JPH09233833A - 交直変換装置 - Google Patents
交直変換装置Info
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- JPH09233833A JPH09233833A JP8035873A JP3587396A JPH09233833A JP H09233833 A JPH09233833 A JP H09233833A JP 8035873 A JP8035873 A JP 8035873A JP 3587396 A JP3587396 A JP 3587396A JP H09233833 A JPH09233833 A JP H09233833A
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- 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
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 交直変換器のアーム短絡による故障電流が大
きくなるのを抑制し、交直変換器の半導体スイッチ（サ
イリスタ）の電流耐量を有効に利用した運転を可能とす
る交直変換装置を得る。 【解決手段】 交流を直流に変換あるいは直流を交流に
逆変換する交直変換器と、交流電圧を前記交直変換器に
適した値に変圧する変換器用変圧器とを備え、通常時は
超電導状態が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生
により所定の臨界電流を越えて通電電流が流れると常電
導状態へ転移して抵抗値が大きくなる限流器を前記交直
変換器と前記変換器用変圧器との間に接続するものであ
る。これにより、交直変換器のアーム短絡の故障時、通
常時に比べ大きな電流が流れこの電流が限流器の臨界電
流を越えると、限流器が常電導状態へ転移して抵抗値が
大きくなり、故障電流が大きくなるのを抑制する。
きくなるのを抑制し、交直変換器の半導体スイッチ（サ
イリスタ）の電流耐量を有効に利用した運転を可能とす
る交直変換装置を得る。 【解決手段】 交流を直流に変換あるいは直流を交流に
逆変換する交直変換器と、交流電圧を前記交直変換器に
適した値に変圧する変換器用変圧器とを備え、通常時は
超電導状態が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生
により所定の臨界電流を越えて通電電流が流れると常電
導状態へ転移して抵抗値が大きくなる限流器を前記交直
変換器と前記変換器用変圧器との間に接続するものであ
る。これにより、交直変換器のアーム短絡の故障時、通
常時に比べ大きな電流が流れこの電流が限流器の臨界電
流を越えると、限流器が常電導状態へ転移して抵抗値が
大きくなり、故障電流が大きくなるのを抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回路短絡時に流れる
過電流を低減して効率良い交直変換器を実現するための
交直変換装置に関する。
過電流を低減して効率良い交直変換器を実現するための
交直変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】サイリスタを用いた従来の交直変換器の
構成を図９に示す。交直変換器２はサイリスタを必要個
数直列に接続したアーム（１Ｕ，１Ｖ，１Ｗ，１Ｘ，１
Ｙ，１Ｚ）をブリッジ接続して、交流側端子４Ａ，４
Ｂ，４Ｃに変換器用変圧器５を接続する。周知のように
半導体スイッチの一つであるサイリスタは電流は一方向
しか流さず、逆方向電流を流さない阻止能力がある。し
たがって交流電圧を変圧器より加えて、図示していない
制御装置からサイリスタのゲートへ点弧パルスを与えて
アームを導通させて整流動作をさせる事ができる。
構成を図９に示す。交直変換器２はサイリスタを必要個
数直列に接続したアーム（１Ｕ，１Ｖ，１Ｗ，１Ｘ，１
Ｙ，１Ｚ）をブリッジ接続して、交流側端子４Ａ，４
Ｂ，４Ｃに変換器用変圧器５を接続する。周知のように
半導体スイッチの一つであるサイリスタは電流は一方向
しか流さず、逆方向電流を流さない阻止能力がある。し
たがって交流電圧を変圧器より加えて、図示していない
制御装置からサイリスタのゲートへ点弧パルスを与えて
アームを導通させて整流動作をさせる事ができる。
【０００３】変換装置が運転中にサイリスタの故障によ
りアームの阻止能力を失って短絡状態になる現象があ
り、それをアーム短絡と呼んである。図９においてアー
ム１Ｖと１Ｚが通電中にアーム１Ｕにアーム短絡が発生
すると、正常に通電中の１Ｖアームを介して図10に示す
ような短絡電流ｉが流れる。この電流は変圧器の二次側
短絡の電流であり、変圧器の漏れインピーダンスにより
制限される大きさになる。その短絡電流が大きいと健全
なアーム１Ｖのサイリスタの接合温度の過大な上昇によ
りアーム１Ｖも破壊する場合もある。アーム短絡電流ｉ
は転流によるアームのターンオフ直後に故障が発生する
場合が最も大きく、かつ運転中の制御遅れ角が小さいほ
ど大きくなる。そのアーム短絡電流ｉの最大値は概略次
式で与えられる（電機学会直流送電専門委員会「直流送
電技術解説」コロナ社、昭和５３年、ｐ７２）
りアームの阻止能力を失って短絡状態になる現象があ
り、それをアーム短絡と呼んである。図９においてアー
ム１Ｖと１Ｚが通電中にアーム１Ｕにアーム短絡が発生
