JPH02164231A - 交直変換装置 - Google Patents
交直変換装置Info
- Publication number
- JPH02164231A JPH02164231A JP63316410A JP31641088A JPH02164231A JP H02164231 A JPH02164231 A JP H02164231A JP 63316410 A JP63316410 A JP 63316410A JP 31641088 A JP31641088 A JP 31641088A JP H02164231 A JPH02164231 A JP H02164231A
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- JP
- Japan
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- converter
- switch
- smoothing capacitor
- excited
- voltage
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電圧形自励式交直変換器を使用した交直変換器
置の改良に関する。
置の改良に関する。
電圧形自励式交直変換器を使用した従来の交直変換器置
は、信頼性の点で種々の問題があった。
は、信頼性の点で種々の問題があった。
例えば、日立評論ＶＯＬ、６８． ＮＱ８．ｐ−６１０
の第３図（ａ）に示す交直変換器置では、電源は交流側
のみで直流側には存在していない。
の第３図（ａ）に示す交直変換器置では、電源は交流側
のみで直流側には存在していない。
このような装置では、交流側から交直変換器を通じて直
流側のコンデンサを充電する必要があり、充電時に充電
電流を制限するのは交流リアクトルだけとなることから
直流電圧が交流線間電圧ピーク値の２倍まで跳上るおそ
れがあり、交直変換器がこの過電圧によって破壊するお
それがある。また、交直変換器置の容量が大きい場合に
は、コンデンサの充電電流も大きくなるため交流系統に
与える外乱が無視できなくなるという問題もある。
流側のコンデンサを充電する必要があり、充電時に充電
電流を制限するのは交流リアクトルだけとなることから
直流電圧が交流線間電圧ピーク値の２倍まで跳上るおそ
れがあり、交直変換器がこの過電圧によって破壊するお
それがある。また、交直変換器置の容量が大きい場合に
は、コンデンサの充電電流も大きくなるため交流系統に
与える外乱が無視できなくなるという問題もある。
更に、東芝レビュー４３巻４号、Ｐ−３５２の第１図に
示す交直変換器置では、インバータ（交直変換器）の直
流側の線路のしゃ断装置として機械的スイッチ（７２Ｍ
）のみを備えている。このような装置では、直流側で短
絡又は地絡事故が発生した場合、ＤＣＣＴ又はＣＴにて
過電流を検出して機械的スイッチを開放したとしても、
機械的スイッチの動作遅れが数１０ｍ５ｅｃあるためこ
の間に交流系統から大きな短絡（地絡）電流が流れ込む
おそれがある。従って、インバータが短絡（地絡）電流
により破壊するおそれがある。また、平滑コンデンサが
放電してしまう為、再充電する必要があり、その間イン
バータが運転できないという問題がある。
示す交直変換器置では、インバータ（交直変換器）の直
流側の線路のしゃ断装置として機械的スイッチ（７２Ｍ
）のみを備えている。このような装置では、直流側で短
絡又は地絡事故が発生した場合、ＤＣＣＴ又はＣＴにて
過電流を検出して機械的スイッチを開放したとしても、
機械的スイッチの動作遅れが数１０ｍ５ｅｃあるためこ
の間に交流系統から大きな短絡（地絡）電流が流れ込む
おそれがある。従って、インバータが短絡（地絡）電流
により破壊するおそれがある。また、平滑コンデンサが
放電してしまう為、再充電する必要があり、その間イン
バータが運転できないという問題がある。
上述のように、電圧形自励式交直変換器を使用した従来
の交直変換器置は、種々の問題を有しており、信頼性の
点で不十分であった。
の交直変換器置は、種々の問題を有しており、信頼性の
点で不十分であった。
本発明の目的は、従来装置の種々の問題点を除去して信
頼性の向上を図った改良された交直変換器置を提供する
にある。
頼性の向上を図った改良された交直変換器置を提供する
にある。
上記目的を達成するために、電圧形自励式変換器の直流
側に直流スイッチを設けたものである。
側に直流スイッチを設けたものである。
具体的には、直流スイッチは（１）電圧形自励式変換器
と平滑コンデンサとの間に配置する、（２）電圧形自励
式変換器と直流スイッチとの間に平滑コンデンサが位置
するように配置する、（３）上記（１）と（２）を併用
した配置とする、という三種類の形態で設けられる。直
流スイッチは、自己消弧形半導体スイッチング素子を用
いて構成され、上記（１）及び（３）の形態では交流側
のインピーダンスと平滑コンデンサで決まる時定数より
