用于保护至少一个带有直流用电器的直流电网不致过电压的电路的制作方法

专利名称：用于保护至少一个带有直流用电器的直流电网不致过电压的电路的制作方法
用于保护至少一个带有直流 用电器的直流电网不致过电压的电路
絲领域
本发明涉及一种用于保护至少一个带有直流负载的直流电网的电路，其适
^f且被iM为通过整流l^^给电能。
背景技术：
带有通过整流器、例如^目整流H^^直流电的直流负载的直流电网例如 由发电厂的自用电网已知。在发电厂的该直流自用电网中作为直流负载可以提 ^f壬意的、与发电厂的"^^有关的直流负载。关于这些直流负载例如可以涉及 传感器、现J^i殳备、显示设备、显示工具、控制器和调节器，特别是用于不中 断供电、^#电、特别是妙照明的控制器糊节器、驱动器、特别是在反 应堆 上的阀门驱动器、以及，直流负载。这些电气i殳M为直流设4i殳 计，因为它们能够用简单的装置从储能器例如蓄电池或者电处供给电能。 常情况下，也f^t^i^无故障的运行中，^di些设备或者更确切"iXJl流负载供 给由发电厂产生的电能。因此带有这些直流负载的直流电网通过整流器与由该 发电厂产生的交流电刷目连接。
然而在过去已^明，对直流电网的保护不足以^^p来自交流电网的过电 压。这种过电压可能导致部分损坏直流负载。
特别是其可能会引起控制器和调节器以及传感器和4iW亍器的故障。

发明内容
M提出了;^发明。
本发明针对该^^问^l^议了"^t电路，其适^f且被iU为保护带有直 流负载的直流电网以4M^来自交流电网的过电压，该直流电网通过整流器^^斤 述交流电网^^给交:^电压。
针^H玄技术问题的解决方案^^U，J^求1中给出。因》b^发明的电i^^有用于识别过电压的装置，其适^4f且被设置为识别在直流电网的输入端或整流
器的输出端处的过电压，》b^卜该电路还包括用于当识别过电压的装置识别出过 电压时从整流器的第一组闸流管中的一个或多个有电流i;M的闸流管接收电流 的装置，其中电流的接收导致第一组中的上述一个或多个闸流管的强制关断。
才缺本发明，用于接收的装置在过电压的情况下，特别是在瞬时过电压的 情况下，4一组闸流管中的至少一个有电流^it的闸流管接收电流。如果该
用于接收的装置已经接收了电流，即jl^了换向，则^ii该整流器的第一组闸
流管中的所述一个或多个先*电流^!±的闸流管的电流等于零，因此闸流管 ,皮强制地关断。
用于接收的装置可以是一个第一可控开^t件，用于切换经由整流器的第
二组闸流管中的一个有电流;;M的闸流管或者多个有电流^it的闸流管形成的 电流回路，该电流回路在可控开关元件接通的状态下闭合。
所^一可控开关元件可以是一个第一闸流管。
用于接收的装置可以具有储能辦为电压源，其通过由第一可控开关元件 所闭合的电流回糊区动一个电流。所述储能器可以涉及电絲，其在持续工作 中被充电。为此可以提供充电装置。该电容器由朝满一可控开关元件所闭合的 电^危回i^放电。
与第一可控开关元肿所述电絲串^iM—个扼流圏是有利的，其在电 ^H放电后U换向，由此引絲一可控开关元件的强制关断。
》b^卜无论是电^^i^lL扼流圏都用于P艮制通过由第一可控开^L件所闭合 的电流回路的由于过电压引起的电流。
用于接收的装置可以具有一个控制器，其适^f且被设置为在过电压的情 况下控制第一可控开关元^H吏其闭合。jH^卜该控制器可以包括一个触^J^冲发
生器，用它可以产生用于第一闸流管的触ic^冲。
一种##;^发明的电^^可以具有用于<吏^^危器的扼流圏放电的^^。该用 于放电的装置可以通过两个可控的开关元件、^同样是闸流管构成，它们设 置在与扼流圏并联的支路中。这两个闸流管可以^t于负载电^Wii的方向上 设置。这两个可控的开关元件可以适当地被设置为在过电压的情况下由用于接 收的装置的控制器控制以闭合。这两个闸流管在过电压的情况下可以AM^制器 的 0辦;^1^寻到1^>辦，从而通itil些闸流管使电流回路闭合。为了在过电压的情况下驱动一个要施加的电流，在M工作期间被充电的 电^可以以一个第一接线端与整流器的负 目连接。电 的第4线端有 利g少间接地与第一闸流管的阳糾目连接。
第一闸流管可以适M且被设置为以其P日极分别通过一个^r^L管与一个输 A^目(Eingangsphasen)相连接。在电容器和闸流管之间可以iM—个扼流圈。
