用於保護至少一個帶有直流用電器的直流電網不致過電壓的電路的製作方法

2023-05-09 13:50:11 1

專利名稱：用於保護至少一個帶有直流用電器的直流電網不致過電壓的電路的製作方法
用於保護至少一個帶有直流 用電器的直流電網不致過電壓的電路
絲領域
本發明涉及一種用於保護至少一個帶有直流負載的直流電網的電路，其適
^f且被iM為通過整流l^^給電能。
背景技術：
帶有通過整流器、例如^目整流H^^直流電的直流負載的直流電網例如 由發電廠的自用電網已知。在發電廠的該直流自用電網中作為直流負載可以提 ^f壬意的、與發電廠的"^^有關的直流負載。關於這些直流負載例如可以涉及 傳感器、現J^i殳備、顯示設備、顯示工具、控制器和調節器，特別是用於不中 斷供電、^#電、特別是妙照明的控制器糊節器、驅動器、特別是在反 應堆 上的閥門驅動器、以及，直流負載。這些電氣i殳M為直流設4i殳 計，因為它們能夠用簡單的裝置從儲能器例如蓄電池或者電處供給電能。 常情況下，也f^t^i^無故障的運行中，^di些設備或者更確切"iXJl流負載供 給由發電廠產生的電能。因此帶有這些直流負載的直流電網通過整流器與由該 發電廠產生的交流電刷目連接。
然而在過去已^明，對直流電網的保護不足以^^p來自交流電網的過電 壓。這種過電壓可能導致部分損壞直流負載。
特別是其可能會引起控制器和調節器以及傳感器和4iW亍器的故障。

發明內容
M提出了;^發明。
本發明針對該^^問^l^議了"^t電路，其適^f且被iU為保護帶有直 流負載的直流電網以4M^來自交流電網的過電壓，該直流電網通過整流器^^斤 述交流電網^^給交:^電壓。
針^H玄技術問題的解決方案^^U，J^求1中給出。因》b^發明的電i^^有用於識別過電壓的裝置，其適^4f且被設置為識別在直流電網的輸入端或整流
器的輸出端處的過電壓，》b^卜該電路還包括用於當識別過電壓的裝置識別出過 電壓時從整流器的第一組閘流管中的一個或多個有電流i;M的閘流管接收電流 的裝置，其中電流的接收導致第一組中的上述一個或多個閘流管的強制關斷。
才缺本發明，用於接收的裝置在過電壓的情況下，特別是在瞬時過電壓的 情況下，4一組閘流管中的至少一個有電流^it的閘流管接收電流。如果該
用於接收的裝置已經接收了電流，即jl^了換向，則^ii該整流器的第一組閘
流管中的所述一個或多個先*電流^!±的閘流管的電流等於零，因此閘流管 ,皮強制地關斷。
用於接收的裝置可以是一個第一可控開^t件，用於切換經由整流器的第
二組閘流管中的一個有電流;;M的閘流管或者多個有電流^it的閘流管形成的 電流迴路，該電流迴路在可控開關元件接通的狀態下閉合。
所^一可控開關元件可以是一個第一閘流管。
用於接收的裝置可以具有儲能辦為電壓源，其通過由第一可控開關元件 所閉合的電流回糊區動一個電流。所述儲能器可以涉及電絲，其在持續工作 中被充電。為此可以提供充電裝置。該電容器由朝滿一可控開關元件所閉合的 電^危回i^放電。
與第一可控開關元腫所述電絲串^iM—個扼流圏是有利的，其在電 ^H放電後U換向，由此引絲一可控開關元件的強制關斷。
》b^卜無論是電^^i^lL扼流圏都用於P艮制通過由第一可控開^L件所閉合 的電流迴路的由於過電壓引起的電流。
用於接收的裝置可以具有一個控制器，其適^f且被設置為在過電壓的情 況下控制第一可控開關元^H吏其閉合。jH^卜該控制器可以包括一個觸^J^衝發
生器，用它可以產生用於第一閘流管的觸ic^衝。
一種##;^發明的電^^可以具有用於辦，從而通itil些閘流管使電流迴路閉合。為了在過電壓的情況下驅動一個要施加的電流，在M工作期間被充電的 電^可以以一個第一接線端與整流器的負 目連接。電 的第4線端有 利g少間接地與第一閘流管的陽糾目連接。
第一閘流管可以適M且被設置為以其P日極分別通過一個^r^L管與一個輸 A^目(Eingangsphasen)相連接。在電容器和閘流管之間可以iM—個扼流圈。
這樣的電路可以與一個整流器和一個直流電網連接成一種電路結構，其中 直流電網包M過整流器被供給電能的直流負載。
