[发明专利]一种船舶直流电网短路保护装置

说明书

一种船舶直流电网短路保护装置，其包括结构相同的第一短路保护模块和第二短路保护模块，第一短路保护模块包括：第一直流电容，其用于连接在第一短路保护模块的第一正极端口与第一负极端口之间；第一开关管，其第一端口用于与对应直流组网电推装置的正极连接，第二端口用于与第二短路保护模块的第二正极端口连接；第二开关管，其用于与对应直流组网电推装置的负极连接，其第二端口用于与第二短路保护模块的第二负极端口连接；第一二极管，其正极与第二开关管的第二端口连接，负极与第一开关管的第二端口连接。本装置在具备冗余关断保护能力的同时具备直流母线间能量调配、电压控制、电流/功率限制等功能，其能够实现直流电网的主动可控。

技术领域

本发明涉及船舶电力推进技术领域，具体地说，涉及一种船舶直流电网短路保护装置。

背景技术

电力推进的良好机动性使得其在船舶动力领域得到应用，随着电力电子技术的发展，交流变频电力推进装置在船舶上开始广泛应用。近年来电力电子技术的发展和直流应用概念的拓展，直流电网的电力推进系统开始出现了市场应用，以满足船东、社会对水路交通节能、环保的综合需求。

相比于交流电网电力推进系统，直流组网电力推进系统在分布电源接入、能量存储释放、负荷扰动抑制、节能减排降噪方面均具有突出的技术优势，以变速发电、大容量能量存储和变频驱动技术形成的直流混合动力推进可有效解决交流组网电力推进系统在稳定性、可靠性和经济性不足的技术难题。

因此，基于经济型驱动和节省空间的优势，目前中小型船舶电力推进在往直流组网方面发展。图1示出了现有的交流组网和直流组网电力推进系统拓扑示意图。直流组网与交流组网的区别在于，对单台柴油机直接整流并入直流电网，直流组网不再牵涉到发电机并车和交流配电盘的问题，同时电力推进省去了前端的配电盘、变压器。直流电网没有了相位的要求使得柴油机组可以根据当前负荷变化实现变速发电以提高整个电力推进系统的效率，提高推进系统的燃油经济性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种船舶直流电网短路保护装置，所述装置包括结构相同的第一短路保护模块和第二短路保护模块，所述第一短路保护模块包括：

第一直流电容，其用于连接在所述第一短路保护模块的第一正极端口与第一负极端口之间；

第一开关管，其第一端口形成所述第一短路保护模块的第一正极端口，以用于与对应直流组网电推装置的正极连接，第二端口形成所述第一短路保护模块的第二正极端口，以用于与所述第二短路保护模块的第二正极端口连接；

第二开关管，其第一端口形成所述第一短路保护模块的第一负极端口，以用于与对应直流组网电推装置的负极连接，其第二端口形成所述第一短路保护模块的第二负极端口，以用于与所述第二短路保护模块的第二负极端口连接；

第一二极管，其正极与所述第二开关管的第二端口连接，负极与所述第一开关管的第二端口连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一短路保护模块还包括：

第一电感，其连接一端与所述第一开关管的第二端口连接，另一端形成所述第一短路保护模块的第二正极端口。

根据本发明的一个实施例，所述第一短路保护模块还包括：

第二电感，其连接一端与所述第二开关管的第二端口连接，另一端形成所述第一短路保护模块的第二负极端口。

根据本发明的一个实施例，所述第一电感和第二电感的电感值为微亨级。

根据本发明的一个实施例，所述第一短路保护模块还包括：

斩波电路，其连接在所述第一短路保护模块的第一正极端口与第一负极端口之间。

根据本发明的一个实施例，所述斩波电路包括：

第三开关管，其第一端口与所述第一短路保护模块的第一正极端口连接；