EP3925045A1 - VORRICHTUNG ZUM ÖFFNEN ODER SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES UND VERFAHREN ZUM AUTOMATISCHEN SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES - Google Patents

VORRICHTUNG ZUM ÖFFNEN ODER SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES UND VERFAHREN ZUM AUTOMATISCHEN SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES

Info

Publication number
EP3925045A1
EP3925045A1 EP19778834.2A EP19778834A EP3925045A1 EP 3925045 A1 EP3925045 A1 EP 3925045A1 EP 19778834 A EP19778834 A EP 19778834A EP 3925045 A1 EP3925045 A1 EP 3925045A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
closing
busbar
electrical switch
voltage
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19778834.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yi Zhu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/CN2019/080553 external-priority patent/WO2020198985A1/en
Priority claimed from PCT/CN2019/080558 external-priority patent/WO2020198987A1/en
Priority claimed from PCT/CN2019/080554 external-priority patent/WO2020198986A1/en
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3925045A1 publication Critical patent/EP3925045A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the AC cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the AC cycle for interrupting DC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for DC applications
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/125—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers
    • H02H7/1252—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers responsive to overvoltage in input or output, e.g. by load dump
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/125—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers
    • H02H7/1257—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers responsive to short circuit or wrong polarity in output circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
    • H02H7/222—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices for switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for DC systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for DC mains or DC distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of DC sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for DC mains or DC distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of DC sources
    • H02J1/12—Parallel operation of DC sources having power converters with further DC sources without power converters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/544—Contacts shunted by static switch means the static switching means being an insulated gate bipolar transistor, e.g. IGBT, Darlington configuration of FET and bipolar transistor

