JPH07177648A - 超電導応用装置の直流しゃ断システム - Google Patents
超電導応用装置の直流しゃ断システムInfo
- Publication number
- JPH07177648A JPH07177648A JP5321960A JP32196093A JPH07177648A JP H07177648 A JPH07177648 A JP H07177648A JP 5321960 A JP5321960 A JP 5321960A JP 32196093 A JP32196093 A JP 32196093A JP H07177648 A JPH07177648 A JP H07177648A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- commutation
- main circuit
- superconducting
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
- H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/001—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 主回路の通電電流が時間的に変化するような
超電導応用装置において確実なしゃ断が行える直流しゃ
断システムを提供する。 【構成】 本発明においては、主回路の通電電流を検出
しその通電電流に応じて転流コンデンサの充電電圧を制
御する機能を備えたことを特徴とする。
超電導応用装置において確実なしゃ断が行える直流しゃ
断システムを提供する。 【構成】 本発明においては、主回路の通電電流を検出
しその通電電流に応じて転流コンデンサの充電電圧を制
御する機能を備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導コイルを保護す
るための直流しゃ断システムに関する。
るための直流しゃ断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の、超電導技術の進歩は目ざまし
く、それに伴い超電導コイルも次第に大容量化する傾向
にある。図３に超電導応用装置の一構成例を示す。超電
導コイル１は直流しゃ断器２を介して励磁電源３に接続
されている。このシステムで異常が発生した場合は、超
電導コイル１と並列に接続されたスイッチ４を閉じ、直
流しゃ断器２を開くことによって電流を減衰抵抗５に転
流させて超電導コイルを保護するのが一般的である。こ
こで、超電導コイルの通電電流がしゃ断器の定格しゃ断
電流以下である場合は問題ないが、大電流になると、直
流しゃ断器２は複数のしゃ断器を並列に接続して構成す
る必要がある。このように並列運転を行うケースでは、
アーク電圧−電流特性より真空しゃ断器を適用するケー
スが多い。
く、それに伴い超電導コイルも次第に大容量化する傾向
にある。図３に超電導応用装置の一構成例を示す。超電
導コイル１は直流しゃ断器２を介して励磁電源３に接続
されている。このシステムで異常が発生した場合は、超
電導コイル１と並列に接続されたスイッチ４を閉じ、直
流しゃ断器２を開くことによって電流を減衰抵抗５に転
流させて超電導コイルを保護するのが一般的である。こ
こで、超電導コイルの通電電流がしゃ断器の定格しゃ断
電流以下である場合は問題ないが、大電流になると、直
流しゃ断器２は複数のしゃ断器を並列に接続して構成す
る必要がある。このように並列運転を行うケースでは、
アーク電圧−電流特性より真空しゃ断器を適用するケー
スが多い。
【０００３】図４に真空しゃ断器を並列接続して直流し
ゃ断器を構成する場合の直流しゃ断システムの一構成例
を示す。直流しゃ断器と並列に転流リアクトル６、転流
コンデンサ７、投入スイッチ８から成る強制転流回路が
接続されている。強制転流回路は、直流電流をしゃ断す
る際に発生するアークを消弧するために逆方向の振動電
流を重畳し、強制的に電流零点を形成する。なお、コン
デンサ充電電源９は転流コンデンサ７に所定の電荷を蓄
積するためのものである。
ゃ断器を構成する場合の直流しゃ断システムの一構成例
を示す。直流しゃ断器と並列に転流リアクトル６、転流
コンデンサ７、投入スイッチ８から成る強制転流回路が
接続されている。強制転流回路は、直流電流をしゃ断す
る際に発生するアークを消弧するために逆方向の振動電
流を重畳し、強制的に電流零点を形成する。なお、コン
デンサ充電電源９は転流コンデンサ７に所定の電荷を蓄
積するためのものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
直流しゃ断システムでは、転流回路の定数が主回路の最
大しゃ断電流を基に決定され、かつ不変であるため、主
回路の通電電流が時間的に変化するような超電導応用装
置ではしゃ断が不確実になるという問題がある。主回路
に最大通電電流が流れている状態でしゃ断が行われる
時、しゃ断器を流れる電流の電流零点近傍の電流変化率
（ｄｉ／ｄｔ値）は、しゃ断器の特性より定まるｄｉ／
ｄｔ値以下となるように諸定数を決定しているため、主
回路電流のしゃ断は確実に行われる。しかし、転流コン
デンサ定数が同じ条件において通電電流が小さい場合
は、電流零点近傍のｄｉ／ｄｔ値は厳しくなり、このｄ
ｉ／ｄｔ値がしゃ断器の許容するｄｉ／ｄｔ値を超える
と、しゃ断失敗となるケースが発生し、コイルの保護に
悪影響を及ぼすことになる。そこで本発明の目的は、し
ゃ断が確実な超電導応用装置の直流しゃ断システムを提
供することにある。
直流しゃ断システムでは、転流回路の定数が主回路の最
大しゃ断電流を基に決定され、かつ不変であるため、主
回路の通電電流が時間的に変化するような超電導応用装
置ではしゃ断が不確実になるという問題がある。主回路
に最大通電電流が流れている状態でしゃ断が行われる
時、しゃ断器を流れる電流の電流零点近傍の電流変化率
