一种在限流器中用于在故障情况下限制电流的附加装置包括一个附加电整流管，其与对应的主整流管串联并且导通方向相同。两个如此的整流管支路彼此串联并且以相反的导通方向跨接两个彼此串联的限流器扼流圈。两个附加整流管分别通过一个用于在故障情况下限制电流的、相同的无源复杂线路布置跨接。在标准运行状态之前看不到限流装置，其在故障情况下、即使在主整流管击穿的情况下也能将短路电流有效限制在一个预定限度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在限流器中用于在故障/短路情况下限制电流的附加装置。DE 100 03 556公开了一个具有受控整流管的限流器，其包括两个彼此串联的电感/扼流圈和两个以彼此相反的导通方向串联并跨接两个电感的受控电整流管。在该公知限流器中公共电位点和两个电感的公共电位点彼此连接，不必直接连接。在设备的功率电路中嵌入限流器。该功率电路为了正常运行或额定运行，如在DE 100 03 556中详细阐述的那样不形成或在必要时形成一个可忽略的小欧姆电阻。当在要供电的设备中短路时或者在超过上限电流时才首先将两个整流管中的第一整流管并且接下来将第二整流管从导通状态转变为截止状态，从而在该设备的电源电路中引入一个附加的限制电流的电阻。限流器有如下功能在接通电流回路之后在达到稳定状态时，电路直流电流I0分别基于有效的元件参数而流入两个由电感和跨接的整流管形成的回路。在稳定的额定运行下两个电感不形成交流阻抗，因为没有随时间变化的电流流过。两个整流管是同类的受控整流管，其在功率电流回路接通时通过相应的控制电极有源地进入导通状态，其在可能需要的耐压强度下分别包括同类基本整流管的级联。在短路情况下通过产生适当大小的欧姆电阻、电感或二者的组合来表明限流器(在英语中称为fault current limiter，FCL)的启动，由此限制设备回路中的短路电流。在额定运行之前都“看不见”限流器。在故障/短路情况下，在负载中当超过预定的故障电流阈值并且在第一次达到恢复设备的电稳定性的最小持续时间的情况下在相关整流管上施加一个与导通方向相反的电压，该整流管自身从导通状态转变为截止状态并且保持在该状态。在另一个还处在导通状态的整流管上，在随后的一个半周期内同样会出现这样的特性，如此两个电感最后彼此电串联并且在回路中用作附加的交流阻抗，由此限制电流/短路电流并且不会恶化。为了在能量技术中限制电流，应用热电抗器以及超导扼流圈。超导体特别适合于该任务，因为其在正常工作时仅仅具有很小的电压降，并且转变为常规导线会形成较高电阻和磁通量的穿过。这可以用于电阻性或者电感性的限流功能(Prof.Dr.techn.P.Komarek，Hochstromanwendung der Supraleitung，1995)。在交流运行的情况下超导体连接线不是无损耗的，而是始终有两种损耗机理在起作用，即在母体中的涡流损耗和在硬超导体本身中的反复磁化损耗(“磁滞损耗”)。在直流运行的情况下超导线中的损耗实际为零。文献公开了一种限流器，其超导扼流圈通过整流器接在直流侧(Boenig，H.J.和D.A.Paice，1983，Fault Current Limiter using aSuperconducting Coil，IEEE Transactions on Magnetics，五月第三期19卷，1051页)。电压源在直流侧与扼流圈串联。该电压源保证电流I0流入扼流圈。只要不存在故障情况，电流I0的值超过流经限制器的交流电流的幅度，而且显著小于短路电流。由此电桥也允许负载电流流过。在此限制器上的电压降等于在电桥两肩的整流管上的电压降。在FR-N°1.337.971中建议一种电子电路，其包括一个负载，该负载经过一个保护电路连接在电能量源上。该保护电路用于限制电流改变，以缓和负载中的电流突变。该保护电路包括两个串联的电感，该电感由两个串联的、未受控的整流管、即二极管跨接。该二极管的导通方向相反。二极管和电感的公共点彼此直接连接。非未受控整流管仅仅在电流大于保护设备的响应电流时截止，该响应电流对应于电感中的起始电流，并且通过电感传导很多的电流部分。相反在交流情况下，也始终存在的较小电流几乎没有阻碍地流经二极管(导通方向上的二极管电阻)。流入电感的电流不跟随在最大电流之后再度减小的电网电流，因为其通过二极管短路，并且在此过程中基本上保持达到的值不变。考虑把分别最近的半波划分为低于响应电流和高于响应电流的电流。较小的电流经过导通二极管的路径，而较高电流流经电感并且使已经流经电感的电流升高。该过程随着每个半波针对电路的各个有效部分重复。这在短路情况下导致电感和外部电路中的电流在为了断开设备至少必需的时间间隔(100-150毫秒)内并且特别是在用于保证保护装置选择性响应所需的时间间隔(1-2s)内显著升高。通过在桥式电路应用有源的半受控整流管、例如可控硅来有效限制短路电路。这引起在故障情况下控制流经线圈的电流为零的功率控制。(Boenig，H.J.和D.A.Paice，1983，Fault Current Limiter using aSuperconducting Coil，IEEE Transactions on Magnetics，五月第三期19卷，1051页；FR-N°1.337.971)。