一种用于电网的混合开关装置的制作方法

技术特征：
1.一种用于电网(100)的开关装置(1)，包括：-第一电端子和第二电端子(11，12)，用于与对应的电网部分电连接；-第一电支路(3)，包括多个机电类型的开关设备(31，32)，每个开关设备具有能够机械耦合或分离以分别传导或阻断电流的电触点；-第二电支路(4)，包括一个或多个固态类型的开关设备(41，42)，每个开关设备包括基于半导体材料的一个或多个开关部件(41a，41b，42a，42b)，并且适于在所述开关设备传导电流的接通状态和所述开关设备阻断电流的关断状态之间切换，所述第二电支路与所述第一电支路并联电连接在所述第一电端子和第二电端子之间；其特征在于，所述第一电支路(3)包括：-机电类型的第一开关设备(31)，其能够在所述第一开关设备传导电流的闭合状态和所述第一开关设备阻断电流的断开状态之间切换，所述第一开关设备是自作用开关设备，其能够在被沿着所述第一开关装置流动的电流驱动时从所述闭合状态切换到所述断开状态而无需接收外部控制信号或外部电力供应，当沿着所述开关装置流动的电流超过对应的预定义阈值时或者当沿着所述开关装置流动的电流的改变率超过对应的预定义阈值时或者在这两个条件组合时，所述第一开关设备从所述闭合状态切换到所述断开状态；-机电类型的第二开关设备(32)，与所述第一开关设备串联电连接，所述第二开关设备能够在所述第二开关设备传导电流的闭合状态和所述第二开关设备阻断电流的断开状态之间切换，在接收到对应的输入控制信号时，所述第二开关设备在所述闭合状态和所述断开状态之间切换。2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述第一开关设备(31)包括第一致动器，该第一致动器能够利用由电流沿着所述开关装置流动而生成的电动力来致动所述第一开关设备的电触点，从而使所述第一开关设备从所述闭合状态切换到所述断开状态。3.根据权利要求2所述的开关装置，其特征在于，所述第一致动器包括可操作地耦合到所述第一开关设备的电触点的汤姆森线圈致动设备。4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的开关装置，其特征在于，所述第二电支路(4)包括电流阻断电路(40a)，该电流阻断电路(40a)适于阻断沿着所述第二电支路流动的电流，所述电流阻断电路包括固态类型的第三开关设备(41)和与所述第三开关设备并联电连接的第一电子电路(48)。5.根据权利要求4所述的开关装置，其特征在于，所述第二电支路(4)包括限流电路(40)，该限流电路(40)适于限制沿着所述第二电支路流动的电流，所述限流电路与所述电流阻断电路(40a)串联电连接并且包括固态类型的第四开关设备(42)和与所述第四开关设备(42)并联电连接的第二电子电路(49)。6.根据权利要求4或5所述的开关装置，其特征在于，所述第三开关设备(41)包括基于半导体材料的一对开关部件，其根据反并联或反串联配置布置以允许控制沿着所述第二电支路(4)流动的双向电流。7.根据权利要求4或5所述的开关装置，其特征在于，所述第二电支路(4)包括第一二极管桥(45)，该第一二极管桥(45)可操作地关联到所述电流阻断电路(40a)以允许控制沿着所述第二电支路(4)流动的双向电流。8.根据权利要求5所述的开关装置，其特征在于，所述第四开关设备(42)包括基于半导
体材料的一对开关部件，所述开关部件根据反并联或反串联配置布置以允许控制沿着所述第二电支路(4)流动的双向电流。9.根据权利要求5所述的开关装置，其特征在于，所述第二电支路(4)包括可操作地关联到所述限流电路(40)的第二二极管桥(46)，以允许控制沿着所述第二电支路(4)流动的双向电流。10.根据权利要求1至5中的任一项所述的开关装置，其特征在于，所述第二电支路(4)包括可操作地关联到所述限流电路(40)和所述电流阻断电路(40a)的第三二极管桥接电路(47)，以允许控制沿着所述第二电支路(4)流动的双向电流。11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的开关装置，其特征在于，如果短路电流沿着所述开关装置流动，那么所述第一开关设备(31)适于从闭合状态切换到断开状态。