すると、正常に通電中の１Ｖアームを介して図10に示す
ような短絡電流ｉが流れる。この電流は変圧器の二次側
短絡の電流であり、変圧器の漏れインピーダンスにより
制限される大きさになる。その短絡電流が大きいと健全
なアーム１Ｖのサイリスタの接合温度の過大な上昇によ
りアーム１Ｖも破壊する場合もある。アーム短絡電流ｉ
は転流によるアームのターンオフ直後に故障が発生する
場合が最も大きく、かつ運転中の制御遅れ角が小さいほ
ど大きくなる。そのアーム短絡電流ｉの最大値は概略次
式で与えられる（電機学会直流送電専門委員会「直流送
電技術解説」コロナ社、昭和５３年、ｐ７２）
【０００４】
【数１】ｉ＝２×Ｉdc／Ｚ ここでＩdcは定格直流出力電流（ｐｕ）、Ｚは変圧器の
漏れインピーダンス（ｐｕ）である。
漏れインピーダンス（ｐｕ）である。
【０００５】従来の変圧器では、このアーム短絡時に健
全アームが過電流により破壊しないように、つまり短絡
電流ｉがサイリスタの許容電流耐量を越えないように変
圧器の漏れインピーダンスを選択していた。従来、一般
的には漏れインピーダンスが0.16 ｐｕ〜 0.2ｐｕ程度
の大きさを有する変圧器を用いて変換器と組み合わせ
て、交直変換装置を構成していた。
全アームが過電流により破壊しないように、つまり短絡
電流ｉがサイリスタの許容電流耐量を越えないように変
圧器の漏れインピーダンスを選択していた。従来、一般
的には漏れインピーダンスが0.16 ｐｕ〜 0.2ｐｕ程度
の大きさを有する変圧器を用いて変換器と組み合わせ
て、交直変換装置を構成していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来は、サ
イリスタの電流耐量に比べて運転電流レベルを小さな範
囲で運転するような、変換器と変圧器の組み合わせが用
いられてきた。これは変換器の能力が有効に利用されて
いないという問題を残していた。そこで、本発明は、超
電導線を用いた限流器を接続する事により、変換器の能
力を有効に利用することを目的とする。
イリスタの電流耐量に比べて運転電流レベルを小さな範
囲で運転するような、変換器と変圧器の組み合わせが用
いられてきた。これは変換器の能力が有効に利用されて
いないという問題を残していた。そこで、本発明は、超
電導線を用いた限流器を接続する事により、変換器の能
力を有効に利用することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の交直変換装置
は、交流を直流に変換あるいは直流を交流に逆変換する
交直変換器と、交流電圧を前記交直変換器に適した値に
変圧する変換器用変圧器とを備え、通常時は超電導状態
が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生により所定
の臨界電流を越えて通電電流が流れると常電導状態へ転
移して抵抗値が大きくなる限流器を前記交直変換器と前
記変換器用変圧器との間に接続するものである。これに
より、交直変換器のアーム短絡の故障時、通常時に比べ
大きな電流が流れこの電流が限流器の臨界電流を越える
と、限流器が常電導状態へ転移して抵抗値が大きくな
り、故障電流が大きくなるのを抑制する。よって、故障
時の故障電流を抑制できるので、通常時の交直変換器の
定格電流を大きく運転することができる。同じ意味で、
現状（従来）の定格電流として、電流耐量の小さい半導
体スイッチを採用でき、小形化も図れる。
は、交流を直流に変換あるいは直流を交流に逆変換する
交直変換器と、交流電圧を前記交直変換器に適した値に
変圧する変換器用変圧器とを備え、通常時は超電導状態
が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生により所定
の臨界電流を越えて通電電流が流れると常電導状態へ転
移して抵抗値が大きくなる限流器を前記交直変換器と前
記変換器用変圧器との間に接続するものである。これに
より、交直変換器のアーム短絡の故障時、通常時に比べ
大きな電流が流れこの電流が限流器の臨界電流を越える
と、限流器が常電導状態へ転移して抵抗値が大きくな
り、故障電流が大きくなるのを抑制する。よって、故障
時の故障電流を抑制できるので、通常時の交直変換器の
定格電流を大きく運転することができる。同じ意味で、
現状（従来）の定格電流として、電流耐量の小さい半導
体スイッチを採用でき、小形化も図れる。
【０００８】請求項２の交直変換装置は、半導体スイッ
チをブリッジ接続した交直変換器の各アームに直列に、
通常時は超電導状態が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、
故障発生により所定の臨界電流を越えて通電電流が流れ
ると常電導状態へ転移して抵抗値が大きくなる限流器を
接続するものである。これにより、請求項１の交直変換
装置同様に、交直変換器のアーム短絡の故障時、短絡電
流が大きくなるのを抑制する。
チをブリッジ接続した交直変換器の各アームに直列に、
通常時は超電導状態が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、
故障発生により所定の臨界電流を越えて通電電流が流れ
ると常電導状態へ転移して抵抗値が大きくなる限流器を
接続するものである。これにより、請求項１の交直変換
装置同様に、交直変換器のアーム短絡の故障時、短絡電
流が大きくなるのを抑制する。
【０００９】請求項３の交直変換装置は、交流を直流に
