JPH0746898B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH0746898B2 JPH0746898B2 JP62129616A JP12961687A JPH0746898B2 JP H0746898 B2 JPH0746898 B2 JP H0746898B2 JP 62129616 A JP62129616 A JP 62129616A JP 12961687 A JP12961687 A JP 12961687A JP H0746898 B2 JPH0746898 B2 JP H0746898B2
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- switch
- transformer
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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- H02M7/505—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/515—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、交流巻線が直列接続された変圧器ユニットに
接続された自励式電圧変換器ユニットの直流側に於ける
過電圧を防止した電力変換装置に関する。
接続された自励式電圧変換器ユニットの直流側に於ける
過電圧を防止した電力変換装置に関する。
（従来の技術） 第５図は従来広く使われている交流連系用インバータで
ある。11,21は三相自励式電圧形インバータユニット
（以下インバータユニットと記す）12,22は系統連系用
リアクトル、13,23は（絶縁）変圧器ユニット、14,24は
該変圧器ユニットの直流巻線、15,25は同じく交流巻線
である。
ある。11,21は三相自励式電圧形インバータユニット
（以下インバータユニットと記す）12,22は系統連系用
リアクトル、13,23は（絶縁）変圧器ユニット、14,24は
該変圧器ユニットの直流巻線、15,25は同じく交流巻線
である。
変圧器ユニット13と23の交流巻線15と25は各相に対応し
て直列に接続されその出力は交流開閉器31を経て交流系
統32に接続される。一方直流側はインバータユニット11
と21は共に共通の直流電源33を有し直流回路にはコンデ
ンサ34が接続される。変圧器ユニット13,23の交流巻線1
5と25はいわゆる千鳥結線が為されており、もしインバ
ータ11と21が互いに30゜の位相差を以て運転されると、
変圧器ユニット13,23の合成出力には12p±１次（ｐ＝1,
2……）以外の高調波成分が含まれなくなることから、
広く利用される結線方式である。
て直列に接続されその出力は交流開閉器31を経て交流系
統32に接続される。一方直流側はインバータユニット11
と21は共に共通の直流電源33を有し直流回路にはコンデ
ンサ34が接続される。変圧器ユニット13,23の交流巻線1
5と25はいわゆる千鳥結線が為されており、もしインバ
ータ11と21が互いに30゜の位相差を以て運転されると、
変圧器ユニット13,23の合成出力には12p±１次（ｐ＝1,
2……）以外の高調波成分が含まれなくなることから、
広く利用される結線方式である。
ここで、インバータユニット11と21の代表例を第６図に
示す。図において41〜46はGTO、47〜52はダイオードで
ある。このインバータ回路は昨今極めて広く利用されて
いるので詳細は省略し、ここでは特にダイオード47〜52
が存在することを指摘するに留める。
示す。図において41〜46はGTO、47〜52はダイオードで
ある。このインバータ回路は昨今極めて広く利用されて
いるので詳細は省略し、ここでは特にダイオード47〜52
が存在することを指摘するに留める。
さて、第５図に戻って従来の系統連系インバータは次の
ように始動されていた。インバータユニット11,21は図
示しない制御回路からの信号で運転を開始する。変圧器
ユニット13,23の突入電流を避ける為インバータユニッ
ト11,21の出力電圧は０から徐々に立ち上がり、変圧器
ユニット13,23の交流巻線15,25の合成電圧の振幅と位相
が系統32の電圧の振幅と位相に合致すると交流開閉器31
を閉じる（これを同期投入という。）。故障もしくは停
止時はインバータユニット11,21の運転を止めると同時
に交流開閉器31を開く。インバータユニット11,21の停