Definitions

  • the invention relates to a device for opening or closing a direct current circuit and a method for automatic closing of a direct current circuit.
  • DC distribution systems are seen as promising in terms of saving energy and using it efficiently. Especially with sources or feeds from renewable energy, it can be easier to integrate them into a
  • Integrate a direct current distribution system as an alternating current system for example, in a photovoltaic system, the DC-AC-DC converter can be replaced with a simple DC-DC converter.
  • Batteries or capacitor banks can also be connected directly to such a system as energy stores without additional converters.
  • 1020; 1021 can be fed into the system.
  • Freewheeling diodes can not be sufficiently protected by the self-protection of the transducers and fuses on the AC side, as severe damage may or hear druch electricity due to possible voltage reversal at LRC oscillations in the fault path V. This is particularly noticeable when the Active Front End (AFE) is not connected to the power rail in a short-circuit-proof manner.
  • AFE Active Front End
  • the diodes can act as uncontrolled rectifiers. The fault current is supplied from the alternating current side and may not be able to be switched off quickly enough by the fuses and thus destroy the diodes.
  • the main problems of a DC distribution system are the possible destruction of free-wheeling diodes due to voltage reversal, capacitive discharge and the selectivity to the active front ends (AFE).
  • AFE active front ends
  • SSCBs Solid State Circuit Breakers, semiconductor switches
  • SSCBs Solid State Circuit Breakers, semiconductor switches
  • SSCBs Solid State Circuit Breakers, semiconductor switches
  • These can be used to switch off fault regions within 10 ps (microseconds).
  • the problem with the pure use of semiconductor switches is that they have a significantly higher power loss and are also more cost-intensive than conventional switches. Due to the low currents of the self-protection functions of the semiconductor components of the converter and their extremely fast response, it is very challenging to implement selectivity to the semiconductor switches.
  • the device for opening or closing a direct current circuit with at least one busbar according to claim 1 comprises:
  • the electrical switch opens the DC circuit by means of the tripping unit and the pre-charging device restores the voltage on the busbar before the electrical switch is closed, the device having a control unit for automatically closing the electrical switch the pre-charge includes.
  • the device according to the invention has the advantage that, in the event of a fault, discharging of the capacitors in a direct current circuit is prevented. Peak currents are significantly reduced.
  • the inventive device allows the isolation of errors by conventional electrical switches within ms (milliseconds) instead of in the range of ps (microseconds).
  • the use of the device according to the invention can be limited to feeds with large capacities.
  • the possibility that the device according to the invention closes automatically allows feeds to be automatically resumed into the DC network after the fault has been isolated. After the fault has been rectified, only those protective devices that are located close to the location of the fault remain switched off and open. This enables selectivity between the protective devices and the power converters.
  • the electrical switch is a semiconductor switch.
  • the device according to the invention comprises a unit for communication.
  • the device comprises a control unit for a switch-on transient.
  • This control unit can suppress the switch-on transient.
  • the device furthermore comprises a measuring unit for measuring current and / or voltage values.
  • the precharge device restores the voltage on the busbar after a first waiting time.
  • the precharger restores the voltage on the busbar after receiving a command.
  • the precharge device can receive this command via the communication unit.
  • control unit automatically closes the electrical switch for automatic closing after a second waiting time.
  • control unit closes the electrical switch to automatically close it after restoration of a voltage on the busbar above a threshold value.
  • the pre-charging device receives a command to deactivate and the pre-charging process is interrupted.
  • the pre-loader waits for the next activation command.
  • the electrical network being provided with feeds, consumers and a distribution network with a busbar, the feeds being connected to the consumers via the distribution network, which includes the devices according to the invention.
  • the method for automatically closing a direct current circuit by means of a device according to the invention according to claim 13 comprises the steps:
  • the counter is increased by one, otherwise a time-delayed trigger characteristic is passed through and the counter is set to two;
  • the waiting for activation of the pre-charging device comprises a predefined period of time or is ended by a command from the communication unit.
  • waiting for the electrical switch to close comprises a fixed period of time or is ended when a predefined voltage is reached on the busbar.
  • FIG. 1 conventional DC network
  • FIG. 2 electrical network according to the invention
  • Figure 3 inventive device for opening or
  • FIG. 1 a conventional electrical direct current network is shown.
  • This network includes feeds 1010; 1011; 1012; 1013, consumer 1050; 1051; 1052; 1053; 1054 and a distribution network 2000 with a busbar 200.
  • the feeds 1010; 1011 can be, for example, AC power sources that are powered by Active Front Ends (AFE)
  • Feed 1012 can be, for example, a photovoltaic system and feed 1013 can be another source with a power converter.
  • the consumer 1050 can, for example, be an ohmic consumer to which current can only flow unidirectionally.
  • Consumer 1051 can be, for example, a motor with feedback of the braking energy, which enables a bidirectional current flow.
  • consumers 1053 for example, if this represents a capacitor bank as an energy store, or consumers 1054 if this is a battery.
  • Consumer 1052 can be, for example, a motor without energy recovery, which in turn would enable a unidirectional current flow.
  • the electrical network 1000 feeds 1010; 1011; 1012; 1013 with possibly Active Front Ends (AFE) 1020; 1021, consumers 1050; 1051; 1052; 1053; 1054; 1055 and a distribution network 2000 with a busbar 200 arranged between them.
  • AFE Active Front Ends
  • the inventive devices 2010; 2011; 2012; 2013 arranged at the infeeds, as well as at the consumers 1052; 1054; 1055, which can enable a bidirectional current flow.
  • the inventive device 100 for opening or closing a direct current circuit with at least one busbar 200 comprises an electrical switch 110 for opening or closing the direct current circuit, a fault current detection 120, a trip unit 130 and a pre-charging device 140, with the electrical switch 110 using the trip unit 130 when a fault current is detected by the fault current detection 120 DC circuit opens and the pre-charging device 140 restores the voltage on the busbar 200 before the electrical switch 110 closes.
  • a control unit 150 is also provided in the device 100 according to the invention, which can automatically close the electrical switch 110 after the charge.
  • the electrical switch 110 of the device 100 can for example be a semiconductor switch.
  • it can be a semiconductor switch based on silicon (Si), silicon carbide (SiC) or based on gallium nitride (GaN).
  • the device 100 according to the invention can furthermore comprise a unit 180 for communication.
  • This unit 180 for communication can receive commands from a higher-level control unit and / or coordinate devices 100 arranged in a distribution network 2000.
  • the device 100 according to the invention can comprise a control unit 160 for a switch-on transient.
  • the control unit 160 can suppress the switch-on transients.
  • the device 100 according to the invention can furthermore comprise a measuring unit 170 for measuring current and / or voltage values.
  • the pre-charger 140 can restore the voltage on the busbar 200 after a first waiting period. Alternatively, the pre-charger 140 restores voltage to the busbar 200 upon receiving a command.
  • the commands for activation and deactivation can be given to the pre-charging device 140 via the unit 180 for communication.
  • the pre-charging device 140 can receive a command for deactivation via the unit 180 for communication if the voltage on the busbar 200 does not rise, which indicates a continued fault.
  • the electrical switch 110 can close this automatically after a second waiting time.
  • the control unit 150 for automatically closing the electrical switch 110 can close the latter after a voltage has been restored on the busbar 200 above a threshold value.
  • the control unit 150 can receive the voltage values on the busbar 200 from the measuring unit 170 for automatically closing an electrical switch 110.
