故障限流器断路器制造技术

本公开涉及一种操作故障限流器断路器(FLCB)(1)的方法，故障限流器断路器(FLCB)(1)包括串联连接的多个FLCB模块(2)，包括至少第一模块(2a)和第二模块(2b)。每个模块包括多个并联的组件支路，多个并联的组件支路包括：机械开关支路(3)，包括机械开关(3a)；半导体开关支路(4)，包括半导体开关(4a；4b)；以及金属氧化物压敏电阻(MOV)支路(5)，包括MOV(5a)。该方法包括：当FLBC处于断开配置时，获得FLCB应该被闭合的指示；响应于所获得的指示，闭合模块中的每个模块的半导体开关；以及，在半导体开关的闭合之后，以及在第二模块的机械开关保持断开时，闭合第一模块的机械开关。闭合第一模块的机械开关。闭合第一模块的机械开关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】故障限流器断路器


[0001]本公开涉及一种故障限流器断路器(FLCB)和操作FLCB的方法。

技术介绍

[0002]FLCB可以被用于电力系统中，其中额外发电被安装，使得系统中的短路电流超过现有系统的额定值。无需升级整个系统，FLCB可以被安装以将系统中的峰值电流限制在额定极限内。一种这样的解决方案是混合FLCB，其中功率半导体的快速切换与机械开关的低传导损耗组合。机械开关以低损耗承载标称电流，并且在发生故障的情况下，机械开关断开并且将电流换向到并联连接的半导体中。然后，半导体将在短时间内承载上升的故障电流，以令机械开关完全断开以避免电弧。当半导体被关断时，机械开关必须在电流被强制为零的时间期间承受瞬态过电压。
[0003]而且混合式断路器的闭合序列也是按步骤进行的。首先，半导体被导通，使得电流开始流动。如果系统出现故障，则电流会快速上升，并且FLCB会再次跳闸。然后电流可以被立即中断，因为机械开关仍然断开。如果系统没有故障，则机械开关应该被闭合，因为半导体只能承载标称系统电流约一秒钟而不会过热。
[0004]如果在机械开关闭合期间发生故障，则会出现问题。由于机械开关未处于闭合位置，因此它无法被断开以将电流换向到半导体中。一旦机械开关已被闭合，它需要几十毫秒才能被断开并且中断电流。在该时间期间，系统故障电流将达到其全部预期电流，并且FLCB将无法发挥其作用。因此，无法保证FLCB将始终完成其任务。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提高混合式FLCB的可靠性。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种操作故障限流器断路器(FLCB)的方法，该故障限流器断路器(FLCB)包括串联连接的多个FLCB模块，包括至少第一模块和第二模块。每个模块包括多个并联的组件支路，多个并联的组件支路包括：机械开关支路，包括机械开关；半导体开关支路，包括半导体开关；以及金属氧化物压敏电阻(MOV)支路，包括MOV。。该方法包括：当FLBC处于断开配置时，获得FLCB应该被闭合的指示；响应于所获得的指示，闭合模块中的每个模块的半导体开关；以及，在半导体开关的闭合之后，以及在第二模块的机械开关保持断开时，闭合第一模块的机械开关。
[0007]根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机可执行组件，以使控制器在计算机可执行组件在控制器中所包括的处理电路系统上运行时执行本公开的方法的实施例。
[0008]根据本专利技术的另一方面，提供了一种FLCB，包括串联连接的多个FLCB模块。串联连接的模块包括至少第一模块和第二模块。每个模块包括多个并联的组件支路，多个并联的组件支路包括：机械开关支路，包括机械开关；半导体开关支路，包括半导体开关；MOV支路，包括MOV；以及控制器，包括处理电路系统以及存储指令的数据存储装置，该指令能够由所
述处理电路系统执行，由此所述控制器可操作以当FLBC处于断开配置时，获得FLCB应该被闭合的指示。控制器还可操作以响应于所获得的指示，闭合每个模块的半导体开关。控制器还可操作以当半导体开关被闭合并且第二模块的机械开关彼此断开时，闭合第一模块的机械开关。FLCB因此可以被配置用于执行本公开的方法的实施例。
[0009]根据本专利技术的另一方面，提供了一种配电网络，包括本公开的FLCB的实施例。
[0010]通过按序列闭合机械开关，其中第二模块的机械开关保持断开，而第一模块的机械开关被闭合。由于机械开关闭合需要几毫秒(ms)，即，机械开关的切换持续时间，并且机械开关可能在闭合之后的数十毫秒(例如长达100ms)的另一持续时间内无法再次断开，根据本专利技术的序列闭合使得FLCB的操作能够在FLCB闭合期间检测到故障时也限制故障电流。半导体开关能够非常快速地闭合或断开FLCB，但可能只能在有限的时间内承载电流，例如额定电流最多1a，不会过热，并且也被用于闭合配置，以防止机械开关被断开时产生电弧。当模块的机械开关和半导体开关都断开时，故障电流被引导到该模块的MOV，从而降低电压并且吸收故障电流的能量。
[0011]要注意的是，任何方面的任何特征都可以被应用于任何其他方面，只要适当即可。同样地，任何方面的任何优点都可以适用于任何其他方面。随附实施例的其他目的、特征和优点将从以下详细公开、所附从属权利要求以及附图中变得显而易见。
[0012]通常，权利要求中使用的所有术语都将根据其在
中的普通含义来解释，除非本文另有明确定义。除非另有明确说明，否则对“元件、装置、组件、部件、步骤等”的所有引用都要被公开解释为指代元件、装置、组件、部件、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。针对本公开的不同特征/组件使用“第一”、“第二”等仅旨在将特征/组件与其他类似特征/组件区分开来，而不是赋予特征/组件任何顺序或层次结构。
