JPH10174441A - 電流形変換装置 - Google Patents
電流形変換装置Info
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- JPH10174441A JPH10174441A JP8335228A JP33522896A JPH10174441A JP H10174441 A JPH10174441 A JP H10174441A JP 8335228 A JP8335228 A JP 8335228A JP 33522896 A JP33522896 A JP 33522896A JP H10174441 A JPH10174441 A JP H10174441A
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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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- Protection Of Static Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】主回路電流を遮断することなく、短絡電流のみ
遮断することにより、変換器の短絡電流耐量の低減、変
換器の小型化、経済性の向上を実現する電流形変換装置
を提供すること。 【解決手段】Ｕ相のＧＴＯ５ａが破損したと仮定する
と、短絡電流は、交流Ｓ相→ＧＴＯ５ｂ→ヒューズ９ｂ
→ヒューズ９ａ→自己消弧形素子５ａ→交流Ｒ相の経路
で流れる（図１内点線）。短絡電流をヒューズ９ａ、９
ｂで高速に限流し、変換器を過大な短絡電流より保護す
る。主回路電流は、短絡電流を保護しつつ流す必要があ
る。そこで、ヒューズ９ｂと並列にダイオード１０ｂを
接続し、ヒューズ９ｂが溶断しても主回路電流が、ヒュ
ーズ９ｂの代わりにダイオード１０ｂを経由して流れる
ようにする。
遮断することにより、変換器の短絡電流耐量の低減、変
換器の小型化、経済性の向上を実現する電流形変換装置
を提供すること。 【解決手段】Ｕ相のＧＴＯ５ａが破損したと仮定する
と、短絡電流は、交流Ｓ相→ＧＴＯ５ｂ→ヒューズ９ｂ
→ヒューズ９ａ→自己消弧形素子５ａ→交流Ｒ相の経路
で流れる（図１内点線）。短絡電流をヒューズ９ａ、９
ｂで高速に限流し、変換器を過大な短絡電流より保護す
る。主回路電流は、短絡電流を保護しつつ流す必要があ
る。そこで、ヒューズ９ｂと並列にダイオード１０ｂを
接続し、ヒューズ９ｂが溶断しても主回路電流が、ヒュ
ーズ９ｂの代わりにダイオード１０ｂを経由して流れる
ようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電力を直流電
力に変換する電流形変換装置に関する。
力に変換する電流形変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、超伝導エネルギ貯蔵装置（ＳＭＥ
Ｓ）や直流送電の交直変換器として、自己消弧形素子
（例えば、ゲートターンオフサイリスタ、以下ＧＴＯと
称す）を用いた電流形変換装置が用いられている。
Ｓ）や直流送電の交直変換器として、自己消弧形素子
（例えば、ゲートターンオフサイリスタ、以下ＧＴＯと
称す）を用いた電流形変換装置が用いられている。
【０００３】従来の変換装置に関して、図７、図８を用
いて説明する。１は交流母線、２は交流遮断器、３は変
圧器、４はコンデンサで、自己消弧形素子が電流遮断す
ると、交流インダクタンスにより発生する過電圧を吸収
する働きをする。５ａ〜５ｆは各アームを構成するＧＴ
Ｏ、、６は大きなインダクタンスを有する負荷で、例え
ばＳＭＥＳでは超伝導コイルにおいて数百ｍＨ〜数Ｈの
インダクタンスを有している。７は変換器を制御する制
御装置で、５ａ〜５ｆのＧＴＯへのゲートパルス信号の
送出、系統側との電力の授受や故障時の変換器保護な
ど、変換器の制御、保護を行っている。８は保護短絡ス
イッチで、変換器の故障時に投入し、変換器の電流をこ
の短絡スイッチに移し、変換器を故障電流により保護す
る。
いて説明する。１は交流母線、２は交流遮断器、３は変
圧器、４はコンデンサで、自己消弧形素子が電流遮断す