変換あるいは直流を交流に逆変換する交直変換器と、交
流電圧を前記交直変換器に適した値に変圧する変換器用
変圧器とを備え、前記交直変換器と前記変換器用変圧器
との間に接続される降圧用変圧器の二次側に、通常時は
超電導状態が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生
により所定の臨界電流を越えて通電電流が流れると常電
導状態へ転移して抵抗値が大きくなる限流器を接続する
ものである。これにより、請求項１の交直変換装置同様
に、交直変換器のアーム短絡の故障時、短絡電流が大き
くなるのを抑制する。
変換あるいは直流を交流に逆変換する交直変換器と、交
流電圧を前記交直変換器に適した値に変圧する変換器用
変圧器とを備え、前記交直変換器と前記変換器用変圧器
との間に接続される降圧用変圧器の二次側に、通常時は
超電導状態が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生
により所定の臨界電流を越えて通電電流が流れると常電
導状態へ転移して抵抗値が大きくなる限流器を接続する
ものである。これにより、請求項１の交直変換装置同様
に、交直変換器のアーム短絡の故障時、短絡電流が大き
くなるのを抑制する。
【００１０】請求項４の交直変換装置は、交流を直流に
変換あるいは直流を交流に逆変換する交直変換器の直流
側端子に、通常時は超電導状態が維持され抵抗値をほぼ
零を保ち、故障発生により所定の臨界電流を越えて通電
電流が流れると常電導状態へ転移して抵抗値が大きくな
る限流器を接続するものである。これにより、請求項１
の交直変換装置同様に、交直変換器のアーム短絡の故障
時、短絡電流が大きくなるのを抑制する。
変換あるいは直流を交流に逆変換する交直変換器の直流
側端子に、通常時は超電導状態が維持され抵抗値をほぼ
零を保ち、故障発生により所定の臨界電流を越えて通電
電流が流れると常電導状態へ転移して抵抗値が大きくな
る限流器を接続するものである。これにより、請求項１
の交直変換装置同様に、交直変換器のアーム短絡の故障
時、短絡電流が大きくなるのを抑制する。
【００１１】請求項５の交直変換装置は、交流を直流に
変換あるいは直流を交流に逆変換する交直変換器と、前
記交直変換器の直流側端子に設置される直流コンデンサ
とを備え、この直流コンデンサに直列に、通常時は超電
導状態が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生によ
り所定の臨界電流を越えて通電電流が流れると常電導状
態へ転移して抵抗値が大きくなる限流器を接続するもの
である。これにより、請求項１の交直変換装置同様に、
交直変換器のアーム短絡の故障時、短絡電流が大きくな
るのを抑制する。
変換あるいは直流を交流に逆変換する交直変換器と、前
記交直変換器の直流側端子に設置される直流コンデンサ
とを備え、この直流コンデンサに直列に、通常時は超電
導状態が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生によ
り所定の臨界電流を越えて通電電流が流れると常電導状
態へ転移して抵抗値が大きくなる限流器を接続するもの
である。これにより、請求項１の交直変換装置同様に、
交直変換器のアーム短絡の故障時、短絡電流が大きくな
るのを抑制する。
【００１２】請求項６の交直変換装置は、請求項１乃至
請求項５の交直変換装置において、前記限流器に並列に
避雷器を接続するものである。これにより、交直変換器
のアーム短絡の故障時、通電電流が限流器の臨界電流を
越え限流器は常電導状態へ転移して抵抗値を大きく故障
電流が大きくなるのを抑制する。この際、限流器の両端
に発生する過電圧をこの避雷器で抑制する。
請求項５の交直変換装置において、前記限流器に並列に
避雷器を接続するものである。これにより、交直変換器
のアーム短絡の故障時、通電電流が限流器の臨界電流を
越え限流器は常電導状態へ転移して抵抗値を大きく故障
電流が大きくなるのを抑制する。この際、限流器の両端
に発生する過電圧をこの避雷器で抑制する。
【００１３】請求項７の交直変換装置は、請求項１乃至
請求項６の交直変換装置において、前記限流器が超電導
状態から常電導状態へ転移したことを示す信号を用い、
前記限流器が常電導状態へ転移したとき前記変換器用変
圧器の交流側に設けられた遮断器を開放させるものであ
る。これにより、交直変換器の故障を限流器が超電導状
態から常電導状態へ転移することで検出し、この信号を
用いて変換器用変圧器の交流側に設けられた遮断器を開
放し、故障の系統等への波及を防止する。
請求項６の交直変換装置において、前記限流器が超電導
状態から常電導状態へ転移したことを示す信号を用い、
前記限流器が常電導状態へ転移したとき前記変換器用変
圧器の交流側に設けられた遮断器を開放させるものであ
る。これにより、交直変換器の故障を限流器が超電導状
態から常電導状態へ転移することで検出し、この信号を
用いて変換器用変圧器の交流側に設けられた遮断器を開
放し、故障の系統等への波及を防止する。
【００１４】請求項８の交直変換装置は、請求項１乃至
請求項７の交直変換装置において、前記限流器が超電導
状態から常電導状態へ転移したことを示す信号を用い、
前記限流器が常電導状態へ転移したとき前記交直変換器
の運転を停止させるものである。これにより、交直変換
器の故障を限流器が超電導状態から常電導状態へ転移す