止と交流開閉器31の開までの時間は高々0.1secであり、
後述するような不具合は発生しない。
ように始動されていた。インバータユニット11,21は図
示しない制御回路からの信号で運転を開始する。変圧器
ユニット13,23の突入電流を避ける為インバータユニッ
ト11,21の出力電圧は０から徐々に立ち上がり、変圧器
ユニット13,23の交流巻線15,25の合成電圧の振幅と位相
が系統32の電圧の振幅と位相に合致すると交流開閉器31
を閉じる（これを同期投入という。）。故障もしくは停
止時はインバータユニット11,21の運転を止めると同時
に交流開閉器31を開く。インバータユニット11,21の停
止と交流開閉器31の開までの時間は高々0.1secであり、
後述するような不具合は発生しない。
（発明が解決しようとする問題点） 自励式インバータの系統連系は太陽光発電や燃料電池等
のシステムで昨今行われ始めたところである。自励式イ
ンバータの系統連系はその交流系統が弱い場合は他励式
インバータの系統連系に比し安定性に秀れる。その理由
は他励式インバータの場合には、サイリスタの転流を交
流系統の電圧に依存している為、系統電圧のじょう乱で
サイリスタの転流が行われずいわゆる転流失敗が生ず
る。これに対して自励式インバータの場合はサイリスタ
の転流はインバータの内部の回路で行われる為、系統電
圧のじょう乱に対して、直ちに転流失敗が生ずることは
ない。しかしながら、前述の運転制御方式においては、
例えば交流系統の瞬時的な電圧変動が発生した際、交流
過電流が生じインバータユニット11,21の運転を一時中
断し、電圧が復帰次第直ちに運転を再開することに障害
を伴った、その理由は交流過電流で交流開閉器31をその
都度開く必要があったことによる。その結果、（イ）一
度停止後に運転再開から同期投入までに５秒程度要す
る。（ロ）高頻度で交流開閉器31の開閉を行うことによ
り寿命が低下する等の問題があった。
のシステムで昨今行われ始めたところである。自励式イ
ンバータの系統連系はその交流系統が弱い場合は他励式
インバータの系統連系に比し安定性に秀れる。その理由
は他励式インバータの場合には、サイリスタの転流を交
流系統の電圧に依存している為、系統電圧のじょう乱で
サイリスタの転流が行われずいわゆる転流失敗が生ず
る。これに対して自励式インバータの場合はサイリスタ
の転流はインバータの内部の回路で行われる為、系統電
圧のじょう乱に対して、直ちに転流失敗が生ずることは
ない。しかしながら、前述の運転制御方式においては、
例えば交流系統の瞬時的な電圧変動が発生した際、交流
過電流が生じインバータユニット11,21の運転を一時中
断し、電圧が復帰次第直ちに運転を再開することに障害
を伴った、その理由は交流過電流で交流開閉器31をその
都度開く必要があったことによる。その結果、（イ）一
度停止後に運転再開から同期投入までに５秒程度要す
る。（ロ）高頻度で交流開閉器31の開閉を行うことによ
り寿命が低下する等の問題があった。
而して、もし交流開閉器31を先に閉じ、次いでインバー
タを運転する方法を取ったとすれば上述の過電流保護に
対してはインバータの運転を止めるのみ、即ち、GTOの
ゲートのオンオフ動作を止めるのみでよく交流開閉器31
は開かないようにすればよい筈である。しかしこれを実
現するに当って二つの問題があることが解った。一つは
変圧器を系統に投入した過渡時に生ずる直流過電圧、他
の一つは定常時の直流過電圧である。
タを運転する方法を取ったとすれば上述の過電流保護に
対してはインバータの運転を止めるのみ、即ち、GTOの
ゲートのオンオフ動作を止めるのみでよく交流開閉器31
は開かないようにすればよい筈である。しかしこれを実
現するに当って二つの問題があることが解った。一つは
変圧器を系統に投入した過渡時に生ずる直流過電圧、他
の一つは定常時の直流過電圧である。
まず、過渡時の直流過電圧について述べる。第５図に於
いて15と25の巻線が直列になっているため、交流開閉器
31が閉となった瞬間、二つの13,23には交流電圧が等分
に印加されず正弦波とはかなりかけ離れた高いピークを
持った交流が現われる。これは二つの変圧器の初期磁化
状態が等しくないことと、千鳥結線によって12p±１
（ｐ＝1,2……）次外の高調波に対して高いインピーダ
ンスを呈する結果、正弦波電圧を誘起させるに必要な高
調波励磁電流分が流せないことの二つの原因による。即
ち、鉄心の励磁特性が完全に直線性ではなく、ヒステリ
シスを持つ非線形な曲線であるため、正弦波電圧を作る
ための励磁電流には高調波が含まれねばならないのに、
その高調波が流せないような制約があると、誘起電圧は