高い周波数でチョッパ運転できるようになっている。上
記（２）及び（３）の形態では、直流スイッチと直列に
電流制限用直流リアクトルを設ける。
と平滑コンデンサとの間に配置する、（２）電圧形自励
式変換器と直流スイッチとの間に平滑コンデンサが位置
するように配置する、（３）上記（１）と（２）を併用
した配置とする、という三種類の形態で設けられる。直
流スイッチは、自己消弧形半導体スイッチング素子を用
いて構成され、上記（１）及び（３）の形態では交流側
のインピーダンスと平滑コンデンサで決まる時定数より
高い周波数でチョッパ運転できるようになっている。上
記（２）及び（３）の形態では、直流スイッチと直列に
電流制限用直流リアクトルを設ける。
直流スイッチを電圧形自励式交直変換器と平滑コンデン
サとの間に配置する第１の形態では、交流系統側から平
滑コンデンサを充電する時に直流スイッチをチョッパ運
転することにより、充ｉ！電流が制限され平滑コンデン
サは徐々に充電される。
サとの間に配置する第１の形態では、交流系統側から平
滑コンデンサを充電する時に直流スイッチをチョッパ運
転することにより、充ｉ！電流が制限され平滑コンデン
サは徐々に充電される。
この結果、直流スイッチがない場合の平滑コンデンサの
充電と比較して充電電流の大きさが小さくなり、交流系
統に与える外乱を小さくできると共に平滑コンデンサの
過充電を防止することができる。
充電と比較して充電電流の大きさが小さくなり、交流系
統に与える外乱を小さくできると共に平滑コンデンサの
過充電を防止することができる。
また、直流スイッチをそれと電圧形自励式交直変換器と
の間に平滑コンデンサが位置するように配置する第２の
形態では、平滑コンデンサの直流線路側に設置した直流
スイッチが直流側で発生した短絡又は地絡事故によって
流れる過電流を高速でしゃ断するので、変換器を過′社
流で破壊するおそれがなくなる。更に、過電流を高速で
しゃ断するので平滑コンデンサの放電を防止でき、即ち
変換器の直Ａ電圧を維持した状態で事故時の過電流をし
ゃ断できるので、再起動時に平滑コンデンサの再充電が
不要となり高速再起動が可能となる。
の間に平滑コンデンサが位置するように配置する第２の
形態では、平滑コンデンサの直流線路側に設置した直流
スイッチが直流側で発生した短絡又は地絡事故によって
流れる過電流を高速でしゃ断するので、変換器を過′社
流で破壊するおそれがなくなる。更に、過電流を高速で
しゃ断するので平滑コンデンサの放電を防止でき、即ち
変換器の直Ａ電圧を維持した状態で事故時の過電流をし
ゃ断できるので、再起動時に平滑コンデンサの再充電が
不要となり高速再起動が可能となる。
以下、本発明を実施例として示した図面を用いて詳述す
る。
る。
第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、図におい
て、１はサイリスタ、トランジスタ等の半導体スイッチ
ング素子とダイオードの逆並列接続単位を複数個インバ
ータ接続してなる電圧形自励式交直変換器、３は交直変
換器１の直流側端子に連なる直流側線路間に並列接続さ
れた平滑コンデンサ、２は直流側線路の一方側に直列接
続された電流制限用の直流リアクトル、４は直流側線路
の一方側に直流リアクトル２と直列で交直変換器ｌとの
間に平滑コンデンサが位置するように配置された直流ス
イッチ、６，７及び８は交直変換器１の交流側に順次接
続された変圧器及びしゃ断器及び交流電源、１０は交直
変換器１と大地間に配置したセンサ（ＣＴ）９の信号か
ら地絡事故を検出する地絡検出器、１２は直流側線路の
一方側に配置したセンサ（ＣＴ）１１の信号から短絡事
故を検出する短絡検出器、１３は地絡検出器１０又は短
絡検出器１２からの信号に基づいて直流スイッチ４にオ
ン、オフ信号を付与するゲート制御回路である。１４は
直流側線路に連なる負荷で、具体的には交直変換器を介
して誘導電動機又は交流電源が接続される場合が多い。
て、１はサイリスタ、トランジスタ等の半導体スイッチ
ング素子とダイオードの逆並列接続単位を複数個インバ
ータ接続してなる電圧形自励式交直変換器、３は交直変
換器１の直流側端子に連なる直流側線路間に並列接続さ
れた平滑コンデンサ、２は直流側線路の一方側に直列接
続された電流制限用の直流リアクトル、４は直流側線路
の一方側に直流リアクトル２と直列で交直変換器ｌとの
間に平滑コンデンサが位置するように配置された直流ス
イッチ、６，７及び８は交直変換器１の交流側に順次接
続された変圧器及びしゃ断器及び交流電源、１０は交直
変換器１と大地間に配置したセンサ（ＣＴ）９の信号か
ら地絡事故を検出する地絡検出器、１２は直流側線路の
一方側に配置したセンサ（ＣＴ）１１の信号から短絡事
故を検出する短絡検出器、１３は地絡検出器１０又は短
絡検出器１２からの信号に基づいて直流スイッチ４にオ
ン、オフ信号を付与するゲート制御回路である。１４は
直流側線路に連なる負荷で、具体的には交直変換器を介
して誘導電動機又は交流電源が接続される場合が多い。
