[发明专利]故障电流限制器及其方法

说明书

一种故障电流限制器可包括：电流限制支路，传输第一电流；以及控制支路，与所述电流限制支路并联，所述控制支路传输第二电流。所述控制支路可包括：多个电力电子模块，相互电串联地排列；以及旁通电力电子模块，与所述多个电力电子模块电串联地排列。所述控制支路可进一步包括：多个电流监测器，与所述多个电力电子模块及所述旁通电力电子模块电串联地排列；以及至少一个触发电路，其中所述多个电流监测器电耦合到所述至少一个触发电路，且其中所述至少一个触发电路耦合到以下中的至少一者：所述多个电力电子模块、及所述旁通电力电子模块。

技术领域

本实施例涉及电流限制装置，且更具体来说涉及固态故障电流限制器及其方法。

背景技术

目前，固态故障电流限制器(SSFCL)用于经由通常传输几千安培的电流的传输线来调节电流。固态故障电流限制器系统被设计成防止在故障条件的事件中出现过量电流。在固态故障电流限制器的一个设计中，耦合电抗器被配置成将负载电流分解到控制支路与限制支路中。控制支路可包括电力电子开关且可被设计成在电力电子开关的额定值范围内良好地传输电流，例如几百安培。限制支路可被设计成传输几千安培且可进一步设计有适度的自感以将预期故障电流限制至期望的安全水平。在正常条件下，电流在控制支路及限制支路中流动，其中电抗器在这种情形下被设计成具有低损耗。提供电路或相似的组件来监测控制支路的控制电流并在超过电流阈值(或其他触发机制)时断开电力电子开关，以使得耦合电抗器变得不平衡，且限制支路的自感会接着将在限制支路中流动的电流降低至安全水平。

在固态开关未能将电路短路时会出现与上述设计有关的一个问题。由于这一电路只是在故障状态下断开固态开关，因此固态开关的任何故障在需要故障保护时将是明显的。故障电流限制器可包括熔丝以防止固态开关出现故障或其他组件出现故障。与熔丝设计有关的一个问题是在总电流增大时，用于使控制支路中的熔丝熔断的能量可能不足以保护网络免受破坏性的第一峰值故障(例如，在近似10ms处)的影响。实际上，当耦合电抗器(例如，由于高峰值故障电流降低限制)被设计成使比正常电流小的故障电流经过时，熔丝保护系统将不工作。

有鉴于这些及其他考虑，提供本公开内容。

发明内容

在一个实施例中，一种故障电流限制器包括：电流限制支路，传输第一电流；及控制支路，与所述电流限制支路并联，其中所述控制支路可传输第二电流。所述控制支路可包括：多个电力电子模块，相互电串联地排列；及旁通电力电子模块，与所述多个电力电子模块电并联地排列。所述控制支路可进一步包括：多个电流监测器，与所述多个电力电子模块及所述旁通电力电子模块电串联地排列；以及至少一个触发电路，其中所述多个电流监测器电耦合到所述至少一个触发电路，且其中所述至少一个触发电路耦合到以下中的至少一者：所述多个电力电子模块、及所述旁通电力电子模块。

在另一个实施例中，一种故障电流限制器包括：电流限制支路，传输第一电流；及控制支路，与所述电流限制支路并联，其中所述控制支路可传输第二电流。所述控制支路可包括故障检查系统，所述故障检查系统具有：第一电力电子模块及第二电力电子模块，相互电串联地排列；以及旁通电力电子模块，与所述第一电力电子模块及所述第二电力电子模块电并联。所述故障检查系统可进一步包括：多个电流监测器，与所述多个电力电子模块及所述旁通电力电子模块电串联地排列。所述故障检查系统可进一步包括：第一触发电路、第二触发电路及第三触发电路，所述第一触发电路与所述第一电力电子模块进行通信，所述第二触发电路与所述第二电力电子模块进行通信，所述第三触发电路与所述旁通电力电子模块进行通信。所述故障检查系统可进一步包括测试及监管(T/S)电路，所述测试及监管电路电耦合到所述第一电力电子模块、所述第二电力电子模块、及所述旁通电力电子模块，其中所述测试及监管电路接收来自所述多个电流监测器的输出以对所述第一电力电子模块、所述第二电力电子模块、及所述旁通电力电子模块的操作进行存取。