Технологии защиты от зональных повреждений распределительных систем постоянного тока Российский патент 2020 года по МПК H02H3/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Электрораспределительные системы постоянного тока используются для различных приложений, таких, например, как системы электроснабжения воздушных судов, суда с электродвижением, сети для сбора энергии возобновляемых источников, микросети, системы электроснабжения центров обработки данных, и других приложений. Распределительные системы постоянного тока часто используются для повышения эффективности систем и/или обеспечения экономии пространства и веса, связанной с физически используемым оборудованием.

Уровень техники

Для распределительных систем постоянного тока часто бывает очень сложно добиться быстрого и надежного обнаружения повреждений и определения местоположения из-за различных факторов, таких, например, как низкий импеданс цепи и влияние тока КЗ, ограничивающего функции преобразователей. Дифференциальную защиту, направление тока, дистанционную защиту полного сопротивления, переходную энергию и/или способы защиты от перегрузки по току можно использовать в различных вариантах осуществления для защиты от короткого замыкания в распределительных системах постоянного тока. Однако каждый из этих способов имеет соответствующие особенности применения и функциональные ограничения. Например, способы дифференциальной защиты и дистанционной защиты полного сопротивления могут быть пригодны для распределительных систем постоянного тока, но не могут удовлетворить требования, предъявляемые к скорости и производительности.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту изобретения блок защиты шины для обнаружения местоположения повреждения в электрораспределительной системе постоянного тока может включать в себя по меньшей мере один датчик для выработки данных датчика, показывающих одну или более характеристик электрической шины постоянного тока, контролируемой блоком защиты шины, модуль обнаружения повреждения для контроля данных датчика, определения того, произошло ли повреждение на основании выработанных данных датчика, и определения того, произошло ли повреждение в пределах зоны шины, ограниченной электрической шиной постоянного тока, в ответ на определение того, что произошло повреждение, модуль изоляции повреждения для выключения изолирующего устройства в пределах зоны шины в ответ на определение того, что повреждение произошло в пределах зоны шины, или передачу сообщения из другого блока защиты шины, которое показывает, что повреждение произошло в пределах зоны шины, и модуль связи для передачи сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины в ответ на определение того, что произошло повреждение.

В некоторых вариантах осуществления изобретения контроль данных датчика может включать в себя контроль напряжения на шине электрической шины постоянного тока и/или тока электрической шины постоянного тока. Определение того, произошло ли повреждение, может включать в себя применение алгоритма обнаружения повреждения к выработанным данным датчика. Изолирующее устройство может включать в себя электрический переключатель. В некоторых вариантах осуществления модуль связи должен дополнительно передавать сигналы индикации повреждения в каждый другой блок защиты шины, коммуникативно-связанный с блоком защиты шины. Передача сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины может включать в себя передачу цифрового сигнала в соседний блок защиты шины.

В некоторых вариантах осуществления изобретения блок защиты шины может также включать в себя модуль таймера повреждения для установления таймера выключения в ответ на передачу сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины и выключения изолирующего устройства в ответ на определение того, что значение таймера выключения превысило заданное пороговое значение. Блок защиты шины может содержать блок защиты распределительной шины, который контролирует распределительную шину постоянного тока, электрически соединенную с главной шиной и нагрузочной шиной. Блок защиты распределительной шины может быть коммуникативно связан с блоком защиты главной шины, который контролирует главную шину, и блоком защиты нагрузочной шины, который контролирует нагрузочную шину. В некоторых вариантах осуществления блок защиты шины может содержать блок защиты нагрузочной шины, который контролирует нагрузочную шину постоянного тока, электрически соединенную с распределительной шиной. Блок защиты шины может содержать блок защиты главной шины, который контролирует главную шину постоянного тока, электрически соединенную с системой электропитания и распределительной шиной. В некоторых вариантах осуществления блок защиты шины включает в себя микроконтроллер.

Согласно другому аспекту изобретения способ обнаружения местоположения повреждения в электрораспределительной системе постоянного тока может включать в себя контроль, с помощью блока защиты шины, данных датчика, выработанных с помощью по меньшей мере одного датчика блока защиты шины, определение, с помощью блока защиты шины, того, произошло ли повреждение на основании выработанных данных датчика, и произошло ли повреждение в пределах зоны шины, ограниченной электрической шиной постоянного тока, в ответ на определение того, что произошло повреждение, выключение, с помощью блока защиты шины, изолирующего устройства в пределах зоны шины в ответ на определение того, что повреждение произошло в пределах зоны шины, или прием сообщения из другого блока защиты шины, показывающего, что повреждение произошло в пределах зоны шины, и передачу, с помощью блока защиты шины, сигнала индикации повреждения шины в соседний блок защиты шины в ответ на определение того, что произошло повреждение. Данные датчика могут показывать одну или более характеристик электрической шины постоянного тока, контролируемой блоком защиты шины.

В некоторых вариантах контроль данных датчика может включать в себя контроль по меньшей мере одного из: напряжения на шине или тока электрической шины постоянного тока. Способ может дополнительно включать в себя передачу, с помощью блока защиты шины, сигнала индикации повреждения в каждый другой блок защиты шины, коммуникативно-связанный с блоком защиты шины. В некоторых вариантах осуществления способ включает в себя установление, с помощью блока защиты шины, значения таймера выключения в ответ на передачу сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины, и выключение, с помощью блока защиты шины, изолирующего устройства в ответ на определение того, что значение таймер выключения превысило заданное пороговое значение.

Согласно еще одному аспекту изобретения один или более машиночитаемых носителей информации для хранения информации, содержащих множество инструкций, хранящихся на них, которые в ответ на исполнение блоком защиты шины могут предписывать блоку защиты шины контролировать данные датчика, выработанные с помощью по меньшей мере одного датчика блока защиты шины, определять, произошло ли повреждение, на основании выработанных данных датчика, определять, произошло ли повреждение в пределах зоны шины, определенной с помощью электрической шины постоянного тока в ответ на определение того, что произошло повреждение, что можно выключить изолирующие устройства в пределах зоны шины в ответ на определение того, что повреждение произошло в пределах зоны шины, или передачу сообщения из другого блока защиты шины, которое показывает, что повреждение произошло в пределах зоны шины, и передать сигнал индикации повреждения шины в соседний блок защиты шины в ответ на определение того, что произошло повреждение. Данные датчика могут показывать одну или более характеристик электрической шины постоянного тока, контролируемой блоком защиты шины.

В некоторых вариантах контроль данных датчика может включать в себя контроль по меньшей мере одного из: напряжения на шине или тока электрической шины постоянного тока. Передача сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины может включать в себя передачу цифрового сигнала в соседний блок защиты шины.

Краткое описание чертежей

Концепции, описанные в данном документе, проиллюстрированы посредством не ограничивающего примера на приложенных чертежах. Для простоты и ясности иллюстрации, элементы, иллюстрированные на фигурах, необязательно выполнены в масштабе. Там, где это уместно, ссылочные позиции повторяются на фигурах для обозначения соответствующих или аналогичных элементов.

