[发明专利]直流电压开关

说明书

本发明涉及一种用于将直流电压支路耦合到直流电压总线的直流电压开关。在正向方向上，电流从直流电压总线的正导体经由直流电压开关流向直流电压支路的正导体。在反向方向上，电流从直流电压支路的正导体经由直流电压开关流向直流电压总线的正导体，并且从直流电压总线的负导体经由直流电压开关流向直流电压支路的负导体。直流电压开关具有：基于半导体的电子可控的开关装置，设置在开关装置之前的直流电压总线侧的电压传感器，用于确定直流电压总线侧的电压水平，设置在开关装置之后的直流电压支路侧的电压传感器，用于确定直流电压支路侧的电压水平，电流传感器，用于确定电流水平和电流方向，控制装置，其与开关装置、电压传感器和电流传感器连接，其中，控制装置被设计为，确定电流的方向和电流水平，在超过电流水平的第一阈值时，通过开关装置中断电流流动，在超过电流水平的第一阈值时存在反向方向的情况下：在中断电流流动之后，将直流电压总线侧的电压水平与直流电压支路侧的电压水平进行比较，并且在电压差小于一定的电压差值的情况下，将开关装置切换为导通。

技术领域

本发明涉及一种直流电压开关以及相关的方法，用于将直流电压设备或者具有正和负导体的直流电压支路耦合到直流电压总线。

背景技术

直流电压是指最大1500伏的电压。直至该水平的直流电压也称为低压。更具体地，直流电压特别是是指大于具有120伏直流电压的水平的低电压的电压。直流电压特别是是指400-800伏的电压。

直流电压电路或者直流电路是指用于从2到1000安培的电流、特别是标称电流或者最大电流；更具体地用于从2安培到400安培或者200安培的电流的电路。

直流电压总线是指由至少一个能量源提供直流电压的、具有正导体和负导体的至少两线制系统。(直流电压)设备，例如直流电压用电设备、负载、逆变器、组合的能量汇或者能量源、单纯的(另外的)能量源等，相应地通过直流电压支路，连接到直流电压总线。也可以多个直流电压设备连接到一个直流电压支路。

直流电压设备特别是是指具有1千瓦到500千瓦的功率的设备。

同时，越来越多地开发和构建也称为直流电压网络或者低压直流网络的直流电压电路，其通常具有带有直流电压支路的直流电压总线。

通常通过直流电压开关(DC开关)来保护也称为用电设备支路的直流电压支路。这些直流电压开关具有开关装置。

图1示出了直流电压电路、直流电压网络、低压直流网络或者DC网络的原理图，其具有直流电压总线DCB和多个直流电压支路DCA1、DCA2、DCA3，直流电压支路DCA1、DCA2、DCA3具有直流电压开关S1、S2、S3。

图1原则上示出了通过馈电开关S4与直流电压总线DCB连接的直流电压源EQ。具有至少一个第一直流电压设备G1的第一直流电压支路DCA1通过第一直流电压开关S1连接到直流电压总线DCB；以类似的方式，具有至少一个第二直流电压设备G2的第二直流电压支路DCA2通过第二直流电压开关S2连接到直流电压总线DCB，具有至少一个第三直流电压设备G3的第三直流电压支路DCA3通过第三直流电压开关S3连接到直流电压总线DCB。

可以设置另外的直流电压开关、直流电压支路、直流电压设备。直流电压开关可以是出线开关(Abgangsschalter)。直流电压设备通常具有可以存储并非微不足道的能量的量的电容。

如果在根据图1的直流电压电路中发生故障，例如在第一直流电压支路DCA1中在位于第一直流电压开关S1和第一(直流电压)设备G1之间的故障位置F1处发生短路，那么从能量源EQ，以及还从周围的直流电压支路、在本示例中为第二和第三直流电压支路DCA2、DCA3或者位于其中的(设备的)能量源或者电容，向那里的短路馈电。这导致在相关的开关装置中、在本示例中为在利用断开(Abschaltung)触发/可触发的第二或者第三直流电压开关S2、S3中产生大的电流。