正弦波とならない。
いて15と25の巻線が直列になっているため、交流開閉器
31が閉となった瞬間、二つの13,23には交流電圧が等分
に印加されず正弦波とはかなりかけ離れた高いピークを
持った交流が現われる。これは二つの変圧器の初期磁化
状態が等しくないことと、千鳥結線によって12p±１
（ｐ＝1,2……）次外の高調波に対して高いインピーダ
ンスを呈する結果、正弦波電圧を誘起させるに必要な高
調波励磁電流分が流せないことの二つの原因による。即
ち、鉄心の励磁特性が完全に直線性ではなく、ヒステリ
シスを持つ非線形な曲線であるため、正弦波電圧を作る
ための励磁電流には高調波が含まれねばならないのに、
その高調波が流せないような制約があると、誘起電圧は
正弦波とならない。
実験によれば、変圧器ユニット13,23の直流巻線14,24に
誘起する電圧の波高値は、過渡時には正弦波の実効値の
約2.9倍現われた。従って、コンデンサの直流電圧はこ
の値を超える値まで充電された。
誘起する電圧の波高値は、過渡時には正弦波の実効値の
約2.9倍現われた。従って、コンデンサの直流電圧はこ
の値を超える値まで充電された。
第２の不具合は、定常時の直流過電圧である。上述のよ
うに誘起電圧は単なる正弦波ではなく、高調波を含むも
のになり、実験では正弦波の実効値の約2.4倍の波高値
が現われこの値を超える値にコンデンサの直流電圧が充
電された。第７図は前述の実験による実測波形を示した
ものである。
うに誘起電圧は単なる正弦波ではなく、高調波を含むも
のになり、実験では正弦波の実効値の約2.4倍の波高値
が現われこの値を超える値にコンデンサの直流電圧が充
電された。第７図は前述の実験による実測波形を示した
ものである。
以上の説明では、11,21はインバータとしたが、単に直
流から交流への変換にとどまらず無効電力調整装置、或
いは力率調整可能な整流器にも利用可能なので、以下一
般性を持つ自励式電圧形変換器と称し、また全体のシス
テムを電力変換装置と記す。
流から交流への変換にとどまらず無効電力調整装置、或
いは力率調整可能な整流器にも利用可能なので、以下一
般性を持つ自励式電圧形変換器と称し、また全体のシス
テムを電力変換装置と記す。
本発明の目的は、複数の自励式電圧変換器ユニットと、
これに対応して設けられた変圧器ユニットを含む電力変
換装置において、該変圧器ユニットの交流巻線が直列に
接続されている場合変圧器ユニットを交流系統へ接続す
るときに発生する直流過電圧を抑制する効果的な手段を
備えた電力変換装置を提供することにある。
これに対応して設けられた変圧器ユニットを含む電力変
換装置において、該変圧器ユニットの交流巻線が直列に
接続されている場合変圧器ユニットを交流系統へ接続す
るときに発生する直流過電圧を抑制する効果的な手段を
備えた電力変換装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、直流回路に設けら
れたコンデンサと、共通の直流回路に接続される複数個
の自励式電圧形変換器と、該変換器の交流出力端に直接
又はリアクトルを介してそれぞれ直流巻線側が接続され
る複数個の変圧器と、該変圧器の交流巻線側を直列接続
して交流開閉器を介して電力系統へ接続して成る電力変
換装置において、前記直流回路に抵抗器と、しゃ断装置
の直列回路からなる直流過電圧抑制装置と、前記交流開
閉器に並列に限流素子と、開閉器の直列回路、或いは前
記交流開閉器に直列に限流素子と、開閉器の並列回路か
らなる限流装置を設け、前記自励式電圧形変換器を運転
する前に前記限流装置を介して、前記直流回路に設けら
れるコンデンサを充電し、前記自励式電圧形変換器の運
転と連動して前記しゃ断装置を開路するようにしたもの
である。
れたコンデンサと、共通の直流回路に接続される複数個
の自励式電圧形変換器と、該変換器の交流出力端に直接
又はリアクトルを介してそれぞれ直流巻線側が接続され
る複数個の変圧器と、該変圧器の交流巻線側を直列接続
して交流開閉器を介して電力系統へ接続して成る電力変
換装置において、前記直流回路に抵抗器と、しゃ断装置
の直列回路からなる直流過電圧抑制装置と、前記交流開
閉器に並列に限流素子と、開閉器の直列回路、或いは前
記交流開閉器に直列に限流素子と、開閉器の並列回路か
らなる限流装置を設け、前記自励式電圧形変換器を運転
する前に前記限流装置を介して、前記直流回路に設けら
れるコンデンサを充電し、前記自励式電圧形変換器の運
転と連動して前記しゃ断装置を開路するようにしたもの
である。
（作用） 前述のように、限流装置を介して直流回路のコンデンサ