かかる構成の交直変換器置において、交直変換器１の直
流側で短絡又は地絡事故が発生すると、線路に流れる過
電流から短絡検出器１２又は地絡イツチシをオフ状態に
し交直変換器１を通して流れる過電流をしゃ断する。こ
れによって交直変換器１に過電流が長時間に亘って流れ
ることがなくなり、交直変換器１の過電流による破壊を
未然に防止することができる。また、平滑コンデンサ３
の放電を防止できるので、平滑コンデンサの再充電をす
ることなく装置を再起動でき、高速再起動が可能となる
。
流側で短絡又は地絡事故が発生すると、線路に流れる過
電流から短絡検出器１２又は地絡イツチシをオフ状態に
し交直変換器１を通して流れる過電流をしゃ断する。こ
れによって交直変換器１に過電流が長時間に亘って流れ
ることがなくなり、交直変換器１の過電流による破壊を
未然に防止することができる。また、平滑コンデンサ３
の放電を防止できるので、平滑コンデンサの再充電をす
ることなく装置を再起動でき、高速再起動が可能となる
。
第１図に示す構成の交直変換器置は、上記の作用効果を
奏するため平滑コンデンサが別の充電手段を持たぬとき
に特に効果が大きい。
奏するため平滑コンデンサが別の充電手段を持たぬとき
に特に効果が大きい。
第２図は直流スイッチ４の具体的構成を示すもので、ゲ
ート制御回路１３からのオン、オフ信号によりスイッチ
ング動作し、直流側線路に直列接続された自己消弧形ス
イッチング素子４１と、スイッチング素子４１に逆並列
接続されたフライホイールダイオード４２と、スイッチ
ング素子４１に並列接続された抵抗４３１．ダイオード
４３２及びコンデンサ４３３からなるスナバ回路と、ス
イッチング素子４１と並列接続されスイッチング素子４
１を過電圧から保護する非直線抵抗器４４とからなって
いる。自己消弧形スイッチング素子４１としては、トラ
ンジスタ、ゲートターンオフサイリスタ、静電誘導サイ
リスタ等周知の半導体素子が使用できる。
ート制御回路１３からのオン、オフ信号によりスイッチ
ング動作し、直流側線路に直列接続された自己消弧形ス
イッチング素子４１と、スイッチング素子４１に逆並列
接続されたフライホイールダイオード４２と、スイッチ
ング素子４１に並列接続された抵抗４３１．ダイオード
４３２及びコンデンサ４３３からなるスナバ回路と、ス
イッチング素子４１と並列接続されスイッチング素子４
１を過電圧から保護する非直線抵抗器４４とからなって
いる。自己消弧形スイッチング素子４１としては、トラ
ンジスタ、ゲートターンオフサイリスタ、静電誘導サイ
リスタ等周知の半導体素子が使用できる。
第３図は本発明の第２の実施例を示すもので、第１の実
施例とは、直流スイッチ４が交直変換器１と平滑コンデ
ンサ３との間に配置されている点、地絡検出器及び短絡
検出器がない点及びゲート制御回路１３が交流側のしゃ
断器７の投入動作を検知してオン、オフ動作をするよう
にした点において相違している。
施例とは、直流スイッチ４が交直変換器１と平滑コンデ
ンサ３との間に配置されている点、地絡検出器及び短絡
検出器がない点及びゲート制御回路１３が交流側のしゃ
断器７の投入動作を検知してオン、オフ動作をするよう
にした点において相違している。
かかる構成の交直変換器置において、しゃ断器７を投入
して交流側から平滑コンデンサ３の充電を開始すると、
同時にゲート制御回路１３がら直流スイッチ４へ交流側
インピーダンスと平滑コンデンサ３で決まる時定数より
速い周期でオン、オフ信号の付与を開始する。これによ
って、直流スイッチ４がチョッパ動作を開始し、平滑コ
ンデンサ３の充電電流が制限され、平滑コンデンサ３が
徐々に充電される。この結果、直流スイッチがない場合
の平滑コンデンサの充電と比較して充電電流の大きさが
小さくなり、交流系統に与える外乱を小さくできると共
に交直変換器を過電流による破壊から保護することがで
きる。この構成の装置は、ケーブルを用いた直流送電を
するような場合に効果を発揮する。
して交流側から平滑コンデンサ３の充電を開始すると、
同時にゲート制御回路１３がら直流スイッチ４へ交流側
インピーダンスと平滑コンデンサ３で決まる時定数より
速い周期でオン、オフ信号の付与を開始する。これによ
って、直流スイッチ４がチョッパ動作を開始し、平滑コ
ンデンサ３の充電電流が制限され、平滑コンデンサ３が
徐々に充電される。この結果、直流スイッチがない場合
の平滑コンデンサの充電と比較して充電電流の大きさが
小さくなり、交流系統に与える外乱を小さくできると共
に交直変換器を過電流による破壊から保護することがで
きる。この構成の装置は、ケーブルを用いた直流送電を
するような場合に効果を発揮する。
尚、この場合、変圧器６の交直変換器１側の電圧のピー
ク値が定格直流電圧より低くなるおそれがあるが、その
時には変圧器市にタップチェンジャを設けて変圧器の二
次側電圧のピーク値を直流定格電圧より高くすればよい
。
ク値が定格直流電圧より低くなるおそれがあるが、その
時には変圧器市にタップチェンジャを設けて変圧器の二