ることで検出し、この信号を用いて交直変換器の運転を
停止させ、故障の波及を防止する。
請求項７の交直変換装置において、前記限流器が超電導
状態から常電導状態へ転移したことを示す信号を用い、
前記限流器が常電導状態へ転移したとき前記交直変換器
の運転を停止させるものである。これにより、交直変換
器の故障を限流器が超電導状態から常電導状態へ転移す
ることで検出し、この信号を用いて交直変換器の運転を
停止させ、故障の波及を防止する。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の請求項１の実施の
形態の交直変換装置の接続構成図である。１Ｕ，１Ｖ，
１Ｗ，１Ｘ，１Ｙ，１Ｚは半導体スイッチで構成するア
ームであり、ブリッジ接続して変換器２を構成してい
る。変圧器５と変換器交流端子の４Ａ，４Ｂおよび４Ｃ
の間に超電導線を用いた限流器10，11および12を接続す
る。このように接続した変換装置がどのように動作する
かを説明する。
形態の交直変換装置の接続構成図である。１Ｕ，１Ｖ，
１Ｗ，１Ｘ，１Ｙ，１Ｚは半導体スイッチで構成するア
ームであり、ブリッジ接続して変換器２を構成してい
る。変圧器５と変換器交流端子の４Ａ，４Ｂおよび４Ｃ
の間に超電導線を用いた限流器10，11および12を接続す
る。このように接続した変換装置がどのように動作する
かを説明する。
【００１６】まず超電導を用いた限流器は、例えば超電
導線をコイル状に巻いて液体ヘリウムの中にいれた構成
をしている。また多くの場合コイルの巻き方を無誘導巻
きにして電流導通時のインダクタンスが零になるように
している。低温の液体ヘリウムにより超電導線の温度を
所定以下に維持する事により超電導状態を維持し、その
抵抗値をほぼ零に保ち通電する。そして通電電流が臨界
電流を越えるとコイルがクエンチして超電導状態から常
電導状態へ転移してコイルの抵抗が大きくなる。超電導
を用いた限流器はそのような動作をする。
導線をコイル状に巻いて液体ヘリウムの中にいれた構成
をしている。また多くの場合コイルの巻き方を無誘導巻
きにして電流導通時のインダクタンスが零になるように
している。低温の液体ヘリウムにより超電導線の温度を
所定以下に維持する事により超電導状態を維持し、その
抵抗値をほぼ零に保ち通電する。そして通電電流が臨界
電流を越えるとコイルがクエンチして超電導状態から常
電導状態へ転移してコイルの抵抗が大きくなる。超電導
を用いた限流器はそのような動作をする。
【００１７】図１のように構成した回路において、アー
ム１Ｖと１Ｚが通電中にアーム１Ｕにアーム短絡が発生
すると、１Ｖアームと１Ｕアームを介して図２に示すよ
うな短絡電流ｉが流れる。アーム短絡が発生する以前は
限流器10、11、12には限流器の臨界電流（変換器の定格
電流）以下の電流が流れており限流器は超電導状態で通
電し、限流器の抵抗はほぼ零である。アーム短絡が発生
すると限流器を流れる電流が大きくなる。そして短絡電
流が限流器の臨界電流を越えて常電導状態へ移り、限流
器の抵抗値が大きくなる。すると短絡電流ｉは図２に示
すように、限流器がなければ点線のように大きくなる
が、限流器があると実線のように急速に低減する。この
ような動作をするので、アームを流れる電流は常に限流
器の臨界電流以下となる。つまり変換器の最大アーム電
流は限流器の臨界電流で決められるようになるので、こ
の限流器の臨界電流を半導体スイッチの電流耐量以下に
なるように設計すると、半導体の常時の通電電流を電流
耐量に近くする事が出来、その結果効率の良い変換装置
が作れる効果が得られる。例えば、従来は半導体スイッ
チの電流耐量の１／10程度以下を変換器の定格電流とし
ていたが、本発明によれば１／２程度を定格電流に選ぶ
事ができるようになる。逆変換器では転流失敗などがあ
り、その場合は一次的に定格電流以上の電流が流れるが
制御動作により転流失敗はすぐに回復する。その場合の
過電流は定格電流の２倍以下であるので、そのような一
過性の現象で限流器が動作するのは適切でないので、そ
の程度の過電流では限流器は臨界電流を越えないように
する。そのような理由から定格電流を上に述べたように
電流耐量の１／２程度まで上げる事ができる。
ム１Ｖと１Ｚが通電中にアーム１Ｕにアーム短絡が発生
すると、１Ｖアームと１Ｕアームを介して図２に示すよ
うな短絡電流ｉが流れる。アーム短絡が発生する以前は
限流器10、11、12には限流器の臨界電流（変換器の定格
電流）以下の電流が流れており限流器は超電導状態で通
電し、限流器の抵抗はほぼ零である。アーム短絡が発生
すると限流器を流れる電流が大きくなる。そして短絡電
流が限流器の臨界電流を越えて常電導状態へ移り、限流
器の抵抗値が大きくなる。すると短絡電流ｉは図２に示
すように、限流器がなければ点線のように大きくなる
が、限流器があると実線のように急速に低減する。この
ような動作をするので、アームを流れる電流は常に限流
器の臨界電流以下となる。つまり変換器の最大アーム電
流は限流器の臨界電流で決められるようになるので、こ
の限流器の臨界電流を半導体スイッチの電流耐量以下に
なるように設計すると、半導体の常時の通電電流を電流
耐量に近くする事が出来、その結果効率の良い変換装置
が作れる効果が得られる。例えば、従来は半導体スイッ
チの電流耐量の１／10程度以下を変換器の定格電流とし
ていたが、本発明によれば１／２程度を定格電流に選ぶ
事ができるようになる。逆変換器では転流失敗などがあ
り、その場合は一次的に定格電流以上の電流が流れるが