На фиг. 1 показана упрощенная блок-схема по меньшей мере одного варианта распределительной системы постоянного тока для защиты от зональных повреждений;

на фиг. 2 показана упрощенная блок-схема по меньшей мере одного варианта распределительной системы постоянного тока, показанной на фиг. 1;

на фиг. 3 показана упрощенная блок-схема по меньшей мере одного другого варианта распределительной системы постоянного тока, показанной на фиг. 1;

на фиг. 4 показана упрощенная блок-схема по меньшей мере одного варианта блока защиты шины, показанного фиг. 2-3;

на фиг. 5 показана упрощенная блок-схема по меньшей мере одного варианта окружающей среды блока защиты шины, показанного на фиг. 4;

на фиг. 6-7 показана упрощенная блок-схема последовательности операций по меньшей мере одного варианта осуществления способа обнаружения местоположения повреждения в распределительной системе постоянного тока; и

на фиг. 8 показана упрощенная блок-схема последовательности операций по меньшей мере одного варианта способа обнаружения местоположения повреждения в распределительной системе постоянного тока без связи.

Осуществление изобретения

Хотя в концепции настоящего изобретения могут быть внесены различные модификации и альтернативные формы, конкретные варианты осуществления изобретения показаны посредством примера на чертежах и будут подробно описаны в данном разделе. Однако следует понимать, что отсутствует намерение ограничить концепцию настоящего раскрытия конкретными раскрытыми формами, и, напротив, намерение состоит в том, чтобы охватить все модификации, эквиваленты и альтернативные варианты, соответствующие настоящему изобретению и прилагаемой формуле изобретения.

Ссылки в описании на "один вариант осуществления", "вариант осуществления", "иллюстративный вариант осуществления" и т.д. показывают, что описанный вариант может включать в себя конкретный признак, конструкцию или характеристику, но каждый вариант осуществления может или необязательно должен включать в себя этот конкретный признак, конструкцию или характеристику. Более того, такие фразы необязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, когда конкретный признак, конструкция или характеристика описываются в связи с вариантом осуществления изобретения, предполагается, что он находится в пределах знаний специалистов в данной области техники, которая будет осуществлять такой признак, конструкцию или характеристику в связи с другими вариантами осуществления изобретения, описанными явным или неявным образом. Кроме того, следует понимать, что элементы, включенные в список в виде "по меньшей мере один А, В и С", могут означать (А); (В); (С); (А и В); (В и С); (А и С); или (А, В, и С). Аналогичным образом, элементы, перечисленные в виде "по меньшей мере один из А, В или С", могут означать (А); (В); (С); (А и В); (В и С); (А и С); или (А, В и С).

В некоторых случаях, раскрытые варианты осуществления изобретения могут быть реализованы в виде аппаратных средств, встроенного программного обеспечения, программного обеспечения или любой их комбинации. Раскрытые варианты осуществления изобретения можно также реализовать в виде инструкции, переносимой или хранящейся на одном или более временных или невременных машиночитаемых (например, на компютерно-читаемых) носителях информации, которые могут считываться и исполняться одним или более процессорами. Машиночитаемый носитель информации можно выполнить в виде любого запоминающего устройства, механизма или другой физической структуры для хранения или передачи информации в форме, считываемой машиной (например, в виде энергозависимой или энергонезависимой памяти, диска для хранения данных или другого устройства для хранения данных).

На чертежах некоторые конструктивные признаки или признаки способа могут быть показаны в виде специфических размещений и/или последовательностей. Однако следует понимать, что такие специфические размещения и/или последовательности могут не потребоваться. Скорее всего, в некоторых вариантах осуществления изобретения такие признаки могут быть выполнены иным образом и/или в другой последовательности, чем те, которые показаны на иллюстративных фигурах. Кроме того, включение конструктивного признака или признака способа на конкретной фигуре не означает, что такой признак потребуется во всех вариантах осуществления изобретения и в некоторых вариантах осуществления он может быть не включен или может быть не объединен с другими признаками.

Как подробно описано ниже, мощность постоянного тока распределяется на различные нагрузки распределительной системы постоянного тока на основании различных уровней или слоев шин (например, главных шин, распределительных шин и шин нагрузок). В некоторых вариантах каждая из шин может включать в себя отдельный блок защиты шины (смотри, например, фиг. 2-3), который выполнен с возможностью анализа данных датчика (например, напряжения на шине и значения тока в цепи), связанных с этой шиной, чтобы определить, что имело ли место состояние повреждения. Если конкретный блок защиты шины определяет, что повреждение произошло в пределах зоны шины, определенной с помощью соответствующей шины, блок защиты шины может выключить связанные с ним изолирующие устройства для изоляции повреждения; однако, если блок защиты шины определяет, что повреждение произошло вне зоны шины, блок защиты шины может передать сигнал индикации повреждения (например, сигнал постоянного тока) в соседние блоки защиты шины (например, расположенные выше по ходу и/или ниже по ходу). В иллюстративном варианте с помощью такой одноранговой связи между соседними блоками защиты шины повреждение на распределительной цепи между электрическими шинами постоянного тока можно обнаружить с помощью соответствующих блоков защиты шины.

Обратимся теперь к фиг. 1, на которой показана распределительная система 100 постоянного тока, в которой используется защита от зональных повреждений. Иллюстративная распределительная система 100 постоянного тока включает в себя один или более источников 102 энергии, одну или более главных шин 104, одну или более распределительных шин 106, одну или более нагрузочных шин 108, одну или более нагрузок 110, один или более блоков 208 защиты главных шин (MBPU), один или более блоков 210 защиты распределительных шин (DBPU) и один или более блоков 212 защиты нагрузочной шины (LBPU). Следует иметь в виду, что распределительную систему 100 постоянного тока можно структурировать с многочисленными уровнями распределения электроэнергии. Например, иллюстративная распределительная система 100 постоянного тока включает в себя уровень главной шины, первый уровень распределительной шины, второй уровень распределительной шины и уровень нагрузочной шины, электрически соединенный между источниками 102 энергии и нагрузками 110.

Каждый из источников энергии 102 можно реализовать в виде любого устройства, компонента или их набора, выполненного с возможностью генерирования электроэнергии для распределительной системы 100 постоянного тока. Следует иметь в виду, что каждый из источников 102 энергии может быть выполнен с возможностью генерации электроэнергии переменного тока (АС) или электроэнергии постоянного тока (DC) в зависимости от конкретного варианта осуществления изобретения. Например, источники 102 энергии могут включать в себя сеть электропитания общего пользования, локальный генератор электрической энергии (например, фотоэлемент) и/или другие источники энергии. В вариантах осуществления изобретения, в которых генерируется энергия переменного тока, распределительная система 100 постоянного тока может включать в себя преобразователи электроэнергии (например, выпрямители) и/или устройства кондиционирования электроэнергии для преобразования электроэнергии переменного тока в соответствующую энергию постоянного тока. Аналогичным образом, распределительная система 100 постоянного тока может включать в себя преобразователи постоянного тока в постоянный ток (например, повышающие/понижающие преобразователи) для согласования двух подсистем распределения энергии постоянного тока с различными уровнями напряжения (например, для преобразования напряжения постоянного тока в общее напряжение постоянного тока). В некоторых вариантах один или более таких преобразователей могут образовывать часть соответствующего источника 102 энергии.

