本发明专利技术涉及一种用于高压应用的电池单元设备１。该电池单元设备包括具有电池架２ｉ的电池单元６ｉ和切换器件５ｉ。切换器件５ｉ包括用于在两个位置Ｐ１、Ｐ２之间切换电池架２ｉ的切换装置４ｉ，其中第一位置Ｐ１将电池架２ｉ连接到电池单元６ｉ的一极而第二位置Ｐ２将电池架２ｉ连接到零电势Ｇ。本发明专利技术也涉及一种连接和断开设备和一种用于操作这样的连接和断开设备的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及输电网络领域并且具体地涉及输电网络中的维修和维护方面。
技术介绍
在输电网络中，与高压的意外接触将通常造成严重伤害或者甚至死亡。因此在这 样的整个网络内规定高安全要求。直流断路器是常规用于除了其它操作之外还将直流电压储存器连接到电压源转 换器和断开连接到电压源转换器的直流电压储存器的一种安全措施。这样的电压源包括设 计使得所包括的电池绝缘能够处理某些击穿电压。然而绝缘击穿仍然可能出现从而在施加 电压时造成在电池单元与电池架(箱)之间的高故障电流。适合与处理高压的电压源转换器一起使用的直流电压储存器经常需要包括串联 连接并且形成电池串的若干电池单元，例如在输配电系统中，总电池电压可能为数十千伏 级。这样的直流电压源的电池串即使在直流母线的直流断路器关断时仍将处于高电势。显 然地，在电池串中的这样的高压和大量能量即使在它们从电压源转换器断开时仍然使得电 池的维修和维护工作颇为危险。提高高压网络中的安全性是一直的追求，并且有鉴于此，将希望提高具体关于上 述电池储存器设置的安全性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供用于保证直流电压储存器的安全维修和维护工作的 手段。本专利技术的具体目的在于提供用于保证对布置于电池串中的个别电池能量储存器 的安全维修和维护工作的手段。这些目的和其它目的由如在所附独立权利要求中要求保护的一种用于高压应用 的电池单元设备、一种连接器和断开器设备及一种方法实现。根据本专利技术，提供一种用于高压应用的电池单元设备。该电池单元设备包括具有 电池架的电池单元。该电池单元设备还包括切换器件，该切换器件包括用于在两个位置之 间切换电池架的切换装置。在第一位置，电池架连接到电池单元的一极，而在第二位置，电 池架连接到安全零电势。借助本专利技术，可以用成本高效方式极大地增加维修和维护人员的 安全性。在操作模式中，电池架连接到电池的一极(负极或者正极)。由此，架电势相对于 内部电池单元总是处于限定水平，并且在绝缘体两端的电压被限定为在其电击穿以下的电 平。如果架未连接到电池极中的一极，则可以不限定架电势，并且在电池绝缘体两端的电压 可能达到很高电平从而引起电池单元中的绝缘体击穿。架的这一电势控制无论架是连接到 电池的正极还是负极都以类似方式工作。本专利技术提供用于控制电池架的电势的手段。该电 势控制又实现提供安全工作环境。本专利技术也提供一种连接器和断开器设备及有关方法，其中实现与上述优点类似的 优点。具体而言，该连接器和断开器设备包括多个电池单元设备且还包括断路器器件。连接 器和断开器设备实现电池单元的个别断开。由此可以个别地对电池单元进行维修和维护。附图说明图1图示了针对单个电池单元示出的本专利技术。图加图示了在操作状态中的本专利技术电池设备。图2b图示了在断开状态中的本专利技术电池设备。图3示意地图示了在转换器系统中的本专利技术电池设备的示例。图4图示了根据本专利技术的方法的步骤。具体实施例方式首先参照图1和图2描述可应用本专利技术的电池能量储存器的主要布局。电池单元 设备1包括电池单元6i。电池单元6i又包括电池架(也称为箱或者罩)2和多个串联连接 的电池单元…、3n。若干这样的电池单元也可以串联和/或并联分组在一起形成电池 模块(在图中未示出)。若干电池模块可以串联连接(或者在串联和并联连接的组合中) 以形成电池单元6i;并且电池单元6i又可以串联连接以形成电池串7。一个或者多个电池串7在共同母线8a、8b两端并联电连接以向负载(比如电压源 转换器(未示出))提供有功功率。例如根据负载的功率水平和电池能量源设备的预期持 续时间，适当数目的电池串7并联连接以提供必需功率和能量。在本申请中，电池串7为高 压电池串，并且通过添加适当数目的并联连接电池串(在图中图示了仅一个电池串)来满 足增加的有功功率需要。