制御動作により転流失敗はすぐに回復する。その場合の
過電流は定格電流の２倍以下であるので、そのような一
過性の現象で限流器が動作するのは適切でないので、そ
の程度の過電流では限流器は臨界電流を越えないように
する。そのような理由から定格電流を上に述べたように
電流耐量の１／２程度まで上げる事ができる。
【００１８】図３は請求項１の交直変換装置における請
求項６の実施の形態の交直変換装置の接続構成図であ
る。図３では限流器10、11、12に避雷器21、22、23を並
列に接続している。避雷器は周知のように避雷器端子に
かかる電圧が所定の大きさより大きくなろうとすると、
それまで高いインピーダンスであった避雷器の抵抗値が
小さくなり、避雷器に電流を流すようにして避雷器の端
子にかかる電圧を抑制する。その際の電圧は避雷器の電
圧−電流特性によりきまる。さて図３のように構成した
変換装置では、アーム短絡が発生した場合には、やはり
過電流により限流器が動作して、短絡電流の大きさを抑
制する。しかしその際に限流器の両端には過電圧が発生
する。その過電圧を放置したのでは変換器あるいは変圧
器の絶縁を脅かす問題が残る。その過電圧を並列に接続
した避雷器で抑制する。このようにすると限流器が動作
した場合にも回路内部での過電圧が抑制できる効果が得
られる。
求項６の実施の形態の交直変換装置の接続構成図であ
る。図３では限流器10、11、12に避雷器21、22、23を並
列に接続している。避雷器は周知のように避雷器端子に
かかる電圧が所定の大きさより大きくなろうとすると、
それまで高いインピーダンスであった避雷器の抵抗値が
小さくなり、避雷器に電流を流すようにして避雷器の端
子にかかる電圧を抑制する。その際の電圧は避雷器の電
圧−電流特性によりきまる。さて図３のように構成した
変換装置では、アーム短絡が発生した場合には、やはり
過電流により限流器が動作して、短絡電流の大きさを抑
制する。しかしその際に限流器の両端には過電圧が発生
する。その過電圧を放置したのでは変換器あるいは変圧
器の絶縁を脅かす問題が残る。その過電圧を並列に接続
した避雷器で抑制する。このようにすると限流器が動作
した場合にも回路内部での過電圧が抑制できる効果が得
られる。
【００１９】図４は請求項２の実施の形態の交直変換装
置の部分接続構成図である。１Ｕは変換器のアームで超
電導線を用いた限流器10を直列に接続して、全体として
アーム20を構成する。そしてこのアームをブリッジ接続
して交直変換装置を構成する。このように構成するとア
ーム短絡時に過電流を抑制する事ができ、この場合も効
率の良い変換装置を提供できる。
置の部分接続構成図である。１Ｕは変換器のアームで超
電導線を用いた限流器10を直列に接続して、全体として
アーム20を構成する。そしてこのアームをブリッジ接続
して交直変換装置を構成する。このように構成するとア
ーム短絡時に過電流を抑制する事ができ、この場合も効
率の良い変換装置を提供できる。
【００２０】請求項２の交直変換装置における請求項６
は図示していないが、図４の１Ｕに直列に接続した限流
器に避雷器を並列接続した構成である。その作用は限流
器動作時の過電流抑制にともなう避雷器端子間の過電圧
抑制である。この場合も効率よい変換装置を提供でき
る。
は図示していないが、図４の１Ｕに直列に接続した限流
器に避雷器を並列接続した構成である。その作用は限流
器動作時の過電流抑制にともなう避雷器端子間の過電圧
抑制である。この場合も効率よい変換装置を提供でき
る。
【００２１】図５は請求項３の実施の形態の交直変換装
置の接続構成図である。２は変換器、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ
は変換器端子、５は変圧器である。端子４Ａ，４Ｂ，４
Ｃと変圧器５との間に高圧用変圧器31、32、33を接続
し、当該変圧器の二次側に超電導線を用いた限流器41、
42、43を接続する構成である。これは図１の限流器を降
圧変圧器の二次側に接続したので、その作用は図１と同
じであり、同じ効果を得る事ができる。しかもこのよう
な接続にすると、限流器の対地電圧絶縁を低くする事が
出来るので、限流器の制作が容易になる効果が得られ
る。
置の接続構成図である。２は変換器、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ
は変換器端子、５は変圧器である。端子４Ａ，４Ｂ，４
Ｃと変圧器５との間に高圧用変圧器31、32、33を接続
し、当該変圧器の二次側に超電導線を用いた限流器41、
42、43を接続する構成である。これは図１の限流器を降
圧変圧器の二次側に接続したので、その作用は図１と同
じであり、同じ効果を得る事ができる。しかもこのよう
な接続にすると、限流器の対地電圧絶縁を低くする事が
出来るので、限流器の制作が容易になる効果が得られ
る。
【００２２】請求項３の交直変換装置における請求項６
は図示していないが、図５の降圧変圧器の二次側に接続
した限流器に避雷器を並列接続する構成である。その作
用は限流器動作時の過電流抑制にともなう避雷器端子間
の過電圧抑制である。この場合も効率よい変換装置を提
供できる。
は図示していないが、図５の降圧変圧器の二次側に接続
した限流器に避雷器を並列接続する構成である。その作
用は限流器動作時の過電流抑制にともなう避雷器端子間
の過電圧抑制である。この場合も効率よい変換装置を提
供できる。