を充電することにより、変圧器ユニット13,23の直流巻
線14,24に誘起する電圧の波高値を制限することが出来
るため、過大な過渡電圧を抑えると共に、直流回路に抵
抗器と、しゃ断装置の直列回路からなる直流過電圧抑制
装置を設けることにより定常時の電圧波形をより正弦波
に近づけ直流回路の過電圧を抑制するものである。
を充電することにより、変圧器ユニット13,23の直流巻
線14,24に誘起する電圧の波高値を制限することが出来
るため、過大な過渡電圧を抑えると共に、直流回路に抵
抗器と、しゃ断装置の直列回路からなる直流過電圧抑制
装置を設けることにより定常時の電圧波形をより正弦波
に近づけ直流回路の過電圧を抑制するものである。
（実施例） 以下本発明の一実施例を第５図と同一部に同一符号を付
して示す第１図を参照して説明する。図に於いて100は
直流過電圧抑制装置で、101の抵抗器と102のしゃ断装置
から成る。200は限流装置で201の抵抗又はリアクトルの
限流素子と202の開閉器から成る。11と21は自励式電圧
形変換器ユニットである。
して示す第１図を参照して説明する。図に於いて100は
直流過電圧抑制装置で、101の抵抗器と102のしゃ断装置
から成る。200は限流装置で201の抵抗又はリアクトルの
限流素子と202の開閉器から成る。11と21は自励式電圧
形変換器ユニットである。
この電力変換装置を運転するに先だって、しゃ断装置10
2と開閉器202を閉じる。なお、通常直流回路は事前に所
定レベルまでコンデンサ34を予備充電した後、交流開閉
器を投入するが、限流装置200がコンデンサ34の充電電
流を抑制する効果もあるので、必ずしも予備充電は必要
としない。変圧器ユニット13,23の突入電流は限流装置2
00によって抑えられ、変圧器ユニット13,23は飽和しな
いのでコンデンサ34は所定値より高い値に充電されな
い。充電は第６図に示すダイオード47〜52を介して行わ
れることは言うまでもない。
2と開閉器202を閉じる。なお、通常直流回路は事前に所
定レベルまでコンデンサ34を予備充電した後、交流開閉
器を投入するが、限流装置200がコンデンサ34の充電電
流を抑制する効果もあるので、必ずしも予備充電は必要
としない。変圧器ユニット13,23の突入電流は限流装置2
00によって抑えられ、変圧器ユニット13,23は飽和しな
いのでコンデンサ34は所定値より高い値に充電されな
い。充電は第６図に示すダイオード47〜52を介して行わ
れることは言うまでもない。
充電電流がほぼ０になると交流側から見た変圧器ユニッ
ト13,23インピーダンスは励磁インピーダンス相当にな
り、限流素子201の電圧降下は著しく小さくなる、従っ
て次いで交流開閉器31を投入したときは、変圧器ユニッ
ト13,23の過渡電圧は無視出来る。続く定常状態におい
て、直流巻線14,24に発生する高調波については、自励
式電圧形変換器ユニット11,21の上アームのダイオード4
7,49,51→抵抗器101→しゃ断装置102→自励式電圧形変
換器ユニット11,21の下アームのダイオード48,50,52を
介して電流が流れる経路が形成される結果、高調波電圧
は非常に少なくなり正弦波に近づく。抵抗器101の大き
さは実験によれば変圧器ユニットの13,23の全体の励磁
容量の1/5程度でよいから、励磁容量が仮に２％とすれ
ば0.4％程度の容量の抵抗を直流回路に挿入すればよ
い。しかしながら、運転中の効率を下げる要因であるた
め、高効率が要求される場合には、停止／運転に連動し
て抵抗器を入り／切りすることが望ましい。その場合し
ゃ断装置102はGTOのような半導体スイッチイング素子が
最適である。
ト13,23インピーダンスは励磁インピーダンス相当にな
り、限流素子201の電圧降下は著しく小さくなる、従っ
て次いで交流開閉器31を投入したときは、変圧器ユニッ
ト13,23の過渡電圧は無視出来る。続く定常状態におい
て、直流巻線14,24に発生する高調波については、自励
式電圧形変換器ユニット11,21の上アームのダイオード4
7,49,51→抵抗器101→しゃ断装置102→自励式電圧形変
換器ユニット11,21の下アームのダイオード48,50,52を
介して電流が流れる経路が形成される結果、高調波電圧
は非常に少なくなり正弦波に近づく。抵抗器101の大き
さは実験によれば変圧器ユニットの13,23の全体の励磁
容量の1/5程度でよいから、励磁容量が仮に２％とすれ
ば0.4％程度の容量の抵抗を直流回路に挿入すればよ
い。しかしながら、運転中の効率を下げる要因であるた
め、高効率が要求される場合には、停止／運転に連動し
