專利名稱：具有中線電流管理的轉換開關系統的制作方法
技術領域：
此處公開和教導的發明一般涉及雙總線靜態開關；且更具體地涉 及用于管理中線電流的三極轉換開關系統。
背景技術：
在自動電功率轉換開關系統中，系統選擇性地手動或者自動地將 兩個獨立電源中的一個連接到負載。在正常條件下，當第一電源可用 時，系統連接該第一電源到負載。如果該第一電源失效，則轉換開關 系統將連接該第二電源到負載以防止對負載的供電中斷。
典型地，每個電源包括穩固接地的中線以滿足安全碼要求。中線 連接到向負載提供單一中線連接的公共點。因為中線電流必須完成其 到饋入負載的電源的路徑，中線電流可以分成兩個部分，每個部分進 入到每個電源。該條件生成了可能在分布系統中產生接地環路的不希 望的接地電流，這可能導致不希望的接地故障斷路器斷開。
申請人發明了一種用于4線負載的雙總線靜態轉換開關的中線電 流管理系統。

發明內容
根據本發明，提供一種用于選擇性地連接負載到第一電源或第二 電源的轉換開關系統。該系統包括具有選擇性連接到第一電源的輸入 和連接到負載的輸出的第一開關。第二開關包括輸入和連接到負載的 輸出。當第一電源連接到負載時，第二電源的中線電流線與負載隔離。


為了更徹底地理解本發明及其進一步優勢，現在參考附圖，附圖是此處公開和教授的本發明的一個實施例的示意性框圖。
具體實施例方式
一般地，本發明包含一種電功率轉換系統，該系統被配置為在第一和第二電源之間轉換負載而無需提供多個電源之間的多個中線電流路徑。例如，根據本發明的自動或手動轉換開關系統可以包含連接到負載的輸出、用于選擇性地連接和/或斷開負載與第一電源的第一開關、用于選擇性地連接和/或斷幵負載與第二電源的第二開關，其中第二電源的中線與第一電源的中線和/或負載的中線隔離。 一個優選實施例包含變壓器，該變壓器具有連接到第二電源的輸入和連接到第二開關的輸入的輸出，使得第二電源的中線電流線從負載和/或第一電源隔離。
現在轉向具體實施例的更詳細的描述，