該直流電網可以;l一個發電廠內的電網。該電網可以涉及發電廠的自用電 網。從該電網可以,感器、現J^殳備、顯示設備、顯示工具、控制器和調節 器，特別^]於不中斷供電、#^#電、特別是^^照明的控制器^I節器、 驅動器、特別是在A^堆絲上的閥門驅動器、以及糾與發電廠的^^^有關 的直流負載供電。才 本發明的電路可以^^電廠中^^]於保護連接在整流器 (G)上的自用電網中的與該發電廠的安全有關的直流負載。


本發明的另外的特4i^優點才娥下面所述的一個優選的實施例將十分清
楚'
圖1表示一個才M^本發明的電路的電路圖。 M實施方式
圖1中示出的電路結構具有一個^目整流器G、才N^本發明的電路S和一 個直流負載l'
^目整流器G以常旨^造。它^"有三個接線端，^目整流器通iiit^ 個接線端連接在一個^目供電設備的三個相Uo、 V。、 W。上。#-"接線端與兩 個閘流管THu" TH^; THvl、 THv2; THwl、 TH^相連接，更確"b^兌，^-"接 線端分別與各閘流管THu" TH 2; THvl、 THv2; THwl、 THw2中一個閘流管的 陰糾目連接並與另一個閘流管的陽 目連接。在陰極側連接到相Uo、 V。、 W0 上的閘流管THul、 THvl、 TH^形成一個受控的六樂辦橋式電路(B6C)的整 流器的第一組閘流管，在陽極側連接到相U。、 V。、 W。上的閘流管THu2、 THv2、 TH^形成第二組閘流管。第一組閘流管THui、 THvl、 THwi的陰極位於六樂辦
7橋式電路的正電位。第二組閘流管THu2、 THv2、 THw2的陰極位於六務辦橋式 電路的負電位。
六樂辦橋式電路的正電#負電m過一個整流電，Cg相互連接。
在六脈沖橋式電路的正電#^目整流器的輸出端的位於正電位的接線端 之間iM—個扼流圏Lg"在六樂P中橋式電路的負電^^目整流器的輸出端 的位於負電位的接線端之間i經一個扼流圏LG2。在輸出端Jii^接負載1。
在上面所述部分中，該電路結構是5^技術中已知的。
這樣的電路結構的故泉在於，由於交流電網的過電壓，特別是瞬時過電壓， 可育feiiiiM目整流器G在負載1上產生過電壓。直流電網中這樣的過電壓可能 會導致連接在其上的負栽的損壞。通it^發明所述的電路S ^良了這一點。
##本發明的電路S具有用於"^J5，JvM4目整流器G的直流側、即^目整流 器G的輸出端處的過電壓的裝置2。 一S^^M4目整流器G的輸出端的兩個接線 端之間的電壓超過一^定的閾值，所述用於識別的裝置2淑艮告發生了過電 壓。
如果用於識別過電壓的裝置2 ^M4目整流器G的直流側"i屍J5，J出過電壓，則 它)liiC一個用於接收電流的裝置2、 3、 4、 THp Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw，該裝
置適^f且被設置為^y^目整流器的第-^且中的一個或多個有電流^it的閘流
管接收電流，這導致第一組中的一個或多個鬧流管的強制關斷，從而使負載電 流中斷。
用於接收電流的裝置2、 3、 4、 TH,、 Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw包^-"個電容 器Cs，其^LM目整流器G的M工作期間由一個用於充電的^置4充電， 該電M與第一閘流管Tl^和捉流圈"串^BM。
該電容器以其正電位持續地與六&辦橋式電路的負電似目連接。該電g Cs的負電^it過抵流圏"與用於#>1欠的裝置的第一閘流管TH，的陰^目連接。 所述第一閘流管TF^的陽極分別與^l管Du、 Dy、 Dw的陰feN連接，它們的 陽極與整流器G的接線端U。、 Vo、 W。相連接。
在無故障運行時第一閘流管THi教ili。即在iL4t^運行時不負M過帶有電 容器Cs、扼流圈"和第一閘流管TF^的電流回爛區動電流。與jW^目反，如果 用於識別過電壓的裝置2識別出過電壓，則它產生-HM言號，該信號啟動用於 M電流的^^置2、 3、 4、 THp Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw的控制器3，使其旨閘流管THh為》誠制器3包括一個^|^中;^器。
如果閘流管THjiU^，則電絲c;通iit匕時新閉合的帶有電絲Cs、