て抵抗器を入り／切りすることが望ましい。その場合し
ゃ断装置102はGTOのような半導体スイッチイング素子が
最適である。
第１図で変圧器直流巻線14,24をΔ結線にした方が第３
次とその倍調波に対してインピーダンスが小となり抵抗
器101の容量は小となり望ましい。Ｙ結線の場合は抵抗
器101の容量は変圧器励磁容量の1/2程度になる。
次とその倍調波に対してインピーダンスが小となり抵抗
器101の容量は小となり望ましい。Ｙ結線の場合は抵抗
器101の容量は変圧器励磁容量の1/2程度になる。
第３図は直流回路に設ける直流過電圧抑制装置100の別
の実施例であり、111,112は抵抗器、113はしゃ断装置、
114はコンデンサである。
の実施例であり、111,112は抵抗器、113はしゃ断装置、
114はコンデンサである。
第１図の限流素子201が限流リアクトルで構成されてい
る場合変圧器ユニット13,23及び限流リアクトルのイン
ダクタンスとコンデンサ34のキャパシタンスにより緩や
かな周期の振動が生ずる。これを抑制するためには抵抗
器を用いる場合よりも第３図に示すように抵抗器とコン
デンサの組み合わせが有効である。コンデンサ114の大
きさはコンデンサ34と同程度かそれよりも大きくなる。
抵抗器111の抵抗値はしゃ断装置113の許す限り小さな値
とする。
る場合変圧器ユニット13,23及び限流リアクトルのイン
ダクタンスとコンデンサ34のキャパシタンスにより緩や
かな周期の振動が生ずる。これを抑制するためには抵抗
器を用いる場合よりも第３図に示すように抵抗器とコン
デンサの組み合わせが有効である。コンデンサ114の大
きさはコンデンサ34と同程度かそれよりも大きくなる。
抵抗器111の抵抗値はしゃ断装置113の許す限り小さな値
とする。
第４図は直流過電圧抑制装置の別の例を示す図で、121
は電圧検出器、122はレベル設定器、123はヒステリシス
コンパレータ、124は制御装置である。ヒステリシスコ
ンパレータ123は直流電圧の検出値がレベル設定器122の
値を越えると「１」の出力を発生した制御装置124を経
てしゃ断装置102を閉路する。直流電圧がある限度以下
に達するヒステリシスコンパレータ123の出力は「０」
となり、しゃ断装置102を開路する。125は運転中「１」
の信号で運転中しゃ断装置102の閉路を禁止するインタ
ーロックに用いる。
は電圧検出器、122はレベル設定器、123はヒステリシス
コンパレータ、124は制御装置である。ヒステリシスコ
ンパレータ123は直流電圧の検出値がレベル設定器122の
値を越えると「１」の出力を発生した制御装置124を経
てしゃ断装置102を閉路する。直流電圧がある限度以下
に達するヒステリシスコンパレータ123の出力は「０」
となり、しゃ断装置102を開路する。125は運転中「１」
の信号で運転中しゃ断装置102の閉路を禁止するインタ
ーロックに用いる。
第８図は本発明の更に他の実施例を示す図で、第１図と
の相違は限流装置200が交流開閉器31と直列的に入って
いる点のみである。交流開閉器31が閉じられると、変圧
器ユニット13,23の突入電圧は限流素子201によって抑え
られ、変圧器ユニット13,23は飽和しないのでコンデン
サ32は所定値より高い値に充電されない。次いで開閉器
202を閉じることによって定常状態に移行する。それ以
外は第１図と同様である。
の相違は限流装置200が交流開閉器31と直列的に入って
いる点のみである。交流開閉器31が閉じられると、変圧
器ユニット13,23の突入電圧は限流素子201によって抑え
られ、変圧器ユニット13,23は飽和しないのでコンデン
サ32は所定値より高い値に充電されない。次いで開閉器
202を閉じることによって定常状態に移行する。それ以
外は第１図と同様である。
本発明の実施例として第１図、第９図ではいずれもイン
バータユニットは２台、変圧器ユニットは２台のものを
示しているが特定高調波を除去する変圧器ユニットの接
続としては変圧器ユニット23の交流巻線25をΔ結線にし
た例が文献にある。例えば関 長隆、倉田 衛、竹内
南、編「ターンオフサイリスタ」昭和58年４月20日、電
気書院発行第172頁にあるような結線に対しても同様に
適用出来る。
バータユニットは２台、変圧器ユニットは２台のものを
示しているが特定高調波を除去する変圧器ユニットの接
続としては変圧器ユニット23の交流巻線25をΔ結線にし
た例が文献にある。例えば関 長隆、倉田 衛、竹内
南、編「ターンオフサイリスタ」昭和58年４月20日、電
気書院発行第172頁にあるような結線に対しても同様に
適用出来る。