  • the different components of the device 100 according to the invention are supplied via the power supply 190 with electrical shear energy.
  • the power supply 190 can be formed externally or internally.
  • FIG. 4 shows a method 500 according to the invention for automatically closing a direct current circuit by means of a device 100; 2010; 2011; 2012; 2013; 2014; 2015; 2016.
  • the method 500 according to the invention comprises the following steps for this purpose:
  • the counter is increased 504 to one, otherwise it runs through 520 a time-delayed trigger characteristic and sets 521 the counter to two;
  • step 550 it is checked whether the voltage on the busbar 200 increases or not. This is not the case, the pre-charging device 140 is deactivated and the method 500 according to the invention jumps to step determining 502 whether there is an error. Otherwise, that is to say in the event that the voltage on the busbar 200 rises, the method continues 500 with the wait 509 for the closing 510 of the electrical switch.
  • the method 500 according to the invention can wait a predefined period of time in step waiting 507 for activation 508 of the precharge device 140 or the waiting 507 can be ended by a command from the unit 180 for communication.
  • waiting 509 for closing 510 the electrical switch can be waited for a fixed period of time or waiting 509 can be ended when a predefined voltage is reached on busbar 200.
  • the fault current detection 120 should be able to detect a fault current very quickly within a few ps (microseconds). In this way, it is possible to react very quickly to an error case via the trigger unit 130 and to open the electrical switch 110 within several ps (microseconds) if the current is above a defined threshold.
  • the possibility of automatically closing the electrical switch 110 can be controlled via a fixed waiting time and / or via the command of the unit 180 for communication.
  • the pre-charger 140 restores the voltage to the busbar 200.
  • the unit 160 can suppress the switch-on transient.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (100) zum Öffnen oder Schließen eines Gleichstromkreises offenbart mit mindestens einer Sammelschiene (200) mit: - einem elektrischen Schalter (110) zum Öffnen oder Schließen des Gleichstromkreises, - einer Fehlerstromerkennung (120), - einer Auslöseeinheit (130), und - einer Vor-Ladevorrichtung (140), wobei bei Detektion eines Fehlerstroms durch die Fehlerstromerkennung (120) der elektrische Schalter (110) mittels der Auslöseeinheit (130) den Gleichstromkreis öffnet und die Vor-Ladevorrichtung (140) vor dem Schließen des elektrischen Schalters (110) die Spannung auf der Sammelschiene (200) wiederherstellt, wobei die Vorrichtung (100) eine Steuereinheit (150) zum automatischen Schließen des elektrischen Schalters (110) nach der Vor-Ladung umfasst.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines Gleichstromkrei ses und Verfahren zum automatischen Schließen eines Gleich stromkreises
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines Gleichstromkreises und ein Verfahren zum au tomatischen Schließen eines Gleichstromkreises.
Gleichstromverteilsysteme werden als vielversprechend angese hen bezüglich der Einsparung von Energie und deren effizien ten Nutzung. Speziell bei Quellen oder Einspeisungen aus er neuerbarer Energie kann es einfacher sein, diese in ein
Gleichstromverteilsystem zu integrieren als in ein Wechsel stromsystem. Beispielsweise bei einem Photovoltaiksystem kann der Gleichstrom-Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler ersetzt wer den mit einem einfachen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler .
Ebenso können Batterien oder Kondensatorbänke als Energie speicher direkt verbunden werden mit solch einem System ohne zusätzliche Wandler.
Bei Benutzung der Active Front End (AFE) - Technologie zur Einspeisung an Wechselstromquellen oder bei zurückgewonnener Bremsenergie von Motoren kann es zur Zurückführung von Ener gie kommen: während bei Active Front End (AFE) - Vorrichtun gen die Wechselstromseite des Netzwerks stabilisiert wird und somit insgesamt die Netzwerkqualität mit einer reaktiven Energieversorgung kompensierten wird, kann die Bremsenergie von Motoren dem Verteilsystem zugeführt werden.
Gleichstromnetzwerke haben aber auch Herausforderungen bezüg lich des Schutzes gegenüber Kurzschlüssen oder anderen Feh lerquellen. In einem beispielhaften Gleichstromnetz entspre chend der Darstellung in Figur 1 mit Einspeisungen 1010;
1011; 1012; 1013 und Verbrauchern 1050; 1051; 1052; 1053;
1054 und einem dazwischen gelagerten Verteilnetzwerk 2000 mit klassischen mechanischen Schutzvorrichtungen (beispielsweise moulded case Circuit breaker, MCCB) verlieren diese ihre Se lektivität aufgrund der schnellen Selbstschutzfunktionen der Leistungselektronik in den Wandlern. In der Darstellung der Figur 1 können beispielsweise die Einspeisungen 1010; 1011 Wechselstromquelle sein, die über Active Front Ends (AFE)
1020; 1021 in das System eingespeist werden.
Freilaufdioden können nicht ausreichend geschützt werden durch den Selbstschutz der Wandler und Sicherungen auf der Wechselstromseite, da schwere Schäden druch elektrischen Strom aufgrund einer möglichen Spannungsumkehr bei LRC- Schwingungen im Fehlerpfad Vorkommen können. Dies wird vor allem beobachten, wenn das Active Front End (AFE) nicht kurz schlussfest verbunden ist mit der Stromschiene. Ebenso können nach einem Ausschalten der IGBTs die Dioden als unkontrol lierte Gleichrichter wirken. Der Fehlerstrom wird dabei von der Wechselstromseite versorgt und kann möglicherweise nicht schnell genug abgeschaltet werden durch die Sicherungen und somit die Dioden zerstören.
Die Entladung einer Kondensatorbank oder von Gleichstrom- Zwischenkreisen (DC-Links) während eines schwerwiegenden Feh lerszenarios erzeugt extrem hohe Strom-Spitzen, welche im Zeitraum von ms (Milli Sekunden) fließen. Klassische mechani sche Schalter sind nicht schnell genug zum Abschalten eines solchen Fehlerstroms. Der kleinste Verbraucherpfad in solch einem System mit mehreren Einspeisungen hat dann das höchste Verhältnis von maximalem Kurzschlussstrom zum nominalen
Strom.
Hauptprobleme eines Gleichstromverteilsystems sind die mögli che Zerstörung von Freilaufdioden aufgrund einer Spannungsum kehr, die kapazitive Entladung und die Selektivität zu den Active Front Ends (AFE) . In einem Schutzkonzept, welches SSCBs (Solid State Circuit Breaker, Halbleiterschalter) als Schutzeinrichtungen verwen det, können diese dem Abschalten von Fehlerregionen innerhalb von 10 ps (Mikro Sekunden) dienen. Problematisch ist bei der reinen Verwendung von Halbleiterschaltern, dass diese einen deutlich höheren Leistungsverlust haben und zusätzlich kos tenintensiver sind als herkömmliche Schalter. Aufgrund der geringen Ströme der Selbstschutzfunktionen der Halbleiterkom ponenten der Umrichter und deren extrem schnellen Reaktion ist es sehr herausfordernd, eine Selektivität zu den Halb leiterschaltern zu realisieren.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine neue Vorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines Gleichstromkreises und ein Ver fahren zum automatischen Schließen eines Gleichstromkreises zur Verfügung zu stellen, welches die genannten Nachteile überwindet .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines Gleichstromkreises gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angegeben. Die Aufgabe wird ebenfalls durch das elektrische Netzwerk ge mäß Anspruch 12 gelöst. Ebenso wird die Aufgabe durch das er findungsgemäße Verfahren zum automatischen Schließen eines Gleichstromkreises gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 14 und 15 angegeben.
Die Vorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines Gleichstrom kreises mit mindestens einer Sammelschiene gemäß Anspruch 1 umfasst :
- einen elektrischen Schalter zum Öffnen oder Schließen des Gleichstromkreises,
- eine Fehlerstromerkennung,
- eine Auslöseeinheit ,
- eine Vor-Ladevorrichtung, wobei bei Detektion eines Fehlerstroms durch die Fehlerstro merkennung der elektrische Schalter mittels der Auslöseein- heit den Gleichstromkreis öffnet und die Vor-Ladevorrichtung vor dem Schließen des elektrischen Schalters die Spannung auf der Sammelschiene wiederherstellt, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit zum automatischen Schließen des elektrischen Schalters nach der Vor-Ladung umfasst.
Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass im Fehlerfall ein Entladen der Kondensatoren in einem Gleich stromkreis verhindert wird. Spitzenströme werden signifikant reduziert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die Iso lation von Fehlern durch herkömmliche elektrische Schalter innerhalb von ms (Milli Sekunden) anstatt im Bereich von ps (Mikro Sekunden) vorzunehmen. Ebenso kann die Verwendung von der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschränkt werden auf Ein speisungen mit großen Kapazitäten. Die Möglichkeit, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung automatisch schließt, erlaubt, dass Einspeisungen wieder automatisch ins DC-Netz nach der Isolierung des Fehlers aufgenommen werden können. Nachdem der Fehler behoben ist, bleiben nur noch die Schutzeinrichtungen ausgeschaltet und offen, die nahe an der Stelle des Fehlers angeordnet sind. Somit wird eine Selektivität zwischen den Schutzeinrichtungen und den Leistungswandlern realisiert.