扼流圈Ls和第一閘流管THi的電流迴路放電。此時電流從電容器的正電^it過 六脈沖橋式電路的第二組中的至少一個閘流管THu2、 THv2、 THw2、 一個4 管Du、 Dy、 Dw向閘流管THr流動，並從閘流管TH!經由扼流圏Ls向電g
c;的負極流動。
jl^卜通itit^f閉合的電流迴路實現了電沐通it^一組中的至少一個閘流 管(THd、 THvl、 TH^)換向到新閉合的電流迴路。該新閉合的電流迴路如此
設計，使得通it^一組中的所述一個或多個先前有電流^Ut的閘流管(THul、 THvl、 THwl)的總電;;^l:零。來自六樂辦橋式電路的輸入端的^M目U0、 V0、 Wo的最高電位到Uo、 Vo、 Wo的最低電位的電流同樣經由該新閉合的電流迴路
繼續傳導，直到電絲cjM電並且開始電絲c;的再次充電，這另夕卜導致
第一閘流管TF^的強制關斷。
Jl:(^卜，4財居本發明的電路S還具有兩個閘流管TH2" THb,它們與整流器 G的扼流圈L(j" Lra並^BM。這兩個閘流管TH2" TH22在Piljli電j;M過負 載的截止方向上iM。在無^W^行時，這兩個閘流管TH2" TH22;Nfol^， 使得通過逸兩個閘流管THM、 TH22的電流流^^fiUi0
在出現過電壓的情況下，扼流圏LG1、 Lc2能^f吏電:i;雄續j;^it負^f皮驅動， 因此i^ii整流器的濾波電容器Qj的電流流動提高直流器的輸出電壓。為了預防 M，這兩個閘流管THM、 TH22分別"^J^扼流圏LG1、 L(a的空^t行支路 中。在過電壓的情況下，這兩個閘流管TH^、 11122由控制器3觸發，以使扼流 圏Ld、 LG2能夠通itil兩個閘流管TH2" 11122放電。
控制器被設置為使#-旦用於識別過電壓的裝置2檢測到過電壓，則第一 閘流管THu和第二閘流管TEb被同時liiL由此，負載電^iiii^-"^且中的 有電流;;fLit的閘流管的強制關斷被中斷。只要扼流圏Lq、 Lc2驅動電流^itit 兩個閘流管TH2,、 TH22，就能夠暫時##^^兩個閘流管的電流流動。
權利要求
1.一種用於保護至少一個可連接在電路(S)上的帶有直流負載(1)的直流電網的電路(S)，其中該電路(S)適合併且被設置為通過整流器(G)由一個單相或多相交流電網給直流電網供給電能，保護該直流電網以抵禦該交流電網的過電壓，具有下述特徵-所述電路(S)包括用於識別過電壓的裝置(2、3、4、TH1、Ls、Cs、DU、DV、DW)，其適合併且被設置為識別在該直流電網的輸入端處的過電壓，-所述電路(S)包括用於當所述用於識別過電壓的裝置識別到過電壓時從整流器(G)的第一組閘流管(THU1、THV1、THW1)中的一個或多個有電流流過的閘流管(THU1、THV1、THW1)接收電流的裝置(2、3、4、TH1、Ls、Cs、DU、DV、DW)，其中電流的接收導致第一組中的所述一個或多個閘流管(THU1、THV1、THW1)被強制關斷。
2. 才M^權矛淚求1所述的電路(S),其特徵在於，用於榭欠電流的裝置(2、 3、 4、 THp L、 Cs、 Du、 Dy、 Dw)具有儲能器(Cs)作為電壓源。
3. 才M^U'澳求2所述的電樹S )， ^#棘於,所述儲能器是電微Cs )， 其在持續工作時可用直流電壓充電。
4. 才N^M，J^求2或3所述的電路(S)，其特徵在於，用於接收電流的裝 置(2、 3、 4、 TH,、 Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw)具有第一可控開^L件(THj， 用於開關由儲能器(Cs)和整流器的第二組閘流管(TH化、THV2、 THW2)中 的一個或多個有電流糹組的閘流管(THU2、 THV2、 THW2)所形成的電流迴路。
5. 才M^權矛J^求4所述的電路(S)， ^#棘於，該第一可控開^iL件是 第一閘流管(THJ。
6. 才M^權矛澳求2輛FU^M'漆求4或5所述的電路，^ft棘於，所述 電壓源通過由所錄一可控開關元件閉合的電流回職區動一個電流，^it整 流器的第二組閘流管(THU2、 THV2、 THW2)中的所述一個或多個閘流管(THU2、 THV2、 THw2)的切斷。