又インバータユニット、変圧器ユニットを３組使用し20
゜の位相差を互いに持たせて、18p±１（ｐ＝1,2……）
以外の高調波を除去する方式等他の結線に対しても本発
明は適用出来る。
゜の位相差を互いに持たせて、18p±１（ｐ＝1,2……）
以外の高調波を除去する方式等他の結線に対しても本発
明は適用出来る。
第１図、第９図においてリアクトル12,22はインバータ
ユニット11,21と変圧器ユニット13,23の中間にあるが、
交流開閉器31と変圧器ユニット13,23の中間にあって
も、本発明は適用出来る。即ち、リアクトル12,22は変
圧器ユニット13,23に対し限流作用は為すものの通常リ
アクトル12,22は高々20％程度であり、限流を目的とす
る場合に必要となる50％程度の値に対して少なすぎるか
らである。
ユニット11,21と変圧器ユニット13,23の中間にあるが、
交流開閉器31と変圧器ユニット13,23の中間にあって
も、本発明は適用出来る。即ち、リアクトル12,22は変
圧器ユニット13,23に対し限流作用は為すものの通常リ
アクトル12,22は高々20％程度であり、限流を目的とす
る場合に必要となる50％程度の値に対して少なすぎるか
らである。
ここで言う直流電源はサイリスタ整流器、燃料電池、太
陽電池等、非可逆の電源を言い蓄電池は含まない。
陽電池等、非可逆の電源を言い蓄電池は含まない。
但し、直流送電システムのように交流−直流−交流の変
換を行うシステムに第１図に示す回路を２組直流部を共
通にして使用する第９図のような応用も考えられる。図
中401と402は異なる系統、403と404は第１図で説明した
電力変換装置で、直流部が共通となっている。第９図の
直流送電システムは両端の一方の交流開閉器を投入する
際に本発明を適用出来る。
換を行うシステムに第１図に示す回路を２組直流部を共
通にして使用する第９図のような応用も考えられる。図
中401と402は異なる系統、403と404は第１図で説明した
電力変換装置で、直流部が共通となっている。第９図の
直流送電システムは両端の一方の交流開閉器を投入する
際に本発明を適用出来る。
尚、従来直流回路に抵抗器を挿入することは次のような
場合に行われていた。
場合に行われていた。
（イ） 直流回路のコンデンサの放電用 （ロ） モータ駆動用インバータにおいて、モータから
の回生エネルギーの消費用 まず（イ）については放電を目的としており通常高抵抗
で運転中も入りのままである。もし停止時に短時間で放
電させる要求がある場合抵抗値は低く、又停止時にのみ
使用する点では本発明と類似な点があるが、この場合抵
抗値はコンデンサの容量と必要な放電時間で決まり、か
つ短時間でよい、一方本発明の場合は前述の通り変圧器
13,23の励磁容量で抵抗値は決まりかつ印加される時間
は抵抗値とは無関係である。
の回生エネルギーの消費用 まず（イ）については放電を目的としており通常高抵抗
で運転中も入りのままである。もし停止時に短時間で放
電させる要求がある場合抵抗値は低く、又停止時にのみ
使用する点では本発明と類似な点があるが、この場合抵
抗値はコンデンサの容量と必要な放電時間で決まり、か
つ短時間でよい、一方本発明の場合は前述の通り変圧器
13,23の励磁容量で抵抗値は決まりかつ印加される時間
は抵抗値とは無関係である。
（ロ）については運転時抵抗器が必要なのに対し、本発
明では停止時に使用するものである。このように、類似
回路でありながら使用目的、使用条件は明確に異なるも
のである。
明では停止時に使用するものである。このように、類似
回路でありながら使用目的、使用条件は明確に異なるも
のである。
更には、自励式電圧形変換器を用いた系統連系用電力変
換システムにおいて、変圧器を系統から初期充電する例
は次の文献に記されている他は見当らない。
換システムにおいて、変圧器を系統から初期充電する例
は次の文献に記されている他は見当らない。
文献名 IEEE Transactions on Power Appratus and Systems,Vo
l.PAS−98,No.4,July/Aug,1979,“Progress in Self−C
ommutated Inverters for Fuel Cells and Batteries" G.A.Phillips,J.W.Walton,F.J.Kornbrust （UTC） 本文献のFigure1に1MWのパワーコンディショナシステム
の図が示されているが三つの単位インバータの出力は１
つの変圧器に接続されているため、交流開閉器投入時に
ユニット変圧器間の電圧分担が不平衡になる現象は発生