12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的开关装置，其特征在于，如果过载电流或正常电流沿着所述开关装置流动，那么所述第一开关设备(31)适于不从闭合状态切换到断开状态。13.根据权利要求4或5所述的开关装置，其特征在于，根据所述第一开关设备(31)的断开操纵，在从短路电流已经从所述第一电支路(3)换向到所述第二电支路(3)的时刻起经过一段时间间隔之后，命令所述第三开关设备(41)从接通状态切换到关断状态。14.根据权利要求4或5所述的开关装置，其特征在于，根据所述第二开关设备(32)的断开操纵，所述第三开关设备(41)适于在从过载电流或正常电流已经从所述第一电支路(3)换向到所述第二电支路(3)的时刻起经过一段时间间隔之后从接通状态切换到关断状态。15.根据权利要求5所述的开关装置，其特征在于，根据所述第一开关设备(31)或所述第二开关设备(32)的断开操纵，在电流已经从所述第一电支路(3)换向到所述第二电支路(4)之后命令所述第四开关设备(42)从接通状态切换到关断状态。16.一种电网(100)，包括至少一个根据前述权利要求之一所述的开关装置(1)。17.一种开关组(110)，包括根据前述权利要求中的一项或多项所述的开关装置(1)以及串联电连接的隔离开关(150)。18.一种用于保护电网的方法，所述电网包括用于电连接或电断开所述电网的不同电网部分的多个开关组(110)，其中每个开关组(110)包括：-能够控制双向电流的根据权利要求5所述的开关装置(1)，所述开关装置能够在其中所述开关装置传导电流的闭合状态或其中所述开关装置阻断电流的断开状态或其中所述开关装置限制从所述第一电支路(3)换向到所述第二电支路(4)的电流的限流模式下进行切换；-与所述开关装置(1)串联电连接的隔离开关(15)，所述隔离开关能够在其中所述隔离开关传导电流的闭合状态或其中所述隔离开关阻断电流的断开状态下进行切换；其中每个开关组(110)能够在其中所述开关装置(1)处于闭合状态并且所述隔离开关(150)处于闭合状态的闭合状态或其中所述开关装置(1)处于断开状态并且所述隔离开关(150)处于断开状态的断开状态或其中所述开关装置(1)处于限流模式并且所述隔离开关(150)处于闭合状态的限流模式下切换，其特征在于包括以下步骤：
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如果所述电网中存在电气故障，那么将所述开关组(110)切换到限流模式；-将距所述电气故障最近的开关组(110)切换到断开状态并且将所述电网的其余开关组(110)维持在限流模式；如果当距所述电气故障最近的开关组(110)处于断开状态时所述电气故障在预定义的时间段内被电隔离：-将距所述电气故障最近的开关组(110)维持在断开状态并且将所述电网的其余开关组(110)切换回闭合状态；如果当距所述电气故障最近的开关组(110)处于断开状态时所述电气故障在所述预定义的时间段内没有被电隔离：-将所述电网的所有开关组(110)切换到断开状态。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述电网(100a)包括电池能量存储系统，所述电池能量存储系统包括多个电池单元、用于将所述电池单元电连接到功率转换器的dc母线(101a)以及用于将所述电池单元电连接到所述dc母线或从所述dc母线断开的多个所述开关组(110)。

技术总结
本公开涉及一种用于电网的混合开关装置。一种用于电网的开关装置包括：第一和第二电端子，与对应电网部分电连接；第一电支路，包括多个开关设备，其具有可机械耦合或分离以传导或阻断电流的电触点；第二电支路，包括固态开关设备，其包括半导体开关部件，开关设备适于在接通和关断之间切换，第一和第二电支路并联在第一和第二电端子之间；第一电支路包括：第一开关设备，能在闭合和断开之间切换，在被电流驱动时从闭合切换到断开而无需接收外部控制信号或电力供应，当电流超过阈值或电流改变率超过阈值时或其组合时从闭合切换到断开；第二开关设备，与第一开关设备串联并且能在闭合和断开之间切换，在接收到输入控制信号时在闭合和断开之间切换。和断开之间切换。和断开之间切换。


技术研发人员：T
受保护的技术使用者：ABB瑞士股份有限公司
技术研发日：2021.09.15
技术公布日：2022/6/16