[发明专利]用于向耗电器网馈送供电网的电功率的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于向耗电器网馈送供电网的电功率的设备，其中该设备具有频率转换器，该频率转换器一方面可以与供电网连接而另一方面可以与耗电器网连接。

本发明还涉及一种用于向耗电器网馈送供电网的电功率的方法。

背景技术

这样的设备和这样的方法已经由DE 10 2005 004 628 A1公开。该文献中描述的设备被用于向港口中停泊的轮船提供能量。在港口中停泊的轮船一般由运行的柴油发动机提供能量。但是柴油发动机的废气会在港口城市中产生显著的环境污染。借助这种类型的设备可以从陆地提供能量。由于陆地供电网和船舶配电网之间一般存在不同的电压、电网频率、星形汇接点处理等等，因此设置能与不同的电网耦合的静态频率转换器。静态转换器具有功率半导体，利用这些功率半导体使得可以对电流和电压进行转换。该已知设备存在以下缺点，即高短路电流不能在足够长的持续时间期间被馈入到船舶配电网中。否则频率转换器的功率半导体阀可能被损伤或甚至被破坏。但是，短路电流的足够长的馈入对于定位船舶一侧的短路是必要的，以便在船舶配电网中能够将有缺陷的子网与剩余的船舶配电网分开。

发明内容

因此本发明的任务是提供一种开头所述类型的设备以及一种方法，利用它们还能够在足够长的持续时间期间为耗电器网提供高的短路电流，以便可以对耗电器网中的短路定位并且有针对性地将该短路与剩余的无缺陷耗电器网分开。

本发明通过机械的开关单元以及与该开关单元连接的控制器件来解决该任务，该开关单元与频率转换器并联地设置并且被设计用于桥接该频率转换器，以及该控制器件被设计用于在证明存在流经频率转换器的短路电流时操作所述开关单元。

此外，本发明通过一种用于向耗电器网馈送供电网的电功率的方法解决该任务，其中该供电网通过频率转换器以及被设计为桥接该频率转换器的机械开关单元与耗电器网连接，其中依据短路标准来监视该耗电器网，在出现短路标准时将耗电器网的频率转换为供电网的频率，其中该频率转换器还继续将在没有短路的正常运行时通常的额定电流馈送到耗电器网中，并接着闭合该机械开关单元以桥接所述频率转换器。

根据本发明，在与频率转换器的并联电路中提供机械开关单元，利用该机械开关单元可以在短路情况下桥接所述频率转换器。“机械开关单元”的概念包括所有具有可相互分离的触点的开关。这些触点在电绝缘的环境中在分离位置时以相互间具有间隔地设置，从而避免电流流过这些触点。为了识别或者为了证明耗电器网中的短路而设置控制器件，该控制器件被设计为除了借助预定的短路标准来识别短路之外还用于触发该机械开关单元。在操作了该开关单元之后，短路电流基本上流经具有对该短路电流足够的电流承受能力的开关单元。在本发明的范围中该机械开关单元例如是功率开关、负载断路开关等等。根据本发明，排除了也称为电子开关的半导体开关。

在本发明的范围中，频率转换器优选是静态频率转换器。静态转换器不具有移动的部件或组件而是具有功率半导体阀。在本发明的范围中，频率转换器的拓扑结构原则上是任意的。例如，静态频率转换器具有整流器以及逆变器，该整流器和逆变器在直流电压侧相互连接。在能量传输和能量配送领域中的整流器和逆变器是本领域技术人员公知的，从而在此不需要详细描述它们的结构。一般采用由所谓的功率半导体阀组成的桥电路，其中，功率半导体阀与调节器连接并且由该调节器有针对性地从截止位置转换到导通位置，在该截止位置上中断通过该功率半导体阀的电流，而在导通位置上使得可以有电流流过该功率半导体阀。通过所述控制单元或更好的调节对功率半导体阀的合适控制使得可以进行期望的转换。在本发明的范围中，作为两个也可以共同称为转换器的整流器和逆变器例如考虑两级或三级转换器，但是也可以考虑所谓的多级转换器。

频率转换器合适地是为高压以及尤其是为介于1kV和52kV之间的电压设计的。但是在本发明的范围中还可以采用为高于52kV或低于1kV的电压设计的频率转换器。