这样的电路可以与一个整流器和一个直流电网连接成一种电路结构，其中 直流电网包M过整流器被供给电能的直流负载。
该直流电网可以;l一个发电厂内的电网。该电网可以涉及发电厂的自用电 网。从该电网可以,感器、现J^殳备、显示设备、显示工具、控制器和调节 器，特别^]于不中断供电、#^#电、特别是^^照明的控制器^I节器、 驱动器、特别是在A^堆絲上的阀门驱动器、以及糾与发电厂的^^^有关 的直流负载供电。才 本发明的电路可以^^电厂中^^]于保护连接在整流器 (G)上的自用电网中的与该发电厂的安全有关的直流负载。


本发明的另外的特4i^优点才娥下面所述的一个优选的实施例将十分清
楚'
图1表示一个才M^本发明的电路的电路图。 M实施方式
图1中示出的电路结构具有一个^目整流器G、才N^本发明的电路S和一 个直流负载l'
^目整流器G以常旨^造。它^"有三个接线端，^目整流器通iiit^ 个接线端连接在一个^目供电设备的三个相Uo、 V。、 W。上。#-"接线端与两 个闸流管THu" TH^; THvl、 THv2; THwl、 TH^相连接，更确"b^兌，^-"接 线端分别与各闸流管THu" TH 2; THvl、 THv2; THwl、 THw2中一个闸流管的 阴糾目连接并与另一个闸流管的阳 目连接。在阴极侧连接到相Uo、 V。、 W0 上的闸流管THul、 THvl、 TH^形成一个受控的六乐辦桥式电路(B6C)的整 流器的第一组闸流管，在阳极侧连接到相U。、 V。、 W。上的闸流管THu2、 THv2、 TH^形成第二組闸流管。第一组闸流管THui、 THvl、 THwi的阴极位于六乐辦
7桥式电路的正电位。第二组闸流管THu2、 THv2、 THw2的阴极位于六务辦桥式 电路的负电位。
六乐辦桥式电路的正电#负电m过一个整流电，Cg相互連接。
在六脉沖桥式电路的正电#^目整流器的输出端的位于正电位的接线端 之间iM—个扼流圏Lg"在六乐P中桥式电路的负电^^目整流器的输出端 的位于负电位的接线端之间i经一个扼流圏LG2。在输出端Jii^接负载1。
在上面所述部分中，该电路结构是5^技术中已知的。
这样的电路结构的故泉在于，由于交流电网的过电压，特别是瞬时过电压， 可育feiiiiM目整流器G在负载1上产生过电压。直流电网中这样的过电压可能 会导致连接在其上的负栽的损坏。通it^发明所述的电路S ^良了这一点。
##本发明的电路S具有用于"^J5，JvM4目整流器G的直流侧、即^目整流 器G的输出端处的过电压的装置2。 一S^^M4目整流器G的输出端的两个接线 端之间的电压超过一^定的阈值，所述用于识别的装置2淑艮告发生了过电 压。
如果用于识别过电压的装置2 ^M4目整流器G的直流侧"i尸J5，J出过电压，则 它)liiC一个用于接收电流的装置2、 3、 4、 THp Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw，该装
置适^f且被设置为^y^目整流器的第-^且中的一个或多个有电流^it的闸流
管接收电流，这导致第一组中的一个或多个闹流管的强制关断，从而使负载电 流中断。
用于接收电流的装置2、 3、 4、 TH,、 Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw包^-"个电容 器Cs，其^LM目整流器G的M工作期间由一个用于充电的^置4充电， 该电M与第一闸流管Tl^和捉流圈"串^BM。
该电容器以其正电位持续地与六&辦桥式电路的负电似目连接。该电g Cs的负电^it过抵流圏"与用于#>1欠的装置的第一闸流管TH，的阴^目连接。 所述第一闸流管TF^的阳极分别与^l管Du、 Dy、 Dw的阴feN连接，它们的 阳极与整流器G的接线端U。、 Vo、 W。相连接。
在无故障运行时第一闸流管THi教ili。即在iL4t^运行时不負M过带有电 容器Cs、扼流圈"和第一闸流管TF^的电流回爛区动电流。与jW^目反，如果 用于识别过电压的装置2识别出过电压，则它产生-HM言号，该信号启动用于 M电流的^^置2、 3、 4、 THp Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw的控制器3，使其旨闸流管THh为》诚制器3包括一个^|^中;^器。