Каждую из главных шин 104, распределительных шин 106 и/или нагрузочных шин 108 можно реализовать в виде любой подходящей шины распределения электроэнергии, способной выполнять функции, описанные в данном документе. В иллюстративном варианте каждая из главных шин 104 электрически соединена с одним или более источниками 102 энергии, и каждая из нагрузочных шин 108 электрически соединена с одной более нагрузками 110. Кроме того, каждая из главных шин 104 электрически соединена с одной или более распределительными шинами 106, и каждая из распределительных шин 106 электрически соединена с одной или более нагрузочными шинами 108. Кроме того, следует иметь в виду, что цепи между главными шинами 104 и распределительными шинами 106 образуют первичные цепи распределения энергии (не обозначены для ясности на фиг. 1-3), и цепи между распределительными шинами 106 и нагрузочными шинами 108 образуют вторичные распределительные цепи питания (не обозначены для ясности на фиг. 1-3). Каждую из нагрузок 110 (некоторые из которых обозначены только "L" на фиг. 2-3, без соответствующей ссылочной позиции 110, для ясности фигуры) можно реализовать в виде любого устройства, компонента или их комбинации, способного принимать электроэнергию из распределительной системы 100 постоянного тока или, более конкретно, из одной или более нагрузочных шин 108. Конечно, в некоторых вариантах распределительная система 100 постоянного тока может включать в себя преобразователь постоянного тока в переменный между нагрузочной шиной 108 и нагрузкой 110 в цепи переменного тока таким образом, чтобы распределительная система 100 постоянного тока могла использоваться для питания нагрузок 110 переменного тока.

Как показано на фиг. 1, распределительная система 100 постоянного тока включает в себя изолирующие устройства 112 (некоторые из которых обозначены только символами электрического переключателя на фиг. 1-3 без соответствующей ссылочной позиции 112 для ясности фигур) между каждым уровнем распределительной системы 100 постоянного тока. Например, первичные цепи распределения энергии и вторичные цепи распределения энергии включают в себя изолирующие устройства 112. Каждое из изолирующих устройств 112 можно реализовать в виде любого устройства, компонента или их комбинации, которые способны "размыкать" цепь (например, вызывая размыкание цепи) с целью изоляции двух участков соответствующей цепи друг от друга. Например, в некоторых вариантах изолирующие устройства 112 можно реализовать в виде электрических переключателей или прерывателей. Кроме того, в некоторых вариантах накопители энергии, преобразователи (например, преобразователи постоянного тока в постоянный) и/или другие распределенные ресурсы могут быть электрически соединены с главной шиной 104, распределительной шиной 106 и/или нагрузочной шиной 108.

Следует иметь в виду, что распределительная система 100 постоянного тока может включать в себя любое число (p) источников 102 энергии, любое число (m) главных шин 104, любое число (d) распределительных шин 106, любое число (k) нагрузочных шин 108 и любое число (l) нагрузок 110. Кроме того, каждое из чисел (p, m, d, k, l) может быть одинаковым или различным в зависимости от конкретного варианта. Например, в одном варианте распределительная система 100 постоянного тока может включать в себя один источник 102 энергии, одну главную шину 104, две распределительных шины 106, две нагрузочных шины 108 и десять нагрузок 110. Шины 104, 106, 108 могут быть разнесены друг от друга на различные расстояния в зависимости от конкретного варианта (например, менее чем десять метров, десятки метров, сотни метров, тысячи метров и т.д.). Кроме того, хотя нагрузки 110 показаны как электрически соединенные с нагрузочными шинами 108, в некоторых вариантах одна или более нагрузок 110 могут быть электрически соединены непосредственно с распределительной(ами) шиной(ами) 106 и/или главной(ыми) шиной(ами) 104. Как показано на фиг. 1, каждая из шин 104, 106, 108 может включать в себя блок защиты шины, который анализирует данные датчика, связанные с соответствующей шиной для того, чтобы определить, произошло ли повреждение (см., например, фиг. 2-3). Например, блок 208 защиты главной шины может контролировать главную шину 104, блок 210 защиты распределительной шины может контролировать распределительную шину 106, и блок 212 защиты нагрузочной шины может контролировать нагрузочную шину 108. Блок защиты шины осуществляет контроль за повреждениями в пределах зоны шины и/или передает сигнал индикации повреждения в соседний(е) блок(и) защиты шины (например, в блоки защиты шины, связанные с соседними шинами, выше по ходу или ниже по ходу) распределительной системы 100 постоянного тока.

Обратимся теперь к фиг. 2, на которой показан по меньшей мере один вариант распределительной системы 100 постоянного тока (которая в дальнейшем упоминается как "распределительная система 200 постоянного тока"). Как описано в данном документе, быстрая и избирательная защита от повреждений является значительной проблемой для распределительных систем постоянного тока. Например, когда повреждение типа короткого замыкания происходит в распределительной системе постоянного тока, обычно все источники и распределенные шунтирующие емкостные устройства вносят вклад в токи короткого замыкания. Так как токи короткого замыкания обычно не чувствительны к местоположениям повреждений в компактных и ячеистых распределительных системах постоянного тока (например, из-за маленького полного сопротивления цепи), часто трудно избирательно определить подходящее действие переключения для изоляции повреждения непосредственно на основании локальных измерений (например, напряжения и/или тока). Быстрый обмен энергией между емкостными и индуктивными элементами и ток КЗ, ограничивающий функции преобразователей, делают изоляцию повреждения, основанную на локальных измерениях, еще более сложной. Например, в распределительных системах постоянного тока часто трудно идентифицировать точное местоположение цепи между главной шиной 104 и конкретной нагрузкой 110, в которой фактически произошло повреждение, на основе локальных измерений.

Как показано на фиг. 2, иллюстративная распределительная система 200 постоянного тока включает в себя две главные шины 104 (вторая главная шина 104 явно не показана), две распределительные шины 106, две нагрузочные шины 108 и множество нагрузок 110. Конечно, как обсуждено выше, в других вариантах распределительная система 200 постоянного тока может включать в себя дополнительные или другие уровни распределения электроэнергии. В иллюстративном варианте первая главная шина 104 электрически соединена с первой распределительной шиной 106 и второй распределительной шиной 106. Дополнительно, вторая главная шина 104 электрически соединена с каждой из первой и второй распределительных шин 106. Аналогичным образом, каждая из распределительных шин 106 иллюстративной распределительной системы 200 постоянного тока электрически соединена с каждой из нагрузочных шин 108. Следует понимать, что распределительная система 200 постоянного тока включает в себя изолирующие устройства 112, рассредоточенные в каждом электрическом звене, проходящем от соответствующей шины 104, 106, 108. По этой причине изолирующие устройства 112 расположены на обоих концах первичной и вторичной распределительных цепей.

Иллюстративная распределительная система 200 постоянного тока включает в себя энергосистему 202 общего пользования и локальный генератор 204 электроэнергии, которые служат источниками 102 энергии первой главной шины 104. Вторая главная шина 104 может быть запитана аналогичным образом или запитана различными источниками 102 энергии в зависимости от конкретного варианта. Как показано, распределительная система 200 постоянного тока может включать в себя преобразователь 206 (например, выпрямитель), подключенный между энергосистемой 202 общего пользования и первой главной шиной 104 для преобразования электроэнергии переменного тока, подаваемой энергосистемой 202 общего пользования, в электроэнергию постоянного тока, которая подается на первую главную шину 104. Конечно, если локальный генератор 204 электроэнергии выполнен с возможностью вывода электроэнергии переменного тока, распределительная система 200 постоянного тока может также использовать преобразователь 206 (например, выпрямитель) для преобразования, соответственно, электроэнергии переменного тока. В других вариантах распределительная система 200 постоянного тока может включать в себя преобразователь постоянного тока в постоянный (например, понижающий или повышающий преобразователь) для того, чтобы преобразовывать электроэнергию постоянного тока, подаваемую локальным генератором 204 электроэнергии в более подходящий/полезный электрический сигнал постоянного тока, который будет подаваться в главную шину 104.