【００２３】図６は請求項７の実施の形態の交直変換装
置の接続構成図である。遮断器61、62、63と変圧器５と
限流器10、11、12と変換器２を直列に接続し、限流器1
0、11、12から出力される常電導状態転移信号71を保護
装置70へ導き、保護装置70から遮断器開放信号72を遮断
器61、62、63へ送るように接続する。アーム短絡が発生
して過電流が流れると既に説明したように限流器が常電
導状態へ転移して過電流を抑制する。短絡が発生して限
流器が動作するような場合は事故であり、健全部への事
故波及を防止するために変換装置は早急に停止する必要
がある。図６のように構成すれば限流器が動作する場合
に交流側の遮断器を直ちに開放させる事ができるように
なり、事故を起こした変換装置を交流回路から切り放す
ことができるようになる効果が得られる。
置の接続構成図である。遮断器61、62、63と変圧器５と
限流器10、11、12と変換器２を直列に接続し、限流器1
0、11、12から出力される常電導状態転移信号71を保護
装置70へ導き、保護装置70から遮断器開放信号72を遮断
器61、62、63へ送るように接続する。アーム短絡が発生
して過電流が流れると既に説明したように限流器が常電
導状態へ転移して過電流を抑制する。短絡が発生して限
流器が動作するような場合は事故であり、健全部への事
故波及を防止するために変換装置は早急に停止する必要
がある。図６のように構成すれば限流器が動作する場合
に交流側の遮断器を直ちに開放させる事ができるように
なり、事故を起こした変換装置を交流回路から切り放す
ことができるようになる効果が得られる。
【００２４】図７は請求項４の実施の形態の交直変換装
置の接続構成図である。５は変圧器で、 101は自励式変
換器、 102Ｐと 102Ｎは変換器の直流端子、 103は直流
コンデンサ、 110は限流器である。図７では変換器 101
と直流コンデンサ 103の回路に直列に限流器 110を接続
している。自励式変換器も半導体スイッチをブリッジ接
続したものであり、アーム短絡あるいは上下アームの同
時通電状態になると、直流コンデンサから大きな放電電
流が流れる。図７のように限流器を変換器に接続すると
過電流が抑制されて、やはり効率の良い変換器が提供で
きる。
置の接続構成図である。５は変圧器で、 101は自励式変
換器、 102Ｐと 102Ｎは変換器の直流端子、 103は直流
コンデンサ、 110は限流器である。図７では変換器 101
と直流コンデンサ 103の回路に直列に限流器 110を接続
している。自励式変換器も半導体スイッチをブリッジ接
続したものであり、アーム短絡あるいは上下アームの同
時通電状態になると、直流コンデンサから大きな放電電
流が流れる。図７のように限流器を変換器に接続すると
過電流が抑制されて、やはり効率の良い変換器が提供で
きる。
【００２５】請求項４の交直変換装置における請求項６
は図示していないが、図７の限流器に避雷器を並列に接
続した構成であり、変換器内部での短絡時の過電流を限
流器が抑制する際の限流器端子に現れる過電圧を避雷器
により抑制する事ができる効果が得られる。
は図示していないが、図７の限流器に避雷器を並列に接
続した構成であり、変換器内部での短絡時の過電流を限
流器が抑制する際の限流器端子に現れる過電圧を避雷器
により抑制する事ができる効果が得られる。
【００２６】図８は請求項５の実施の形態の交直変換装
置の接続構成図である。５は変圧器で、 101は自励式変
換器、 102Ｐと 102Ｎは変換器の直流端子、 103は直流
コンデンサ、 110は限流器である。図８では直流コンデ
ンサ 103に直列に限流器 110を接続している。自励式変
換器も半導体スイッチをブリッジ接続したものであり、
アーム短絡あるいは上下アームの同時通電状態になる
と、直流コンデンサから大きな放電電流が流れる。図８
のように限流器を直流コンデンサに直列に接続すると過
電流が抑制されて、やはり効率の良い変換器が提供でき
る。
置の接続構成図である。５は変圧器で、 101は自励式変
換器、 102Ｐと 102Ｎは変換器の直流端子、 103は直流
コンデンサ、 110は限流器である。図８では直流コンデ
ンサ 103に直列に限流器 110を接続している。自励式変
換器も半導体スイッチをブリッジ接続したものであり、
アーム短絡あるいは上下アームの同時通電状態になる
と、直流コンデンサから大きな放電電流が流れる。図８
のように限流器を直流コンデンサに直列に接続すると過
電流が抑制されて、やはり効率の良い変換器が提供でき
る。
【００２７】請求項５の交直変換装置における請求項６
は図示していないが、図８の限流器に避雷器を並列に接
続した構成である。変換器内部での短絡時の過電流を限
流器が抑制する際の限流器端子に現れる過電圧を避雷器
により抑制する事ができる効果が得られる。
は図示していないが、図８の限流器に避雷器を並列に接
続した構成である。変換器内部での短絡時の過電流を限
流器が抑制する際の限流器端子に現れる過電圧を避雷器
により抑制する事ができる効果が得られる。
【００２８】請求項８は図示していないが、請求項１か
ら７までの装置において、限流器の常電導転移信号を用
いて交直変換器の運転を停止するように構成するもので
ある。限流器が動作すると過電流を抑制するので、通常
の保護装置が動作しない可能性があり、その場合は変換
装置は事故が発生しているにも係わらず運転し続ける問
題がある。限流器が常電導転移したことを意味する信号