各电池串7与负载如电压源转换器并联连接。而且为了实现所需 高直流电压，电池串7由必需数目的串联连接单元组成，例如如果单元电压为4V，则达到 40千伏的直流电压将需要串联的10，000个电池单元。图1图示了本专利技术的基本原理。如前文提到的那样，电池串7即使在连接到直流 母线8a、8b的直流断路器9a、9b关断时仍然将处于高电势。为了消除与对用于高压应用的 电池储存器进行维修和维护工作相联系的风险，根据本专利技术引入切换器件切换器件Si包括用于在Pl和P2这两个位置之间切换的切换装置4”当切换装 置I在位置Pl这一图中所示位置时，电池单元6i的电池架&连接到电池单元6i的负极。 在主要功能相同时也可以使用一种用于电池单元的在位置Pl将电池架I连接到电池正极 的类似设备，但是这里示出了连接到负极的情况的示例。电池单元6i的负极经由限流电阻 器R(例如1ΜΩ或者10ΜΩ的电阻器)连接到切换器件5”在原理上无电阻器也可以进行 连接，由此将架直接连接到电池极。然而如果在电池单元6i内有绝缘故障，则这然后可能造 成高电流使电池短接并且可能最终地损坏电池单元。高电阻器值将使这样的短路电流限于 无害水平。在实践中，电阻器R优选地连接于电池架I内(如图加和213中所示)，但是在 图1中图示为在电池架I外。当切换装置I在其第二位置P2时，电池架2连接到接地G。切换器件还包括连接装置，例如用于将切换器件连接到电池架&的第一连 接装置Cl和用于将切换器件51连接到电池单元6i的负极(或者如果使用这一设备则连接 到正极)的第二连接装置C2。切换器件因此包括用于将电池架&连接到接地G (即连接到安全零电势)和从 接地G(即从安全零电势)断开电池架&的装置。根据本专利技术的连接器和断开器设备10包括多个切换器件5i;电池串7的每个电池 单元6i —个切换器件。根据本专利技术的连接器和断开器设备10还包括连接于各电池单元6i 之间(即从电池单元6i的一极连接到相邻电池单元的相反极等等)的断路器器件Aitl 另外，断路器器件Ai也连接于电池串7的两端与电池负载7所连接到的负载之间、即从电 池单元6i的一极连接到负载并且从电池单元k的一极连接到负载。下文将参照图加和图2b描述根据本专利技术的连接器和断开器设备10的操作。这 些示了包括三个电池单元S1A2A3的电池串7。然而本专利技术可以用于如希望和需要一 样多的电池单元或者电池模块。根据本专利技术，断路器器件Ap A2、A3、A4分别连接于直流断路器9a与电池串7的第 一电池单元之间、第一电池单元与第二电池单元化之间、第二电池单元化与第三电池 单元~之间以及第三电池单元~与直流断路器9b之间。各电池单元括前文参照图1 描述的切换器件5”图加图示了当电池串7在操作中时的情况。在各电池单元6i之间的断路器器件 A1, A2, A3、A4闭合以便串联连接电池单元直流断路器9a、9b也闭合以便将电池串7连 接到直流母线8a、8b。切换器件5^ . 将其相应电池单元6”62、~的负极连接到相应电 池架2”22、23，由此保证电势分布安全。也可以使用如下类似设备，该类似设备使切换器件 5^5^53将其相应电池单元的正极连接到相应架。图2b图示了当电池串7处于非操作的断开状态时的情况。在这一状态中可以进 行安全的维修和维护工作。在各电池单元6”62為之间的断路器器件V A2, A3、A4关断以 便本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于高压应用的电池单元设备（１），所述电池单元设备（１）包括具有电池架（２↓［ｉ］）的电池单元（６↓［ｉ］），其特征在于：切换器件（５↓［ｉ］）包括用于在两个位置（Ｐ１，Ｐ２）之间切换所述电池架（２↓［ｉ］）的切换装置（４↓［ｉ］），其中第一位置（Ｐ１）将所述电池架（２↓［ｉ］）连接到所述电池单元（６↓［ｉ］）的一极而第二位置（Ｐ２）将所述电池架（２↓［ｉ］）连接到零电势（Ｇ）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：JR斯文松，B尼格伦，F霍西尼，G布罗西格，G鲁斯伯格，W赫尔曼松，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[]
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