如果闸流管THjiU^，则电絲c;通iit匕时新闭合的带有电絲Cs、
扼流圈Ls和第一闸流管THi的电流回路放电。此时电流从电容器的正电^it过 六脉沖桥式电路的第二组中的至少一个闸流管THu2、 THv2、 THw2、 一个4 管Du、 Dy、 Dw向闸流管THr流动，并从闸流管TH!经由扼流圏Ls向电g
c;的负极流动。
jl^卜通itit^f闭合的电流回路实现了电沐通it^一组中的至少一个闸流 管(THd、 THvl、 TH^)换向到新闭合的电流回路。该新闭合的电流回路如此
设计，使得通it^一組中的所述一个或多个先前有电流^Ut的闸流管(THul、 THvl、 THwl)的总电;;^l:零。来自六乐辦桥式电路的输入端的^M目U0、 V0、 Wo的最高电位到Uo、 Vo、 Wo的最低电位的电流同样经由该新闭合的电流回路
继续传导，直到电絲cjM电并且开始电絲c;的再次充电，这另夕卜导致
第一闸流管TF^的强制关断。
Jl:(^卜，4財居本发明的电路S还具有两个闸流管TH2" THb,它们与整流器 G的扼流圈L(j" Lra并^BM。这两个闸流管TH2" TH22在Piljli电j;M过负 载的截止方向上iM。在无^W^行时，这两个闸流管TH2" TH22;Nfol^， 使得通过逸两个闸流管THM、 TH22的电流流^^fiUi0
在出现过电压的情况下，扼流圏LG1、 Lc2能^f吏电:i;雄续j;^it负^f皮驱动， 因此i^ii整流器的滤波电容器Qj的电流流动提高直流器的输出电压。为了预防 M，这两个闸流管THM、 TH22分别"^J^扼流圏LG1、 L(a的空^t行支路 中。在过电压的情况下，这两个闸流管TH^、 11122由控制器3触发，以使扼流 圏Ld、 LG2能够通itil两个闸流管TH2" 11122放电。
控制器被设置为使#-旦用于识别过电压的装置2检测到过电压，则第一 闸流管THu和第二闸流管TEb被同时liiL由此，负载电^iiii^-"^且中的 有电流;;fLit的闸流管的强制关断被中断。只要扼流圏Lq、 Lc2驱动电流^itit 两个闸流管TH2,、 TH22，就能够暂时##^^两个闸流管的电流流动。
权利要求
1.一种用于保护至少一个可连接在电路(S)上的带有直流负载(1)的直流电网的电路(S)，其中该电路(S)适合并且被设置为通过整流器(G)由一个单相或多相交流电网给直流电网供给电能，保护该直流电网以抵御该交流电网的过电压，具有下述特征-所述电路(S)包括用于识别过电压的装置(2、3、4、TH1、Ls、Cs、DU、DV、DW)，其适合并且被设置为识别在该直流电网的输入端处的过电压，-所述电路(S)包括用于当所述用于识别过电压的装置识别到过电压时从整流器(G)的第一组闸流管(THU1、THV1、THW1)中的一个或多个有电流流过的闸流管(THU1、THV1、THW1)接收电流的装置(2、3、4、TH1、Ls、Cs、DU、DV、DW)，其中电流的接收导致第一组中的所述一个或多个闸流管(THU1、THV1、THW1)被强制关断。
2. 才M^权矛淚求1所述的电路(S),其特征在于，用于榭欠电流的装置(2、 3、 4、 THp L、 Cs、 Du、 Dy、 Dw)具有储能器(Cs)作为电压源。
3. 才M^U'澳求2所述的电樹S )， ^#棘于,所述储能器是电微Cs )， 其在持续工作时可用直流电压充电。
4. 才N^M，J^求2或3所述的电路(S)，其特征在于，用于接收电流的装 置(2、 3、 4、 TH,、 Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw)具有第一可控开^L件(THj， 用于开关由储能器(Cs)和整流器的第二组闸流管(TH化、THV2、 THW2)中 的一个或多个有电流纟組的闸流管(THU2、 THV2、 THW2)所形成的电流回路。
5. 才M^权矛J^求4所述的电路(S)， ^#棘于，该第一可控开^iL件是 第一闸流管(THJ。
6. 才M^权矛澳求2辆FU^M'漆求4或5所述的电路，^ft棘于，所述 电压源通过由所錄一可控开关元件闭合的电流回职区动一个电流，^it整 流器的第二组闸流管(THU2、 THV2、 THW2)中的所述一个或多个闸流管(THU2、 THV2、 THw2)的切断。