ると、交流インダクタンスにより発生する過電圧を吸収
する働きをする。５ａ〜５ｆは各アームを構成するＧＴ
Ｏ、、６は大きなインダクタンスを有する負荷で、例え
ばＳＭＥＳでは超伝導コイルにおいて数百ｍＨ〜数Ｈの
インダクタンスを有している。７は変換器を制御する制
御装置で、５ａ〜５ｆのＧＴＯへのゲートパルス信号の
送出、系統側との電力の授受や故障時の変換器保護な
ど、変換器の制御、保護を行っている。８は保護短絡ス
イッチで、変換器の故障時に投入し、変換器の電流をこ
の短絡スイッチに移し、変換器を故障電流により保護す
る。
【０００４】図８は、通常運転時の各相のゲートパルス
と交流電流波形の一例である。なお、各ゲートパルス
は、１パルス／周期としているが、多パルス／周期でも
同様である。電流形変換装置のゲートパルスの特徴は、
負荷６より見て必ず一巡の電流経路を形成するように送
出している。即ち、高電圧側のアーム（Ｕ、Ｖ、Ｗ）と
低圧側のアーム（Ｘ、Ｙ、Ｚ）はそれぞれいずれかのア
ームにゲートパルスを送出している。例えば、Ｕ相とＺ
相が点呼している場合は、交流Ｒ相→Ｕ相アーム（５ａ
のＧＴＯ点弧）→負荷６→Ｚ相アーム（５ｆのＧＴＯ点
弧）→交流Ｔ相→交流Ｒ相と一巡の電流経路を構成して
いる。
と交流電流波形の一例である。なお、各ゲートパルス
は、１パルス／周期としているが、多パルス／周期でも
同様である。電流形変換装置のゲートパルスの特徴は、
負荷６より見て必ず一巡の電流経路を形成するように送
出している。即ち、高電圧側のアーム（Ｕ、Ｖ、Ｗ）と
低圧側のアーム（Ｘ、Ｙ、Ｚ）はそれぞれいずれかのア
ームにゲートパルスを送出している。例えば、Ｕ相とＺ
相が点呼している場合は、交流Ｒ相→Ｕ相アーム（５ａ
のＧＴＯ点弧）→負荷６→Ｚ相アーム（５ｆのＧＴＯ点
弧）→交流Ｔ相→交流Ｒ相と一巡の電流経路を構成して
いる。
【０００５】また、交流電流波形（ＩR 、ＩS 、ＩT ）
に着目すると、断続波形になっている。ＧＴＯがターン
オフして電流を遮断すると、変圧器３のインピーダンス
等の交流回路におけるインダクタンスの電磁エネルギに
より過電圧が生じる。この過電圧を吸収するため、コン
デンサ４が設けられているこのような電流形変換装置に
では、変換器に何らかの故障が発生し、変換器を保護停
止する場合、急激にゲートブロック保護（電流遮断）を
行うと、直流回路の電流も遮断されるので、負荷や直流
回路のインダクタンスによる過電圧も発生し、交流回路
によるインダクタンスによる過電圧と重畳し、変換器を
異常な過電圧で破損することが考えられる。
に着目すると、断続波形になっている。ＧＴＯがターン
オフして電流を遮断すると、変圧器３のインピーダンス
等の交流回路におけるインダクタンスの電磁エネルギに
より過電圧が生じる。この過電圧を吸収するため、コン
デンサ４が設けられているこのような電流形変換装置に
では、変換器に何らかの故障が発生し、変換器を保護停
止する場合、急激にゲートブロック保護（電流遮断）を
行うと、直流回路の電流も遮断されるので、負荷や直流
回路のインダクタンスによる過電圧も発生し、交流回路
によるインダクタンスによる過電圧と重畳し、変換器を
異常な過電圧で破損することが考えられる。
【０００６】この不具合を是正するために、従来の電流
形変換装置では、保護短絡スイッチ８を投入し、直流電
流の通電経路を確保した上で、ＧＴＯにターンオフ信号
を与え、変換器を保護停止している。
形変換装置では、保護短絡スイッチ８を投入し、直流電
流の通電経路を確保した上で、ＧＴＯにターンオフ信号
を与え、変換器を保護停止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電流形変換装置においては、自己消弧形素子が故障
すると、アームには短絡電流が流れ、この短絡電流は交
流回路インダクタンスに抑制されるだけであるため、数
十ｋＡ〜数百ｋＡ以上の大電流となる問題があった。
来の電流形変換装置においては、自己消弧形素子が故障
すると、アームには短絡電流が流れ、この短絡電流は交
流回路インダクタンスに抑制されるだけであるため、数
十ｋＡ〜数百ｋＡ以上の大電流となる問題があった。
【０００８】さらに、この短絡電流に耐え得る装置にす
る必要から、変換器の大型化、装置価格の上昇という問