次側電圧のピーク値を直流定格電圧より高くすればよい
。
第４図は本発明の第３の実施例を示すもので、第１の実
施例とは、平滑コンデンサ３を直流スイッチ４の交直変
換器１側（Ａ側）及び直流リアクトル２側（Ｂ側）に切
換接続できるように切換スイッチ１５を設けた点、しゃ
断器７の投入動作を検知することによってもゲート制御
回路１３がオン、オフ信号を発生するようにした点にお
いて相違している。
施例とは、平滑コンデンサ３を直流スイッチ４の交直変
換器１側（Ａ側）及び直流リアクトル２側（Ｂ側）に切
換接続できるように切換スイッチ１５を設けた点、しゃ
断器７の投入動作を検知することによってもゲート制御
回路１３がオン、オフ信号を発生するようにした点にお
いて相違している。
かかる構成の交直変換器置において、平滑コンデンサ３
を充電するときには、スイッチ１５をＢ側に投入した後
しゃ断器７を投入することにより第２の実施例の場合と
同様の動作が行なわれ同様の効果が期待できる１次に、
定常運転状態になるとスイッチ１５をＡ側に投入してお
き、短絡又は地絡事故の発生に備える。事故発生時には
第１の実施例で説明したと同様の動作、効果が期待でき
る。
を充電するときには、スイッチ１５をＢ側に投入した後
しゃ断器７を投入することにより第２の実施例の場合と
同様の動作が行なわれ同様の効果が期待できる１次に、
定常運転状態になるとスイッチ１５をＡ側に投入してお
き、短絡又は地絡事故の発生に備える。事故発生時には
第１の実施例で説明したと同様の動作、効果が期待でき
る。
この構成の装置は、平滑コンデンサが別の充電手段を持
たず、架空線路によって直流電力を送るような場合に効
果を発揮する。
たず、架空線路によって直流電力を送るような場合に効
果を発揮する。
本発明によれば、直流線路の地絡、短絡に対して、高速
の電流しゃ断と高速再起動が可能な電圧形自励式交直変
換器を用いた交直変換器置が実現できるので、直流送電
など、直流線路が長く、直流線路の地絡、短絡の発生の
頻度が高いシステムに電圧形自励式交直変換器を適用し
た場合の信頼性を向上させる効果がある。また、直流側
に電源が無い場合の電圧形自励式交直変換器の平滑コン
デンサの充電が、過充電とならず、また、充電電流ピー
ク値を小さくできるので、電圧形自励式交直変換器を２
台以上使用して直流送電システムを構成する場合におい
て、変換器の過電圧耐量を下げられるとともに、過電流
耐量を下げることも可能となる。
の電流しゃ断と高速再起動が可能な電圧形自励式交直変
換器を用いた交直変換器置が実現できるので、直流送電
など、直流線路が長く、直流線路の地絡、短絡の発生の
頻度が高いシステムに電圧形自励式交直変換器を適用し
た場合の信頼性を向上させる効果がある。また、直流側
に電源が無い場合の電圧形自励式交直変換器の平滑コン
デンサの充電が、過充電とならず、また、充電電流ピー
ク値を小さくできるので、電圧形自励式交直変換器を２
台以上使用して直流送電システムを構成する場合におい
て、変換器の過電圧耐量を下げられるとともに、過電流
耐量を下げることも可能となる。
第１図は本発明の交直変換器置の一実施例を示す概略図
、第２図は第１図の直流スイッチの具体的回路図、第３
図は本発明の他の実施例を示す概略図、第４図は本発明
の更に他の実施例を示す概略図である。 １・・・電圧形自励式交直変換器、３・・・平滑コンデ
ンサ、４・・・直流スイッチ、１３・・・ゲート制御回
路。 第 １ 図 第 図 第 図 第２図
、第２図は第１図の直流スイッチの具体的回路図、第３
図は本発明の他の実施例を示す概略図、第４図は本発明
の更に他の実施例を示す概略図である。 １・・・電圧形自励式交直変換器、３・・・平滑コンデ
ンサ、４・・・直流スイッチ、１３・・・ゲート制御回
路。 第 １ 図 第 図 第 図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、交流系統と、直流系統と、両系統間に配置され、半
導体スイッチング素子とダイオードとの逆並列接続単位
を複数個インバータ接続して構成された電圧形自励式交
直変換器と、交直変換器の直流系統側に接続した平滑コ
ンデンサとを具備するものにおいて、直流系統側に交直
変換器との間に平滑コンデンサが位置するように直流ス
イッチを配置すると共に、直流系統で短絡、地絡事故が
発生したときに短絡電流、地絡電流を検出して直流スイ
ッチをオフする信号を発生するゲート制御回路を設けた
ことを特徴とする交直変換器置。 ２、交流系統と、直流系統と、両系統間に配置され、半
導体スイッチング素子とダイオードとの逆並列接続単位
を複数個インバータ接続して構成された電圧形自励式交
直変換器と、交直変換器の直流系統側に接続した平滑コ
ンデンサとを具備するものにおいて、交直変換器と平滑
コンデンサとの間に直流スイッチを配置すると共に平滑
コンデンサの充電時に直流スイッチをオン、オフする信
号を発生するゲート制御回路を設けたことを特徴とする
