[发明专利]用于具有电机的系统的短路保护

说明书

技术领域

本发明大体上涉及电机，并且更具体地涉及向使用电机的系统提供短路保护。

背景技术

发电是使用电机的系统的一个示例。在一个发电应用中，电机(例如，发电机)可以用于产生驱动负载的电能。在另一个发电应用中，电机可以是由电力系统驱动的马达负载。在任一应用中，当在操作期间发生电网故障时，电机具有在磁场和旋转惯性两者中的固有存储的能量，其将迫使电流持续短暂时段地进入电网中的故障(即，直到磁场减少至零或旋转惯性停止)。例如，如果在电力系统和电机之间存在线路到线路电弧故障，则即使供电由例如断路器或熔丝等保护装置断开，电机仍将供应电流给该故障。因为电机将持续供应电流给故障，电力系统与断路器之间的电路部分和电机无法令人满意地受到保护。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供系统。在本发明的该方面中，该系统包括：电机；连接到该电机的电机控制系统；电力系统，其供应电力给该电机和该电机控制系统；以及与该电机和该电机控制系统并接的保护装置。该保护装置在正常操作期间处于断开状态并且响应于故障的检测而处于闭合状态以形成使电力系统与电机控制系统和电机隔离的短路。

在本发明的另一个方面中，提供系统。在本发明的该方面中，该系统包括：电机；电机控制系统；联接该电机与该电机控制系统的电连接器；电力系统，其供应电力给该电机和该电机控制系统；以及断路器，其耦合于该电连接器且与该电机和该电机控制系统并接。该断路器在电力系统、电机和电机控制系统的正常操作期间处于断开状态并且响应于确定电机中的电流需要被转移远离电力系统而处于闭合状态。该断路器响应于处于闭合状态而在电机和电机控制系统之间形成短路，其防止电流从电机流入电力系统。

在本发明的第三方面中，提供系统。在本发明的该方面中，该系统包括：电机；电机控制系统，用于控制该电机；电力系统；置于该电力系统和该电机控制系统之间的串联连接的保护装置；以及与该电机控制系统和该电机并接而耦合的保护装置。该保护装置在电力系统、电机和电机控制系统的正常操作期间处于断开状态并且响应于必需将电机中的电流转移远离电力系统的故障的检测而处于闭合状态。该保护装置响应于处于闭合状态而在电机和电机控制系统之间形成短路，其防止电流从电机流入电力系统。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的用于向电力系统和电机提供短路保护的系统的示意图；以及

图2是根据本发明的另一个实施例的用于向电力系统和电机提供短路保护的系统的示意图。

具体实施方式

本发明的各种实施例针对提供具有电机的系统的短路保护。在这些实施例中，保护装置处于与电力系统和电机并接。该保护装置在正常操作期间处于断开状态并且响应于故障的检测而处于闭合状态。在闭合状态中，该保护装置形成使电力系统与电机隔离的短路。在一个实施例中，该保护装置可以是断路器、开关或任何其他类型的限流保护装置。当该保护装置处于闭合状态时，在电力系统和电机之间形成短路，其防止电流从电机流入电力系统。

在本发明的另一个实施例中，阻抗被置于与保护装置串联以进一步将从电机流动的电流限制在预定电流值以便提高电机耐受短路的能力。这在电机无法耐受直接短路的情况下是有用的。

本发明的各种实施例的技术效果包括提供低阻抗路径，其与电力系统和电机并接以便减轻电力系统和电机之间出现的任何故障，其包括电机内的任何故障。由短路形成的该低阻抗路径使由故障路径中的电流引起的损害最小化。与该低阻抗路径(由使保护装置处于与电力系统和电机并接的配置提供)关联的另一个技术效果是保护装置可以额定为持续短暂时段地携带仅故障电流并且在正常操作期间将不引入额外的损耗。

参照图，图1是根据本发明的一个实施例的用于向电力系统105和电机110提供短路保护的系统100的示意图。如在图1中示出的，系统100包括耦合于电机110的电力系统105，和控制该电机的电机控制系统115。

在一个实施例中，电机110可以是发电机，其可以用于产生驱动电力系统105的电能。在另一个实施例中，电机110可以是由电力系统105驱动的马达负载。

在一个实施例中，电机控制系统115可以是操作置于电力系统105和电机控制系统之间的断路器的通/断开关，或它可以是电力电子马达驱动系统。