題があった。そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、主
回路電流を遮断することなく、短絡電流のみ遮断するこ
とにより、変換器の短絡電流耐量の低減、変換器の小型
化、経済性の向上を実現する電流形変換装置を提供する
ことを目的とする。
る必要から、変換器の大型化、装置価格の上昇という問
題があった。そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、主
回路電流を遮断することなく、短絡電流のみ遮断するこ
とにより、変換器の短絡電流耐量の低減、変換器の小型
化、経済性の向上を実現する電流形変換装置を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、各相のアームをブリッジ構
成した自己消弧形素子と、該自己消弧形素子にオン／オ
フ信号を与える制御装置とを有し、交流電力を直流電力
に変換する電流形変換装置において、該自己消弧形素子
に直列接続された遮断手段と、該遮断手段に並列接続さ
れた整流素子とを具備したことを特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、各相のアームをブリッジ構
成した自己消弧形素子と、該自己消弧形素子にオン／オ
フ信号を与える制御装置とを有し、交流電力を直流電力
に変換する電流形変換装置において、該自己消弧形素子
に直列接続された遮断手段と、該遮断手段に並列接続さ
れた整流素子とを具備したことを特徴とする。
【００１０】請求項２記載の発明は、該制御装置は、該
遮断手段が遮断した場合に、該遮断した遮断手段に対応
する上下対のアームの自己消弧形素子にオン信号を与
え、他の自己消弧形素子にオフ信号を与えることを特徴
とする。
遮断手段が遮断した場合に、該遮断した遮断手段に対応
する上下対のアームの自己消弧形素子にオン信号を与
え、他の自己消弧形素子にオフ信号を与えることを特徴
とする。
【００１１】請求項３記載の発明は、該制御装置は、該
遮断手段が遮断した場合に、該遮断した遮断手段の遮断
検出信号と該遮断した遮断手段に直列接続された自己消
弧形素子のオン信号とのＡＮＤ条件に基づき、該遮断し
た遮断手段に対応する上下対のアームの自己消弧形素子
にオン信号を与え、他の自己消弧形素子にオフ信号を与
えることを特徴とする。
遮断手段が遮断した場合に、該遮断した遮断手段の遮断
検出信号と該遮断した遮断手段に直列接続された自己消
弧形素子のオン信号とのＡＮＤ条件に基づき、該遮断し
た遮断手段に対応する上下対のアームの自己消弧形素子
にオン信号を与え、他の自己消弧形素子にオフ信号を与
えることを特徴とする。
【００１２】請求項４記載の発明は、該直流電力側に保
護短絡スイッチを設けたことを特徴とする。請求項５記
載の発明は、各相のアームをブリッジ構成した第１の自
己消弧形素子と、該自己消弧形素子にオン／オフ信号を
与える制御装置とを有し、交流電力を直流電力に変換す
る電流形変換装置において、該第１の自己消弧形素子に
直列接続された遮断手段と、該遮断手段に並列接続され
た第２の自己消弧形素子とを具備したことを特徴とす
る。
護短絡スイッチを設けたことを特徴とする。請求項５記
載の発明は、各相のアームをブリッジ構成した第１の自
己消弧形素子と、該自己消弧形素子にオン／オフ信号を
与える制御装置とを有し、交流電力を直流電力に変換す
る電流形変換装置において、該第１の自己消弧形素子に
直列接続された遮断手段と、該遮断手段に並列接続され
た第２の自己消弧形素子とを具備したことを特徴とす
る。
【００１３】請求項６記載の発明は、各相のアームをブ
リッジ構成した第１の自己消弧形素子と、該自己消弧形
素子にオン／オフ信号を与える制御装置とを有し、交流
電力を直流電力に変換する電流形変換装置において、該
第１の自己消弧形素子に直列接続された遮断手段と、該
遮断手段に並列接続された第２の自己消弧形素子と整流
素子から成る直列回路とを具備したことを特徴とする。
請求項７記載の発明は、該遮断手段はヒューズで、該整
流素子はダイオードにより構成されたことを特徴とす
る。
リッジ構成した第１の自己消弧形素子と、該自己消弧形
素子にオン／オフ信号を与える制御装置とを有し、交流
