[发明专利]利用固态开关器件的涌入电路检测和控制

说明书

公开了涌入电路检测和降低的独特的系统、方法、技术和装置。一个示例性实施例是用于向负载传输功率的方法，该方法包括：通过基于微控制器的控制器来操作配电网络设备的固态开关器件，该固态开关器件包括栅极并且被构造为通过栅极接收信号，以控制开关器件接收来自电源的功率，并且选择性地向负载提供包括输出电流的功率；检测输出电流中的过电流状态；操作固态开关器件，以响应于检测到过电流状态而确定负载是充电状态下的电容性负载；以及操作固态开关器件，以在充电状态期间降低输出电流的幅度。

背景技术

保护器件(诸如固态断路器)检测配电系统中的电流尖峰。由于短路故障引起的电流尖峰应该导致保护器件跳闸，从而中断流过保护器件的电流。其他事件(诸如电容性负载被接通)也会导致电流尖峰，称为涌入电路。与短路故障引起的电流尖峰不同，充电电容性负载引起的电流尖峰不应该导致保护器件跳闸。为了降低涌入电路，一些电容性负载最初使用包括限流电阻器的充电电路充电。不降低涌入电路的一些电力系统导致保护器件响应涌入电路而跳闸。现有的保护器件有许多短处和缺点。还有一些未得到满足的需求，包括降低功率损耗、降低电力系统中断和增加保护器件的使用寿命。例如，充电电路浪费了限流电阻器中耗散的功率，以便将涌入电路降低到安全水平。此外，一些保护器件不能区分涌入电路和故障电流。因此对本文公开的独特装置、方法、系统和技术有重大需求。

发明内容

为了清楚、简明和准确地描述本公开的非限制性示例性实施例、制造和使用相同实施例的方式和过程，以及实现相同实施例的实践、制造和使用，现在将参考某些示例性实施例(包括图中所示的实施例)，并且用特定的语言描述相同实施例。然而，应当理解，本公开的范围没有因此而产生限制，并且本公开包括和保护本领域的技术人员为了本公开的效益而可能发生的示例性实施例的改变、修改和进一步应用。

示例性实施例包括涌入电路检测和降低的独特系统、方法、技术和装置。本公开的进一步的实施例、形式、目标、特征、优点、方面和效益将通过下文的说明书和附图而变得明显。

附图说明

图1示出了示例性的保护器件。

图2至图3是示出了由并入AC电力系统的示例性保护器件实现的涌入电路检测过程的图。

图4至图5是示出了由并入AC电力系统的示例性保护器件实现的涌入电路降低过程的图。

图6至图9是示出了由并入DC电力系统的示例性保护器件实现的涌入电路检测和降低过程的图。

图10是示出了示例性保护器件的示例性控制器的框图。

具体实施方式

参考图1，示出了包括示例性保护器件110的电力系统100。应当理解，系统100可以在各种应用中实现，仅举几个示例，包括交流(AC)输电系统、AC配电系统、直流(DC)输电系统、DC配电系统、高压系统、中压系统和低压系统。还应当理解，系统100的拓扑结构是为了说明的目的而示出的，而不是作为本公开的限制。

系统100包括耦合到保护器件110的电源101。电源101可以被构造为提供单相AC功率、多相AC功率或DC功率。电源101可以是电力网络或被构造为发电的设备。系统100还包括电容性负载103，该负载被构造为通过保护器件110从电源101接收功率。仅举几个示例，负载103可以是基于电池的能量存储系统、电容器组、电动汽车、负载的寄生电容或任何其他类型的电容性负载。在某些实施例中，电力系统设备(诸如AC/DC或DC/AC功率变流器)可以耦合在保护器件110与负载103之间。

保护器件110被构造为用输入电流105从电源101接收功率，并选择性地用输出电流107向负载103提供功率。仅举几个示例，保护器件110可以是断路器、剩余电流器件(residual current device)、接触器、继电器、功率控制器、功率开关或墙壁插座。保护器件110包括开关器件111、抑制器件113、控制器115和感测器件117。