對變壓器中的每個變壓器包括：

磁芯，位于所述DC總線的一對導體周圍；和

繞所述磁芯纏繞的一對繞組，所述一對繞組包括激勵繞組和檢測繞組；

偏置電路，連接到所述一對變壓器中的每個變壓器中的激勵繞組，以向其注入電流信號；和

檢測器輸出端，連接到所述一對變壓器中的每個變壓器中的檢測繞組，以從其接收電壓，使得所述凈電壓出現在所述檢測器輸出端。

9.根據權利要求8所述的系統，其中，所述一對變壓器包括不飽和變壓器，其中所注入的電流信號產生變化的磁通量，所述變化的磁通量使所述變壓器的磁芯略微飽和；并且

其中，當在相應的DC泄漏電流檢測器的位置處的導體中存在泄漏電流時，所述變壓器的磁芯中的磁通波形之間的對稱性被破壞，使得一個變壓器的磁芯飽和并且另一個變壓器的磁芯是不飽和的，使得所述檢測器輸出端的凈電壓具有非零值。