電力を直流電力に変換する電流形変換装置において、該
第１の自己消弧形素子に直列接続された遮断手段と、該
遮断手段に並列接続された第２の自己消弧形素子と整流
素子から成る直列回路とを具備したことを特徴とする。
請求項７記載の発明は、該遮断手段はヒューズで、該整
流素子はダイオードにより構成されたことを特徴とす
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図１を用いて説明する。図７における従来例と同じ構
成要素については、同じ符号を付け、説明を省略する。
９ａ〜９ｆは半導体素子保護用高速限流ヒューズで、そ
れぞれ自己消弧形素子（例えば、ＧＴＯ）５ａ〜５ｆと
直列に接続されている。１０ａ〜１０ｆはダイオード
で、それぞれヒューズ６ａ〜６ｆに並列に接続されてい
る。
て図１を用いて説明する。図７における従来例と同じ構
成要素については、同じ符号を付け、説明を省略する。
９ａ〜９ｆは半導体素子保護用高速限流ヒューズで、そ
れぞれ自己消弧形素子（例えば、ＧＴＯ）５ａ〜５ｆと
直列に接続されている。１０ａ〜１０ｆはダイオード
で、それぞれヒューズ６ａ〜６ｆに並列に接続されてい
る。
【００１５】次に、電流経路を説明する。図８に示すゲ
ートパルスで変換器が運転され、例えばＶ相とＺ相が点
弧しているとするときは、交流Ｓ相→ＧＴＯ５ｂ→ヒュ
ーズ９ｂ→負荷６→ＧＴＯ５ｆ→ヒューズ９ｆ→交流Ｔ
相の経路で、主回路電流が通電している（図１実線）。
ートパルスで変換器が運転され、例えばＶ相とＺ相が点
弧しているとするときは、交流Ｓ相→ＧＴＯ５ｂ→ヒュ
ーズ９ｂ→負荷６→ＧＴＯ５ｆ→ヒューズ９ｆ→交流Ｔ
相の経路で、主回路電流が通電している（図１実線）。
【００１６】ここで、何らかの原因でＵ相のＧＴＯ５ａ
が破損したと仮定すると、短絡電流は、交流Ｓ相→ＧＴ
Ｏ５ｂ→ヒューズ９ｂ→ヒューズ９ａ→自己消弧形素子
５ａ→交流Ｒ相の経路で流れる（図１点線）。短絡電流
をヒューズ９ａ、９ｂで高速に限流し、変換器を過大な
短絡電流より保護する。
が破損したと仮定すると、短絡電流は、交流Ｓ相→ＧＴ
Ｏ５ｂ→ヒューズ９ｂ→ヒューズ９ａ→自己消弧形素子
５ａ→交流Ｒ相の経路で流れる（図１点線）。短絡電流
をヒューズ９ａ、９ｂで高速に限流し、変換器を過大な
短絡電流より保護する。
【００１７】主回路電流は、短絡電流を保護しつつ、流
す必要がある。そこで、ヒューズ９ｂと並列にダイオー
ド１０ｂを接続し、ヒューズ９ｂが溶断しても主回路電
流が、ヒューズ９ｂの代わりにダイオード１０ｂを経由
して流れるようにする。
す必要がある。そこで、ヒューズ９ｂと並列にダイオー
ド１０ｂを接続し、ヒューズ９ｂが溶断しても主回路電
流が、ヒューズ９ｂの代わりにダイオード１０ｂを経由
して流れるようにする。
【００１８】このように、本実施の形態により、ＧＴＯ
が破損しアーム短絡事故が発生しても、ヒューズにより
短絡電流を高速に限流して、変換器を過大な短絡電流か
ら保護でき、かつヒューズと並列に接続したダイオード
が主回路電流の電流経路を確保するため、主回路電流の
遮断に伴う過電圧の発生がなく、過電圧を原因として、
他の健全なアームのＧＴＯを破損することや変換器の破
損が生じなくなる。
が破損しアーム短絡事故が発生しても、ヒューズにより
短絡電流を高速に限流して、変換器を過大な短絡電流か
ら保護でき、かつヒューズと並列に接続したダイオード
が主回路電流の電流経路を確保するため、主回路電流の
遮断に伴う過電圧の発生がなく、過電圧を原因として、
他の健全なアームのＧＴＯを破損することや変換器の破
損が生じなくなる。
【００１９】本発明の第２の実施の形態について図２を
用いて説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と
同じ構成であり、図２の実線Ａが主回路電流の経路であ
る。第１の実施の形態で示すように、ヒューズ９ｂが溶
断しても主回路電流がヒューズ９ｂの代わりにダイオー
ド１０ｂを経由して流れるようにした後に、さらに次の
動作を行うものである。
用いて説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と
同じ構成であり、図２の実線Ａが主回路電流の経路であ
る。第１の実施の形態で示すように、ヒューズ９ｂが溶