Как показано и описано в настоящем документе, распределительная система 200 постоянного тока включает в себя отдельный блок защиты шины для каждой из шин 104, 106, 108. В частности, распределительная система 200 постоянного тока включает в себя блок 208 защиты главной шины (MBPU), первый и второй блоки 210 защиты распределительных шин (DPBU) и первый и второй блоки 212 защиты нагрузочных шин (LBPU). Каждый из блоков 208, 210, 212 защиты шины включает в себя локальные датчики и/или связан с локальными датчиками соответствующей шины 104, 106, 108. Соответственно, в некоторых вариантах блоки 208, 210, 212 защиты шины могут получать значения напряжения на шине и тока в цепи, которые можно анализировать для того, чтобы определить произошло ли повреждение. Кроме того, в некоторых вариантах блоки 208, 210, 212 защиты шины соединены с соответствующими изолирующими устройствами 112 (например, локальными переключателями цепей) и выполнены с возможностью управления работой этого изолирующего устройства 112 (например, путем "размыкания" и "замыкания" изолирующих устройств 112), как показано на фиг. 2.

Следует иметь в виду, что блоки 208, 210, 212 защиты шины устанавливают защиту от зональных повреждений для распределительной системы 200 постоянного тока. Например, каждый блок 208 защиты главной шины может устанавливать зону защиты главной шины, ограниченную соответствующей главной шиной 104, каждый блок 210 защиты распределительной шины может установить зону защиты распределительной шины, ограниченную соответствующей распределительной шиной 106, и/или каждый блок 212 защиты нагрузочной шины может установить зону защиты нагрузочной шины, ограниченную соответствующей нагрузочной шиной 108. Кроме того, в некоторых вариантах блоки 208, 210, 212 защиты шины могут устанавливать зоны защиты распределительных цепей. Например, зону первичной распределительной цепи можно защитить с помощью соответствующего(их) блока(ов) 208 защиты главной шины и соответствующего(их) блока(ов) 210 защиты распределительной шины. Аналогичным образом, зону вторичной распределительной цепи можно защитить с помощью соответствующего(их) блока(ов) 210 защиты распределительной шины и соответствующего(их) блока(ов) 212 защиты нагрузочной шины.

В иллюстративном варианте осуществления каждый из первого и второго блоков 210 защиты распределительных шин коммуникативно связан (например, посредством двухсторонней связи) с блоком 208 защиты главной шины, как показано на чертеже. Следует понимать, что блоки 210 распределенной защиты могут упоминаться в настоящем описании как "соседние блоки" по отношению к блоку 208 защиты главной шины или "расположенные рядом" с блоком 208 защиты главной шины и наоборот. По этой причине блок защиты шины рассматривается как "соседний" для другого блока защиты шины, если оба блока защиты шины выполнены с возможностью контроля общей шины или общего набора изолирующих устройств 112 и/или блоки защиты шины выполнены с возможностью поддерживать связь друг с другом. Аналогичным образом, блоки 212 защиты нагрузочной шины коммуникативно связаны с первым блоком 210 защиты распределительной шины. В некоторых вариантах осуществления один или более блоков 212 защиты нагрузочной шины могут быть дополнительно или альтернативно коммуникативно связаны со вторым блоком 208 защиты главной шины (например, варианты осуществления, в которых распределительная система 200 постоянного тока включает в себя вторую главную шину 104, которая не показана для ясности на фигурах). Другими словами, блоки 208, 210 защиты шины и блоки 210, 212 защиты шины могут поддерживать связь друг с другом по соответствующим линиям связи, как описано в настоящем описании. По этой причине сигналы индикации повреждения могут передаваться из блока 208, 210, 212 защиты шины в один или более соседних блоков 208, 210, 212 защиты шины.

Обратимся теперь к фиг. 3, на которой показан по меньшей мере один другой вариант распределительной системы 100 постоянного тока (которая в дальнейшем упоминается как "распределительная система 300 постоянного тока"). Следует понимать, что распределительная система 300 постоянного тока может включать в себя аналогичные компоненты в качестве распределительной системы 200 постоянного тока, описанной выше в отношении фиг. 2. Однако в отличие от распределительной системы 200 постоянного тока, показанной на фиг. 2, распределительная система 300 постоянного тока, показанная на фиг. 3, устанавливает зональную защиту без использования отдельных линий связи между блоками 208, 210, 212 защиты шины. По этой причине в некоторых вариантах осуществления распределительную систему 300 постоянного тока можно эффективно использовать для компактного центра обработки и хранения данных постоянного тока. Например, в некоторых вариантах зону защиты нагрузочной шины, включающую в себя соединенную вторичную распределительную цепь(и), описанную выше, можно защитить с помощью соответствующего блока 212 защиты нагрузочной шины. Зону распределительной шины, включающую в себя подключенную первичную распределительную цепь(и), описанную выше, можно защитить с помощью блока 210 защиты распределительной шины. Зону защиты главной шины, ограниченную главной шиной 104, можно защитить с помощью блока 208 защиты главной шины.

Обратимся теперь к фиг. 4, на которой показан по меньшей мере один вариант блока 400 защиты шины. Следует иметь в виду, что каждый из блоков 208 защиты главной шины, блоков 210 защиты распределительной шины и/или блоков 212 защиты нагрузочной шины может быть аналогичным блоку 400 защиты шины, описанному здесь. Конечно, в некоторых вариантах осуществления конкретный блок 208, 210, 212 защиты шины может включать в себя дополнительные или альтернативные компоненты и модули по отношению к тем, которые описаны здесь. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления один или более компонентов и/или модулей блока 400 защиты шины можно исключить из конкретного блока 208, 210, 212 защиты шины.

Блок 400 защиты шины можно реализовать в виде любого типа вычислительного устройства/компонента, способного выполнять функции, описанные здесь. Например, в иллюстративном варианте блок 400 защиты шины реализован в виде микроконтроллера. Однако в других вариантах осуществления, блок 400 защиты шины можно реализовать, например, в виде настольного компьютера, компьютера типа лэптоп, сервера, маршрутизатора, переключателя, гибридного устройства, устройства типа Интернет вещей (IoT) и/или любого другого подходящего вычислительного устройства или устройства связи. Как показано на фиг. 4, иллюстративный блок 400 защиты шины включает в себя процессор 410, подсистему 412 ввода/вывода ("I/O"), память 414, запоминающее устройство 416 для хранения данных и схему 418 связи. Дополнительно, как показано, блок 400 защиты шины может включать в себя и/или может быть электрически или коммуникативно связан с одним или более датчиками 420. В зависимости от конкретного варианта осуществления изобретения датчик(и) 420 может(могут) быть включен(ы) в блок 400 защиты шины или расположен(ы) за пределами блока 400 защиты шины и соединен(ы) с блоком 400 защиты шины. Конечно, в других вариантах осуществления блок 400 защиты шины может включать в себя другие или дополнительные компоненты, например такие, которые можно обычно обнаружить в типичном вычислительном устройстве или контроллере (например, различные устройства ввода/вывода и/или другие компоненты). Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления один или более иллюстративных компонентов могут быть включены в другой компонент или иным образом образуют часть другого компонента. Например, в некоторых вариантах память 414 или ее части могут быть включены в процессор 410.