In einer Ausgestaltung ist der elektrische Schalter ein Halb leiterschalter.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einheit zur Kommunikation.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit für eine Einschalttransiente. Diese Steuerein heit kann die Einschalttransiente unterdrücken. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung des Weiteren eine Messeinheit zur Messung von Strom- und/oder Spannungswerten .
In einer weiteren Ausgestaltung stellt die Vor- Ladevorrichtung die Spannung auf der Sammelschiene wieder her nach einer ersten Wartezeit. Alternativ stellt die Vor- Ladevorrichtung die Spannung auf der Sammelschiene nach Er halt eines Befehls wieder her. Diesen Befehl kann die Vor- Ladevorrichtung über die Einheit zur Kommunikation erhalten.
In einer weiteren Ausgestaltung schließt die Steuereinheit zum automatischen Schließen des elektrischen Schalters diesen automatisch nach einer zweiten Wartezeit. Alternativ schließt die Steuereinheit zum automatischen Schließen des elektri schen Schalters diesen nach Wiederherstellung einer Spannung auf der Sammelschiene oberhalb eines Schwellwerts.
Falls die Spannung auf der Sammelschiene nach einer vordefi nierten Zeit nicht ansteigt, was auf einem weiter bestehenden Fehler hinweist, erhält die Vor-Ladevorrichtung einen Befehl zur Deaktivierung und der Vor-Ladevorgang wird unterbrochen. Die Vor-Ladevorrichtung wartet auf den nächsten Aktivierungs befehl .
Die Aufgabe wird ebenfalls durch das elektrische Netzwerk ge mäß Anspruch 12 gelöst, wobei das elektrische Netzwerk mit Einspeisungen, Verbrauchern und einem Verteilnetzwerk mit ei ner Sammelschiene versehen ist, wobei die Einspeisungen mit den Verbrauchern über das Verteilnetzwerk verbunden sind und dieses die erfindungsgemäßen Vorrichtungen umfasst.
Das Verfahren zum automatischen Schließen eines Gleichstrom kreises mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß An spruch 13 umfasst die Schritte:
- Setzen eines Zählers auf Null; - Ermitteln, ob ein Fehlerfall vorliegt mittels der Feh lerstromerkennung und falls kein Fehlerfall vorliegt weiteres Ermitteln, ob ein Fehlerfall vorliegt, ansons ten :
- bei Überschreiten des Fehlerstroms einer Stromschwelle Erhöhen des Zählers um Eins, ansonsten Durchfahren einer zeitverzögernden Auslösecharakteristik und Setzen des Zählers auf Zwei;
- Öffnen des elektrischen Schalters;
- falls der Zähler größer gleich Zwei ist, Springen zum Setzen des Zählers auf Null, ansonsten:
o Abwarten zur Aktivierung der Vor-Ladevorrichtung; o Aktivieren der Vor-Ladevorrichtung;
o falls die Spannung auf der Sammelschiene nicht an steigt: Deaktivieren der Vor-Ladevorrichtung und Springen zum Schritt Ermitteln, ob ein Fehlerfall vorliegt; ansonsten:
Abwarten zum Schließen des elektrischen Schalters; o Schließen des elektrischen Schalters;
o Aktivieren der Steuereinheit der Einschalttransien te;
o Springen zum Schritt Ermitteln, ob ein Fehlerfall vorliegt .
In einer Ausgestaltung umfasst das Abwarten zur Aktivierung der Vor-Ladevorrichtung eine vordefinierte Zeitspanne oder wird von einem Befehl der Einheit zur Kommunikation beendet.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah rens umfasst das Abwarten zum Schließen des elektrischen Schalters eine feste Zeitspanne oder wird bei Erreichen einer vordefinierten Spannung auf der Sammelschiene beendet.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie sie erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen, die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden.
Dabei zeigen :
Figur 1: herkömmliches DC-Netzwerk;
Figur 2: erfindungsgemäßes elektrisches Netzwerk;
Figur 3: erfindungsgemäße Vorrichtung zum Öffnen oder
Schließen eines Gleichstromkreises; und
Figur 4: erfindungsgemäßes Verfahren zum automatischen
Schließen eines Gleichstromkreises.
In Figur 1 ist ein herkömmliches elektrisches Gleichstrom netzwerk dargestellt. Dieses Netzwerk umfasst Einspeisungen 1010; 1011; 1012; 1013, Verbraucher 1050; 1051; 1052; 1053; 1054 und ein Verteilnetzwerk 2000 mit einer Sammelschiene 200. Die Einspeisungen 1010; 1011 können beispielsweise Wech selstromquellen sein, die mittels Active Front Ends (AFE)
1020; 1021 bidirektional an das Verteilnetzwerk 2000 angekop pelt sind. Einspeisung 1012 kann beispielsweise eine Photo voltaikanlage sein und Einspeisung 1013 eine andere Quelle mit einem Leistungswandler. Der Verbraucher 1050 kann bei spielsweise ein ohmscher Verbraucher sein, an dem nur unidi- rektional Strom fließen kann. Verbraucher 1051 kann bei spielsweise ein Motor mit Rückeinspeisung der Bremsenergie sein, was einen bidirektionalen Stromfluss ermöglicht. Glei ches gilt für beispielsweise Verbraucher 1053, wenn dies eine Kondensatorbank als Energiespeicher darstellt oder Verbrau cher 1054, wenn dies eine Batterie ist. Verbraucher 1052 kann beispielsweise ein Motor ohne Energierückspeisung sein, dies würde wiederum einen unidirektionalen Stromfluss ermöglichen.
In Figur 2 ist das erfindungsgemäße elektrische Netzwerk 1000 dargestellt, welches wiederum Einspeisungen 1010; 1011; 1012; 1013 mit gegebenenfalls Active Front Ends (AFE) 1020; 1021, Verbrauchern 1050; 1051; 1052; 1053; 1054; 1055 und einem da zwischen angeordnetem Verteilnetzwerk 2000 mit einer Sammel schiene 200 umfasst. Bei diesem erfindungsgemäßen elektri schen Netzwerk 1000 sind die erfindungsgemäßen Vorrichtungen 2010; 2011; 2012; 2013 an den Einspeisungen angeordnet, sowie an den Verbrauchern 1052; 1054; 1055, die einen bidirektiona len Stromfluss ermöglichen können.
In Figur 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zum Öff nen oder Schließen eines Gleichstromkreises mit mindestens einer Sammelschiene 200 dargestellt. Die Vorrichtung 100 um fasst dazu einen elektrischen Schalter 110 zum Öffnen oder Schließen des Gleichstromkreises, eine Fehlerstromerkennung 120, eine Auslöseeinheit 130 und eine Vor-Ladevorrichtung 140, wobei bei Detektion eines Fehlerstroms durch die Fehler stromerkennung 120 der elektrische Schalter 110 mittels der Auslöseeinheit 130 den Gleichstromkreis öffnet und wobei die Vor-Ladevorrichtung 140 vor dem Schließen des elektrischen Schalters 110 die Spannung auf der Sammelschiene 200 wieder herstellt. Zum automatischen Schließen ist des Weiteren bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 eine Steuereinheit 150 vorgesehen, die den elektrischen Schalter 110 nach der Vorla dung automatisch schließen kann.
Der elektrische Schalter 110 der erfindungsgemäßen Vorrich tung 100 kann beispielsweise ein Halbleiterschalter sein. Beispielsweise kann es sich dabei um einen Halbleiterschalter auf Silicium (Si) -Basis, Siliciumcarbid (SiC) - Basis oder auf Galliumnitrid (GaN) - Basis handeln.
Wie in Figur 3 dargestellt, kann die erfindungsgemäße Vor richtung 100 des Weiteren eine Einheit 180 zur Kommunikation umfassen. Diese Einheit 180 zur Kommunikation kann Befehle von einer übergeordneten Steuereinheit erhalten und/oder in einem Verteilnetzwerk 2000 angeordnete Vorrichtungen 100 ko ordinieren . Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 eine Steuereinheit 160 für eine Einschalttransiente umfassen. Bei spielsweise kann die Steuereinheit 160 die Einschalttransien te unterdrücken.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 kann des Weiteren eine Messeinheit 170 zur Messung von Strom- und/oder Spannungswer ten umfassen.
Die Vor-Ladevorrichtung 140 kann die Spannung auf der Sammel schiene 200 nach einer ersten Wartezeit wiederherstellen. Al ternativ stellt die Vor-Ladevorrichtung 140 die Spannung auf der Sammelschiene 200 nach Erhalt eines Befehls wieder her. Die Befehle zur Aktivierung und zur Deaktivierung können über die Einheit 180 zur Kommunikation an die Vor-Ladevorrichtung 140 gegeben werden.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 kann die Vor- Ladevorrichtung 140 einen Befehl zur Deaktivierung über die Einheit 180 zur Kommunikation erhalten, wenn die Spannung auf der Sammelschiene 200 nicht ansteigt, was auf einen weiter bestehenden Fehler hinweist.
Die Steuereinheit 150 zum automatischen Schließen des
elektrischen Schalters 110 kann diesen automatisch nach einer zweiten Wartezeit schließen. Ebenso kann die Steuereinheit 150 zum automatischen Schließen des elektrischen Schalters 110 diesen nach Wiederherstellung einer Spannung auf der Sam melschiene 200 oberhalb eines Schwellwerts schließen. Dazu kann die Steuereinheit 150 zum automatischen Schließen eines elektrischen Schalters 110 von der Messeinheit 170 die Span nungswerte auf der Sammelschiene 200 erhalten.
Die unterschiedlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Vor richtung 100 werden über die Stromversorgung 190 mit elektri- scher Energie versorgt. Die Stromversorgung 190 kann extern oder intern ausgebildet sein.
Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren 500 zum automa tischen Schließen eines Gleichstromkreises mittels einer Vor richtung 100; 2010; 2011; 2012; 2013; 2014; 2015; 2016. Das erfindungsgemäße Verfahren 500 umfasst dazu die folgenden Schritte :
- Setzen 501 eines Zählers auf Null;
- Ermitteln 502, ob ein Fehlerfall vorliegt mittels der Fehlerstromerkennung 120 und falls kein Fehlerfall vor liegt, weiteres Ermitteln 502, ob ein Fehlerfall vor liegt, ansonsten:
- bei Überschreiten des Fehlerstroms einer Stromschwelle Erhöhen 504 des Zählers auf Eins, ansonsten Durchfahren 520 einer zeitverzögernden Auslösecharakteristik und Setzen 521 des Zählers auf Zwei;
- Öffnen 505 des elektrischen Schalters 110;
- falls der Zähler größer gleich Zwei ist, Springen zum Setzen 501 des Zählers auf Null, ansonsten:
o Abwarten 507 zur Aktivierung 508 der Vor- Ladevorrichtung 140;
o Aktivieren 508 der Vor-Ladevorrichtung 140; o falls die Spannung auf der Sammelschiene 200 nicht ansteigt: Deaktivieren 550 der Vor-Ladevorrichtung 140 und Springen zum Schritt Ermitteln 502, ob ein Fehlerfall vorliegt; ansonsten:
o Abwarten 509 zum Schließen 510 des elektrischen Schalters ;
o Schließen 510 des elektrischen Schalters 110;
o Aktivieren 511 der Steuereinheit 160 der Einschalt transiente; und
o Springen zum Schritt Ermitteln 502, ob ein Fehler fall vorliegt.
Im Schritt 550 wird überprüft, ob die Spannung auf der Sam melschiene 200 ansteigt oder nicht. Ist dies nicht der Fall, wird die Vor-Ladevorrichtung 140 deaktiviert und das erfin dungsgemäße Verfahren 500 springt zum Schritt Ermitteln 502, ob ein Fehlerfall vorliegt. Ansonsten, also im Fall, dass die Spannung auf der Sammelschiene 200 ansteigt, fährt das Ver fahren 500 fort mit dem Abwarten 509 zum Schließen 510 des elektrischen Schalters.
Das erfindungsgemäße Verfahren 500 kann beim Schritt Abwarten 507 zur Aktivierung 508 der Vor-Ladevorrichtung 140 eine vor definierte Zeitspanne abwarten oder das Abwarten 507 kann von einem Befehl der Einheit 180 zur Kommunikation beendet wer den .
Des Weiteren kann beim erfindungsgemäßen Verfahren 500 das Abwarten 509 zum Schließen 510 des elektrischen Schalters ei ne feste Zeitspanne gewartet werden oder bei Erreichen einer vordefinierten Spannung auf der Sammelschiene 200 das Abwar ten 509 beendet werden.
Die Fehlerstromerkennung 120 sollte sehr schnell einen Feh lerstrom detektieren können innerhalb weniger ps (Mikro Se kunden) . Damit kann über die Auslöseeinheit 130 sehr schnell auf einen Fehlerfall reagiert werden und der elektrische Schalter 110 innerhalb mehrerer ps (Mikro Sekunden) geöffnet werden, wenn der Strom oberhalb einer definierten Schwelle liegt. Die Möglichkeit zum automatischen Schließen des elektrischen Schalters 110 kann über eine fest definierte Wartezeit und/oder über den Befehl der Einheit 180 zur Kommu nikation gesteuert werden. Die Vor-Ladevorrichtung 140 stellt die Spannung auf der Sammelschiene 200 wieder her. Die Ein heit 160 kann die Einschalttransiente unterdrücken.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (100) zum Öffnen oder Schließen eines Gleich stromkreises mit mindestens einer Sammelschiene (200), wobei die Vorrichtung (100) umfasst:
- einen elektrischen Schalter (110) zum Öffnen oder Schließen des Gleichstromkreises,
- eine Fehlerstromerkennung (120),
- eine Auslöseeinheit (130), und
- eine Vor-Ladevorrichtung (140),
wobei bei Detektion eines Fehlerstroms durch die Fehlerstromerkennung (120) der elektrische Schalter (110) mittels der Auslöseeinheit (130) den Gleichstromkreis öffnet und die Vor-Ladevorrichtung (140) vor dem Schlie ßen des elektrischen Schalters (110) die Spannung auf der Sammelschiene (200) wiederherstellt,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Vorrichtung (100) eine Steuereinheit (150) zum auto matischen Schließen des elektrischen Schalters (110) nach der Vor-Ladung umfasst.
2. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, bei der der elektri sche Schalter (110) ein Halbleiterschalter ist.
3. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Vor richtung (100) des Weiteren eine Einheit (180) zur Kommu nikation umfasst.
4. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100) des Weiteren eine Steuerein heit (160) zum Unterdrücken der Einschalttransiente um fasst.
5. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100) des Weiteren eine Messeinheit (170) zur Messung von Strom- und/oder Spannungswerten um- fasst .
6. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vor-Ladevorrichtung (140) die Spannung auf der Sammelschiene (200) wiederherstellt nach einer ersten Wartezeit .
7. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vor-Ladevorrichtung (140) die Spannung auf der Sammelschiene (200) wiederherstellt nach Erhalt eines Befehls.
8. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 7, wobei die Vor- Ladevorrichtung (140) den Befehl zur Aktivierung über die Einheit (180) zur Kommunikation erhält.
9. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (150) zum automatischen Schließen des elektrischen Schalters (110) diesen automatisch nach einer zweiten Wartezeit schließt.
10. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuereinheit (150) zum automatischen Schließen des elektrischen Schalters (110) diesen nach Wiederherstellung einer Spannung auf der Sammelschiene (200) oberhalb eines Schwellwerts schließt.
11. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vor-Ladevorrichtung (140) einen Befehl zur De aktivierung über die Einheit (180) zur Kommunikation er hält, wenn die Spannung auf der Sammelschiene (200) nicht ansteigt, was auf einen weiter bestehenden Fehler hin weist.
12. Elektrisches Netzwerk (1000) mit Einspeisungen (1010;
1011; 1012; 1013), Verbrauchern (1050; 1051; 1052; 1053; 1054; 1055) und einem Verteilnetzwerk (2000) mit einer Sammelschiene (200), wobei die Einspeisungen (1010; 1011; 1012; 1013) mit den Verbrauchern (1050; 1051; 1052; 1053; 1054; 1055) über das Verteilnetzwerk (2000) verbunden sind und dieses Vorrichtungen (2010; 2011; 2012; 2013; 2014; 2015; 2016) gemäß einem der vorherigen Ansprüche umfasst .
13. Verfahren (500) zum automatischen Schließen eines Gleich stromkreises mittels einer Vorrichtung (100; 2010; 2011; 2012; 2013; 2014; 2015; 2016) gemäß den vorherigen An sprüchen 1 bis 11, mit den Schritten:
- Setzen (501) eines Zählers auf Null;
- Ermitteln (502), ob ein Fehlerfall vorliegt mit tels der Fehlerstromerkennung (120) und falls kein Feh lerfall vorliegt weiteres Ermitteln (502), ob ein Fehler fall vorliegt, ansonsten:
- bei Überschreiten des Fehlerstroms einer Strom schwelle Erhöhen (504) des Zählers um Eins, ansonsten Durchfahren (520) einer zeitverzögernden Auslöse- Charakterist ik und Setzen (521) des Zählers auf Zwei;
- Öffnen (505) des elektrischen Schalters (110);
- falls der Zähler größer gleich Zwei ist Springen zum Setzen des Zählers auf Null, ansonsten:
- Abwarten (507) zur Aktivierung (508) der Vor-Ladevorrichtung (140);
- Aktivieren (508) der Vor-Ladevorrichtung
(140) ;
- falls die Spannung auf der Sammelschiene (200) nicht ansteigt: Deaktivieren (550) der Vor- Ladevorrichtung (140) und Springen zum Schritt Ermitteln (502), ob ein Fehlerfall vorliegt; ansonsten:
- Abwarten (509) zum Schließen (510) des elektrischen Schalters;
- Schließen (510) des elektrischen Schalters
(HO) ;
- Aktivieren (511) der Steuereinheit (160) der Einschalttransiente; und - Springen zum Schritt Ermitteln (502), ob ein Fehlerfall vorliegt.
14. Verfahren (500) zum automatischen Schließen eines Gleich- Stromkreises gemäß Anspruch 13, wobei das Abwarten (507) zur Aktivierung (508) der Vor-Ladevorrichtung (140) eine vordefinierte Zeitspanne umfasst oder von einem Befehl der Einheit (180) zur Kommunikation beendet wird. 15. Verfahren (500) zum automatischen Schließen eines Gleich stromkreises gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei das Abwar ten (509) zum Schließen (510) des elektrischen Schalters (110) eine feste Zeitspanne umfasst oder bei Erreichen einer vordefinierten Spannung auf der Sammelschiene (200) beendet wird.
EP19778834.2A 2019-03-29 2019-09-13 VORRICHTUNG ZUM ÖFFNEN ODER SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES UND VERFAHREN ZUM AUTOMATISCHEN SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES Pending EP3925045A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2019/080553 WO2020198985A1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Hybrid circuit breaker, hybrid circuit breaking system, and circuit breaking method
PCT/CN2019/080558 WO2020198987A1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Method and apparatus for controlling solid state circuit breaker, and solid state circuit breaker
PCT/CN2019/080554 WO2020198986A1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Solid state circuit breaker, method for operating same, and control apparatus of solid state circuit breaker
PCT/EP2019/074539 WO2020200492A1 (de) 2019-03-29 2019-09-13 VORRICHTUNG ZUM ÖFFNEN ODER SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES UND VERFAHREN ZUM AUTOMATISCHEN SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3925045A1 true EP3925045A1 (de) 2021-12-22