（ｄｉ／ｄｔ値）は、しゃ断器の特性より定まるｄｉ／
ｄｔ値以下となるように諸定数を決定しているため、主
回路電流のしゃ断は確実に行われる。しかし、転流コン
デンサ定数が同じ条件において通電電流が小さい場合
は、電流零点近傍のｄｉ／ｄｔ値は厳しくなり、このｄ
ｉ／ｄｔ値がしゃ断器の許容するｄｉ／ｄｔ値を超える
と、しゃ断失敗となるケースが発生し、コイルの保護に
悪影響を及ぼすことになる。そこで本発明の目的は、し
ゃ断が確実な超電導応用装置の直流しゃ断システムを提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による超電導応用
装置の直流しゃ断システムは、上記の目的を達成するた
めに、主回路の通電電流を検出し、その通電電流に応じ
て転流コンデンサの充電電圧を制御する機能を備えた構
成とする。
装置の直流しゃ断システムは、上記の目的を達成するた
めに、主回路の通電電流を検出し、その通電電流に応じ
て転流コンデンサの充電電圧を制御する機能を備えた構
成とする。
【０００６】
【作用】本発明によれば、主回路の通電電流に応じて転
流コンデンサの充電電圧を制御することにより、最適な
転流電流を重畳することができ、しゃ断を確実に行うこ
とができる。
流コンデンサの充電電圧を制御することにより、最適な
転流電流を重畳することができ、しゃ断を確実に行うこ
とができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の超電導応用装置の直流しゃ断
システムの一実施例を、図１及び図２を参照して説明す
る。図１において図３と同じ部分には、同一の符号を付
けてその説明は省略する。図１で図３と異なる点は、コ
ンデンサ充電電源10の内部に、主回路の通電電流を検出
するための検出器11からの出力を基に転流コンデンサ７
の充電電圧を制御する制御回路12を備えたことである。
図２は、主回路の通電電流と転流電流と転流電流を重畳
したときのしゃ断電流の関係を表した図である。従来の
ように充電電圧を制御しない場合は、転流電流は最大通
電電流を基に決定され、不変である。しゃ断時に主回路
の通電電流が変化して小さい場合は、図２に示すように
しゃ断器を流れる電流が零点を横切る近傍のｄｉ／ｄｔ
値が大きくなるため、しゃ断は不確実になる。しかし、
主回路の通電電流を検出し、その値に応じて転流コンデ
ンサの充電電圧を制御すれば、電流零点近傍のｄｉ／ｄ
ｔ値は、しゃ断器の許容するｄｉ／ｄｔ値に抑えること
が可能となる。
システムの一実施例を、図１及び図２を参照して説明す
る。図１において図３と同じ部分には、同一の符号を付
けてその説明は省略する。図１で図３と異なる点は、コ
ンデンサ充電電源10の内部に、主回路の通電電流を検出
するための検出器11からの出力を基に転流コンデンサ７
の充電電圧を制御する制御回路12を備えたことである。
図２は、主回路の通電電流と転流電流と転流電流を重畳
したときのしゃ断電流の関係を表した図である。従来の
ように充電電圧を制御しない場合は、転流電流は最大通
電電流を基に決定され、不変である。しゃ断時に主回路
の通電電流が変化して小さい場合は、図２に示すように
しゃ断器を流れる電流が零点を横切る近傍のｄｉ／ｄｔ
値が大きくなるため、しゃ断は不確実になる。しかし、
主回路の通電電流を検出し、その値に応じて転流コンデ
ンサの充電電圧を制御すれば、電流零点近傍のｄｉ／ｄ
ｔ値は、しゃ断器の許容するｄｉ／ｄｔ値に抑えること
が可能となる。
【０００８】転流コンデンサ充電電源10は、しゃ断時の
転流電流を最適な値にするために、主回路の通電電流に
対応させて転流コンデンサの充電電圧を制御する。例え
ば、充電電源を順変換装置及び逆変換装置から構成する
ことにより、主回路の通電電流の減少時には逆変換装置
により転流コンデンサを放電し、増加時には、順変換装
置により充電することで、転流コンデンサ充電電圧を最
適な値に制御することが可能となる。
転流電流を最適な値にするために、主回路の通電電流に
対応させて転流コンデンサの充電電圧を制御する。例え
ば、充電電源を順変換装置及び逆変換装置から構成する
ことにより、主回路の通電電流の減少時には逆変換装置
により転流コンデンサを放電し、増加時には、順変換装
置により充電することで、転流コンデンサ充電電圧を最
適な値に制御することが可能となる。
【０００９】なお、充電電源の構成としては、順変換装
置と放電抵抗により構成し、コンデンサ充電電圧を制御
しても同様の効果が期待できる。また、転流コンデンサ
の容量または転流リアクトルの容量を可変にしてこれら
を制御しても同様の効果が期待できる。
置と放電抵抗により構成し、コンデンサ充電電圧を制御
しても同様の効果が期待できる。また、転流コンデンサ
の容量または転流リアクトルの容量を可変にしてこれら
を制御しても同様の効果が期待できる。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、主回路の通電電流に対
応して転流コンデンサ充電電圧を制御できるので、主回
路の通電電流に応じた最適な転流電流を重畳することが
でき、異常時に主回路を確実にしゃ断し、コイルを保護
することができる。
応して転流コンデンサ充電電圧を制御できるので、主回
路の通電電流に応じた最適な転流電流を重畳することが
でき、異常時に主回路を確実にしゃ断し、コイルを保護
することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す超電導応用装置の構成
図。
図。
【図２】主回路通電電流と転流電流としゃ断器の通電電
流の関係を示す図。
流の関係を示す図。
【図３】従来の超電導応用装置の一実施例を示す構成
図。
図。
【図４】従来の直流しゃ断器の一実施例を示す構成図。
１…超電導コイル、２…直流しゃ断器、３…励磁電源、
４…スイッチ、５…減衰抵抗、６…転流リアクトル、７
…転流コンデンサ、８…投入スイッチ、９…コンデンサ
充電電源、10…コンデンサ充電電源、11…検出器、12…
