JPH0834665B2 - 交直変換装置 - Google Patents
交直変換装置Info
- Publication number
- JPH0834665B2 JPH0834665B2 JP63316410A JP31641088A JPH0834665B2 JP H0834665 B2 JPH0834665 B2 JP H0834665B2 JP 63316410 A JP63316410 A JP 63316410A JP 31641088 A JP31641088 A JP 31641088A JP H0834665 B2 JPH0834665 B2 JP H0834665B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- converter
- switch
- smoothing capacitor
- circuit
- ground fault
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Rectifiers (AREA)
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
装置の改良に関する。
装置の改良に関する。
電圧形自励式交直変換器を使用した従来の交直変換装
置は、信頼性の点で種々の問題があった。
置は、信頼性の点で種々の問題があった。
例えば、日立評論VOL.68,NO8,p−610の第３図（ａ）
に示す交直変換装置では、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
によつて破壊するおそれがある。また、交直変換装置の
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。
に示す交直変換装置では、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
によつて破壊するおそれがある。また、交直変換装置の
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、東芝レビユー43巻４号、Ｐ−352の第１図に示
す交直変換装置では、インバータ（交直変換器）の直流
側の線路のしや断装置として機械的スイツチ（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
出して機械的スイツチを解放したとしても、機械的スイ
ツチの動作遅れが数10msec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
つて、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。
す交直変換装置では、インバータ（交直変換器）の直流
側の線路のしや断装置として機械的スイツチ（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
出して機械的スイツチを解放したとしても、機械的スイ
ツチの動作遅れが数10msec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
つて、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
来の交直変換装置は、種々の問題を有しており、信頼性
の点で不十分であつた。
来の交直変換装置は、種々の問題を有しており、信頼性
の点で不十分であつた。
本発明の目的は、従来装置の種々の問題点を除去して
信頼性の向上を図つた改良された交直変換装置を提供す
るにある。
信頼性の向上を図つた改良された交直変換装置を提供す
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
流側に直流スイツチを設けたものである。具体的には、
直流スイツチは（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
流スイツ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。直流スイツチ
は、自己消弧形半導体スイツ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
でチヨツパ運転できるようになつている。上記（２）及
び（３）の形態では、直流スイツチと直列に電流制限用
直流リアクトルを設ける。
流側に直流スイツチを設けたものである。具体的には、
直流スイツチは（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
流スイツ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。直流スイツチ
は、自己消弧形半導体スイツ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
でチヨツパ運転できるようになつている。上記（２）及
び（３）の形態では、直流スイツチと直列に電流制限用
直流リアクトルを設ける。
直流スイツ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ツチをチヨツパ
運転することにより、充電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、直流スイツチがない
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。
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ツチをチヨツパ
運転することにより、充電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、直流スイツチがない
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。
また、直流スイツ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
流スイツチが直流側で発生した短絡又は地絡事故によつ
て流れる過電流を高速でしや断するので、変換器を過電
流で破壊するおそれがなくなる。更に、過電流を高速で
しや断するので平滑コンデンサの放電を防止でき、即ち
変換器の直流電圧を維持した状態で事故時の過電流をし
や断できるので、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。
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
流スイツチが直流側で発生した短絡又は地絡事故によつ
て流れる過電流を高速でしや断するので、変換器を過電
流で破壊するおそれがなくなる。更に、過電流を高速で
しや断するので平滑コンデンサの放電を防止でき、即ち
変換器の直流電圧を維持した状態で事故時の過電流をし
や断できるので、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。
する。
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ツ
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１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
スイツチ、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や断器及び交流電源、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ツチ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。
いて、１はサイリスタ，トランジスタ等の半導体スイツ
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１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
スイツチ、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や断器及び交流電源、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ツチ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装置において、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又は地絡検出器10が事故を検知
し、ゲート制御回路13からオフ信号を直流スイツチ４に
付与し、直流スイツチ４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や断する。これによつて交直変
換器１に過電流が長時間に亘つ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。
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又は地絡検出器10が事故を検知
し、ゲート制御回路13からオフ信号を直流スイツチ４に
付与し、直流スイツチ４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や断する。これによつて交直変
換器１に過電流が長時間に亘つ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装置は、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。
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。
第２図は直流スイツチ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ツチ
ング動作し、直流側線路に直列接続された自己消弧形ス
イツチング素子41と、スイツチング素子41に逆並列接続
されたフライホイールダイオード42と、スイツチング素
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、スイツチング素子41
と並列接続されスイツチング素子41を過電圧から保護す
る非直線抵抗器44とからなつている。自己消弧形スイツ
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。
ゲート制御回路13からのオン，オフ信号によりスイツチ
ング動作し、直流側線路に直列接続された自己消弧形ス
イツチング素子41と、スイツチング素子41に逆並列接続
されたフライホイールダイオード42と、スイツチング素
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、スイツチング素子41
と並列接続されスイツチング素子41を過電圧から保護す
る非直線抵抗器44とからなつている。自己消弧形スイツ
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、直流スイツチ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が交流側のしや
断器７の投入動作を検知してオン，オフ動作するように
した点において相違している。
実施例とは、直流スイツチ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が交流側のしや
断器７の投入動作を検知してオン，オフ動作するように
した点において相違している。
かかる構成の交直変換装置において、しや断器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から直流スイツチ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
よつて、直流スイツチ４がチヨツパ動作を開始し、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、直流スイツチがない場
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。
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から直流スイツチ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
よつて、直流スイツチ４がチヨツパ動作を開始し、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、直流スイツチがない場
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６にタツプチエンジヤを設けて変圧器の
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。
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６にタツプチエンジヤを設けて変圧器の
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を直流スイツチ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ツチ15を設けた点、しや
断器７の投入動作を検知することによつてもゲート制御
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。
実施例とは、平滑コンデンサ３を直流スイツチ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ツチ15を設けた点、しや
断器７の投入動作を検知することによつてもゲート制御
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装置において、平滑コンデンサ
３を充電するときには、スイツチ15をＢ側に投入した後
しや断器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。次に、
定常運転状態になるとスイツチ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。
３を充電するときには、スイツチ15をＢ側に投入した後
しや断器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。次に、
定常運転状態になるとスイツチ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、架空線路によつて直流電力を送るような場合に
効果を発揮する。
持たず、架空線路によつ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
速の電流しや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装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。
速の電流しや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装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装置の一実施例を示す概略
図、第２図は第１図の直流スイツチの具体的回路図、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
…直流スイツチ、13…ゲート制御回路。
図、第２図は第１図の直流スイツチの具体的回路図、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
…直流スイツチ、13…ゲート制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 聡 東京都調布市つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−131318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−213520（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−55240（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項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、 直流系統側に直流スイッチを配置し、前記平滑コンデン
サを前記直流スイッチの交直変換器側またはその反対側
に切換える切換スイッチを設けると共に、 交流電源と前記交直変換器との間に設けたしゃ断器の動
作信号、直流系統での短絡，地絡を検出する短絡検出器
及び地絡検出器からの信号を入力し、前記直流スイッチ
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 JPH02164231A (ja) | 1990-06-25 |
| JPH0834665B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6033043B2 (ja) * | 2012-11-01 | 2016-11-30 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
| 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 |
Family Cites Families (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02164231A (ja) | 1990-06-25 |
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