7. 才M^5U'J要求5或6所述的电路(S)， ^#棘于，用于練电流的装 置(2、 3、 4、 TH,、 Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw)具有控制器(3)，其适^f且被 设置为在过电压的情况下控制第一可控开关元件(THi)使其闭合。
8. 才N^权利要求6或7所述的电路(S )， ^#棘于，控制器(3 )包括 至少一个触发脉冲发生器，其适*且被设置为产生用于第一闸流管(THJ 的触鈔沐
9. 才娥;M'虔求i到8之一所述的电路(s )， ^Hr棘于，所述电路(S)具有用于^^目整流器(G)的扼流圏(Ld、 Lc2);故电的絮^置(THd、 THg2)。
10. 才N^5U'J要求9所述的电路(S)， ^#摊于，用于放电的装置由两 个可控的开关元件(THd、 THg2)构成，它们在一个与扼流圏(LG1、 LG2)并 联的支路中M。
11. 才^^5U，J^求10所述的电路(S)，其特征在于，所述两个可控的开关 元件是两个闸流管(THd、 THg2)，它们在F^ajh负载电流的^^ih方向上iM。
12. 才^^5U，J^求10或11所述的电路(S)，其特征在于，所述两个可控的 开关元件(THcp THc2)适^fiW皮设置为在过电压的情况下由用于痴艮电流 的装置(2、 3、 4、 TH" Ls、 Cs、 Du、 Dy、 Dw)的控制器(3)控制以闭合。
13. 才M^5^'JJNU1或12所述的电路(S)， ^#絲于，所述的两个闸流 管(THd、 THc2)在过电压的情况下M制器(3)的触^J^f^ji^f寻到触 鈔沐
14. 才MI权矛J^求4到13之一所述的电路(S )， ^#棘于，电絲(Cs) 与整流器(G)的负 目连接。
15. 才^^5U，漆求14所述的电路(S)， ^#絲于，电絲(Cs)至少间 接地与第一闸流管(TH》的阴 目连接。
16. 才N^U'J^求15所述的电路(S), ^#棘于，第一闸流管(THJ 适^f且被设置为以其阳极分别通过一个^^l管(Du、 Dv、 Dw)与三个相之 一相连接。
17. 才N^5^，J^求15或16所述的电路(S),其特征在于，在电容器(Cs) 与第一闸流管(m)之间诏i一个扼流圏。
18. —种带有整流器(G)和直流电网的电i^结构，包括至少一个直流负载 (1)，该直流负舰过整流器(G)被供给电能，^#棘于，该电路结构包樹^^权矛J^求1到17之一所述的电路(S )。
19. 才N^M'J^求18所述的电路结构，^ft棘于，所述直流电网是錄 电厂内的电网。
20. 才^^5U'J要求19所述的电路结构，g特征在于，所述电网是&电厂的 自用电网。
21. ^^M'J^求20所述的电路结构，《游征在于，由所述电网醋感器、 现i^i殳备、显示设备、显示工具、控制器和调节器，特别是用于不中断供电、 "g^电、特别是妙照明的控制器糊节器、驱动器、特别是在M堆絲 中的阀门驱动器、以及其它与发电厂的安全有关的直流负栽供电。
22. 1到18之一所述的电路(S)狄电厂中的应用，用于 保护连接在整流器(G)上的自用电网中的与该发电厂的安全有关的直流负载(1)。
全文摘要
用于保护至少一个可连接在电路(S)上的带有直流负载(1)的直流电网的电路(S)，其中该电路(S)适合并且被设置为通过一个三相整流器(G)给该直流电网供给电能，具有下述特征所述电路(S)包括用于识别过电压的装置(2、3、4、TH₁、L_s、C_s、D_U、D_V、D_W)，其适合并且被设置为识别在该直流电网的输入上的过电压，所述电路(S)包括用于接收电流的装置，其适合并且被设置为向整流器(G)的一个或多个有电流流过的闸流管(TH_U1、TH_V1、TH_W1)施加电流，该电流在用于识别过电压的装置识别出过电压时导致所述一个或多个闸流管(TH_U1、TH_V1、TH_W1)关断。
文档编号H02H7/125GK101567553SQ200910134658
公开日2009年10月28日 申请日期2009年4月20日 优先权日2008年4月21日
发明者H·巴恩豪森, P·梅伯格 申请人:安奕极电源系统有限责任公司