断しても主回路電流がヒューズ９ｂの代わりにダイオー
ド１０ｂを経由して流れるようにした後に、さらに次の
動作を行うものである。
【００２０】ヒューズ９ａ、９ｂの溶断を検出し、健全
な上下対称アームのＧＴＯ５ｃ、５ｆにターンオンゲー
ト信号を与え、ＧＴＯ５ａ、５ｂ、５ｄ、５ｅにターン
オフゲート信号を与える。
な上下対称アームのＧＴＯ５ｃ、５ｆにターンオンゲー
ト信号を与え、ＧＴＯ５ａ、５ｂ、５ｄ、５ｅにターン
オフゲート信号を与える。
【００２１】この結果、主回路電流は、ＧＴＯ５ｃ→ヒ
ューズ９ｃ→負荷６→ＧＴＯ５ｆ→ヒューズ１０ｆの、
いわゆるＷーＺ相のバイパスペアー運転となる（図２実
線Ｂ）。そのため、ダイオード１０ｂに電流が流れる時
間はわずかとなり、ダイオードの定格を小さくすること
ができる。
ューズ９ｃ→負荷６→ＧＴＯ５ｆ→ヒューズ１０ｆの、
いわゆるＷーＺ相のバイパスペアー運転となる（図２実
線Ｂ）。そのため、ダイオード１０ｂに電流が流れる時
間はわずかとなり、ダイオードの定格を小さくすること
ができる。
【００２２】このように本実施の形態により、主回路電
流の遮断に伴う過電圧の発生がなく、過電圧を原因とし
た変換器の破損が生じなくなり、さらに、ヒューズと並
列に接続するダイオードの定格を選定することができ、
変換器のコンパクト化が図れる。
流の遮断に伴う過電圧の発生がなく、過電圧を原因とし
た変換器の破損が生じなくなり、さらに、ヒューズと並
列に接続するダイオードの定格を選定することができ、
変換器のコンパクト化が図れる。
【００２３】本発明の第３の実施の形態について図３を
用いて説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と
同じ構成であり、ＧＴＯ５ａが破損した場合の主回路電
流（図３（ａ）実線Ａ）は、ヒューズ９ｂが溶断しても
ヒューズ９ｂの代わりにダイオード１０ｂを経由して流
れるようになる。ただし、本実施の形態は、制御装置７
からのゲートパルスの発信条件を、図３（ｂ）のように
し、アームのオンゲート信号と当該アームの高速限流ヒ
ューズの溶断検出信号とのＡＮＤ条件により、当該アー
ムと上下対をなすアームにオンゲート信号を送出するも
のである。
用いて説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と
同じ構成であり、ＧＴＯ５ａが破損した場合の主回路電
流（図３（ａ）実線Ａ）は、ヒューズ９ｂが溶断しても
ヒューズ９ｂの代わりにダイオード１０ｂを経由して流
れるようになる。ただし、本実施の形態は、制御装置７
からのゲートパルスの発信条件を、図３（ｂ）のように
し、アームのオンゲート信号と当該アームの高速限流ヒ
ューズの溶断検出信号とのＡＮＤ条件により、当該アー
ムと上下対をなすアームにオンゲート信号を送出するも
のである。
【００２４】ヒューズ９ａ、９ｂにおける溶断を検出
し、ＶアームのＧＴＯ５ｂにはオンゲート信号が送出さ
れている。ここで、図３（ａ）の発信条件のブロック図
に基づき、ヒューズ９ｂの溶断信号とＧＴＯ５ｂのオン
信号の条件により、ＹアームのＧＴＯ５ｅにオンゲート
信号が与えられ、ＹアームのＧＴＯ５ｅが点弧する。さ
らに、ＧＴＯ５ｂと５ｅ以外のＧＴＯ５ａ、５ｃ、５
ｄ、５ｆにはターンオフゲート信号が与えられ、ＧＴＯ
５ａ、５ｃ、５ｄ、５ｆはターンオフする。
し、ＶアームのＧＴＯ５ｂにはオンゲート信号が送出さ
れている。ここで、図３（ａ）の発信条件のブロック図
に基づき、ヒューズ９ｂの溶断信号とＧＴＯ５ｂのオン
信号の条件により、ＹアームのＧＴＯ５ｅにオンゲート
信号が与えられ、ＹアームのＧＴＯ５ｅが点弧する。さ
らに、ＧＴＯ５ｂと５ｅ以外のＧＴＯ５ａ、５ｃ、５
ｄ、５ｆにはターンオフゲート信号が与えられ、ＧＴＯ
５ａ、５ｃ、５ｄ、５ｆはターンオフする。
【００２５】この結果、主回路電流は、ＧＴＯ５ｂ→ダ
イオード１０ｂ→負荷６→ＧＴＯ５ｅ→ヒューズ１０ｅ
の、いわゆるＶーＹ相のバイパスペアー運転となる（図
２実線Ｂ）。
イオード１０ｂ→負荷６→ＧＴＯ５ｅ→ヒューズ１０ｅ
の、いわゆるＶーＹ相のバイパスペアー運転となる（図
２実線Ｂ）。
【００２６】このように本実施の形態によれば、主回路
電流の遮断に伴う過電圧の発生がなく、過電圧を原因と
