电源系统中的电感元件保护技术方案

本发明专利技术涉及一种用于不间断电源系统的保护装置(18)，该不间断电源系统包括与电感元件(Lr)串联连接的至少一个真空断路器(BCB3、RBCB3)，该保护装置(18)包括第一旁路支路和第一接地支路，所述第一旁路支路与电感元件并联连接，并且包括两个串联连接的第一类型保护组件(BPSA1、BPSA2)、以及第一类型保护组件(BPSA1，BPSA2)之间的旁路支路中点，其中第一接地支路连接在旁路支路中点与地之间并且包括第一接地电涌放电器(GSA1)。

Protection of Inductive Components in Power Supply System

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电源系统中的电感元件保护
本专利技术通常涉及电源系统。更具体地，本专利技术涉及一种电压源变流器、一种控制电压源变流器的方法和一种用于这种电压源变流器的计算机程序产品。
技术介绍
不间断电源(UPS)系统可以用于向诸如数据中心的各种负载供电。这样的系统然后可以包括连接在环形母线与电源电缆之间的多个并联UPS支路，该电源电缆连接到配电系统或电网。每个这样的支路还可以包括UPS模块并且向对应的负载供电，其中UPS模块可以包括被抽头点分开的串联连接的磁耦合电抗器和连接到抽头点的辅助电源。因此，UPS单元可以基于自耦变压器。在这样的系统中，各种实体也可能使用电缆互连。关于这样的电源，故障可能在环形母线中、在负载中、在电源电缆中、或者甚至在电网中发生。为了将故障与电源系统的其余部分隔离，还可以设置一个或多个断路器，并且这些断路器可以是真空断路器。然而，如果断路器是真空断路器，则该真空断路器的断开可能导致电源系统的各种电感元件处的高暂态电压，诸如在电缆段与上述UPS模块的自耦变压器之间的电抗器处的高暂态电压。因此，这些电感元件中的一个或多个电感元件可能需要被保护免受由这样的真空断路器的操作所引起的这种过电压。常用类型的保护组件是电涌放电器。电涌放电器例如已知用于保护变压器，诸如干式变压器，参见例如EP3023998和US2016/0149396。然而，还已知在其它环境中使用电涌放电器。US2013/0321959例如公开了一种电源变流器单元，其中在电感器前后的相之间以及相与地之间连接电涌放电器，以便保护电感器。US5388021公开了经由断路器和电感器而被连接到负载的电源。电涌放电器在电感器的两侧接地。还存在与电感器并联连接的电涌放电器。KR20120097359公开了一种用于灯的节电器。电源经由与电抗器并联的电容器而被连接到负载。还存在连接在电抗器与地之间的电涌吸收器。US2011/0279943公开了一种电涌抑制设备，该电涌抑制设备具有经由与两个电感器并联的电容器而被连接到输出的输入。还存在连接在并联连接一端与地之间的气体管，该气体管可以被金属氧化物变阻器代替。US5532897公开了一种用于高压变电站的电涌抑制系统，其中两个电涌放电器连接在电抗器的相对侧上。还存在与电抗器并联连接的电阻器。通过真空断路器断开连接的故障不仅可以发生在电感元件的电源侧，而且还可以发生在负载侧。因此，保护电源系统的电感元件免受可能发生在电感元件两侧上的过电压将是令人感兴趣的。
技术实现思路
本专利技术涉及保护电源系统的电感元件免受可能出现在电感元件的两侧的由真空断路器引起的过电压，以及跨电感元件的保护。根据本专利技术的第一方面，该目标通过用于不间断电源系统的保护装置来实现，该不间断电源系统包括与电感元件串联连接的至少一个真空断路器，该保护装置包括第一旁路支路和第一接地支路，第一旁路支路与电感元件并联连接，并且包括至少一个保护旁路组件，以及第一接地支路连接在第一旁路支路与地之间，并且包括第一接地电涌放电器，其中第一旁路支路包括两个串联连接的第一类型保护组件、以及第一类型保护组件之间的旁路支路中点，其中第一接地支路连接在所述旁路支路中点与地之间。根据本专利技术的第二方面，该目标通过不间断电源系统来实现，该不间断电源系统包括与电感元件串联连接的至少一个真空断路器以及根据第一方面的保护装置。本专利技术具有许多优点。它提供对由真空断路器在跨电感元件两侧和在电感元件两侧上引起的过电压的保护。因此，提供的保护是通用的。附图说明下面将参考附图对本专利技术进行描述，其中图1示意性地示出了电源系统，包括连接在电源电缆与环形母线之间的多个不间断电源支路，图2示意性地示出了在环形母线中存在故障时的电源系统，图3示意性地示出了当在连接到一个不间断电源支路的负载中存在故障时的电源系统，图4示意性地示出了当电源系统部分的一侧上存在故障时、图1的电源系统的一部分，该部分被实现为由断路器和电抗器分开的UPS系统的四个电缆段，图5示意性地示出了当电源系统部分的另一侧上存在故障时的电源系统部分，图6示意性地示出了电源系统部分，具有两个在电抗器的每一侧上的连接到地的电涌放电器，图7示意性地示出了对理解本专利技术有用的电源系统部分以及保护装置的第一变型，图8示意性地示出了对理解本专利技术有用的电源系统部分以及保护装置的第二变型，图9示意性地示出了对理解本专利技术有用的电源系统部分以及保护装置的第三变型，图10示意性地示出了根据本专利技术第一实施例的电源系统部分以及保护装置，图11示意性地示出了根据本专利技术第二实施例的电源系统组件以及保护装置，图12示意性地示出了根据本专利技术第三实施例的电源系统组件以及保护装置，图13示意性地示出了根据本专利技术第一实施例的图1的电源系统的另一部分，其中自耦变压器配备有保护装置，图14示意性地示出了根据本专利技术第二实施例的另一电源系统部分以及保护装置，以及图15示意性地示出了根据本专利技术第三实施例的另一电源系统部分以及保护装置。