直流配电和保护系统技术方案

直流(DC)配电系统(100)包括多个DC电源(102；400)，环形母线(108)，多个开关组合件(104；210；300)，以及多个无源保护组合件(106；212)。每个DC电源通过相应的开关组合件和相应的无源保护组合件耦合至环形母线。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本公开的领域一般涉及电功率分配系统，并且更具体地说，涉及直流(DC)分配系统和DC保护系统。一些已知的配电系统供应DC功率给一个或多个负载。这些负载包括，例如，但不限于，DC负载，交流(AC)负载或者AC和DC负载的组合。配电系统使用各种保护装置以在故障情况下保护设备和人。保护装置包括，例如，但不限于，电路断路器和熔断器。通常，当故障发生时，功率从负载断开，直至故障被清除。一些已知的DC配电系统具有不能容忍功率丢失的临界负载。DC配电系统被设计为如对于给定安装能够尽量合理达到的鲁棒性和可靠性，其随着例如但不限于成本、大小、重量和容量而改变。提供可靠质量功率的一个挑战是电源的可用性。当故障发生时，电源通常从服务移除，从而导致功率丢失。为了克服该可用性的问题，DC配电系统被设计为用于多个DC电源，这提出关于隔离故障的进一步挑战。
技术实现思路
在一个方面中，提供一种直流配电系统。直流(DC)配电系统包括多个DC电源，环形母线，多个开关组合件，以及多个无源保护组合件。每个DC电源通过相应的开关组合件和相应的无源保护组合件耦合至环形母线。在另一方面中，提供一种用于连接在直流电源和直流环形母线之间的保护系统。该保护系统包括具有第一、第二和第三支路的无源保护组合件。第一支路具有第一端和第二端。第一支路包括耦合在第一端和第二端之间的电感器。第二支路具有第一端和第二端。第二支路包括与耦合在第一端和第二端之间的电阻串联的二极管。第三支路具有第一端和第二端。第三支路包括与耦合在第一端和第二端之间的电阻串联的二极管。第一支路、第二支路和第三支路的第一端耦合在一起，并且第一支路、第二支路和第三支路的第二端耦合在一起。在又一方面中，提供一种直流配电系统。该直流配电系统包括第一配电母线、第二配电母线以及连接第一配电母线和第二配电母线的环形母线。第一配电母线配置成提供直流功率并包括第一开关组合件和第一无源保护组合件。第二配电母线配置成提供直流功率并包括第二开关组合件和第二无源保护组合件。本专利技术提供如下一组技术方案：1.一种直流(DC)配电系统(100)，包括：多个DC电源(102；400)；环形母线(108)；多个开关组合件(104；210；300)；以及多个无源保护组合件(106；212)，所述多个DC电源中的每个DC电源通过所述多个开关组合件中相应的开关组合件和所述多个无源保护组合件中相应的无源保护组合件耦合至所述环形母线。2.根据技术方案1所述的DC配电系统(100)，其中每个所述相应的开关组合件(104；210；300)包括双向开关(302)。3.根据技术方案2所述的DC配电系统(100)，其中每个所述相应的开关组合件(104；210；300)包括RC组合件，所述RC组合件包括与电容器(310)串联的电阻器(308)，所述RC组合件与所述双向开关(302)并联耦合。4.根据技术方案2所述的DC配电系统(100)，其中所述双向开关(302)包括反向阻断绝缘栅双极晶体管(IGBT)、一对IGBT和耦合至开关(214)的四个二极管(216)中的一个。5.根据技术方案2所述的DC配电系统(100)，其中每个所述相应的无源保护组合件(106；212)包括电感器(218)。6.根据技术方案5所述的DC配电系统(100)，其中每个所述相应的无源保护组合件(106；212)包括其中包含所述电感器(218)的第一支路、与所述第一支路并联耦合的第二支路以及与所述第一支路并联耦合的第三支路，所述第一支路和所述第二支路各自包括与支路电阻(220)串联耦合的二极管(222)。7.根据技术方案6所述的DC配电系统(100)，其中所述支路电阻(220)包括分立电阻器。8.根据技术方案6所述的DC配电系统(100)，其中所述第一支路与所述第二支路反并联连接。9.一种用于连接在电源(102；400)和直流(DC)环形母线(108)之间的保护系统(114；200)，包括：无源保护组合件(106；212)，包括：包括第一端和第二端的第一支路，所述第一支路包含耦合在所述第一支路的所述第一端和所述第二端之间的电感器(218)；包括第一端和第二端的第二支路，所述第二支路包括与耦合在所述第二支路的所述第一端和所述第二端之间的电阻(220)串联的二极管(222)；以及包括第一端和第二端的第三支路，所述第三支路包括与耦合在所述第三支路的所述第一端和所述第二端之间的电阻(220)串联的二极管(222)，所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路的所述第一端耦合在一起，并且所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路的所述第二端耦合在一起。