を用いる事により変換器が事故を発生した場合に、変換
装置を停止させる事かできる効果が得られる。
ら７までの装置において、限流器の常電導転移信号を用
いて交直変換器の運転を停止するように構成するもので
ある。限流器が動作すると過電流を抑制するので、通常
の保護装置が動作しない可能性があり、その場合は変換
装置は事故が発生しているにも係わらず運転し続ける問
題がある。限流器が常電導転移したことを意味する信号
を用いる事により変換器が事故を発生した場合に、変換
装置を停止させる事かできる効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、半導体スイッチの電流
耐量を有効に利用した変換装置が提供できる効果が得ら
れる。
耐量を有効に利用した変換装置が提供できる効果が得ら
れる。
【図１】本発明の請求項１の実施の形態の交直変換装置
の接続構成図。
の接続構成図。
【図２】本発明の請求項１を実施した際の電流波形。
【図３】本発明の請求項６の実施の形態の交直変換装置
の接続構成図。
の接続構成図。
【図４】本発明の請求項２の実施の形態の交直変換装置
の接続構成図。
の接続構成図。
【図５】本発明の請求項３の実施の形態の交直変換装置
の接続構成図。
の接続構成図。
【図６】本発明の請求項７の実施の形態の交直変換装置
の接続構成図。
の接続構成図。
【図７】本発明の請求項４の実施の形態の交直変換装置
の接続構成図。
の接続構成図。
【図８】本発明の請求項５の実施の形態の交直変換装置
の接続構成図。
の接続構成図。
【図９】従来の交直変換装置の接続構成図。
【図１０】従来の交直変換装置のアーム短絡時の電流波
形。
形。
１Ｕ，１Ｖ，１Ｗ，１Ｘ，１Ｙ，１Ｚ…アーム ２…交直変換器 ３Ｐ，３Ｎ…直流端子 ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…交流端子 ５…変圧器 10、11、12…限流器 20…アーム 21、22、23…避雷器 31、32、33…変圧器 41、42、43…限流器 61、62、63…遮断器 70…保護装置 71…常電導転移信号 72…遮断器開放信号 101 …自励式変換器 102Ｐ， 102Ｎ…直流端子 103 …コンデンサ 110 …限流器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/5387 9181−5Ｈ Ｈ０２Ｍ 7/5387 Ｚ
Claims (8)
- 【請求項１】 交流を直流に変換あるいは直流を交流に
逆変換する交直変換器と、交流電圧を前記交直変換器に
適した値に変圧する変換器用変圧器とを備え、通常時は
超電導状態が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生
により所定の臨界電流を越えて通電電流が流れると常電
導状態へ転移して抵抗値が大きくなる限流器を前記交直
変換器と前記変換器用変圧器との間に接続することを特
徴とする交直変換装置。 - 【請求項２】 半導体スイッチをブリッジ接続した交直
変換器の各アームに直列に、通常時は超電導状態が維持
され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生により所定の臨界
電流を越えて通電電流が流れると常電導状態へ転移して
抵抗値が大きくなる限流器を接続することを特徴とする
交直変換装置。 - 【請求項３】 交流を直流に変換あるいは直流を交流に
逆変換する交直変換器と、交流電圧を前記交直変換器に
適した値に変圧する変換器用変圧器とを備え、前記交直
変換器と前記変換器用変圧器との間に接続される降圧用
変圧器の二次側に、通常時は超電導状態が維持され抵抗
値をほぼ零を保ち、故障発生により所定の臨界電流を越
えて通電電流が流れると常電導状態へ転移して抵抗値が
大きくなる限流器を接続することを特徴とする交直変換
装置。 - 【請求項４】 交流を直流に変換あるいは直流を交流に
逆変換する交直変換器の直流側端子に、通常時は超電導
状態が維持され抵抗値をほぼ零を保ち、故障発生により
所定の臨界電流を越えて通電電流が流れると常電導状態
へ転移して抵抗値が大きくなる限流器を接続することを
特徴とする交直変換装置。 - 【請求項５】 交流を直流に変換あるいは直流を交流に
逆変換する交直変換器と、前記交直変換器の直流側端子
に設置される直流コンデンサとを備え、この直流コンデ
ンサに直列に、通常時は超電導状態が維持され抵抗値を
ほぼ零を保ち、故障発生により所定の臨界電流を越えて
通電電流が流れると常電導状態へ転移して抵抗値が大き
くなる限流器を接続することを特徴とする交直変換装
置。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５の交直変換装置に
おいて、前記限流器に並列に避雷器を接続することを特
徴とする交直変換装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６の交直変換装置に
おいて、前記限流器が超電導状態から常電導状態へ転移
したことを示す信号を用い、前記限流器が常電導状態へ
転移したとき前記変換器用変圧器の交流側に設けられた
遮断器を開放させることを特徴とする交直変換装置。 - 【請求項８】 請求項１乃至請求項７の交直変換装置に
おいて、前記限流器が超電導状態から常電導状態へ転移
したことを示す信号を用い、前記限流器が常電導状態へ