了用于4線負載的雙總線三極轉換開關系統，其一般由標號100表示。系統100包括雙總線轉換開關102。轉換開關102包含三極靜態轉換開關，該三極靜態轉換開關包含具有三對SRC 106的第一開關104。轉換開關102還包括第二開關108，該第二開關108包含三對SCR 110。應當意識到，盡管開關104和108描述為SCR型開關，常用在轉換開關系統中的其他類型的開關也可以被使用。轉換開關102連接到4線負載112。
系統100示為選擇性地連接到主電源114和第二或備選電源116。如圖所示，電源114和116是分別具有輸出Al、 Bl、 C1和N1，以及A2、 B2、 C2和N2的三相獨立電源。應當意識到，輸出Nl和N2是與電源114和116相關的中線電流線。
轉換開關102通過負載線AL、 BL、 CL和NL選擇性地將電源114或電源116連接到負載112。在電源114在線或可用的主要工作中，轉換開關102連接電源114到負載112。在電源114不可用的輔助工作中，轉換開關連接第二電源116到負載112。中線電流管理由諸如變壓器118的隔離裝置提供，該隔離裝置連接在第二電源116的輸出和開關108的輸入之間。隔離裝置118的輸入提供用于第二電源116的連續中線路徑，且隔離裝置118的輸出提供用于負載112的連續中線路徑，
該負載112從中線路徑第二電源114隔離，由此消除了不希望的接地 電流循環。應當意識到變壓器118僅在電源116為負載112供電時通 電或工作。
在主要工作中，第一電源114通過開關104和負載線AL、 BL及 CL為負載112供電。中線電流沿著NL和N1返回第一電源114，而不 沿著與負載112和第一電源114隔離的線N2返回第一電源114。
如果電源114失效、變得離線或不可用，轉換開關102將按照設 計或需要自動或手動通過開關108和負載線AL、BL和CL將電源116 連接到負載112，以防止對負載112的供電中斷。中線電流沿著NL和 Nl返回到地，而不沿著通過隔離裝置118與負載112和第一電源114 隔離的線N2返回到地。
隔離裝置118在附圖中示為在電源114為負載112供電時隔離中 線N2的Y-Y變壓器。變壓器118有效地工作為零相移隔離變壓器且可 以包括例如雙z型配置或三次delta Y-Y配置。
對于本領域技術人員而言，當閱讀本公開說明時，本發明的其他 備選和修改將變得顯見，且旨在表明此處公開的發明范圍僅由發明人 被合法授權的所附權利要求的最廣義的解釋限定。
權利要求
1.一種電功率轉換系統，包括第一開關，包括連接到具有中線電流線的第一電源的輸入和選擇性連接到具有中線電流線的負載的輸出；第二開關，包括連接到具有中線電流線的第二電源的輸入，以及選擇性連接到所述負載的開關輸出，使得所述負載的中線電流線與所述第二電源的中線電流線隔離但不與所述第一電源的中線電流線隔離。
2. 根據權利要求1所述的系統，其中，所述第二開關包括隔離裝置，所述隔離裝置具有連接到所述第二電源的輸入和連接到所述第二開關的輸入的輸 出。
3. 根據權利要求1所述的系統，還包括隔離裝置，其中所述隔離裝置具有 連接到所述第二電源的輸入和連接到所述第二開關的輸入的輸出。
4. 根據權利要求1所述的系統，其中，所述第一和第二開關均包括三極開關。
5. 根據權利要求4所述的系統，其中，所述第一和第二開關均包括三極SCR 開關。其中，所述負載是三相負載。 其中，所述隔離裝置是Y-Y變壓器。 其中，在所述第一電源失效時自動發生所
6. 根據權利要求4所述的系統，
7. 根據權利要求3所述的系統，
8. 根據權利要求l所述的系統， 述負載從第一電源到第二電源的轉換。
9. 根據權利要求l所述的系統，其中， 所述負載從第一電源到第二電源的轉換。在所述第一電源失效之后手動發生
10. —種電功率轉換系統，包括第一開關，具有連接到第一電源的輸入和連接到負載的輸出，其中所述負載具有中線電流線；第二開關，具有輸入且具有連接到所述負載的輸出；以及變壓器，具有連接到第二電源的輸入和連接到所述第二開關的輸入的輸出， 其中所述第二電源包括中線電流線；以及所述變壓器提供用于所述第二電源的連續中線電流路徑且將所述負載的中線電流線與所述第二電源隔離。
11. 根據權利要求IO所述的系統，其中，所述第一和第二開關包括三極開
12. 根據權利要求11所述的系統，其中，所述第一和第二開關包括三極SCR開關。
13. 根據權利要求ll所述的系統，其中，所述負載是三相負載。
14. 根據權利要求10所述的系統，其中，所述變壓器是Y-Y變壓器。
15. 根據權利要求10所述的系統，其中，在所述第一電源失效時自動發生所述負載從第一電源到第二電源的轉換。
16. 根據權利要求10所述的系統，其中，在所述第一電源失效之后手動發生所述負載從第一電源到第二電源的轉換。
17. —種用于選擇性地將負載連接到第一電源或第二電源的轉換開關系統，每個電源具有中線電流線，所述系統包括第一開關，具有連接到所述第一電源的輸入和連接到所述負載的輸出；第二開關，具有輸入和連接到負載的輸出；以及變壓器，具有連接到所述第二電源的輸入和連接到所述第二開關的輸入的輸出，以從所述負載隔離所述第二電源的中線電流線。
18. —種電功率轉換系統，包括第一三極SCR開關，具有連接到第一電源的輸入和連接到三極負載的輸出，其中所述第一電源和負載均具有中線電流線；第二三極開關，具有輸入且具有連接到所述負載的輸出；Y-Y變壓器，包括連接到具有中線電流線的第二電源的輸入，以及連接到所述第二開關的輸入的變壓器輸出；以及所述變壓器提供用于所述第二電源的連續中線路徑且從所述第二電源隔離所述負載的中線路徑。
19. 根據權利要求18所述的系統，其中，在所述第一電源失效時自動發生 所述負載從第一電源到第二電源的轉換。
20. 根據權利要求18所述的系統，其中，在所述第一電源失效之后手動發 生所述負載從第一電源到第二電源的轉換。
21. —種用于在電源間轉換負載的方法，包括 提供第一和第二電源，每個電源包括中線電流線； 提供具有中線電流線的負載；在所述負載和所述第一電源之間插入第一開關以用于選擇性地供給功率到 所述負載，使得在所述第一電源和負載之間建立中線電流路徑；在所述負載和所述第二電源之間插入第二開關，使得所述第二電源的中線 電流線從所述負載的中線電流線隔離。
22. 根據權利要求20所述的方法，還包括在所述第二開關和所述第二電源 之間插入隔離裝置，以提供用于所述第二電源的連續中線路徑，且從所述第二 電源隔離所述負載的中線電流路徑。
23. 根據權利要求22所述的方法，還包括在所述第一電源失效時自動將所 述負載從所述第一電源轉換到所述第二電源。
24. 根據權利要求23所述的方法，其中，所述隔離裝置是Y-Y變壓器，所述負載是三相負載，且所述第一和第二電源均是三相電源,
全文摘要
本發明公開一種用于選擇性地連接負載到第一電源或第二電源的電功率轉換系統，包括具有選擇性連接到第一電源的輸入和連接到負載的輸出的第一開關。第二開關包括輸入和連接到負載的輸出。隔離裝置具有連接到所述第二電源的輸入和連接到所述第二開關的輸入的輸出，以從所述第二電源隔離負載的中線電流路徑。
文檔編號H02J9/06GK101689770SQ200880013434
公開日2010年3月31日 申請日期2008年3月6日 優先權日2007年4月27日
發明者威廉·A·巴庫斯, 彼得·A·潘菲爾, 杰弗里·M·鮑威爾, 理查德·T·考迪爾, 蘇拉特卡爾·P·謝諾伊, 詹姆斯·K·馬丁 申請人:力博特公司