Family

ID=68072316

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19778838.3A Pending EP3925048A1 (de) 2019-03-29 2019-09-13 Elektrisches netzwerk
EP19778834.2A Pending EP3925045A1 (de) 2019-03-29 2019-09-13 VORRICHTUNG ZUM ÖFFNEN ODER SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES UND VERFAHREN ZUM AUTOMATISCHEN SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES
EP19778836.7A Pending EP3925046A1 (de) 2019-03-29 2019-09-13 Elektrisches netzwerk
EP19778835.9A Pending EP3928405A1 (de) 2019-03-29 2019-09-13 Verfahren zum koordinieren von schutzeinrichtungen in einem verteilnetz
EP19778837.5A Pending EP3925047A1 (de) 2019-03-29 2019-09-13 Elektrisches netzwerk und verfahren zum betreiben eines elektrischen netzwerks

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19778838.3A Pending EP3925048A1 (de) 2019-03-29 2019-09-13 Elektrisches netzwerk

Family Applications After (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19778836.7A Pending EP3925046A1 (de) 2019-03-29 2019-09-13 Elektrisches netzwerk
EP19778835.9A Pending EP3928405A1 (de) 2019-03-29 2019-09-13 Verfahren zum koordinieren von schutzeinrichtungen in einem verteilnetz
EP19778837.5A Pending EP3925047A1 (de) 2019-03-29 2019-09-13 Elektrisches netzwerk und verfahren zum betreiben eines elektrischen netzwerks

Country Status (4)

Country Link
US (5) US12266489B2 (de)
EP (5) EP3925048A1 (de)
CN (5) CN114207975B (de)
WO (5) WO2020200496A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3925048A1 (de) 2019-03-29 2021-12-22 Siemens Aktiengesellschaft Elektrisches netzwerk
WO2022072570A1 (en) * 2020-10-01 2022-04-07 S&C Electric Company Radial restoration
US12348356B2 (en) * 2023-01-12 2025-07-01 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Scalable electric power controls system using stateless services