転移したとき前記交直変換器の運転を停止させることを
特徴とする交直変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8035873A JPH09233833A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 交直変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8035873A JPH09233833A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 交直変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09233833A true JPH09233833A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12454123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8035873A Pending JPH09233833A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 交直変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09233833A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030062596A (ko) * | 2002-01-17 | 2003-07-28 | 한병성 | 사이리스터를 이용한 사고전류 크기조절이 가능한고온초전도 전류제한장치 |
| KR100441955B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2004-07-27 | 한국전력공사 | 하이브리드형 초전도한류기의 직렬연결에 대한 괜치시점조절장치 |
| KR100451340B1 (ko) * | 2002-01-17 | 2004-10-08 | 이성룡 | 자속구속 모델을 적용한 dc-리액터 타입 고온초전도전류제한장치 |
| WO2005004299A1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Metal Manufactures Limited | Superconductor current limiting system and method |
| US9800171B2 (en) | 2014-02-14 | 2017-10-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Protection system for DC power transmission system, AC-DC converter, and method of interrupting DC power transmission system |
| WO2022024185A1 (ja) * | 2020-07-27 | 2022-02-03 | 株式会社東芝 | 磁気飽和型限流器システム及び磁気飽和型限流器システムの設置方法 |
-
1996
- 1996-02-23 JP JP8035873A patent/JPH09233833A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100441955B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2004-07-27 | 한국전력공사 | 하이브리드형 초전도한류기의 직렬연결에 대한 괜치시점조절장치 |
| KR20030062596A (ko) * | 2002-01-17 | 2003-07-28 | 한병성 | 사이리스터를 이용한 사고전류 크기조절이 가능한고온초전도 전류제한장치 |
| KR100451340B1 (ko) * | 2002-01-17 | 2004-10-08 | 이성룡 | 자속구속 모델을 적용한 dc-리액터 타입 고온초전도전류제한장치 |
| WO2005004299A1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Metal Manufactures Limited | Superconductor current limiting system and method |
| US9800171B2 (en) | 2014-02-14 | 2017-10-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Protection system for DC power transmission system, AC-DC converter, and method of interrupting DC power transmission system |
| WO2022024185A1 (ja) * | 2020-07-27 | 2022-02-03 | 株式会社東芝 | 磁気飽和型限流器システム及び磁気飽和型限流器システムの設置方法 |
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