して、他の健全なアームのＧＴＯを破損することや変換
器の破損が生じなくなり、さらに、ヒューズの溶断を検
出して主回路電流を直ちに上下対アームのバイパスペア
運転に移行させるため、電流形変換装置を安全かつ高速
に運転停止することができる。
電流の遮断に伴う過電圧の発生がなく、過電圧を原因と
して、他の健全なアームのＧＴＯを破損することや変換
器の破損が生じなくなり、さらに、ヒューズの溶断を検
出して主回路電流を直ちに上下対アームのバイパスペア
運転に移行させるため、電流形変換装置を安全かつ高速
に運転停止することができる。
【００２７】なお、図３（ｂ）は、Ｕ、Ｘ相についての
ブロック図であるが、これは同様にＶ，Ｙ相、Ｗ，Ｚ相
にも適用できる。本発明の第４の実施の形態について図
４を用いて説明する。
ブロック図であるが、これは同様にＶ，Ｙ相、Ｗ，Ｚ相
にも適用できる。本発明の第４の実施の形態について図
４を用いて説明する。
【００２８】本実施の形態は、第１の実施の形態と同じ
構成であり、ＧＴＯ５ａが破損した場合の主回路電流
（図４実線Ａ）は、ヒューズ９ｂが溶断してもヒューズ
９ｂの代わりにダイオード１０ｂを経由して流れるよう
になっている。
構成であり、ＧＴＯ５ａが破損した場合の主回路電流
（図４実線Ａ）は、ヒューズ９ｂが溶断してもヒューズ
９ｂの代わりにダイオード１０ｂを経由して流れるよう
になっている。
【００２９】本実施の形態は、さらに、ヒューズ９ａ、
９ｂにおける溶断を検出し、保護短絡スイッチ８を投入
後、ＧＴＯ５ａ〜５ｆにターンオフゲート信号を送り、
全てのＧＴＯをターンオフさせる。
９ｂにおける溶断を検出し、保護短絡スイッチ８を投入
後、ＧＴＯ５ａ〜５ｆにターンオフゲート信号を送り、
全てのＧＴＯをターンオフさせる。
【００３０】この結果、主回路電流は、変換器をバイパ
スして、保護短絡スイッチ８と負荷６との間で還流する
ことになる（図４実線Ｂ）。このように本実施の形態に
よれば、ヒューズの溶断を検出して主回路電流を直ちに
直流回路に設けた保護短絡スイッチに転流させるため、
電流形変換装置を安全かつ高速に運転停止することがで
きる。
スして、保護短絡スイッチ８と負荷６との間で還流する
ことになる（図４実線Ｂ）。このように本実施の形態に
よれば、ヒューズの溶断を検出して主回路電流を直ちに
直流回路に設けた保護短絡スイッチに転流させるため、
電流形変換装置を安全かつ高速に運転停止することがで
きる。
【００３１】本発明の第５の実施の形態について図５を
用いて説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態に
おけるヒューズ９ａ〜９ｆに並列接続されているダイオ
ード１０ａ〜１０ｆを、自己消弧形素子（例えばＧＴ
Ｏ）１１ａ〜１１ｆとしたものである。ＧＴＯ５ａが破
損した場合の主回路電流（図５実線）は、ヒューズ９ｂ
が溶断してもヒューズ９ｂの代わりにＧＴＯ１１ｂを経
由して流れるようになっている。さらに、ＧＴＯ５ａ〜
５ｆとＧＴＯ１１ａ〜１１ｆにそれぞれ、同じゲートパ
ルスを与えることも可能である。
用いて説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態に
おけるヒューズ９ａ〜９ｆに並列接続されているダイオ
ード１０ａ〜１０ｆを、自己消弧形素子（例えばＧＴ
Ｏ）１１ａ〜１１ｆとしたものである。ＧＴＯ５ａが破
損した場合の主回路電流（図５実線）は、ヒューズ９ｂ
が溶断してもヒューズ９ｂの代わりにＧＴＯ１１ｂを経
由して流れるようになっている。さらに、ＧＴＯ５ａ〜
５ｆとＧＴＯ１１ａ〜１１ｆにそれぞれ、同じゲートパ
ルスを与えることも可能である。
【００３２】このように、本実施の形態により、主回路
電流の遮断に伴う過電圧の発生がなく、過電圧を原因と
して、他の健全なアームのＧＴＯを破損することや変換
器の破損が生じなくなり、さらに、各アームにおいてＧ
ＴＯ５ａ〜５ｆが破損しても、そのまま運転を継続する
ことができる。
電流の遮断に伴う過電圧の発生がなく、過電圧を原因と
して、他の健全なアームのＧＴＯを破損することや変換
器の破損が生じなくなり、さらに、各アームにおいてＧ
ＴＯ５ａ〜５ｆが破損しても、そのまま運転を継続する
ことができる。
【００３３】本発明の第６の実施の形態について図６を
