技术领域
[0001] 本披露涉及一种电力系统,该电力系统可以例如是但不一定是轮船或其他船舶的电力系统。
相关背景技术
[0002] 在许多情况下,电力系统包括被配置为向负载供应电能且需要独立于彼此维持可操作性的两条或更多条直流电压母线。该电力系统可以是例如轮船或其他船舶的电力系统,在这种情况下,该电力系统的负载可以包括例如一个或多个推进马达、船舶的交流电压网络、以及其他负载(诸如一个或多个船首推力器马达)。这些马达有利地是交流“AC”马达,并且对应的负载转换器是用于将直流电压母线的直流电压转换为适用于AC马达的交流电压的逆变器。
[0003] 上述种类的电力系统的成本有效设计常常最终高度依赖于经由互连的直流电压母线的电力流来进行正常操作,同时在直流电压母线断开的情况下仍可能进行故障操作。在典型的设计中,在正常操作期间直流电压母线与母线联接链路互连,其中,母线联接链路设置有诸如熔断器或过电流继电器等过电流保护设备,用于在故障情况下将直流电压母线彼此断开。然而,结合上述种类的电力系统,用过电流保护来维持区域选择性可能具有挑战性,因为例如在母线联接链路发生故障的情况下,故障电流可能从两条直流电压母线流到故障,并且因此,将母线联接链路连接到直流电压母线的过电流保护设备中的每一个仅携带一部分(例如大约一半)的故障电流。因此,在系统的直流电压电容器限制和/或提供短路电流可用性的直流电压电气系统中,高额定功率的母线联接链路要求直流电压母线上有较高的电容量,以便提供激活位于母线联接链路上的过电流保护设备(例如,熔断位于母线联接链路上的熔断器)所需的能量。
具体实施方式
[0017] 下文给出的说明中所提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求书的范围和/或适用性。除非另外明确说明,下文给出的说明中所提供的示例列表和示例组是不可穷举的。
[0018] 图1示出了根据示例性和非限制性实施例的电力系统的示意性图示。在此示例性情况下,电力系统是船舶132(其可以是例如轮船)的电力系统。该电力系统包括第一直流电压母线101和第二直流电压母线102。在图1所展示的示例性电力系统中,连接到第一直流电压母线101的电源布置包括电池设备131,该电池设备被配置为经由直流电压‑直流电压“DC‑DC”转换器132并经由过电流保护设备133向第一直流电压母线101供应电能。然而,还可能的是,根据示例性和非限制性实施例的电力系统包括例如发电机和/或燃料电池来作为电池设备的补充或替代。在图1所展示的示例性情况下,过电流保护设备133是熔断器,但还可能的是过电流保护设备133是过电流继电器。
[0019] 第一直流电压母线101包括电力出口,这些电力出口中的每一个被配置为向该电力系统的负载供应电力并且设置有过电流保护设备。在图1中,这些电力出口之一用附图标记128表示,并且电力出口128的过电流保护设备(例如,熔断器或过电流继电器)用附图标记130表示。由电力出口128供电的负载用附图标记129表示。在此示例性情况下,负载129包括交流“AC”推进马达135和用于将第一直流电压母线101的直流电压转换为适用于推进马达135的交流电压的逆变器134。此外,第一直流电压母线101包括另一个电力出口,该另一个电力出口用于向包括船舶132的交流“AC”网络136的至少一部分的负载供应电能。在图1所展示的示例性电力系统中,连接到第二直流电压母线102的电源布置和负载与连接到第一直流电压母线101的电源布置和负载类似。然而还可能的是,第一直流电压母线和第二直流电压母线连接到不同的电源布置和/或不同的负载。
[0020] 该电力系统包括各自连接在第一直流电压母线101与第二直流电压母线102之间的母线联接链路。在图1所展示的示例性情况下,电力系统包括三条母线联接链路103、104和105。然而还可能的是,根据示例性和非限制性实施例的电力系统在两条直流电压母线之间仅包括两条母线联接链路,或包括多于三条母线联接链路。这些母线联接链路中的每一条在该母线联接链路的第一极与第二极之间包括电容器。母线联接链路103包括电容器106和107,母线联接链路104包括电容器108和109,并且母线联接链路105包括电容器110和111。在这些母线联接链路中的每一条上,这两个电容器有利地在所考虑的母线联接链路的端部附近,使得该母线联接链路的大部分物理长度在这两个电容器之间。每个电容器可以包括例如一个或多个双电层电容器“EDLC”元件。
