KR100960409B1 - 잠수함 직류 회로망 장치 - Google Patents

잠수함 직류 회로망 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100960409B1
KR100960409B1 KR1020077019989A KR20077019989A KR100960409B1 KR 100960409 B1 KR100960409 B1 KR 100960409B1 KR 1020077019989 A KR1020077019989 A KR 1020077019989A KR 20077019989 A KR20077019989 A KR 20077019989A KR 100960409 B1 KR100960409 B1 KR 100960409B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuses
combination
network
sub
breaker
Prior art date
Application number
KR1020077019989A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070108211A (ko
Inventor
게르트 알프
Original Assignee
지멘스 악티엔게젤샤프트
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
Application filed by 지멘스 악티엔게젤샤프트 filed Critical 지멘스 악티엔게젤샤프트
Publication of KR20070108211A publication Critical patent/KR20070108211A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100960409B1 publication Critical patent/KR100960409B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/08Propulsion
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J4/00Circuit arrangements for mains or distribution networks not specified as ac or dc
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/22Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
    • B63H23/24Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency 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
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/30Staggered disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/006Calibration or setting of parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

본 발명은 300 kA까지의 매우 높은 단락 전류를 갖는 잠수함 직류 회로망(1)에 관한 것으로서, 상기 직류 회로망(1)은 단락 보호 기능을 하는 동시에, 회로망 커플링(4)을 통해 상호 접속된 두 개의 서브-회로망(2, 3)을 구비함으로써 높은 활용도에 도달할 수 있다. 상기 두 개의 서브-회로망(2, 3)은 각각 적어도 하나의 전력 생성 유닛(G) 및 전력 소비 유닛(M)을 포함하고, 상기 유닛들은 퓨저블 보호 장치(5) 및 상기 퓨저블 보호 장치에 직렬 접속된 차단기(6)로 구성된 하나 또는 다수의 조합을 통해 서로 연결되어 있으며, 이 경우 상기 회로망 커플링(4)은 퓨즈들의 조합(7)을 구비하고, 단락의 경우에 상기 퓨즈들의 조합은 두 개의 서브-회로망(2, 3) 중 하나의 서브-회로망 내부에서는 상기 퓨저블 보호 장치(5) 및 차단기(6)로 구성된 조합들보다 짧은 응답 시간을 갖는다.

Description

잠수함 직류 회로망 장치{SUBMARINE DIRECT CURRENT NETWORK DEVICE}
본 발명은 특허 청구항 1에 따른 잠수함 직류 회로망 장치에 관한 것이다.
전기 추진 장치 및 주전원으로서 형성된 잠수함 직류 회로망은 자체 특성상 섬 회로망(Island Network)이고, 작동과 관련해서는 특별한 요구 조건들에 종속되어 있다. 상기 잠수함 직류 회로망은 대부분 DC 1000 V까지의 높은 작동 전압 또는 전위를 갖는 저전압 회로망으로서 형성되었다.
상기와 같은 유형의 잠수함 직류 회로망은 예컨대 제너레이터, 배터리, 경우에 따라서는 연료 전지와 같은 에너지 생성 유닛을 포함하며, 상기 에너지 생성 유닛은 보조 구동 장치에 전력을 공급하기 위하여 예컨대 추진 모터 또는 주전원과 같은 하나 또는 다수의 전력 소비 유닛에 전력을 공급한다. 상기 전력 생성 유닛 및 전력 소비 유닛은 보호- 및 스위칭 부재를 통해 서로 연결되어 있으며, 상기 보호- 및 스위칭 부재는 한편으로는 (예컨대 상이한 추진 회로들을 조절하기 위하여) 작동상의 접속 또는 차단을 가능케 해야 하고, 다른 한편으로 에러의 경우, 특히 단락의 경우에는 개별 전력 소비 유닛 및 전력 생성 유닛의 차단 또는 직류 회로망의 특정 부분들의 차단을 가능케 해야 한다.
작동 특성을 개선하고, 전압 안정성을 높이며, 회로망의 반작용을 줄이기 위하여 잠수함 직류 회로망은 매우 낮은 임피던스로 설계되었다. 그와 동시에, 특히 새로운 구조적 형상을 갖고 구동력이 강한 잠수함에서는 상기 회로망이 다수의 전력 생성 유닛, 예컨대 여덟 개까지의 배터리 및 제너레이터를 포함한다. 그 결과로, 상기와 같은 회로망에서는 전력이 풍부하고 비교적 오랫동안 유지되는, 300 kA 이상까지의 매우 높은 총 단락 전류가 가능해진다. 이와 같이 높은 총 단락 전류는 퓨저블 보호 장치(fusible protection device, 의사 퓨즈(pseudo fuse)로도 불림) 및 차단기(circuit breaker)로 구성된 종래의 통상적인 조합에 의해서는 제한되거나 차단될 수 없는데, 그 이유는 퓨저블 보호 장치들이 통상적으로는 약 200 kA까지의 단락 전류만을 제한할 수 있고, 차단기는 통상적으로 약 100 kA까지의 단락 전류만을 차단할 수 있기 때문이다.
WO 02/15361호에는, 전술한 높은 총 단락 전류를 고온 초전도체(HTS)-전류 제한기를 이용하여 제한한 다음에 차단기로써 차단하는 방식이 공지되어 있다. 이와 같은 방식의 HTS-전류 제한기는 본 출원인에 의해서 예를 들어 SINAVYCIS HTS FCL이라는 제품명으로 판매되고 있다.
본 발명의 과제는, 전력이 풍부하고 비교적 오랫동안 유지되는, 300 kA 이상까지의 매우 높은 부분 단락 전류 및 총 단락 전류의 상황에서 HTS-기술을 사용하지 않고서도 단락 보호 기능을 가능케 하는 잠수함 직류 회로망을 제공하는 동시에 상기 회로망의 높은 활용도를 보장하는 것이다.
상기 과제는 잠수함 직류 회로망이 회로망 커플링을 통해 상호 접속된 두 개의 서브-회로망을 구비함으로써 해결되며, 이 경우 상기 두 개의 서브-회로망은 각각 적어도 하나의 전력 생성 유닛 및 전력 소비 유닛을 포함하고, 상기 유닛들은 각각 하나의 퓨저블 보호 장치 및 상기 퓨저블 보호 장치에 직렬 접속된 차단기로 구성된 하나 또는 다수의 조합을 통해 서로 연결되어 있다. 상기 회로망 커플링은 퓨즈들의 조합을 구비하고, 두 개의 서브-회로망 중 하나의 서브-회로망에서의 단락의 경우에 상기 퓨즈들의 조합은 상기 퓨저블 보호 장치 및 상기 퓨저블 보호 장치에 직렬 접속된 차단기로 구성된 조합들보다 짧은 응답 시간을 갖는다. 이 경우 퓨즈들의 조합이란 두 개 또는 다수의 (개별-) 퓨즈들의 병렬 접속을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 각각 종속 청구항들의 대상이다.
하나의 회로망을 각각 적어도 하나의 전력 생성 유닛 및 전력 소비 유닛을 포함하는 두 개의 서브 회로망으로 분할함으로써 그리고 상기 두 개의 서브 회로망을 하나의 회로망 커플링을 통해 결합함으로써, 상기 두 개의 서브-회로망 중 하나의 서브-회로망에서의 단락의 경우에 결점 없는 다른 서브-회로망의 단락 전류가 상기 회로망 커플링 내에 있는 퓨즈들의 조합을 통해 흐르게 된다. 상기 퓨즈들의 조합의 응답 시간이 퓨저블 보호 장치 및 단락 경로 내에 있는 차단기로 구성된 조합들의 응답 시간보다 짧기 때문에, 단락의 경우에는 퓨저블 보호 장치 및 차단기로 구성된 조합들의 응답이 이루어지기 전에, 상기 두 개의 서브-회로망들이 매우 신속하게 분리된다. 결점 없는 서브-회로망의 단락 전류를 중단시킴으로써, 상기 결점 없는 서브-회로망의 총 단락 전류는 단락 경로 내에 있는 퓨저블 보호 장치에 의한 제한 및 차단기에 의한 최종적인 차단을 가능케 하는 정도의 값으로 줄어든다. 회로망 분리가 개별 퓨저블 보호 장치들의 상황에 따른 응답 전에 결점 없는 서브-회로망 내에서 이루어지기 때문에, 상기 결점 없는 서브-회로망의 기능성 그리고 그와 더불어 직류 회로망의 활용도가 유지될 수 있다.
잠수함 직류 회로망을 두 개의 서브-회로망들로 분할하고, 상기 두 개의 서브-회로망들을 작동에 적합하게 커플링 함으로써, 하나의 서브-회로망 내에서 전력 생성에 문제가 있는 경우에는 회로망 커플링을 통해 다른 서브-회로망을 이용하여 상기 문제가 있는 서브-회로망에 전력을 공급하는 것이 가능해지며, 그럼으로써 직류 회로망의 활용도는 전체적으로 상승할 수 있다.
상기와 같은 퓨즈들의 조합은 바람직하게 회로망 커플링을 통해 최대로 생성하는 연속 동작 전류 및 단기간 동안의 피크 전류에 맞추어 설계되었다. 상기 연속 동작 전류는, 전력 생성 유닛 및 전력 소비 유닛이 작동에 따라 특정 방식으로 회로 설계된 경우에는 직류 회로망의 정상 동작 중에 회로망 커플링을 통해 흐르는 전류에 의해서 정해질 수 있거나 또는 하나의 서브-회로망에 다른 하나의 서브-회로망에 의해서 전력이 공급되는 경우에는 장애 시에 회로망 커플링을 통해 흐르는 전류에 의해서 정해질 수 있다.
예컨대 약 5 내지 10 ms 이내에 이루어져야 할 두 개 서브-회로망의 신속한 분리는 상기 연속 동작 전류에 맞추어 설계된 개별 퓨즈들에 의해서는 불가능한데, 그 이유는 상기 개별 퓨즈들의 응답 시간이 지나치게 길기 때문이다. 그렇기 때문에, 단 하나의 대형 퓨즈 대신에 상응하게 보다 짧은 응답 시간을 갖고 병렬 접속된 다수의 소형 퓨즈들의 조합이 제공된다. 단독으로는 단지 일부분의 전류만을 가질 수 있으나, 병렬 회로의 경우에는 작동에 따라 회로망 커플링을 통해 흐르는 전체 연속 동작 전류를 가질 수 있는 다수의 (개별-) 퓨즈들을 병렬 접속함으로써, 두 개 서브-회로망의 신속한 분리를 위한 짧은 응답 시간 그리고 회로망 커플링을 통해 흐르는 높은 연속 동작 전류가 동시에 가능해질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 조치들의 상호 작용에 의해서는, HTS-기술을 사용하지 않고서도 회로망의 높은 활용도 그리고 300 kA 이상까지의 단락 전류에서 단락 보호 효과가 동시에 성취될 수 있다.
퓨즈들의 조합의 개별 퓨즈들의 가급적 정확한 응답은, 상기 퓨즈들의 조합의 개별 퓨즈들에 전류를 분배하는 과정이 가급적 균일하게 이루어짐으로써 성취될 수 있다. 이와 같은 내용은, 상기 퓨즈들의 조합의 모든 병렬 경로들이 동일한 전기 저항을 각각 하나씩 구비함으로써 가능해질 수 있다. 예를 들어 상기와 같은 성과는, 각각 동일한 총 도체 길이를 갖는 동일한 접속 도체들이 개별 병렬 경로들에서 사용됨으로써 가능하다.
두 개의 서브-회로망들이 상호 대칭적인 구조를 갖는 경우, 즉 각각 동일한 개수의 전력 생성 유닛 및 전력 소비 유닛을 구비하는 경우에는, 회로망 커플링(4)을 통해 흐를 수 있는 연속 동작 전류가 매우 작게 유지될 수 있음으로써, 퓨즈들의 조합은 매우 적은 연속 동작 전류에 맞추어서 그리고 그와 더불어 매우 짧은 응답 시간에 맞추어서 설계될 수 있다.
본 발명 그리고 종속 청구항들에 따른 본 발명의 추가의 바람직한 실시예들은 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 잠수함 직렬 회로망의 원리적인 개략도이고,
도 2는 도 1에 따른 직류 회로망의 "전진 항해 및 배터리 충전" 작동 모드를 도시한 개략도이며,
도 3은 도 1에 따른 직류 회로망의 "최고 항해 단" 작동 모드를 도시한 개략도이고,
도 4는 전류가 균일하게 분포되고 상호 병렬 접속된 세 개의 퓨즈를 구비한 퓨즈들의 조합을 도시한 개략도이며,
도 5는 전류가 균일하게 분포되고 상호 병렬 접속된 여덟 개의 퓨즈를 구비한 퓨즈들의 조합을 도시한 개략도이고,
도 6은 전류가 균일하게 분포되고 상호 직렬 접속된 2-스위치 차단기를 구비한 퓨즈들의 조합을 도시한 개략도이며,
도 7은 표유 자계가 없는 상호 직렬 접속된 차단기를 구비한 퓨즈들의 조합을 도시한 개략도이다.
도 1은 상호 대칭 구조를 가지며 회로망 커플링(4)을 통해 서로 접속된 두 개의 서브-회로망(2 및 3)을 구비한 잠수함의 직류-추진 회로망의 원리도를 보여준다. 각각의 서브-회로망(2, 3)은 전력 생성을 위하여 하나의 제너레이터(G) 및 두 개의 배터리(8)를 포함한다. 생성되는 전력은 잠수함 프로펠러(12) 그리고 상세하게 도시되지 않은 주전원을 구동시키기 위한 모터(M)에 전력을 공급하기 위하여 사용된다. 서브-회로망(2, 3)은 각각 병렬 접속된 다수의 제너레이터(G)를 포함할 수도 있다.
상기 서브-회로망(2, 3)의 개별 부품들은 각각 하나의 퓨저블 보호 장치(5) 그리고 상기 퓨저블 보호 장치에 직렬 접속되어 있고 과전류 작동기를 구비한 차단기(6)로 구성된 하나 또는 다수의 조합들을 통해 서로 연결되어 있다. 상기 퓨저블 보호 장치(5)는 실제로 그 중앙 부분이 좁게 형성된 레일 형태의 도체로 이루어지며, 상기 좁은 중앙 부분은 규정된 연속 동작 전류용으로 설계되었다. 단락 전류가 상기 연속 동작 전류보다 확연히 더 큰 경우에는 상기 좁은 중앙 부분에서 아크(electric arc)가 점화되고, 상기 아크는 아크 저항을 형성하며, 상기 아크 저항은 직렬 접속된 차단기가 개방될 때까지 단락 전류를 상기 차단기의 스위치-오프 가능 레벨, 즉, 차단 정격으로 제한한다.
회로망 커플링(4)은 예를 들어 병렬 접속된 세 개(도 4 참조) 또는 여덟 개(도 5 참조)의 개별 퓨즈를 포함하는 퓨즈들의 조합(7)을 구비한다. 상기 퓨즈들의 조합(7)은 차단기(9)에 의해서 우회(bypass) 될 수 있다.
전력 생성 유닛 및 전력 소비 유닛은 차단기(6)에 의해서 그리고 분기(10 및 11)를 통해서 전기적으로 병렬 또는 직렬 접속될 수 있다.
도 2에 도시된 "전진 항해 및 배터리 충전" 작동 모드에서는 두 개의 서브-회로망(2, 3) 내에 있는 모든 전력 생성 유닛 및 전력 소비 유닛이 병렬 접속된다. 즉, 제너레이터(G)가 모터(M)에 전력을 공급하고 배터리(8)를 충전시킨다. 상기 두 개의 서브-회로망 중 하나의 회로망이 단락인 경우에는(서브-회로망(3)의 전류 경로(13) 내에서의 단락이 예로 도시됨), 결함 없는 서브-회로망(2)의 각각의 병렬 분기들이 회로망 커플링(4)을 통해 단락 전류(Ik)를 생성함으로써, 전체적으로 4*Ik의 총합 단락 전류가 회로망 커플링(4)을 통해 흐르게 된다.
따라서, 단락과 연관된 전류 경로(13) 내에서는 서브-회로망(3)의 각각 병렬 접속된 세 개의 전력 생성 유닛 및 전력 소비 유닛의 단락 전류(즉, 3*Ik) 그리고 회로망 커플링을 통해 흐르는 4*Ik의 총합 단락 전류를 합한 총 7*Ik의 단락 전류가 흐르게 된다. 이와 같이 높은 총합 단락 전류는 단락과 연관된 전류 경로(13)의 퓨저블 보호 장치(5)에 의해서는 더 이상 제한될 수 없다.
그렇기 때문에 퓨즈들의 조합(7)은, 상기와 같은 단락의 경우에 상기 퓨즈들의 조합이 단락과 연관된 전류 경로(13) 내에 있는 퓨저블 보호 장치(5) 및 차단기(6)로 구성된 조합보다 짧은 응답 시간을 갖도록 형성되었다. 따라서, 두 개의 서브-회로망 중 하나의 서브-회로망이 단락인 경우에는 단락과 연관된 서브-회로망이 결함 없는 서브-회로망으로부터 신속하게 분리된다. 그럼으로써, 한편으로 단락과 연관된 서브-회로망(3)의 전류 경로(13) 내에 있는 단락 전류는 퓨저블 보호 장치(5) 및 차단기(6)로 구성된 조합에 의해서 결정될 수 있는 값으로 줄어들고, 다른 한편으로 결함 없는 서브 회로망(2)의 퓨저블 보호 장치(5) 및 차단기(6)의 응답 가능성이 피해짐으로써, 상기 결함 없는 서브-회로망(2)의 기능성이 유지될 수 있다.
회로망 분리 그리고 상기 회로망 분리에 의해서 야기되는 전류 경로(13) 내에서의 단락 전류의 감소 후에는, 남아 있는 총합 단락 전류에 의하여 상기 전류 경로(13)의 퓨저블 보호 장치(5)이 점화됨으로써, 단락 전류는 상기 퓨저블 보호 장치(5)에 직렬 접속된 차단기(6)에 의해서 차단될 수 있을 정도의 값으로 재차 줄어든다. 이 경우 바람직하게 퓨즈들의 조합은 약 5 ms 후에 응답하고, 퓨저블 보호 장치는 약 10 ms 후에 응답하며, 차단기는 약 25 ms 후에 응답한다.
도 3에 도시된 "최고 항해 단" 작동 모드에서 두 개 서브-회로망(2, 3)의 배터리(8)는 직렬 접속되어 있고, 상기 두 개 서브-회로망(2, 3)의 모터(M)는 상기 배터리에 병렬 접속되어 있다. 그럼으로써 모터(M)는 예를 들어 3 kA의 공칭 전류(In)를 갖는 4배의 배터리 전압(4*Ub)에서 작동된다. 따라서, 회로망 커플링(4)을 통해서는 계속해서 높은 모터 공칭 전류(In)가 흐르는 동시에 4*Ub의 높은 전압이 인가된다. 다른 한편으로, 상기 작동 모드에서 퓨즈들의 조합을 통해 흐르는 최대 총합 단락 전류는 단지 Ik에 불과하다. 총합 단락 전류가 차단기에 의해서만 단독으로 통제될 수 있기 때문에, 상기 퓨즈들의 조합(7)은 차단기(9)에 의해서 브리징 될 수 있다. 따라서, 상기 퓨즈들의 조합은 4배 배터리 전압(4*Ub) 레벨의 작동 전압에 맞추어서 설계될 필요 없이, 단지 (1배) 배터리 전압(Ub) 레벨의 작동 전압에 맞추어서만 설계된다.
퓨즈들의 조합(7)의 매우 신속한 응답은, 높은 작동 전압에 맞추어 설계되어 응답 시간이 긴 단 하나의 퓨즈 대신에 병렬 접속된 다수의 퓨즈들을 사용함으로써 성취되며, 상기 다수의 퓨즈들은 각각 상응하게 짧은 응답 시간을 갖는 낮은 레벨의 연속 동작 전류에 맞추어 설계되었으나, 총합에서는 원하는 연속 동작 전류를 가질 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 퓨즈들의 조합(7)은 1000 A, 총합으로는 최대 3 kA까지의 정격 전류를 갖는 세 개의 병렬 접속된 개별 퓨즈(17)를 포함한다.
퓨즈들의 조합(7)의 개별 퓨즈(17)의 가급적 정확한 응답을 위해서는, 개별 퓨즈(17)에 대한 전류 분배가 가급적 균일하게 이루어져야만 한다. 이와 같은 균일한 전류 분배는, 예를 들어 ― 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이 ― 각각 동일한 총 도체 길이를 갖는 동일한 접속 도체들이 퓨즈들의 조합(7)의 개별 병렬 경로들에서 사용됨으로써 가능하다.
도 5에 도시된 퓨즈들의 조합(7)은 450 A, 총합으로는 최대 3.6 kA까지의 정격 전류를 갖는 여덟 개의 병렬 접속된 개별 퓨즈(18)를 포함한다. 이 경우에도 ― 예를 들어 각각 동일한 총 도체 길이를 갖는 동일한 접속 도체들이 개별 병렬 경로들에서 사용됨으로써 ― 개별 병렬 경로들에 대하여 균일한 전류 분배가 보증된다.
서브-회로망을 작동에 따라 접속 또는 접속해제할 수 있기 위하여, 회로망 커플링에는 추가의 차단기가 퓨즈들의 조합에 직렬로 접속될 수 있다. 상기 차단기는 바람직하게 두 개의 스위치(도 6 참조)를 갖거나 또는 세 개의 스위치(도 7 참조)를 갖는다.
2-스위치의 차단기(즉, 두 개의 병렬 스위치를 갖는 차단기)를 사용하는 경우, 절반의 퓨즈들이 두 개의 스위치들 중에서 하나의 스위치에 연결되고, 다른 절반의 퓨즈들은 상기 두 개의 스위치들 중에서 다른 하나의 스위치에 연결됨으로써, 퓨즈들의 조합의 개별 경로들에 대하여 뿐만 아니라 상기 차단기의 두 개의 스위치에 대해서도 균일한 전류 분배가 성공적으로 이루어질 수 있다. 도 6은 상기와 같은 경우의 예로서 여덟 개의 퓨즈(18)를 구비한 퓨즈들의 조합(17) 및 상기 퓨즈들의 조합에 직렬 접속된 2-스위치의 차단기(60)를 보여주며, 이 경우 상기 차단기(60)의 두 개의 스위치(60a, 60b)는 각각 네 개의 퓨즈(18)에 접속되어 있다.
퓨즈들의 조합(7)에 직렬 접속된 차단기가 3-스위치의 차단기(61)이고, ― 도 7에 도시된 바와 같이 ― 상기 3-스위치 차단기의 세 개의 스위치(61a, 61b, 61c)를 통해 흐르는 전류에 의해서 발생하는 표유 자기장이 적어도 부분적으로 상호 보상되도록 상기 3-스위치 차단기의 세 개의 스위치(61a, 61b, 61c)가 회로망 커플링에 접속될 수 있음으로써, 회로망 커플링은 특히 표유 자계가 없이 구현될 수 있다. 그럼으로써, 잠수함 전원 장치에 있는 다른 부품들의 전자기적인 장애들이 피해질 수 있고, 상기 자기장을 참조하여 이루어지는 잠수함의 탐색 가능성도 줄어들 수 있다.
표유 자기장의 보상은 차단기(61)의 세 개의 스위치(61a, 61b, 61c)가 상호 병렬 배치됨으로써 특히 간단하게 이루어질 수 있으며, 이 경우 제 2 스위치(61b)는 실제로 제 1 스위치(61a)와 제 3 스위치(61c) 사이의 중앙에 배치되어 있다. 스위치(61a 및 61c)는 ― 퓨즈들의 조합(7)과 마찬가지로 ― 서브 회로망 사이에 있는 회로망 커플링의 (L+)-접속부에 접속되는 반면, 스위치(61b)는 상기 회로망 커플링의 (L-)-접속부에 접속된다. 상기 제 1 스위치(61a)는 퓨즈들의 조합(7)의 절반의 퓨즈(18)에 접속되어 있고, 상기 제 3 스위치(61c)는 퓨즈들의 조합(7)의 다른 절반의 퓨즈(18)에 접속되어 있으며, 이 경우에는 적합한 조치에 의하여 상기 퓨즈들의 조합(7)의 여덟 개의 병렬 경로에 대하여 균일한 전류 분배가 보증된다.
회로망 커플링을 통해 흐르는 전류(In)가 (L+)-접속부 내에서 상기 제 1 스위치(61a) 또는 상기 제 3 스위치(61c)을 통해 흐르는 두 개의 동일한 크기의 부분 전류(In/2)와 (L-)-접속부 내에서 상기 제 2 스위치(61b)을 통해 흐르는 역방향 전류 크기의 절반 크기를 갖지만 상기 역방향 전류와 반대로 향하는 부분 전류(In)로 분할됨으로써, 회로망 커플링을 통해 흐르는 전류(In)에 의해서 발생하는 자기장은 대부분 상호 보상된다.

Claims (7)

  1. 회로망 커플링(4)을 통해 상호 접속된 두 개의 서브-회로망(2, 3)을 구비한 잠수함 직류 회로망 장치에 있어서,
    상기 두 개의 서브-회로망(2, 3)이 각각 적어도 하나의 전력 생성 유닛(G) 및 전력 소비 유닛(M)을 포함하고, 상기 유닛들은 퓨저블 보호 장치(fusible protection device)(5) 및 차단기(6)를 각각 포함하는 하나 또는 다수의 조합을 통해 서로 연결되어 있으며,
    상기 퓨저블 보호 장치는 상기 차단기(6)가 개방될 때까지 단락 전류를 상기 차단기(6)의 차단 정격으로 제한하기 위한 것이고, 상기 차단기(6)는 상기 퓨저블 보호 장치에 직렬 접속되며,
    상기 회로망 커플링(4)은 퓨즈들의 조합(7)을 구비하고, 상기 퓨즈들의 조합(7)은 서로 병렬로 연결된 복수 개의 퓨즈들을 포함함으로써, 상기 두 개의 서브-회로망(2, 3) 중 하나의 단락의 경우에 상기 퓨즈들의 조합(7)의 응답 시간은 상기 퓨저블 보호 장치(5) 및 상기 차단기(6)를 포함하는 조합들의 응답 시간보다 짧은, 잠수함 직류 회로망 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 퓨즈들의 조합(7)의 개별 퓨즈(17 또는 18)들에 전류가 균일하게 분배되는, 잠수함 직류 회로망 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 퓨즈들의 조합(7)과 병렬 접속된 차단기(9)를 구비하는, 잠수함 직류 회로망 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 퓨즈들의 조합(7)에 직렬 접속된 차단기(60, 61)를 구비하는, 잠수함 직류 회로망 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 차단기(60)는 두 개의 스위치를 가지며,
    상기 퓨즈들의 조합(7)의 퓨즈(18)들 중 절반은 상기 두 개의 스위치 중에서 하나의 스위치(60a)에 직렬 접속되고, 상기 퓨즈들의 조합(7)의 퓨즈(18)들 중 나머지 절반은 상기 두 개의 스위치 중에서 다른 하나의 스위치(60b)에 직렬 접속되는, 잠수함 직류 회로망 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 차단기(61)는 세 개의 스위치를 가지며,
    상기 차단기의 세 개의 스위치(61a, 61b, 61c)는 이 세 개의 스위치(61a, 61b, 61c)를 통해 흐르는 전류에 의해서 발생하는 표유 자기장이 적어도 부분적으로 상호 보상되도록 상기 회로망 커플링(4)에 접속될 수 있는, 잠수함 직류 회로망 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 두 개의 서브-회로망(2, 3)이 상호 대칭 구조를 갖는, 잠수함 직류 회로망 장치.
KR1020077019989A 2005-02-25 2006-02-22 잠수함 직류 회로망 장치 KR100960409B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005008766A DE102005008766B3 (de) 2005-02-25 2005-02-25 U-Boot-Gleichstromnetz
DE102005008766.3 2005-02-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070108211A KR20070108211A (ko) 2007-11-08
KR100960409B1 true KR100960409B1 (ko) 2010-05-28

Family

ID=36588833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077019989A KR100960409B1 (ko) 2005-02-25 2006-02-22 잠수함 직류 회로망 장치

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1851841B1 (ko)
KR (1) KR100960409B1 (ko)
BR (1) BRPI0607831A2 (ko)
DE (1) DE102005008766B3 (ko)
ES (1) ES2411976T3 (ko)
WO (1) WO2006089904A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006059199B3 (de) * 2006-12-13 2008-04-17 Howaldtswerke-Deutsche Werft Gmbh Unterseeboot
DE102008026246A1 (de) * 2008-05-30 2009-12-31 Howaldtswerke-Deutsche Werft Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Bordstromnetzes
DE102008053074A1 (de) * 2008-07-09 2010-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Schnellschalteinrichtung für eine Hochleistungs-Batterie in einem Gleichstrominselnetz
DE102009007969A1 (de) * 2009-02-06 2010-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Kurzschluss-Schutzvorrichtung und Schaltanlage mit derartigen Schutzvorrichtungen
WO2011138298A2 (en) * 2010-05-03 2011-11-10 Siemens Aktiengesellschaft Method for modernization of a direct-current propulsion drive
US9748762B2 (en) 2014-03-21 2017-08-29 Abb Schweiz Ag Method and apparatus for the protection of DC distribution systems
GB2525631B (en) 2014-04-30 2017-05-03 Subsea 7 Ltd Subsea replaceable fuse assembly
US9419428B2 (en) 2014-05-15 2016-08-16 Abb Technology Ag Protection device for DC collection systems
DE102014109092A1 (de) 2014-06-27 2015-12-31 Thyssenkrupp Ag Antriebssystem für ein U-Boot
EP3844837A1 (en) 2018-11-13 2021-07-07 Rivian IP Holdings, LLC Distribution system for unswitched high voltage power
US11381072B2 (en) 2018-11-13 2022-07-05 Rivian Ip Holdings, Llc Quick battery disconnect system for high current circuits
DE102021111027A1 (de) * 2021-04-29 2022-11-03 Continental Automotive Gmbh Bordnetz, insb. für ein Kraftfahrzeug

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002015361A1 (de) 2000-08-17 2002-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur sofortabschaltung bei kurzschlüssen in elektrischen dc- und ac-netzen von über- und unterwasserschiffen, insbesondere kampfschiffen, und offshore-anlagen

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1469808U (ko) *
DE672563C (de) * 1936-04-29 1939-03-04 Aeg Schmelzsicherungsanordnung fuer hohe Nennstromstaerken
DE1087682B (de) * 1959-07-06 1960-08-25 Licentia Gmbh Schalteinrichtung mit Niederspannungs-Hochleistungs-Sicherungen
DE10325456A1 (de) * 2003-06-05 2004-12-30 Howaldtswerke Deutsche Werft Ag Unterseeboot
DE10331823A1 (de) * 2003-07-14 2005-02-10 Siemens Ag Schiffs-Energieversorgungs- und -verteilungsanlage
WO2005031932A1 (de) * 2003-09-22 2005-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische schalteinrichtung und verfahren zum betreiben einer elektrischen schalteinrichtung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002015361A1 (de) 2000-08-17 2002-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur sofortabschaltung bei kurzschlüssen in elektrischen dc- und ac-netzen von über- und unterwasserschiffen, insbesondere kampfschiffen, und offshore-anlagen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006089904A1 (de) 2006-08-31
KR20070108211A (ko) 2007-11-08
DE102005008766B3 (de) 2006-11-16
EP1851841B1 (de) 2013-05-29
BRPI0607831A2 (pt) 2009-10-06
ES2411976T3 (es) 2013-07-09
EP1851841A1 (de) 2007-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100960409B1 (ko) 잠수함 직류 회로망 장치
RU2500062C2 (ru) Быстродействующее переключающее устройство для аккумуляторной батареи высокой мощности в изолированной сети постоянного тока
US9735621B2 (en) Segment protected parallel bus
EP1991919B1 (en) A hybrid on-load tap changer and a method of operating the same
CN104205544B (zh) 使用混合电路断路器的转换开关作为选择器开关
KR101405874B1 (ko) 특히 동적으로 포지셔닝되는 선박들에서 발전기들과 추진기들을 연결시키기 위한 전기 스위치기어
DE102011089851B4 (de) Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung von elektrischen Verbrauchern und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung
US20180159315A1 (en) Dc grid
MXPA05010785A (es) Convertidor de energia.
AU2017214784B2 (en) System for redundant power supply to a data center
CA2728383C (en) A battery unit arrangement for high voltage applications, connector and disconnector arrangement and method
Flynn et al. Fault management strategies and architecture design for turboelectric distributed propulsion
KR20040108541A (ko) 잠수함
KR20230087504A (ko) 전기 전력 시스템
US10658830B2 (en) Power system and method of forming the same
CN110932255A (zh) 一种直流快切装置及方法
CN217956765U (zh) 一种供电系统
CN114156846B (zh) 低损耗多端直流断路器及其控制方法
Rashwan Configurations of HVDC Links
Bertuzzi et al. Static transfer switch (STS): Application solutions. Correct use of the STS in systems providing maximum power reliability
JP2024036045A (ja) 部品交換方法及び電源回路
WO2011138298A2 (en) Method for modernization of a direct-current propulsion drive
JPS59153421A (ja) 電力設備

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130415

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140417

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170410

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180417

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190408

Year of fee payment: 10