Процессор 410 можно реализовать в виде процессора любого типа, способного выполнять функции, описанные здесь. Например, процессор 410 можно реализовать в виде одиночного или многоядерного процессора(ов), процессора цифровых сигналов, микроконтроллера или другого процессора или схемы обработки/управления. Аналогичным образом, память 414 можно реализовать в виде энергозависимой или энергонезависимой памяти или запоминающего устройства любого типа для хранения данных, способного выполнять функции, описанные здесь. При эксплуатации память 414 может хранить различные данные и программное обеспечение, используемое при эксплуатации блока 400 защиты шины, например, операционные системы, приложения, программы, библиотеки и драйверы. Память 414 коммуникативно связана с процессором 410 через подсистему 412 I/O, которую можно реализовать в виде схемы и/или компонентов, облегчающих операции ввода/вывода с помощью процессора 410, памяти 414 и других компонентов блока 400 защиты шины. Например, подсистему 412 I/O можно реализовать в виде (или она может иным образом включать в себя) контроллеров-концентраторов памяти, концентраторов для управления вводом/выводом, микропрограммных устройств, линий связи (то есть двухточечных линий связи, шинных линий связи, проводов, кабелей, световодов, дорожек печатной платы и т.д.) и/или других компонентов и подсистем, облегчающих операции ввода/вывода.

Запоминающее устройство 416 для хранения данных можно реализовать в виде устройства любого типа или устройств, сконфигурированных для краткосрочного или долгосрочного хранения данных, таких, например, как схемы и устройства памяти, карты памяти, жесткие диски, твердотельные накопители или другие запоминающие устройства хранения данных. Запоминающее устройство 416 для хранения данных и/или память 414 может хранить различные данные при эксплуатации блока 400 защиты шины, как описано здесь.

Схему 418 связи можно реализовать в виде любой схемы связи, устройства или их набора, способного обеспечивать связь между блоком 400 защиты шины и другими удаленными устройствами. Например, как описано здесь, конкретный блок 208, 210, 212 защиты шины может поддерживать связь с соседним(и) блоком(ами) 208, 210, 212 защиты шины для передачи/приема сигналов индикации повреждения и/или другой информации, которая является полезной при установлении истинного местоположения повреждения в распределительной системе 100 постоянного тока. В иллюстративном варианте блоки 208, 210, 212 защиты шины поддерживают связь, используя передачу основных сигналов (например, цифровых сигналов). Однако следует понимать, что схему 418 связи можно выполнить с возможностью использования любой одной или более технологий связи (например, беспроводной связи или проводной связи) и связанных с ними протоколов (например, Ethernet, Bluetooth®, Wi-Fi®, WiMAX и т.д.) для осуществления такой связи.

Датчики 420 вырабатывают, производят или выводят данные датчика, основываясь на измеренном сигнале, характеризующем окружающую среду (например, окружающую среду аппаратных средств, программно-аппаратных средств и/или программного обеспечения), и/или на контексте контролируемой шины. Например, как описано ниже, датчики 420 могут получать данные датчика, которые может использовать блок 400 защиты шины для того, чтобы определить, произошло ли электрическое повреждение (например, путем контроля напряжения, тока, температуры и т.д.). В различных вариантах датчики 420 можно реализовать в виде, или в других случаях они могут включать в себя, например, датчики напряжения, датчики тока, датчики полного сопротивления, датчики емкости, датчики температуры, датчики изображения, датчики связи, пьезоэлектрические датчики, оптические датчики, светочувствительные датчики, аудио датчики, инерциальные датчики, датчики близости, датчики движения, датчики давления, датчики программного обеспечения и/или другие типы датчиков, которые получают данные, пригодные для блока 400 защиты шины, которые могут варьироваться в зависимости от конкретного блока 400 защиты шины. В некоторых вариантах осуществления один или более датчиков 420 можно реализовать в виде схемы связи, выполненной с возможностью приема внешних данных датчика и информации. Например, как описано ниже, в некоторых вариантах осуществления датчики 420 и/или другую схему можно выполнить с возможностью приема сигналов индикации повреждения (например, указания повреждения или подтверждения изоляции повреждения) из блоков защиты шины, расположенных выше и/или ниже по ходу.

Конечно, блок 400 защиты шины может также включать в себя компоненты и/или устройства, выполненные с возможностью облегчения использования датчика 420. Кроме того, в некоторых вариантах датчики 420 можно реализовать в другом месте в распределительной системе 100 постоянного тока и выполнить их с возможностью передачи полученных данных датчика в блок 400 защиты шины для анализа.

Обращаясь теперь к фиг. 5, во время эксплуатации блок 400 защиты шины устанавливает оборудование 500 для защиты от зональных повреждений распределительной системы 100 постоянного тока. Иллюстративное оборудование 500 блока 400 защиты шины включает в себя модуль 502 обнаружения повреждений, модуль 504 изоляции повреждения, модуль 506 таймера повреждения и модуль 508 связи. Различные модули оборудования 500 можно реализовать в виде аппаратных средств, программного обеспечения, программно-аппаратных средств или их комбинации. Например, различные модули, логические схемы и другие компоненты окружающей среды 500 могут образовывать часть или могут быть иным образом установлены с помощью процессора 410 или других аппаратных компонентов блока 400 защиты шины. По этой причине в некоторых вариантах один или более модулей оборудования 500 можно реализовать в виде схемы или набора электрических устройств (например, схемы обнаружения повреждения, схемы изоляции повреждения, схемы таймера повреждения и/или схемы связи). Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления один или более иллюстративных модулей могут образовывать часть другого модуля.

Модуль 502 обнаружения повреждения выполнен с возможностью контроля и анализа данных датчика, полученных датчиками 420 (например, данных напряжения, данных тока и т.д.) для того, чтобы определить, например, произошло ли электрическое повреждение. Если повреждение произошло, модуль 502 обнаружения повреждения может дополнительно определить приблизительное местоположение, в котором произошло повреждение. Например, модуль 502 обнаружения повреждения может определить, произошло ли повреждение в пределах зоны шины, ограниченной шиной, защищенной блоком 400 защиты шины. Следует понимать, что модуль 502 обнаружения повреждения может использовать любые подходящие алгоритмы обнаружения повреждения для принятия таких определений. В некоторых вариантах модуль 502 обнаружения повреждения может использовать алгоритмы обнаружения повреждения для анализа признаков повреждений, таких как величина напряжения, производные напряжения, направления токов, величины токов, производные токов, дифференциальные токи, полное сопротивление повреждения, мощность в переходном процессе и/или другие подходящие параметры. Например, в некоторых вариантах осуществления модуль 502 обнаружения повреждения может учитывать уменьшение напряжения на шине или увеличение тока, чтобы характеризовать повреждение в распределительной системе 100 постоянного тока, если это увеличение/уменьшение превышает заданное пороговое значение. Кроме того, в зависимости от конкретного варианта осуществления модуль 502 обнаружения повреждения может контролировать данные датчика непрерывно, периодически или на основании других критериев (например, в ответ на удовлетворение некоторого условия).