[0021] 这些母线联接链路103‑105中的每一条的第一极经由过电流保护设备(例如,熔断器或过电流继电器)连接到第一直流电压母线101的第一极118和第二直流电压母线102的第一极119。第一极可以是例如正电压极。这些过电流保护设备中的每一个被配置为响应于所考虑的过电流保护设备中的过电流情况而切断电流。母线联接链路103经由过电流保护设备112和113连接到第一直流电压母线101的第一极118和第二直流电压母线102的第一极119。对应地,母线联接链路104经由过电流保护设备114和115连接到第一直流电压母线和第二直流电压母线的第一极,并且母线联接链路105经由过电流保护设备116和117连接到第一直流电压母线和第二直流电压母线的第一极。
[0022] 为了便于说明,考虑母线联接链路之一上存在故障(例如,短路或线对地短路)的示例性故障情况。在不限制一般性的情况下,可以考虑母线联接链路105上存在故障137的故障情况。在此示例性情况下,电流通过电容器110和111供应到故障137。此外,电流通过第一直流电压母线101的电容器126经由过电流保护设备116、以及通过第二直流电压母线102的电容器127经由过电流保护设备117供应到故障137。又此外,电流通过母线联接链路103的电容器106和107经由过电流保护设备112、113、116和117供应到故障137。又此外,电流通过母线联接链路104的电容器108和109经由过电流保护设备114、115、116和117供应到故障137。因此,过电流保护设备116和117的总电流包括来自许多源的电流,并且因此,在过电流保护设备112‑115在很长的时间内传导的电流多到使得过电流保护设备112‑115做出反应之前,过电流保护设备116和117就会切断电流并从而将母线联接链路105和故障137与电力系统的其他部分分隔开。
[0023] 接下来,考虑直流电压母线之一上存在故障的示例性故障情况。在不限制一般性的情况下,可以考虑第一直流电压母线101上存在故障138的情况。在此示例性情况下,电流通过电容器126向供应到故障138。此外,电流通过电容器106‑111经由过电流保护设备112、114和116供应到故障138。作为推论,过电流保护设备112、114和116切断电流,从而将第一直流电压母线101与第二直流电压母线102分隔开。
[0024] 如上文呈现的示例性故障情况所展示的,母线联接链路103‑105的电容器106‑111形成分布式电容器储存,该分布式电容器储存能够向电力系统提供故障电流以使过电流保护设备操作,从而实现区域选择性。
[0025] 图2示出了根据示例性和非限制性实施例的电力系统的示意性图示。该电力系统包括第一直流电压母线201和第二直流电压母线202。该电力系统包括三条母线联接链路203、204和205,这些母线联接链路各自连接在第一直流电压母线201与第二直流电压母线
202之间。这些母线联接链路中的每一条在该母线联接链路的第一极与第二极之间包括电容器。母线联接链路203包括电容器206,母线联接链路204包括电容器208,并且母线联接链路205包括电容器210。母线联接链路203‑205中的每一条的第一极经由过电流保护设备
212、213、214、215、216和217(例如熔断器或过电流继电器)连接到第一直流电压母线201的第一极218和第二直流电压母线202的第一极219。对应地,这些母线联接链路203‑205中的每一条的第二极经由过电流保护设备220、221、222、223、224和225连接到第一直流电压母线201的第二极226和第二直流电压母线202的第二极227。在图2所展示的示例性电力系统中,上述第一极是正极,并且上述第二极是负极。在图2所展示的示例性电力系统中,母线联接链路包括开关断开器231,用于断开利用第一直流电压母线201与第二直流电压母线202之间的母线联接链路实施的电连接。
[0026] 上文给出的说明中所提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求书的适用性和/或解读。除非另外明确说明,上文给出的说明中所提供的示例列表和示例组是不可穷举的。