Family Cites Families (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5654859A (en) 1995-11-14 1997-08-05 The Boeing Company Fault tolerant power distribution system
US6518725B2 (en) * 2000-01-28 2003-02-11 Semtech Corporation Charge balancing system
ITBS20020002A1 (it) 2002-01-15 2003-07-15 Grisoni Massimo Interuttore elettronico per impianti elettrici a tensione alternata
WO2003103110A1 (en) 2002-06-04 2003-12-11 Sure Power Corporation Load break dc power disconnect
DE10353967A1 (de) 2003-11-19 2005-07-07 Siemens Ag Energieerzeugungs-, Verteilungs- und Bordstromversorgungssystem für emissionsarme Überwasser-Marine(Navy)-Schiffe unterschiedlicher Klassen und Größen
US7345863B2 (en) * 2005-07-14 2008-03-18 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Apparatus and method for identifying a loss of a current transformer signal in a power system
US8378632B2 (en) * 2007-10-02 2013-02-19 The Gillette Company Circuit arrangement with multiple batteries
WO2009076640A2 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Pareto Energy Ltd. Electric power distribution methods and apparatus
AT509449B1 (de) 2008-11-13 2020-04-15 Eaton Gmbh Fehlerstromschutzschalter
CN102246381B (zh) 2008-12-12 2014-10-29 Abb研究有限公司 用于向船舶传送电力的系统和设备
GB2468652B (en) 2009-03-16 2011-08-31 Ge Aviat Systems Ltd Electrical power distribution
CN102696087B (zh) 2009-10-13 2015-07-08 Abb研究有限公司 混合式断路器
US8916995B2 (en) * 2009-12-02 2014-12-23 General Electric Company Method and apparatus for switching electrical power
US9948087B2 (en) 2010-03-08 2018-04-17 Pass & Seymour, Inc. Protective device for an electrical supply facility
EP2550713B1 (de) 2010-03-26 2015-09-09 ABB Research Ltd. Hybridschutzschalter
WO2012000545A1 (en) 2010-06-30 2012-01-05 Abb Technology Ag An hvdc transmission system, an hvdc station and a method of operating an hvdc station
EP2503666A3 (de) 2011-02-01 2013-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Stromversorgungssystem für einen elektrischen Antrieb eines Seefahrzeugs
EP2684268B1 (de) 2011-03-11 2020-01-01 ABB Schweiz AG Gleichstromnetz und verfahren zur begrenzung der effekte eines fehlers in einem gleichstromnetz
EP2523331A1 (de) 2011-05-11 2012-11-14 Siemens Aktiengesellschaft Frequenzumrichter mit Erdschlussschutz und Verfahren zum Betreiben desselben
EP2710700B1 (de) 2011-05-19 2015-11-25 ABB Technology AG System und verfahren zum schutz eines stromnetzes
CN202305715U (zh) 2011-08-13 2012-07-04 武汉长海电气科技开发有限公司 故障快速识别装置
US9042146B2 (en) 2011-11-14 2015-05-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. DC pre-charge circuit
DK2634885T3 (en) * 2012-02-29 2015-11-23 Abb Technology Ltd DC power system with system protection features
GB2501057B (en) * 2012-03-05 2014-09-17 Alstom Technology Ltd Method of fault clearance
DK2654157T3 (da) 2012-04-17 2022-09-12 Siemens Energy AS Fejlbeskyttelsessystem for et elektrisk system til et dynamisk positioneret fartøj
US8830647B2 (en) 2012-05-24 2014-09-09 Mersen Usa Newburyport-Ma, Llc Fault current limiter
EP2750257B1 (de) 2012-09-17 2016-05-11 GE Energy Power Conversion Technology Ltd Schutzschalter
CN104769803B (zh) 2012-10-01 2019-01-04 Abb研究有限公司 具有功率电子装置的中压dc集电系统
CN203352192U (zh) 2013-05-23 2013-12-18 艾思玛太阳能技术股份公司 直流开关装置
CN104249629B (zh) 2013-06-28 2016-09-07 比亚迪股份有限公司 电动汽车、电动汽车的动力系统和动力电池的充电方法
US20150014277A1 (en) 2013-07-15 2015-01-15 Eaton Corporation Interchangeable switching module and electrical switching apparatus including the same
CN103457246B (zh) 2013-09-10 2016-04-20 中国人民解放军海军工程大学 中压直流供电的直流区域配电网络保护方法
CN104518564B (zh) 2013-09-26 2017-02-22 中国南方电网有限责任公司 一种具有区域自投功能的备自投装置及备自投方法
US9755433B2 (en) 2013-11-20 2017-09-05 Abb Schweiz Ag Hybrid alternating current (AC)/direct current (DC) distribution for multiple-floor buildings
US9853536B2 (en) 2013-12-23 2017-12-26 Abb Schweiz Ag Methods, systems, and computer readable media for managing the distribution of power from a photovoltaic source in a multiple-floor building
EP3084948B1 (de) 2014-02-06 2019-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und anlage zum übertragen elektrischer leistung mit einem reservegleichrichter
CN107210603B (zh) 2014-05-04 2020-07-14 Abb瑞士股份有限公司 基于转换器的dc配电系统中的故障保护
US9698589B1 (en) * 2014-06-09 2017-07-04 Google Inc. DC power distribution architectures
DE102014008706A1 (de) 2014-06-18 2015-12-24 Ellenberger & Poensgen Gmbh Trennschalter zur Gleichstromunterbrechung
CA2898926A1 (en) 2014-07-31 2016-01-31 General Electric Company Dc power system for marine applications
KR101635805B1 (ko) 2014-09-24 2016-07-04 인천대학교 산학협력단 Hvdc 시스템의 dc 차단 장치 및 방법
CN104242229A (zh) 2014-10-18 2014-12-24 国家电网公司 一种多断口混合直流断路器
JP6064982B2 (ja) 2014-12-12 2017-01-25 株式会社明電舎 直流遮断装置
US9787080B2 (en) 2014-12-16 2017-10-10 Eaton Corporation Microgrid distribution manager with dynamically adjustable trip curves for multi-source microgrids
KR102167948B1 (ko) 2014-12-31 2020-10-20 엘에스일렉트릭(주) 직류차단기 및 이의 차단방법
CN104617573A (zh) 2015-01-20 2015-05-13 清华大学 一种自然换流型混合式高压直流断路器
CN107210621A (zh) 2015-01-23 2017-09-26 西门子股份公司 船舶上的电能的分配
CN104638618B (zh) 2015-02-11 2016-03-02 国网山东省电力公司潍坊供电公司 一种gis母线设备跳闸快速恢复供电方法
KR102021863B1 (ko) 2015-05-13 2019-09-17 엘에스산전 주식회사 직류 차단기
EP3109964A1 (de) 2015-06-26 2016-12-28 Siemens Aktiengesellschaft Gleichstromnetz
EP3136526B8 (de) * 2015-08-25 2022-12-21 GE Energy Power Conversion Technology Ltd Erdungsfehlerschutzverfahren
CN105162093B (zh) 2015-08-31 2017-11-14 天津大学 一种用于直流配电系统短路故障的纵联保护方法
CN105207178B (zh) 2015-09-11 2016-06-29 国家电网公司 一种基于dg接入的配网故障定位及孤岛划分方法
CN105305372B (zh) 2015-11-20 2018-05-04 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 一种高压直流断路器及其控制方法
CN105529677A (zh) 2015-12-01 2016-04-27 中国矿业大学(北京) 一种主动抑制过电压的限流式固态断路器拓扑及其控制方法
CN105762775A (zh) 2016-03-31 2016-07-13 国电南瑞科技股份有限公司 110kV链式供电模式下的电网自愈系统及其自愈逻辑
CN105790236B (zh) * 2016-04-19 2018-03-13 南京南瑞继保电气有限公司 一种直流电流关断装置及其控制方法
GB201610901D0 (en) 2016-06-22 2016-08-03 Eaton Ind Austria Gmbh Hybrid DC circuit breaker
US10236675B2 (en) * 2016-07-26 2019-03-19 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Fault detection and protection during steady state using traveling waves
CN106099878B (zh) * 2016-08-04 2019-01-29 华中科技大学 一种电容充电型双向直流断路器及其应用
CN106253243B (zh) 2016-08-09 2018-09-28 南京南瑞继保电气有限公司 一种高压直流断路器的合闸控制方法
CN107768195B (zh) * 2016-08-18 2019-12-10 昆山国力源通新能源科技有限公司 直流接触器内置预充电电路及其控制方法
CN106486965A (zh) 2016-11-03 2017-03-08 中国电力科学研究院 一种自激振荡式的直流断路器及其控制方法
CN106786403B (zh) 2016-11-22 2020-01-10 华北电力大学 一种带续流回路的直流固态断路器
DE102016124638A1 (de) 2016-12-16 2018-06-21 Eaton Industries (Austria) Gmbh Überstrom- und Kurzschlussdetektor
ES2829324T3 (es) * 2017-03-21 2021-05-31 Siemens Energy AS Sistema de distribución de energía
CN107276045B (zh) 2017-06-10 2019-03-01 中国科学院电工研究所 一种混合直流限流断路器
CN107565524A (zh) 2017-09-30 2018-01-09 南方电网科学研究院有限责任公司 一种新型的快速机械式高压直流断路器
CN108152633A (zh) 2017-12-27 2018-06-12 北京安航达科技有限公司 基于电流消耗波形的非特定设备工作状态分析控制方法
CN108092253B (zh) * 2017-12-29 2020-02-18 东南大学 一种直流电网用电容型混合直流断路器及其控制方法
EP3534494B1 (de) 2018-02-28 2022-04-06 Delta Electronics (Thailand) Public Co., Ltd. Drahtlose übertragung grosser strommengen
CN108448548B (zh) 2018-04-26 2020-05-19 东南大学 一种基于预充电电容的组合式直流断路器及其控制方法
CN109193661A (zh) 2018-11-05 2019-01-11 武汉大学 一种基于多端柔性互联技术的交直流混合优质配电系统
CN109494693A (zh) 2018-11-16 2019-03-19 北京交通大学 一种降低重合闸冲击的混合式直流断路器及控制方法
CN109494695A (zh) 2019-01-07 2019-03-19 南京南瑞继保电气有限公司 一种中压直流配电网故障隔离与故障恢复的方法和系统
EP3925048A1 (de) 2019-03-29 2021-12-22 Siemens Aktiengesellschaft Elektrisches netzwerk
US11529917B2 (en) * 2020-04-29 2022-12-20 Lear Corporation Switch arrangement and method for controlling a switch arrangement
US11233475B2 (en) 2020-05-14 2022-01-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. DC bus precharge system