7. 才M^5U'J要求5或6所述的電路(S)， ^#棘於，用於練電流的裝 置(2、 3、 4、 TH,、 Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw)具有控制器(3)，其適^f且被 設置為在過電壓的情況下控制第一可控開關元件(THi)使其閉合。
8. 才N^權利要求6或7所述的電路(S )， ^#棘於，控制器(3 )包括 至少一個觸發脈衝發生器，其適*且被設置為產生用於第一閘流管(THJ 的觸鈔沐
9. 才娥;M'虔求i到8之一所述的電路(s )， ^Hr棘於，所述電路(S)具有用於^^目整流器(G)的扼流圏(Ld、 Lc2);故電的絮^置(THd、 THg2)。
10. 才N^5U'J要求9所述的電路(S)， ^#攤於，用於放電的裝置由兩 個可控的開關元件(THd、 THg2)構成，它們在一個與扼流圏(LG1、 LG2)並 聯的支路中M。
11. 才^^5U，J^求10所述的電路(S)，其特徵在於，所述兩個可控的開關 元件是兩個閘流管(THd、 THg2)，它們在F^ajh負載電流的^^ih方向上iM。
12. 才^^5U，J^求10或11所述的電路(S)，其特徵在於，所述兩個可控的 開關元件(THcp THc2)適^fiW皮設置為在過電壓的情況下由用於痴艮電流 的裝置(2、 3、 4、 TH" Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw)的控制器(3)控制以閉合。
13. 才M^5^'JJNU1或12所述的電路(S)， ^#絲於，所述的兩個閘流 管(THd、 THc2)在過電壓的情況下M制器(3)的觸^J^f^ji^f尋到觸 鈔沐
14. 才MI權矛J^求4到13之一所述的電路(S )， ^#棘於，電絲(Cs) 與整流器(G)的負 目連接。
15. 才^^5U，漆求14所述的電路(S)， ^#絲於，電絲(Cs)至少間 接地與第一閘流管(TH》的陰 目連接。
16. 才N^U'J^求15所述的電路(S), ^#棘於，第一閘流管(THJ 適^f且被設置為以其陽極分別通過一個^^l管(Du、 Dv、 Dw)與三個相之 一相連接。
17. 才N^5^，J^求15或16所述的電路(S),其特徵在於，在電容器(Cs) 與第一閘流管(m)之間詔i一個扼流圏。
18. —種帶有整流器(G)和直流電網的電i^結構，包括至少一個直流負載 (1)，該直流負艦過整流器(G)被供給電能，^#棘於，該電路結構包樹^^權矛J^求1到17之一所述的電路(S )。
19. 才N^M'J^求18所述的電路結構，^ft棘於，所述直流電網是錄 電廠內的電網。
20. 才^^5U'J要求19所述的電路結構，g特徵在於，所述電網是&電廠的 自用電網。
21. ^^M'J^求20所述的電路結構，《遊徵在於，由所述電網醋感器、 現i^i殳備、顯示設備、顯示工具、控制器和調節器，特別是用於不中斷供電、 "g^電、特別是妙照明的控制器糊節器、驅動器、特別是在M堆絲 中的閥門驅動器、以及其它與發電廠的安全有關的直流負栽供電。
22. 1到18之一所述的電路(S)狄電廠中的應用，用於 保護連接在整流器(G)上的自用電網中的與該發電廠的安全有關的直流負載(1)。
全文摘要
用於保護至少一個可連接在電路(S)上的帶有直流負載(1)的直流電網的電路(S)，其中該電路(S)適合併且被設置為通過一個三相整流器(G)給該直流電網供給電能，具有下述特徵所述電路(S)包括用於識別過電壓的裝置(2、3、4、TH1、Ls、Cs、DU、DV、DW)，其適合併且被設置為識別在該直流電網的輸入上的過電壓，所述電路(S)包括用於接收電流的裝置，其適合併且被設置為向整流器(G)的一個或多個有電流流過的閘流管(THU1、THV1、THW1)施加電流，該電流在用於識別過電壓的裝置識別出過電壓時導致所述一個或多個閘流管(THU1、THV1、THW1)關斷。
文檔編號H02H7/125GK101567553SQ200910134658
公開日2009年10月28日 申請日期2009年4月20日 優先權日2008年4月21日
發明者H·巴恩豪森, P·梅伯格 申請人:安奕極電源系統有限責任公司