当然在这种情况下需要一个特殊的设备，其识别短路电流并且改变针对电桥中可控硅的控制算法，也就是说在这种情况下不涉及具有无源触发器的可靠工作的限流器。该限流器在这种情况下不再是可无源触发的元件。其需要一个用于可控硅的特殊控制单元，这显著降低了限流器的可靠性。在故障情况下，如果交流电流的幅度超过在扼流圈中的值I0，则通过扼流圈的感抗限制短路电流。通过在瞬变过程中存储在扼流圈中的最大能量值确定短路电流的极限Wmax＝L*Imax2/2限流器的优化是指使在扼流圈中存储的能量(Wmax)最小。在根据DE 100 03 556的限流器中，在故障情况下、也就是在超过高于额定电流的预定高电流时自发地、也就是无源地触发限流器的整流管。该整流管从导通状态转变为截止状态并且保持在该状态不变。两个电感L在故障期间用作电路中的附加交流阻抗2ωL，由此在选择该电感的相应参数的情况下设备协调地/保护设备地限制短路电流。在DE 100 03 556中描述的限流器是为所连接的设备中罕见的短路故障情况而设置的。只要两个整流管运行良好，就一直克制限流器。两个整流管的保护功能对于所连接的设备十分重要。由于在短路情况下不存在极为有效的限流，所以一个或两个整流管的非常罕见的中断/击穿故障是灾难性的。在电路中存在的能量无阻抗地减少，因此在无阻抗的能量变换的情况下瀑布般地流出并随之在最短时间内毁坏电路，至少直到最后可能激活上级的保护体系并且跳闸为止。由此提出本专利技术所基于的任务。用于在故障情况下限制设备电流的已知限流器本身备有无源的、自发反应的保护装置，其在一个或两个整流管毁坏/击穿的情况下从一开始一直限制短路电流，直到在还没有发生毁坏的情况下通过现有的设备保护有效地完全断开该设备/相关网络。该任务通过根据在权利要求1的特征部分特征的、在上述限流器中用于限流的附加装置解决。附加保护装置具有如下结构两个整流管3和4、即主整流管分别与一个另外的电整流管7或者8、即附加整流管以相同的导通方向串联，整流管3或4例如是半受控的可控硅或受全控的晶体管。这两个整流管支路，其一是主整流管3和附加整流管7的串联支路，其二是主整流管4和附加整流管8的串联支路，在其公共电位点上直接或间接(参见DE 100 03 556)与两个电感的公共电位点电连接。从两个整流管支路的公共电位点上可以看出，附加整流管7或者8跟随主整流管3或4，或者反过来。两个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在限流器中用于在故障情况下限制电流的附加装置，其中限流器包括：两个彼此串联的、同类电感／扼流圈（１）和（２），两个同类的、以彼此相反的导通方向串联并跨接所述两个电感（１）和（２）的受控电整流管（３），其特征在于，两个整流管（３）和（４）、即主整流管以相同的导通方向分别串联一个另外的电整流管（７）或者（８）、即附加整流管，两个同类整流管支路的公共电位点与两个电感（１）和（２）的公共电位点连接，两个附加整流管（７）和（８）分别通过用于在故障情况下限流的并且用于确定对应附加整流管（７）或（８）上电压Ｕ↓［７］或Ｕ↓［８］的、相同的无源复杂线路布置（５）和（６）跨接，这样设计该无源的复杂线路布置（５）和（６），即在限流器无故障运行的情况下附加整流管（７）和（８）上的最大电压Ｕ↓［７ＭＡＸ］和Ｕ↓［８ＭＡＸ］分别低于整流管（３）和（４）上的最大电压Ｕ↓［３ＭＡＸ］和Ｕ↓［４ＭＡＸ］或者一个可预先确定的电压Ｕ↓［Ｖ１］，以及，在主整流管（３）或（４）中或在两个主整流管（３）和（４）中短路／击穿的故障情况下，电压Ｕ↓［７ＭＡＸ］或Ｕ↓［８ＭＡＸ］高于要比较的电压０．５Ｕ↓［３ＭＡＸ］或０．５Ｕ↓［４ＭＡＸ］或高于一个可预先确定的电压Ｕ↓［Ｖ２］。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-12-4 102004058633.01.一种在限流器中用于在故障情况下限制电流的附加装置，其中限流器包括两个彼此串联的、同类电感/扼流圈(1)和(2)，两个同类的、以彼此相反的导通方向串联并跨接所述两个电感(1)和(2)的受控电整流管(3)，其特征在于，两个整流管(3)和(4)、即主整流管以相同的导通方向分别串联一个另外的电整流管(7)或者(8)、即附加整流管，两个同类整流管支路的公共电位点与两个电感(1)和(2)的公共电位点连接，两个附加整流管(7)和(8)分别通过用于在故障情况下限流的并且用于确定对应附加整流管(7)或(8)上电压U7或U8的、相同的无源复杂线路布置(5)和(6)跨接，这样设计该无源的复杂线路布置(5)和(6)，即在限流器无故障运行的情况下附加整流管(7)和(8)上的最大电压U7MAX和U8MAX分别低于整流管(3)和(4)上的最大电压U3MAX和U4MAX或者一个可预先确定的电压Uv1，以及，在主整流管(3)或(4)中或在两个主整流管(3)和(4)中短路/击穿的故障情况下，电压U7MAX或U8MAX高于要比较的电...
【专利技术属性】
技术研发人员：KP朱恩格斯特，M诺，G库帕曼，
申请(专利权)人：卡尔斯鲁厄研究中心股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。