用いて説明する。本実施の形態は、第５の実施の形態に
おいて、ヒューズ９ａ〜９ｆに、ダイオード１０ａ〜１
０ｆと自己消弧形素子（例えばＧＴＯ）１１ａ〜１１ｆ
から成る直列回路を並列に接続したものである。第５の
実施の形態同様、ＧＴＯ５ａ〜５ｆと、ＧＴＯ１１ａ〜
１１ｆには、同じゲートパルスを与えるものとする。
用いて説明する。本実施の形態は、第５の実施の形態に
おいて、ヒューズ９ａ〜９ｆに、ダイオード１０ａ〜１
０ｆと自己消弧形素子（例えばＧＴＯ）１１ａ〜１１ｆ
から成る直列回路を並列に接続したものである。第５の
実施の形態同様、ＧＴＯ５ａ〜５ｆと、ＧＴＯ１１ａ〜
１１ｆには、同じゲートパルスを与えるものとする。
【００３４】この結果、本実施の形態により、ＧＴＯ５
ａ〜５ｆが破損し、アーム短絡事故が生じても、ヒュー
ズ９ａ〜９ｆにより変換器を過大な短絡電流から保護で
き、かつＧＴＯ１１ａ〜１１ｆが主回路電流の電流経路
となるので、主回路電流の遮断に伴う過電圧の発生がな
く、過電圧による変換器の破損を防ぐことができ、運第
５の実施の形態以上に、運転継続性の信頼度が向上す
る。
ａ〜５ｆが破損し、アーム短絡事故が生じても、ヒュー
ズ９ａ〜９ｆにより変換器を過大な短絡電流から保護で
き、かつＧＴＯ１１ａ〜１１ｆが主回路電流の電流経路
となるので、主回路電流の遮断に伴う過電圧の発生がな
く、過電圧による変換器の破損を防ぐことができ、運第
５の実施の形態以上に、運転継続性の信頼度が向上す
る。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明により、主回路電
流を遮断することなく、短絡電流のみ遮断することによ
り、変換器の短絡電流耐量の低減、変換器の小型化、経
済性の向上を実現する電流形変換装置を提供することが
できる。
流を遮断することなく、短絡電流のみ遮断することによ
り、変換器の短絡電流耐量の低減、変換器の小型化、経
済性の向上を実現する電流形変換装置を提供することが
できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電流形変換装
置の概念図。
置の概念図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る電流形変換装
置の概念図。
置の概念図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る電流形変換装
置の概念図。
置の概念図。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る電流形変換装
置の概念図。
置の概念図。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る電流形変換装
置の概念図。
置の概念図。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る電流形変換装
置の概念図。
置の概念図。
【図７】従来の電流形変換装置の構成図。
【図８】電流形変換装置のゲートパルス及び交流電流波
形を示す波形図。
形を示す波形図。
１ 交流母線 ２ 交流遮断器 ３ 変圧器 ４ コンデンサ ５、１１ ＧＴＯ ６ 負荷 ７ 制御装置 ８ 保護短絡スイッチ ９ ヒューズ １０ ダイオード
Claims (7)
- 【請求項１】各相のアームをブリッジ構成した自己消弧
形素子と、 前記自己消弧形素子にオン／オフ信号を与える制御装置
とを有し、交流電力を直流電力に変換する電流形変換装
置において、 前記自己消弧形素子に直列接続された遮断手段と、前記
遮断手段に並列接続された整流素子とを具備したことを
特徴とする電流形変換装置。 - 【請求項２】前記制御装置は、前記遮断手段が遮断した
場合に、前記遮断した遮断手段に対応する上下対のアー
ムの自己消弧形素子にオン信号を与え、他の自己消弧形
素子にオフ信号を与えることを特徴とする請求項１記載
の電流形変換装置。 - 【請求項３】前記制御装置は、前記遮断手段が遮断した
場合に、前記遮断した遮断手段の遮断検出信号と前記遮
断した遮断手段に直列接続された自己消弧形素子のオン
信号とのＡＮＤ条件に基づき、前記遮断した遮断手段に
対応する上下対のアームの自己消弧形素子にオン信号を