Модуль 504 изоляции повреждения выполнен с возможностью выключения одного или более изолирующих устройств 112 в пределах зоны шины, защищенной блоком 400 защиты шины. Следует иметь в виду, что модуль 504 изоляции повреждения может использовать любую подходящую технологию и/или механизм для выключения соответствующих изолирующих устройств 112. В некоторых вариантах модуль 502 обнаружения повреждения определяет соответствующие изолирующие устройства 112 для выключения (например, "размыкания" переключателя), основываясь на полученных данных датчика, и выдает команду выключения в модуль 504 изоляции повреждения изолирующих устройств 112. В других вариантах осуществления модуль 504 изоляции повреждения делает такие определения. Как описано выше путем выключения изолирующих устройств 112, модуль 504 изоляции повреждения может изолировать часть распределительной системы 100 постоянного тока от оставшейся части распределительной системы 100 постоянного тока.

Модуль 506 таймера повреждения может устанавливать таймер выключения, который можно использовать в качестве резервной защиты для инициирования выключения изолирующих устройств 112. Как будет описано ниже, модуль 506 таймера повреждения может устанавливать и увеличивать значение таймера выключения в ответ на отправку сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины (например, если повреждение не находится в пределах зоны шины блока 400 защиты шины). Если значение таймера выключения превышает заданное пороговое значение прежде, чем блок 400 защиты шины примет сигнал индикации повреждения из соседнего блока защиты шины (например, показывающего, что повреждение было определено как возникшее в распределительной цепи между двумя шинами), блок 400 защиты шины может выключить соответствующие изолирующие устройства 112 для разъединения поврежденной цепи.

Модуль 508 связи поддерживает связь между блоком 400 защиты шины и другими устройствами/компонентами распределительной системы 100 постоянного тока. Например, как описано здесь, блок 400 защиты шины может передавать сигнал индикации повреждения в другие соседние шины и/или соседние блоки защиты шины, чтобы показать, что повреждение было обнаружено и/или идентифицировано. Следует иметь в виду, что в некоторых вариантах осуществления модуль 508 связи может поддерживать очень простую связь между блоками 208, 210, 212 защиты шины (например, осуществлять передачу сигнала постоянного тока), тогда как в других вариантах осуществления модуль 508 связи может использовать более сложные протоколы связи для поддержания связи с другими блоками защиты шины.

Обращаясь теперь к фиг. 6-7, во время эксплуатации блок 400 защиты шины может выполнять способ 600 обнаружения местоположения повреждения в распределительной системе 100 постоянного тока. Иллюстративный способ 600 начинается на этапе 602, на котором блок 400 защиты шины контролирует данные датчика, выработанные с помощью датчиков 420, подсоединенных к блоку 400 защиты шины. В частности, на этапе 604 блок 400 защиты шины может контролировать измеренные значения тока и напряжения на шине, полученные датчиками 420. Как описано выше, блок 400 защиты шины может контролировать данные датчика непрерывно, периодически или на основании других критериев в зависимости от конкретного варианта. На этапе 606, блок 400 защиты шины может принимать сигнал индикации повреждения из другого блока 400 защиты шины (например, соседнего блока защиты шины, расположенного выше по ходу или ниже по ходу), показывающего, что повреждение было обнаружено и/или идентифицировано. В некоторых вариантах осуществления сигнал индикации повреждения может выдать указание блоку 400 защиты шины, чтобы определить, возникает ли повреждение, из распределительной цепи, контролируемой блоком 400 защиты шины. В других вариантах осуществления сигнал индикации повреждения может показывать, что повреждение было идентифицировано и изолировано в другом месте в распределительной системе 100 постоянного тока.

На этапе 608 блок 400 защиты шины определяет, произошло ли повреждение, на основании данных датчика. Таким образом, на этапе 610 блок 400 защиты шины может применить один или более алгоритмов обнаружения повреждений к данным датчика. В некоторых вариантах осуществления блок 400 защиты шины может анализировать различные признаки повреждения, основываясь, например, на величинах напряжения, производных напряжения, направлениях тока, величинах тока, производных тока, значениях дифференциального тока, полного сопротивления повреждения, переходной мощности и/или других подходящих параметров. Например, в некоторых вариантах осуществления значительное уменьшение напряжения на шине или увеличение тока может указывать на наличие повреждения.

Если на этапе 612 блок 400 защиты шины определяет, что повреждение было обнаружено, то на этапе 614 блок 400 защиты шины определяет приблизительное местоположение повреждения. Например, в иллюстративном варианте осуществления, показанном на фиг. 2, блок 400 защиты шины определяет, произошло ли повреждение в пределах зоны шины, контролируемой блоком 400 защиты шины (например, зоны шины, ограниченной контролируемой шиной 104, 106, 108). Следует иметь в виду, что блок 400 защиты шины может использовать любые подходящие технологии, механизмы и/или алгоритмы для определения того, произошло ли повреждение в пределах зоны шины. Например, в некоторых вариантах осуществления блок 400 защиты шины может использовать признаки повреждения, такие как токи и/или переходную мощность для различения повреждений, расположенных выше по ходу и ниже по ходу. В частности, в некоторых вариантах осуществления блок 400 защиты шины может идентифицировать конкретное местоположение повреждения в распределительной системе 100 постоянного тока на основании технологий, описанных в одном или более документах: патентная заявка США серийный номер 14/255,674 и Международная патентная заявка PCT/CN2014/076720, которые приведены здесь в качестве ссылки. Если на этапе 612 блок 400 защиты шины определяет, что никаких повреждений не было обнаружено, способ 600 возвращается на этап 602, на котором блок 400 защиты шины продолжает контролировать данные датчика, полученные датчиками 420.

Если на этапе 616 блок 400 защиты шины определяет, что повреждение произошло в пределах зоны шины, то на этапе 618 блок 400 защиты шины реагирует на повреждение. Таким образом, на этапе 620 блок 400 защиты шины идентифицирует и выключает изолирующее(ие) устройство(а) 112 в соответствии с повреждением. Например, в некоторых вариантах осуществления блок 400 защиты шины определяет, какие изолирующие устройства 112 должны быть выключены для того, чтобы отсоединить поврежденную шину. На этапе 622 блок 400 защиты шины может дополнительно передавать сигнал индикации повреждения шины, характеризующий повреждение в каждом из подключенных (соседних) блоков защиты шины. Например, если блок 208 защиты главной шины идентифицирует повреждение, блок 208 защиты главной шины может передать сигнал индикации повреждения шины в блоки 210 защиты распределительной шины, расположенные в нисходящем направлении и коммуникативно-соединенные с блоком 208 защиты главной шины (например, если определено, что повреждение произошло в нисходящем направлении в блоке 208 защиты главной шины). Если блок 210 защиты распределительной шины идентифицирует повреждение, блок 210 защиты распределительной шины может передать сигнал индикации повреждения шины в восходящем направлении в блок(и) 208 защиты главной шины (например, если определено, что повреждение находится выше по ходу блока 210 защиты распределительной шины) и/или в нисходящем направлении в блоки 212 защиты нагрузочной шины, коммуникативное связанные с блоком 210 защиты распределительной шины (например, если определено, что повреждение находится ниже по ходу блока 210 защиты распределительной шины). Как описано в данном документе, следует понимать, что команду выключения можно передавать в соответствующие изолирующие устройства 112, расположенные ниже/выше по ходу, после того, как соответствующий блок 400 защиты шины, расположенный ниже/выше по ходу, подтвердил повреждение. В некоторых вариантах осуществления блок 400 защиты шины передает только сигналы индикации повреждения шины в восходящем направлении (то есть в направлении источников 102 питания) или в нисходящем направлении в зависимости, например, от определенного местоположения повреждения.