具体实施方式在下文中，将给出各种保护装置的详细描述。图1示意性地示出了电源系统10，以便向多个不同的负载L提供功率，负载L作为示例可以是诸如服务器和冷却设备的数据中心的各种负载。电源系统10有利地具有中压(MV)不间断电源(UPS)系统，并且经由第一变压器T1而例如从配电系统或电网(未示出)接收电力。第一变压器T1进而连接到供电电缆UCB，该供电电缆UCB也可以被称为上游电缆，因为负载被放置在该上游电缆UCB的下游。多个负载L可以连接到该电缆，并且这样的负载可以经由多个并联UPS支路而被连接到上游电缆UCB。作为示例，上游电缆UCB可以提供诸如11kV的中压。每个UPS支路也可以通过电抗器Lr而被连接到环形母线RB，其中环形母线RB也可以使用电缆实现。在所考虑的系统中，安装真空断路器以用于断开连接各种故障。真空断路器可以设置在环形母线RB以及UPS支路中。作为示例，这样的支路可以包括UPS模块12，UPS模块12具有经由第一支路断路器BCB1而被连接到上游电缆的第一侧。UPS模块12的第二侧连接到第二支路断路器BCB2，第二支路断路器BCB2进而经由与电抗器Lr串联的第三支路断路器BCB3而被连接到环形母线RB。第二支路断路器BCB2还经由第四支路断路器BCB4而被连接到负载L。UPS支路的部分也可以使用电缆实现。所有支路断路器BCB1、BCB2、BCB3、BCB4可以是真空断路器。在UPS系统中，可以有在上游电缆UCB与环形母线RB之间并联连接的一些这样的支路。然而，在图1中，仅示出了两个支路。此外，每个UPS支路经由两个断路器而被连接到环形母线RB，其中第一环形母线断路器RBCB1可以在第一环形母线方向上连接到环形母线RB，并且第二环形母线断路器RBCB2可以在第二环形母线方向上连接到环形母线RB，第二环形母线方向与第一环形母线方向相反。由于在图1中示出两个UPS支路，因此存在四个环形母线断路器，其中上游UPS支路经由第一环形母线断路器RBCB1而在第一环形母线方向上连接到环形母线电缆段、以及经由第二环形母线断路器RBCB2而在第二环形母线方向上连接到环形母线电缆段，而下游UPS支路经由第三环形母线断路器RBCB3而在第一环形母线方向上连接到环形母线电缆段、以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于不间断电源系统(10)的保护装置(18)，所述不间断电源系统(10)包括至少一个真空断路器(BCB3、RBCB3；BCB1)，所述至少一个真空断路器(BCB3、RBCB3；BCB1)与电感元件(Lr；AT)串联连接，所述保护装置(18)包括第一旁路支路和第一接地支路，所述第一旁路支路与所述电感元件并联连接、并且包括至少一个保护旁路组件(BPSA1、BPSA2、BPC1、BPC2)，以及所述第一接地支路连接在所述第一旁路支路与地之间、并且包括第一接地电涌放电器(GSA1)，其中所述第一旁路支路包括两个串联连接的第一类型保护组件、以及所述第一类型保护组件之间的旁路支路中点，其中所述第一接地支路连接在所述旁路支路中点与地之间，并且所述至少一个断路器是真空断路器(BCB3、RBCB3；BCB1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.23 EP 16206543.71.一种用于不间断电源系统(10)的保护装置(18)，所述不间断电源系统(10)包括至少一个真空断路器(BCB3、RBCB3；BCB1)，所述至少一个真空断路器(BCB3、RBCB3；BCB1)与电感元件(Lr；AT)串联连接，所述保护装置(18)包括第一旁路支路和第一接地支路，所述第一旁路支路与所述电感元件并联连接、并且包括至少一个保护旁路组件(BPSA1、BPSA2、BPC1、BPC2)，以及所述第一接地支路连接在所述第一旁路支路与地之间、并且包括第一接地电涌放电器(GSA1)，其中所述第一旁路支路包括两个串联连接的第一类型保护组件、以及所述第一类型保护组件之间的旁路支路中点，其中所述第一接地支路连接在所述旁路支路中点与地之间，并且所述至少一个断路器是真空断路器(BCB3、RBCB3；BCB1)。2.根据权利要求1所述的保护装置(18)，其中所述第一旁路支路中的所述保护组件是电涌放电器(BPSA1、BPSA2)。3.根据权利要求1所述的保护装置(18)，其中所述第一旁路支路中的所述保护组件是电容器(BPC1、BPC2)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的保护装置(18)，还包括与所述第一旁路支路并联连接的第二旁路支路，并且包括两个串联连接的第二类型保护组件、...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯文森，K·伊尔维斯，M·贝尼亚卡尔，T·宋，N·埃利奥特，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH