售电断路器的制造方法_4

文档序号:9220941阅读:来源:国知局
636通信。
[0128] 示例 22
[0129] 图12示出示例PVM断路器600的更多细节,其包括与热磁跳闸功能628协作以便 断开,闭合和/或重置对应可分离触点629 (图13)的外部断路器手柄642,通过逻辑电路 604控制的0K指示器644,以及输入到逻辑电路604的测试/重置按键646。
[0130] 在该示例中,对于每条线路或电力导体存在沿着对应电流传感器648,649,电压传 感器650,651和可分离触点630A,630B穿过PVM断路器600的火线和中性线。计量功能602 的电力计量电路652从电流传感器648,649和电压传感器650,651输入,并且输出对应电 力值到逻辑电路604,该电力计量电路使用计时器/时钟功能654以在存储器610的数据库 608中提供对应的具有时间戳的能量值606。电流传感器648,649可与相应的可分离触点 630A,630B串联电连接,可以是耦接到电力线的电流互感器,或者可以是任何适当的电流感 测装置。电压传感器650,651可被电连接到与相应的可分离触点630A,630B串联的相应电 力线,可以是电压互感器,或者可以是任何适当的电压感测装置。
[0131] 示例 23
[0132] 图13是示例PVM断路器600的示例单线图。尽管示出一相(例如火线或中性 线),所公开的概念适用于具有任意数量相位或极的PVM断路器。通过终端620接收火线 到母线条(未示出)。电流流过热磁过载保护功能628的第一断路元件629,并且流过一组 可控可分离触点630(对于火线在该示例中仅示出一组)到负载端子614。第一电流互感 器(CT)648提供电流感测和具有可定制跳闸设定的接地故障检测。从负载中性的负载端子 616返回到电连接的中性抽头622,例如返回到控制板或负载中心(未示出)的中性条,来 提供来自负载612 (图11)的返回电流路径。第二CT649提供电流感测和具有可定制跳闸设 定的接地故障检测。通过控制可控可分离触点630的逻辑电路604输入CT 648,649的输 出。电源632从火线和中性线接收电力。逻辑电路通信电路634同样输出到扩展端口 624 的通信终端点656 (图12)。
[0133] 示例 24
[0134] 图14示出图11的若干附加模块626的一种示例,其可以是EV附加模块700。除 了从断路器600到模块700移动的某些功能外,图11-13的PVM断路器600和图14的EV 附加模块700可与本文中描述的断路器2, 2',2"以相同或基本上相同的方式运行。示例模 块700加入合适的EV通信协议的硬件和软件实现,相对低阈值的接地故障检测,以及可控 可分离触点630 (图12)的控制。更具体地,模块700 (针对NEMA市场)执行SAE J-1772? 或(在可应用地区)执行IEC 62196的功能,并且在连接外部用户接口 706之外提供导引 信号702 (和可选的接近信号704)的输出和输入。模块700控制PVM断路器600以执行适 当的电力联锁并且符合合适的标准。其将计量信息分配给插入会话历史并且可执行分析功 能(例如但不限于使用基于能量的限制;智能调度)。模块700例如针对VIN分配用量和 记账,这可用于收集来自燃油购买的损失税收,启动油门调节(例如控制费率),以及面板 协调(例如与其它可控PVM断路器协调以减少或管理用于整个面板或公共设施的全部需求 用量)以便避免需求费。
[0135] 模块700包括用于到PVM断路器600的第一火线的第一导体指状物708,以及用于 到该PVM断路器的第二火线或中性线的第二导体指状物710。将导体指状物708, 710电连 接到电负载715的相应端子712,714。这些端子用于提供AC电力到EV连接器内(例如图 4B的32)。对于单极EV断路器,这些是火线和中性线。对于二极EV断路器,这些是两条火 线。对于三极EV断路器,这些是三条火线。
[0136] 若干电流传感器716感测可向逻辑电路720输出故障信号和其它电流信息的接地 故障保护电路718的差分电流。逻辑电路720依次可通过通信电路722在外部通信到第一 扩展端口 724 (例如但不限于向PVM断路器600提供跳闸信号)和/或到第二扩展端口 726 以便与其它本地或远程装置(未示出)通信。以下结合图20讨论扩展端口 724, 726的细 T。
[0137] 逻辑电路720同样与存储器728和可包括若干指示灯730和重置按键732的外部 用户接口 706通信。为了支持各种EV接口功能,逻辑电路720进一步与在端子736处与导 引信号702连接的DC,PWM输出和传感器功能734通信,以及在用于IEC类型EV附加模块 的端子740处与可选接近信号704 (或接近电阻器(未示出))连接的可选接近电路738通 信。模块700同样包括为接地端子744提供接地的接地抽头742。
[0138] 示例模块700可与PVM断路器600或本文中公开的馈送合适的电负载的任意合适 的断路器一起采用。通过该断路器实施的示例保护功能可包括过流,接地故障,过压,负载 联锁和/或安全自动重置。示例控制功能包括到模块700的接口,用于负载(例如EV)的 适当算法以及负载(例如EV)的状态管理。
[0139] 通过模块700实施的示例认证功能包括允许本地或远程地访问断路器的电力或 控制(即向负载售电)的验证,以及额外逻辑和联锁设定。如示例,这些功能包括确定是否 允许用户为负载使用电力(例如为EV充电),或确定用户是否为允许控制断路器的管理员。
[0140] 通过PVM断路器600实施的示例分配功能包括通过部门,电路或用户追踪能量使 用,限制能量使用量,以及通用等级能量计量(例如〇. 2%的计量精度)。
[0141] 在PVM断路器600中可通过模块700实现的示例可选和额外的保护和控制功能包 括可互换的通信接口,远程控制和附加跳闸曲线。
[0142] 示例 25
[0143] 图15示出即插即用的太阳能系统(未示出)的包括"PV-准备电路"所需功能的 太阳能或光伏(PV)附加模块800。太阳能或PV附加模块800提供具有自诊断的太阳能发 电的自动委任和许可。除了消除电流传感器716,接地故障保护电路718,重置按键732和其 它EV相关部件外,模块800在某种程度上与图14的模块700相似。在该示例中,端子712, 714用于电连接到逆变器806,并且通信电路722'还连接到逆变器通信端口 802以便与逆 变器806通信,并且该通信电路722'同样还连接到公用通信端口 804以便与电力企业(例 如图11的电源618)通信。
[0144] 所公开的断路器2, 2',2"和模块800可提供DC串保护器(例如具有改进的DC过 流/反向电流保护,接地故障检测,和电弧故障电路中断的电子断路器)和PV模块关闭开 关监测系统,其连同围绕最大功率点追踪的最大电力的相对小窗口 I-V曲线监测PV串电流 和电压。
[0145] 对于太阳能发电系统(未示出),所公开的模块800实现具有自动电许可和检查 的简单设施以取代对电许可和检查的需要。整个即插即用PV系统的单电列表用于允许标 准PV插头将PV逆变器806连接到附加模块800而无需附加允许或检查并且具有自动结构 许可和检查。附加模块800包括诸如逆变器通信端口 802的适当通信接口,以通知太阳能 设施的管辖权(AHJ)并且最大程度地自动委任和许可设施而无需检查员访问站点。附加模 块800进一步包括诸如公用通信端口 804的适当通信接口,以便通过通告太阳能设施的企 业以及自动将设施提供反馈到电网中来允许自动电网互连。
[0146] 附加模块800的其它可选特征可包括:(1)电网支持通信功能(例如但不限于 状态检查/自诊断,其使用基于人工神经网络的模式识别技术检查逆变器806及对应PV 模块(未示出)的单个部件的状态;(2)自配置/自修复,以便当部件存在问题时,断路 器仍可运行以向电网安全地提供电力直到系统被修复(例如跛行回家能力(limp home capability)) ;(3)性能监测和对于劣化部件性能监测的寿命预期,包括抢先替换通知; (4)通过使用智能/灵活/连接的逆变器(经由附加模块800)的伏特/var支持以执行电 网稳定性功能(这允许逆变器改进电网电压或功率因子);(5)公用电力需求/频率控制 (例如企业可能不期望连接的PV逆变器806或可能需要相对低的电力);(6)通过借助在 PV模块面板(未示出)中的其它负载将负载作为源;以及(7)GridEyeTM或其它适当的电力 质量监测器或传感器,其发送效用,频率,电压和相位角信息以及PV逆变器电力质量信息。 GridEye?覆盖三个北美电网的广域电网监测网络。这在诸如风电场的计划可再生发电场 所提供额外监测点,以便在可再生资源的安装之前和之后表征系统的动态行为。这产生动 态系统行为数据用于洞悉可再生发电资源如何改变电网的动态行为。这些数据同样可用于 估计动态建模参数以便计划和操作。
[0147] 如果在PV模块面板(未示出)中使用,不同的附加模块800可替代地执行具有实 用孤岛效应的自动转换开关(ATS)功能。例如,如果存在公用电力,则主断路器(未示出) 和发电系统(未示出)的软件联锁可允许反馈。除此之外,当检测到公用电力丢失时,附加 模块800将:(1)命令断开主断路器(未示出);(2)命令闭合发电/能量存储电路(未示 出);以及⑶向诸如柴油发电机的房屋发电源发送信号以开始电力供给从而能够提供电 力。在房屋中允许负载电路以孤岛模式运行。在装配有PV模块的场所保持电力的同时,这 将房屋安全地电孤立从而保护公用线上的工人。该ATS和孤岛效应功能可以是不同的附加 模块800 (用于其它不是太阳能的能量源),但不具有特定PV特征。
[0148] 示例 26
[0149] 进一步到示例25,示例附加模块800启用相对快且简易的PV部件的安装,以便安 全地实施整个过程而无需专业电气服务或现场许可。实现预安装的基础设施(例如仪表; 负载中心;断路器;通信网关)来支持PV部件的未来安装。在购买之后,该PV设备无缝地 连接到现有基础设施而无需检查。可针对预期进行预安装,以安装包括PV的任意新型灵活 电网实现的设备,以及电动车辆供电设备(EVSE),本地能量存储,智能热水器或在广泛智能 电网基础上合法的其它装置。该预安装方法可潜在地与智能仪表首次展示和用于改进升级 的电力驱动家用能量管理程序相关联,或将其植入到新结构的要求。另外,为了完成这些任 务,电力公司和AHJ的内部连通性和外部连通性两者对于确保安全安装,连续操作和维护 是关键的。
[0150] 示例 27
[0151] 图16示出HVAC附加模块900。除了消除电流传感器716,接地故障保护电路718, 重置按键732和其它EV相关部件外,模块900在某种程度上与图14的模块700相似。在该 示例中,端子712, 714用于电连接到HVAC设备916,并且通信电路722"同样通过接口连接 到无线通信电路902。替代EV相关部件,加入包括恒温器904,输出到用于HVAC信号的多个 示例按压端子908的多个固态继电器906,以及阻尼器端子910,912的各种HVAC相关部件, 该HVAC信号诸如:RH,Wp Yp Y2, G,C,* (例如W3(第三级加热),E,HUM(加湿),DEHUM(除 湿)),OB (橙色或蓝色;橙色是换向阀,通电以制冷(在热泵上从热转变为冷);蓝色有时是 变压器的公共侧(在一些电子恒温器上或如果存在指示灯时需要),或换向值(通电以加热 为橙色),或一些供应商有时使用⑶作为公共),R。和AUX/W 2,在表4A (传统(legacy)系 统)和表4B (热泵和分级系统)中分别示出。逻辑电路720通过接口连接到若干用户接口 按键914并且与通信电路722 ",恒温器904和固态继电器906协作从而控制和监测HVAC设 备 916。
[0152] 示例模块900可替代传统恒温器并且将所有HVAC接线放置到负载中心(未示 出)。对于商业建筑(未示出),这可包括控制(例如但不限于致动器;阻尼器)。可贯通 建筑放置若干通信温度传感器(未示出)以便为HVAC附加模块900提供温度输入(例如 通过扩展或无线通信端口 726,902),并且同样可用于调节温度设定。模块900同样可实施 行动以节省能量(例如但不限于循环压缩机;设定加热和制冷计划)。
[0153] 表 4A
[0154] 端子 可能的信号 描述 _线颜色___ C 黑色 公共24 Vac 来自24 Vac变压器的一侧(24 Vac中 ___m_ R或V红色 要切换的24来自24 Vac变压器的其它侧(24 Vac __Vac 电力 L1)_ RH或4红色 24 Vac加热呼与R相同,但专用于加热呼叫开关 ___叫开关电力__ Rc 红色 24 Vac制冷呼与R相同,但专用于制冷呼叫开关 ___叫开关电力__ G 绿色 风扇 当风扇/自动开关位于风扇位置时,连 ___接到R的恒温器上的风
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