附图说明
[0013]实施例将仅通过示例参照附图来描述，其中：
[0014]图1是根据本专利技术的一些实施例的被连接在配电网络中的FLCB的示意性电路图。
[0015]图2是根据本专利技术的一些实施例的FLBC的控制器的实施例的示意性框图。
[0016]图3是本专利技术的方法的一些实施例的示意性流程图。
[0017]图4是本专利技术的替代方法的一些实施例的示意性流程图。
具体实施方式
[0018]实施例现在将在下文中参照附图更全面地描述，其中特定实施例被示出。然而，许多不同形式的其他实施例在本公开的范围内是可能的。相反，以下实施例是通过示例提供的，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。相同的数字在整个描述中指代相同的元件。
[0019]在本文中，术语“断开”被用于不传导的开关(无论是机械开关还是半导体开关)(对应于被关断的半导体开关)，而术语“闭合”被用于传导的开关(对应于被导通的半导体开关)。
[0020]图1图示了包括彼此串联连接的多个模块2的FLBC 1。FLBC 1包括至少第一串联连
接模块2a和第二串联连接模块2b，例如在从两个模块到十个模块的范围内，例如附图的实施例中的四个模块2a、2b、2c和2d。如本文讨论的，第一模块2a和第二模块2b可以是多个串联连接模块中的任何相邻(即，彼此直接连接而在其间没有任何其他模块)的模块。FLBC能够断开和吸收/消耗故障(例如短路)电流，例如在配电网络10中，以防止电流上升到超过现有断路器的处理能力。该功能性可以执行网络扩展，而无需升级诸如开关设备、电缆或变压器等设备。特别是最近对连接可再生能源(诸如太阳能和/或风能)的需求可能会导致高故障电流。FLBC 1可以被包括在这种配电网络10中。配电网络可以被配置用于中压(MV)范围内的标称电压，例如至少1kV的标称电压，例如在2kV和35kV范围内。
[0021]每个模块2包括多个并联的组件支路，包括：机械开关支路3，包括机械开关3a；半导体开关支路4，包括半导体开关4a或4b；以及MOV支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种操作故障限流器断路器FLCB(1)的方法，所述故障限流器断路器FLCB(1)包括串联连接的多个FLCB模块(2)，包括至少第一模块(2a)和第二模块(2b)，每个模块包括多个并联的组件支路，所述多个并联的组件支路包括：机械开关支路(3)，包括机械开关(3a)；半导体开关支路(4)，包括半导体开关(4a；4b)；以及金属氧化物压敏电阻MOV支路(5)，包括MOV(5a)；所述方法包括：当所述FLBC处于断开配置时，获得(S1)所述FLCB应该被闭合的指示；响应于所获得(S1)的指示，闭合(S2)所述模块(2)中的每个模块(2)的所述半导体开关(4a；4b)；以及在所述半导体开关(4a；4b)的所述闭合(S2)之后，以及在所述第二模块(2b)的所述机械开关(3a)保持断开时，闭合(S3)所述第一模块(2a)的所述机械开关(3a)。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述第一模块(2a)的所述机械开关(3a)的所述闭合(S3)之后，闭合(S4a)所述第二模块(2b)的所述机械开关(3a)；以及当所述多个模块中的每个模块的所述机械开关已被闭合(S3；S4a)时，断开(S5a)所述模块(2)中的每个模块(2)的所述半导体开关(4a；4b)。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述第一模块(2a)的所述机械开关(3a)的所述闭合(S3)期间，当所述第二模块(2b)的所述机械开关(3a)保持断开时，获得(S4b)所述FLCB(1)应该被断开的指示；响应于所述FLCB(1)应该被断开的所述指示的所述获得(S4b)，断开(S5b)所述第二模块(2b)的所述半导体开关(4a；4b)，强制故障电流通过所述第二模块(2b)的所述MOV(5a)；以及在所述第二模块(2b)的所述半导体开关(4a；4b)的所述断开(S5b)之后，断开(S6b)所述第一模块(2a)的所述机械开关(3a)和所述第一模块(2a)的所述半导体开关(4a；4b)。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：在所述第一模块(2a)的所述机械开关(3a)的所述闭合(S3)期间，响应于所述FLCB 1应该被断开的所述指示的所述获得(S4b)，断开(A5)所述第一模块的所述半导体开关(4a；4b)；以及在所述第一模块(2a)的所述机械开关(3a)的所述闭合(S3)期间，重新闭合(A6)所述第一模块的所述半导体开关(4a；4b)。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述第一模块(2a)的所述机械开关(3a)的所述闭合(S3)之后，闭合(S4c)所述第二模块(2b)的所述机械开关(3a)；在所述第二模块(2b)的所述机械开关(3a)的所述闭合(S4c)期间，当所述第一模块(2a)的所述机械开关(3a)保持闭合时，获得(S5c)所述FLCB(1)应该被断开的指示；响应于所述FLCB(1)应该被断开的所述指示的所述获得(S5c)，断开(S6c)所述第一模块(2a)的所述机械开关(3a)和所述第一模块(2a)的所述半导体开关(4a；4b)，强制故障电流通过所述第一模块(2b)的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰斯珀，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：