しない、又本図に示されているプレロードと称されてい
る抵抗器と、サイリスタスイッチは燃料電池の保護のた
めに設けられたもので、その容量は燃料電池の発電出力
の1/4から1/2（15秒定格）を要すると述べられており、
本発明と目的及び作用を異にする。
l.PAS−98,No.4,July/Aug,1979,“Progress in Self−C
ommutated Inverters for Fuel Cells and Batteries" G.A.Phillips,J.W.Walton,F.J.Kornbrust （UTC） 本文献のFigure1に1MWのパワーコンディショナシステム
の図が示されているが三つの単位インバータの出力は１
つの変圧器に接続されているため、交流開閉器投入時に
ユニット変圧器間の電圧分担が不平衡になる現象は発生
しない、又本図に示されているプレロードと称されてい
る抵抗器と、サイリスタスイッチは燃料電池の保護のた
めに設けられたもので、その容量は燃料電池の発電出力
の1/4から1/2（15秒定格）を要すると述べられており、
本発明と目的及び作用を異にする。
以上説明のように本発明によれば、変圧器ユニットを系
統に並入する際に直流巻線側に生ずる過大電圧を防止し
て巻線の保護と、直流過電圧防止を図ると共に、系統並
入後の定常状態において直流巻線側に生ずる高調波を抑
え直流過電圧防止を図ることが出来る。
統に並入する際に直流巻線側に生ずる過大電圧を防止し
て巻線の保護と、直流過電圧防止を図ると共に、系統並
入後の定常状態において直流巻線側に生ずる高調波を抑
え直流過電圧防止を図ることが出来る。
それによって、高い直流電圧に耐えるように自励式電圧
形変換器ユニットや直流回路のコンデンサを設計する必
要がなくなり、コストの適正化と、信頼性向上に役立
つ。又説明は省略したが、変圧器ユニットの励磁インピ
ーダンスの不平衡により、変圧器ユニット間の電圧分担
が悪くなりいずれか高い方の電圧でコンデンサが充電さ
れる問題も、抵抗器の挿入で変圧器の励磁インピーダン
スのばらつきの許容値が増し、変圧器の製造が容易とな
る。
形変換器ユニットや直流回路のコンデンサを設計する必
要がなくなり、コストの適正化と、信頼性向上に役立
つ。又説明は省略したが、変圧器ユニットの励磁インピ
ーダンスの不平衡により、変圧器ユニット間の電圧分担
が悪くなりいずれか高い方の電圧でコンデンサが充電さ
れる問題も、抵抗器の挿入で変圧器の励磁インピーダン
スのばらつきの許容値が増し、変圧器の製造が容易とな
る。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は予備
充電回路の一例を示す回路図、第３図、第４図は第１図
の直流過電圧抑制装置のそれぞれ異なる構成図、第５図
は従来装置の構成図、第６図は自励式電圧形変換器ユニ
ットの具体的一例を示す回路図、第７図は従来装置に於
ける変圧器ユニットの直流巻線電圧波形の一例を示す
図、第８図は本発明の他の実施例を示す構成図、第９図
は本発明が適用されるシステムの一例を示す構成図であ
る。 11,12……自励式電圧形変換器ユニット、 12,22……リアクトル、13,23……変圧器ユニット、 31……交流開閉器、32……系統、34……コンデンサ、 100……直流過電圧抑制装置、200……限流装置、
充電回路の一例を示す回路図、第３図、第４図は第１図
の直流過電圧抑制装置のそれぞれ異なる構成図、第５図
は従来装置の構成図、第６図は自励式電圧形変換器ユニ
ットの具体的一例を示す回路図、第７図は従来装置に於
ける変圧器ユニットの直流巻線電圧波形の一例を示す
図、第８図は本発明の他の実施例を示す構成図、第９図
は本発明が適用されるシステムの一例を示す構成図であ
る。 11,12……自励式電圧形変換器ユニット、 12,22……リアクトル、13,23……変圧器ユニット、 31……交流開閉器、32……系統、34……コンデンサ、 100……直流過電圧抑制装置、200……限流装置、
Claims (2)
- 【請求項１】直流回路に設けられたコンデンサと、前記
直流回路に接続される複数個の自励式電圧形変換器と、
該変換器の交流出力端に直接叉はリアクトルを介してそ
れぞれ直流巻線側が接続される複数個の変圧器と、該変
圧器の交流巻線側を直列接続して交流開閉器を介して電
力系統へ接続して成る電力変換装置において、限流素子
と開閉器との直列回路からなり前記交流開閉器に並列に
設けられ前記直流回路に設けられるコンデンサの過充電
を抑制する限流装置と、抵抗器としゃ断装置との直列回
路からなり前記直流回路に設けられる該直流回路の過電