10.根据技术方案9所述的保护系统(114；200)，其中所述第二支路和所述第三支路的所述电阻(220)包括分立电阻器。11.根据技术方案9所述的保护系统(114；200)，其中：所述第二支路二极管(222)包括阳极和阴极，并且所述第二支路二极管(222)定位有相比所述第二支路的所述第二端更靠近所述第二支路的所述第一端的所述阳极；以及所述第三支路二极管包括阳极和阴极，并且所述第三支路二极管定位有相比所述第三支路的所述第二端更靠近所述第三支路的所述第一端的所述阴极。12.根据技术方案9所述的保护系统(114；200)，进一步包括耦合至所述无源保护组合件(106；212)的开关组合件(104；210；300)。13.根据技术方案12所述的保护系统(114；200)，其中所述开关组合件(104；210；300)包括与RC组合件并联耦合的双向开关(302)，所述RC组合件包括与电容器(310)串联耦合的电阻器(308)，所述RC组合件与所述双向开关并联耦合。14.根据技术方案13所述的保护系统(114；200)，其中所述双向开关(302)包括反向阻断绝缘栅双极晶体管(IGBT)、一对IGBT和耦合至开关(214)的四个二极管(216)中的一个。15.一种直流(DC)配电系统(100)，包括：配置成提供DC功率的第一分配母线(110；202；204)，所述第一分配母线包括第一开关组合件(104；210；300)和第一无源保护组合件(106；212)；配置成提供DC功率的第二分配母线(112；206；208)，所述第二分配母线包括第二开关组合件(104；210；300)和第二无源保护组合件(106；212)；以及连接所述第一分配母线和所述第二分配母线的环形母线(108)。附图说明当参考附图阅读下述详细描述时，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在全部附图中相似符号代表相似部分，其中：图1是示范性DC配电系统的方框图；图2是供在图1所示DC配电系统中使用的示范性保护联络(tie)的示意图；图3是供在图1所示DC配电系统和图2所示保护联络中使用的另一示范性开关组合件的示意图；以及图4是供在图1所示DC配电系统中使用的示范性电源的示意图。除非另有指示，否则本文提供的附图意味着图示本公开实施例的特征。认为这些特征可适用于包括本公开的一个或多个实施例的各种各样的系统中。因此，附图并非意味着包括实施本文所公开的实施例所需的本领域技术人员已知的所有常规特征。具体实施方式在下文的描述和权利要求中，将参考多个术语，这些术语具有下面含义。除非上下文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流(DC)配电系统(100)，包括：多个DC电源(102；400)；环形母线(108)；多个开关组合件(104；210；300)；以及多个无源保护组合件(106；212)，所述多个DC电源中的每个DC电源通过所述多个开关组合件中相应的开关组合件和所述多个无源保护组合件中相应的无源保护组合件耦合至所述环形母线。

【技术特征摘要】
2015.06.05 US 14/7322201.一种直流(DC)配电系统(100)，包括：多个DC电源(102；400)；环形母线(108)；多个开关组合件(104；210；300)；以及多个无源保护组合件(106；212)，所述多个DC电源中的每个DC电源通过所述多个开关组合件中相应的开关组合件和所述多个无源保护组合件中相应的无源保护组合件耦合至所述环形母线。2.根据权利要求1所述的DC配电系统(100)，其中每个所述相应的开关组合件(104；210；300)包括双向开关(302)。3.根据权利要求2所述的DC配电系统(100)，其中每个所述相应的开关组合件(104；210；300)包括RC组合件，所述RC组合件包括与电容器(310)串联的电阻器(308)，所述RC组合件与所述双向开关(302)并联耦合。4.根据权利要求2所述的DC配电系统(100)，其中所述双向开关(302)包括反向阻断绝缘栅双极晶体管(IGBT)、一对IGBT和耦合至开关(214)的四个二极管(216)中的一个。5.根据权利要求2所述的DC配电系统(100)，其中每个所述相应的无源保护组合件(106；212)包括电感器(218)。6.根据权利要求5所述的DC配电系统(100)，其中每个所述相应的无源保护组合件(106；212)...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·Y·科尔哈特卡，R·奈克，V·卡纳卡萨拜，R·雷迪，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US