Also Published As

Publication number Publication date
CN114207975B (zh) 2024-05-31
EP3925046A1 (de) 2021-12-22
US20220020544A1 (en) 2022-01-20
US12217919B2 (en) 2025-02-04
WO2020200492A1 (de) 2020-10-08
CN113892219B (zh) 2025-08-22
CN114128072B (zh) 2024-11-15
EP3925047A1 (de) 2021-12-22
EP3928405A1 (de) 2021-12-29
US12205783B2 (en) 2025-01-21
CN114175436A (zh) 2022-03-11
CN114128072A (zh) 2022-03-01
CN114207975A (zh) 2022-03-18
WO2020200496A1 (de) 2020-10-08
WO2020200494A1 (de) 2020-10-08
US20220172914A1 (en) 2022-06-02
CN113892219A (zh) 2022-01-04
EP3925048A1 (de) 2021-12-22
WO2020200495A1 (de) 2020-10-08
US20220200275A1 (en) 2022-06-23
CN114207976A (zh) 2022-03-18
WO2020200493A1 (de) 2020-10-08
US12176163B2 (en) 2024-12-24
US20220166214A1 (en) 2022-05-26
US12266489B2 (en) 2025-04-01
US12237125B2 (en) 2025-02-25
US20220200274A1 (en) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013106854B4 (de) Schaltung zur Einschaltstrombegrenzung
EP2523333B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Frequenzumrichters mit geregelter Vorladung
EP3925072B1 (de) Gleichspannungsschalter
EP3414778B1 (de) Schutzschaltung für ein photovoltaik (pv)-modul, verfahren zum betrieb der schutzschaltung und photovoltaik (pv)-anlage mit einer derartigen schutzschaltung
DE112008003996T5 (de) Treibereinheit
EP3925045A1 (de) VORRICHTUNG ZUM ÖFFNEN ODER SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES UND VERFAHREN ZUM AUTOMATISCHEN SCHLIEßEN EINES GLEICHSTROMKREISES
EP3797460A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erkennen eines fehlers in einer hgü-leitung und erzeugen eines auslösesignals für einen gleichstromleistungsschalter
EP2523334A1 (de) Frequenzumrichter und Verfahren zum Betreiben desselben
WO2017186393A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer kapazität eines zwischenkreis-kondensators
DE102022113800B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Maschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, und Kraftfahrzeug
WO2021052949A2 (de) Verfahren zum detektieren eines kurzschlusses einer dc-last und gleichrichter mit einem derartigen verfahren
EP3593434B1 (de) Verfahren und anordnung zum erzeugen eines auslösesignals für einen hvdc-schalter
EP3783783B1 (de) Anordnung zum regeln eines leistungsflusses in einem wechselspannungsnetz und verfahren zum schutz der anordnung
EP3516701B1 (de) Solarmodul, photovoltaikanlage und verfahren zur spannungsbegrenzung
EP3900188A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum richtungsabhängigen betreiben eines elektrochemischen energiespeichers
EP4324066B1 (de) Energieversorgungssystem und verfahren zum laden eines energieversorgungssystems
DE10146868A1 (de) Schaltungsanordnung zum Vorladen eines stromrichtergespeisten Kondensators
EP4631769A1 (de) Verfahren zum betreiben einer elektrischen leistungsversorgungsvorrichtung, abschaltsteuervorrichtung und leistungsversorgungsvorrichtung
DE102024110209A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Leistungsversorgungsvorrichtung, Abschaltsteuervorrichtung, Abschalteinrichtung, und Leistungsversorgungsvorrichtung
EP3360216B1 (de) Elektrische schutzschaltung
EP1116312A1 (de) Energieversorgungseinrichtung für schutzgeräte von schaltanlagen
DE69838772T2 (de) Ventilüberstromschutz in einer Anlage zur elektrischen Kraftübertragung
DE102012218596B4 (de) Steuereinheit für ein Bordnetz, Bordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes
EP2523331A1 (de) Frequenzumrichter mit Erdschlussschutz und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102020204900A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Vorladen einer Eingangskapazität eines Fahrzeugs beim Ausbilden eines elektrischen Kontaktes mit einer Oberleitung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210914

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)