制御回路。
４…スイッチ、５…減衰抵抗、６…転流リアクトル、７
…転流コンデンサ、８…投入スイッチ、９…コンデンサ
充電電源、10…コンデンサ充電電源、11…検出器、12…
制御回路。
Claims (5)
- 【請求項１】 超電導コイルと、この超電導コイルを励
磁する励磁電源と、前記超電導コイルと前記励磁電源の
間に介在し主回路電流をしゃ断する機能を有するしゃ断
器と、前記しゃ断器に並列に接続され、主回路電流をし
ゃ断する際にしゃ断器の接点間に逆方向電流を重畳する
転流コンデンサとを有する強制転流回路と、前記転流コ
ンデンサに電荷を蓄積する充電電源と、転流コンデンサ
の充電電圧を主回路電流に応じて制御する制御回路とを
備えたことを特徴とする超電導応用装置の直流しゃ断シ
ステム。 - 【請求項２】 転流コンデンサの充電電圧の制御回路
を、順変換装置及び逆変換装置で構成することを特徴と
する請求項１記載の超電導応用装置の直流しゃ断システ
ム。 - 【請求項３】 転流コンデンサの充電電圧の制御回路
を、順変換器及び放電抵抗で構成することを特徴とする
請求項１記載の超電導応用装置の直流しゃ断システム。 - 【請求項４】 制御回路は、主回路電流に応じて転流コ
ンデンサ容量を制御することを特徴とする請求項１記載
の超電導応用装置の直流しゃ断システム。 - 【請求項５】 制御回路が、主回路電流に応じて転流リ
アクトル容量を制御することを特徴とする請求項１記載
の超電導応用装置の直流しゃ断システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5321960A JPH07177648A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 超電導応用装置の直流しゃ断システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5321960A JPH07177648A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 超電導応用装置の直流しゃ断システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07177648A true JPH07177648A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18138353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5321960A Pending JPH07177648A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 超電導応用装置の直流しゃ断システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07177648A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011205887A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Abb Schweiz Ag | ブリッジングユニット |
| CN105244219A (zh) * | 2014-07-02 | 2016-01-13 | 株式会社日立制作所 | 换向式直流断路器及其监视方法 |
| EP3739706A4 (en) * | 2018-09-12 | 2021-06-16 | Shandong Power Equipment Co., Ltd. | CONTROL AND PROTECTION SYSTEM FOR MECHANICAL HIGH VOLTAGE DC CIRCUIT BREAKERS AND CONTROL PROCEDURES FOR IT |
| WO2022218575A1 (en) * | 2021-04-17 | 2022-10-20 | Eaton Intelligent Power Limited | Direct current quenching at a disconnector switch |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP5321960A patent/JPH07177648A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011205887A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Abb Schweiz Ag | ブリッジングユニット |
| CN105244219A (zh) * | 2014-07-02 | 2016-01-13 | 株式会社日立制作所 | 换向式直流断路器及其监视方法 |
| CN105244219B (zh) * | 2014-07-02 | 2017-09-19 | 株式会社日立产机系统 | 换向式直流断路器及其监视方法 |
| EP3739706A4 (en) * | 2018-09-12 | 2021-06-16 | Shandong Power Equipment Co., Ltd. | CONTROL AND PROTECTION SYSTEM FOR MECHANICAL HIGH VOLTAGE DC CIRCUIT BREAKERS AND CONTROL PROCEDURES FOR IT |
| WO2022218575A1 (en) * | 2021-04-17 | 2022-10-20 | Eaton Intelligent Power Limited | Direct current quenching at a disconnector switch |
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