圧を抑制する直流過電圧抑制装置とを具備し、前記開閉
器は前記交流開閉器の閉路以前に投入され、前記しゃ断
装置は前記交流開閉器の閉路時点或いはそれ以前に投入
され、前記自励式電圧形変換器の運転と連動して前記し
ゃ断装置を開路することを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】直流回路に設けられたコンデンサと、前記
直流回路に接続される複数個の自励式電圧形変換器と、
該変換器の交流出力端に直接叉はリアクトルを介してそ
れぞれ直流巻線側が接続される複数個の変圧器と、該変
圧器の交流巻線側を直列接続して交流開閉器を介して電
力系統へ接続して成る電力変換装置において、限流素子
と開閉器との並列回路からなり前記交流開閉器に直列に
設けられ前記直流回路に設けられるコンデンサの過充電
を抑制する限流装置と、抵抗器としゃ断装置との直列回
路からなり前記直流回路に設けられる該直流回路の過電
圧を抑制する直流過電圧抑制装置とを具備し、前記開閉
器は前記交流開閉器が閉路された所定期間後に閉路さ
れ、前記しゃ断装置は前記交流開閉器の閉路時点或いは
それ以前に投入され、前記自励式電圧形変換器の運転と
連動して前記しゃ断装置を開路することを特徴とする電
力変換装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62129616A JPH0746898B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 電力変換装置 |
| EP88304820A EP0293219B1 (en) | 1987-05-28 | 1988-05-27 | Power converter device |
| CA000567905A CA1295668C (en) | 1987-05-28 | 1988-05-27 | Power converter device having starting circuits, and a method for startingthe power converter device |
| DE3854586T DE3854586T2 (de) | 1987-05-28 | 1988-05-27 | Leistungswandlungseinrichtung. |
| US07/279,277 US4890213A (en) | 1987-05-28 | 1988-12-02 | Power converter device having starting circuits and a method for starting the power converter device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62129616A JPH0746898B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 電力変換装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6246846A Division JP2500926B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63299766A JPS63299766A (ja) | 1988-12-07 |
| JPH0746898B2 true JPH0746898B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=15013871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62129616A Expired - Lifetime JPH0746898B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 電力変換装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4890213A (ja) |
| EP (1) | EP0293219B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0746898B2 (ja) |
| CA (1) | CA1295668C (ja) |
| DE (1) | DE3854586T2 (ja) |
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