交直変換装置。 ３、交流系統と、直流系統と、両系統間に配置され、半
導体スイッチング素子とダイオードとの逆並列接続単位
を複数個インバータ接続して構成された電圧形自励式交
直変換器と、交直変換器の直流系統側に接続した平滑コ
ンデンサとを具備するものにおいて、直流系統側に直流
スイッチを配置し、平滑コンデンサを直流スイッチの交
直変換器側及びその反対側に切換える切換スイッチを設
けると共に、直流スイッチをオン、オフする信号を発生
するゲート制御回路を設けたことを特徴とする交直変換
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63316410A JPH0834665B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 交直変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63316410A JPH0834665B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 交直変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02164231A true JPH02164231A (ja) | 1990-06-25 |
| JPH0834665B2 JPH0834665B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=18076762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63316410A Expired - Lifetime JPH0834665B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 交直変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834665B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014093830A (ja) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| CN113859025A (zh) * | 2020-06-30 | 2021-12-31 | 比亚迪股份有限公司 | 充电转接装置、充电锁止控制方法和车辆 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6055240U (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-18 | 富士電機株式会社 | 従属制御整流器回路 |
| JPS61131318A (ja) * | 1984-11-29 | 1986-06-19 | 株式会社東芝 | 直流遮断器装置 |
| JPS62213520A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-19 | 株式会社東芝 | 系統連系用電力変換装置 |
-
1988
- 1988-12-16 JP JP63316410A patent/JPH0834665B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6055240U (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-18 | 富士電機株式会社 | 従属制御整流器回路 |
| JPS61131318A (ja) * | 1984-11-29 | 1986-06-19 | 株式会社東芝 | 直流遮断器装置 |
| JPS62213520A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-19 | 株式会社東芝 | 系統連系用電力変換装置 |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2014093830A (ja) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| CN113859025A (zh) * | 2020-06-30 | 2021-12-31 | 比亚迪股份有限公司 | 充电转接装置、充电锁止控制方法和车辆 |
| CN113859025B (zh) * | 2020-06-30 | 2023-10-17 | 比亚迪股份有限公司 | 充电转接装置、充电锁止控制方法和车辆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0834665B2 (ja) | 1996-03-29 |
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