Если на этапе 616 блок 400 защиты шины определяет, что повреждение не находится в пределах зоны шины, способ 600 переходит на этап 624, показанный на фиг. 7, на котором блок 400 защиты шины передает сигнал индикации повреждения не на шине, показывающий идентифицированное повреждение в подключенных/соседних блоках защиты шины (например, в восходящем направлении и/или в нисходящем направлении). На этапе 626 блок 400 защиты шины определяет, был ли принят сигнал индикации повреждения из другого блока защиты шины. Например, в некоторых вариантах блок 400 защиты шины может принимать сигнал, который показывает, что повреждение было идентифицировано другим блоком защиты шины. Если был принят сигнал индикации повреждения, то на этапе 628 блок 400 защиты шины определяет, можно ли подтвердить повреждение, как возникшее непосредственно в подключенной цепи. Если это так, то на этапе 630 блок 400 защиты шины идентифицирует и выключает соответствующее изолирующее устройство (а) 112 для того, чтобы изолировать поврежденную цепь, как описано здесь. Однако, если блок 400 защиты шины не может подтвердить повреждение, как возникшее непосредственно в подключенной цепи, то на этапе 632 блок 400 защиты шины выполняет одну или более операций сброса. Например, в некоторых вариантах осуществления блок 400 защиты шины может сбросить одно или более изолирующих устройств 112 и/или возобновить выполнение способа 600 (например, после предварительно определенного времени задержки). В других вариантах осуществления, блок 400 защиты шины может выполнить любую другую подходящую операцию для того, чтобы устранить повреждение, возникшее непосредственно в подключенной цепи.

Если на этапе 626 блок 400 защиты шины определяет, что сигнал индикации отсутствия повреждения был принят из другого блока защиты шины, блок 400 защиты шины увеличивает значение таймера выключения на этапе 634. На этапе 636, блок 400 защиты шины сравнивает значение таймера выключения с заданным пороговым значением, установленным для таймера выключения, и определяет, превысило ли значение таймера выключения пороговое значение. Если так, то на этапе 630 блок 400 защиты шины идентифицирует и выключает соответствующие изолирующие устройства 112. В противном случае, способ 600 возвращается на этап 626, на котором блок 400 защиты шины определяет, был ли принят сигнал индикации повреждения из другого блока 400 защиты шины (например, в восходящем направлении или в нисходящем направлении). В противном случае, на этапе 634 блок 400 защиты шины снова увеличивает значение таймера выключения. Например, в некоторых вариантах осуществления, если определено, что повреждение находится ниже по ходу блока 400 защиты шины, то команду на выключение можно отправить в соответствующие изолирующие устройства 112 после того, как значение таймера выключения (например, резервного таймера) превысит заданное пороговое значение. Таким образом, таймер выключения обеспечивает функцию резервной защиты для блоков защиты шины, расположенных в нисходящем направлении.

Как показано на фиг. 3, в некоторых вариантах блоки 208, 210, 212 защиты шины не поддерживают связь друг с другом по отдельным линиям связи. Например, в компактных распределительных системах 100 постоянного тока, таких как системы электроснабжения постоянным током центров обработки и хранения данных, зона защиты конкретного блока 208, 210, 212 защиты шины может быть расширена и включать в себя входящую цепь, которая создает перекрытие между двумя соседними зонами. Следует иметь в виду, что блок 400 защиты шины может выполнять способ, аналогичный способу 600, который описан в настоящем описании для таких вариантов. Например, в некоторых вариантах блок 400 защиты шины может выполнять способ 800, показанный на фиг. 8.

Обращаясь теперь к фиг. 8, во время эксплуатации блок 400 защиты шины может выполнять способ 800 обнаружения местоположения повреждения в распределительной системе 100 постоянного тока, которая не включает в себя связь (см., например, распределительную систему 300 постоянного тока, показанную на фиг. 3). Иллюстративный способ 800 начинается на этапе 802, на котором блок 400 защиты шины контролирует данные датчика, полученные датчиками 420, подключенными к блоку 400 защиты шины. В частности, на этапе 804 блок 400 защиты шины может контролировать измеренные значения тока и напряжения, полученные датчиками 420. Как описано выше, блок 400 защиты шины может контролировать данные датчика непрерывно, периодически или на основании других критериев в зависимости от конкретного варианта.

На этапе 806 блок 400 защиты шины определяет, произошло ли повреждение, на основании данных датчика. Таким образом, на этапе 808 блок 400 защиты шины может применить один или более алгоритмов обнаружения повреждений к данным датчиков. В некоторых вариантах блок 400 защиты шины может анализировать различные признаки повреждений, основываясь, например, на величинах напряжения, производных напряжения, направлениях тока, величинах тока, производных тока, дифференциальных токах, полном сопротивлении и в месте повреждения, переходной мощности и/или других подходящих параметрах. Например, в некоторых вариантах значительное уменьшение напряжения на шине или увеличение тока может указывать на наличие повреждения, как описано выше.

Если на этапе 810 блок 400 защиты шины определяет, что повреждение было обнаружено, то на этапе 812 блок 400 защиты шины определяет приблизительное местоположение повреждения. Например, блок 400 защиты шины может определить, произошло ли повреждение в пределах зоны шины, контролируемой блоком 400 защиты шины. Как было показано выше, блок 400 защиты шины может использовать любые подходящие технологии, механизмы и/или алгоритмы для определения того, произошло ли повреждение в пределах зоны шины. Если на этапе 810 блок защиты шины определяет, что повреждения не было обнаружено, способ 800 возвращается на этап 802, на котором блок 400 защиты шины продолжает контролировать данные датчиков, полученные датчиками 420.

Если на этапе 814 блок 400 защиты шины определяет, что повреждение произошло в пределах зоны шины, то блок защиты шины идентифицирует и выключает изолирующее устройство(а) 112 в соответствии с повреждением, на этапе 816. Однако, если блок 400 защиты шины определяет, что повреждение не находится в пределах зоны шины, блок 400 защиты шины увеличивает значение таймера выключения на этапе 818. На этапе 820 блок 400 защиты шины сравнивает значение таймера выключения с заданным пороговым значением, установленным для таймера выключения, и определяет, превышает ли значение таймера выключения пороговое значение. Если это так, то на этапе 816 блок 400 защиты шины идентифицирует и выключает соответствующее(ие) изолирующее(ие) устройство(а) 112. В противном случае способ 800 возвращается на этап 818, на котором блок 400 защиты шины продолжает увеличивать значение таймера выключения. Следует иметь в виду, что в некоторых вариантах блок 400 защиты шины может определить, что повреждения больше не существует в пределах распределительной системы 100 постоянного тока (например, основываясь на данных датчика в реальном времени), в таком случае блок 400 защиты шины может сделать паузу, сброс или выключить таймер выключения в зависимости от конкретного варианта.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и быстродействия обнаружения повреждений распределительных систем постоянного тока. Блок защиты шины включает в себя по меньшей мере один датчик для получения данных датчика, являющихся индикатором одной или более характеристик электрической шины постоянного тока, контролируемой блоком защиты шины. Блок защиты шины контролирует данные датчика, определяет, произошло ли повреждение, на основании указанных данных датчика, и определяет, произошло ли повреждение в пределах зоны шины, ограниченной указанной электрической шиной постоянного тока, в ответ на определение того, что произошло повреждение. Кроме того, блок обнаружения шины размыкает изолирующие устройства в пределах зоны шины в ответ на определение того, что повреждение произошло в пределах указанной зоны шины, или на сообщение из другого блока защиты шины, указывающего, что повреждение произошло в пределах зоны шины. Блок защиты шины передает сигнал индикации повреждения шины в другой блок защиты шины в ответ на определение того, что произошло повреждение. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Блок защиты шины для обнаружения местоположения повреждения в электрораспределительной системе постоянного тока, причем блок защиты шины содержит:

по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью получения данных датчика, показывающих одну или более характеристик электрической шины постоянного тока, контролируемой блоком защиты шины;

модуль обнаружения повреждения, выполненный с возможностью 1) контроля данных датчика, 2) определения, произошло ли повреждение, на основании указанных полученных данных датчика, и 3) определения, произошло ли повреждение в пределах зоны шины, зоны, ограниченной указанной электрической шиной постоянного тока, в ответ на определение того, что произошло повреждение;

модуль изоляции повреждения, выполненный с возможностью 1) размыкания изолирующих устройств в пределах указанной зоны шины в ответ на определение, что повреждение произошло в пределах зоны шины, и 2) размыкания одного или более изолирующих устройств в пределах указанной зоны шины в ответ на передачу сообщения из другого блока защиты шины, которое указывает, что повреждение произошло в пределах указанной зоны шины; и

модуль связи для передачи сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины в ответ на определение того, что произошло повреждение.

2. Блок защиты шины по п. 1, в котором контроль данных датчика включает в себя контроль напряжения на указанной электрической шине постоянного тока.

3. Блок защиты шины по п. 1, в котором контроль данных датчика включает в себя контроль тока указанной электрической шины постоянного тока.

4. Блок защиты шины по п. 1, в котором определение, произошло ли повреждение, включает в себя применение алгоритма обнаружения повреждения к полученным данным датчиков.

5. Блок защиты шины по п. 1, в котором изолирующее устройство содержит электрический переключатель.

6. Блок защиты шины по п. 1, в котором модуль связи дополнительно выполнен с возможностью передавать сигнал индикации повреждения в каждый другой блок защиты шины, соединенный с возможностью связи с указанным блоком защиты шины.

7. Блок защиты шины по п. 1, в котором передача сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины включает в себя передачу цифрового сигнала в указанный соседний блок защиты шины.

8. Блок защиты шины по п. 1, дополнительно содержащий модуль таймера повреждения, предназначенный для 1) установки таймера отключения в ответ на передачу сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины и 2) размыкания изолирующего устройства в ответ на определение того, что значение таймера отключения превысило заданное пороговое значение.

9. Блок защиты шины по п. 1, который содержит блок защиты распределительной шины, который контролирует распределительную шину постоянного тока, электрически соединенную с главной шиной и нагрузочной шиной.

10. Блок защиты шины по п. 9, в котором блок защиты распределительной шины соединен с возможностью связи с блоком защиты главной шины, который контролирует главную шину, и с блоком защиты нагрузочной шины, который контролирует нагрузочную шину.

11. Блок защиты шины по п. 1, который содержит блок защиты нагрузочной шины, который контролирует нагрузочную шину постоянного тока, электрически соединенную с распределительной шиной.

12. Блок защиты шины по п. 1, который содержит блок защиты главной шины, который контролирует главную шину постоянного тока, электрически соединенную с системой электропитания общего пользования и распределительной шиной.

13. Блок защиты шины по п. 1, который содержит микроконтроллер.

14. Способ обнаружения местоположения повреждения в электрораспределительной системе постоянного тока, характеризующийся тем, что:

контролируют с помощью блока защиты шины данные датчика, полученные по меньшей мере одним датчиком блока защиты шины, причем указанные данные датчика являются индикатором одной или более характеристик электрической шины постоянного тока, контролируемой блоком защиты шины;

определяют с помощью блока защиты шины, произошло ли повреждение, на основании полученных данных датчика;

определяют с помощью блока защиты шины, произошло ли повреждение в пределах зоны шины, ограниченной указанной электрической шиной постоянного тока, в ответ на определение того, что произошло повреждение;

размыкают, с помощью блока защиты шины, изолирующие устройства в пределах зоны шины 1) в ответ на определение повреждения, которое произошло в пределах указанной зоны шины, или 2) в ответ на прием сообщения из другого блока защиты шины, указывающего, что повреждение произошло в пределах указанной зоны шины;

передают с помощью блока защиты шины сигнал индикации повреждения шины в соседний блок защиты шины в ответ на определение того, что произошло повреждение,

устанавливают с помощью указанного блока защиты шины таймер отключения в ответ на передачу сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины; и

размыкают изолирующее устройство посредством указанного блока защиты в ответ на определение того, что значение таймера отключения превысило заданное пороговое значение.

15. Способ по п. 14, в котором при контроле данных датчика контролируют напряжение и/или ток электрической шины постоянного тока.

16. Способ по п. 14, в котором дополнительно передают с помощью блока защиты шины сигнал индикации повреждения в каждый другой блок защиты шины, соединенный с возможностью связи с указанным блоком защиты шины.

17. Способ по п. 14, в котором дополнительно:

устанавливают с помощью блока защиты шины значение таймера размыкания в ответ на передачу сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины; и

размыкают с помощью блока защиты шины изолирующее устройство в ответ на определение того, что значение таймера размыкания превысило заданное пороговое значение.

18. Машиночитаемый носитель информации, содержащий множество хранящихся на нем инструкций, которые при исполнении их блоком защиты шины вызывают выполнение блоком защиты шины следующих операций:

контроль данных датчика, полученных по меньшей мере одним датчиком блока защиты шины, причем указанные данные датчика являются индикатором одной или более характеристик электрической шины постоянного тока, контролируемой блоком защиты шины;

определение, произошло ли повреждение, на основании полученных данных датчика;

определение, произошло ли повреждение в пределах зоны шины, ограниченной указанной электрической шиной постоянного тока, в ответ на определение того, что произошло повреждение;

размыкание изолирующих устройств в пределах зоны шины в ответ на 1) определение того, что повреждение произошло в пределах зоны шины, и/или 2) сообщение из другого блока защиты шины, которое указывает, что повреждение произошло в пределах указанной зоны шины; и

передача сигнала индикации повреждения шины в соседний блок защиты шины в ответ на определение того, что произошло повреждение.

19. Машиночитаемый носитель информации по п. 18, в котором контроль данных датчика включает в себя контроль напряжения и/или тока указанной электрической шины постоянного тока.

20. Машиночитаемый носитель информации по п. 18, в котором передача сигнала индикации повреждения в соседний блок защиты шины включает в себя передачу цифрового сигнала в указанный соседний блок защиты шины.