与え、他の自己消弧形素子にオフ信号を与えることを特
徴とする請求項１記載の電流形変換装置。 - 【請求項４】請求項１記載の電流形変換装置において、 前記直流電力側に保護短絡スイッチを設けたことを特徴
とする電流形変換装置。 - 【請求項５】各相のアームをブリッジ構成した第１の自
己消弧形素子と、 前記自己消弧形素子にオン／オフ信号を与える制御装置
とを有し、交流電力を直流電力に変換する電流形変換装
置において、 前記第１の自己消弧形素子に直列接続された遮断手段
と、前記遮断手段に並列接続された第２の自己消弧形素
子とを具備したことを特徴とする電流形変換装置。 - 【請求項６】各相のアームをブリッジ構成した第１の自
己消弧形素子と、 前記自己消弧形素子にオン／オフ信号を与える制御装置
とを有し、交流電力を直流電力に変換する電流形変換装
置において、 前記第１の自己消弧形素子に直列接続された遮断手段
と、前記遮断手段に並列接続された第２の自己消弧形素
子と整流素子から成る直列回路とを具備したことを特徴
とする電流形変換装置。 - 【請求項７】前記遮断手段はヒューズで、前記整流素子
はダイオードにより構成されたことを特徴とする請求項
１乃至請求項６記載の電流形変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8335228A JPH10174441A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 電流形変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8335228A JPH10174441A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 電流形変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10174441A true JPH10174441A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18286185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8335228A Pending JPH10174441A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 電流形変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10174441A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104600693A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 中国科学院电工研究所 | 用于直流电网的储能—断路器 |
| CN105743370A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-07-06 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导储能变流器及其调制方式 |
-
1996
- 1996-12-16 JP JP8335228A patent/JPH10174441A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104600693A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 中国科学院电工研究所 | 用于直流电网的储能—断路器 |
| CN105743370A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-07-06 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导储能变流器及其调制方式 |
| CN105743370B (zh) * | 2016-03-29 | 2019-05-03 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导储能变流器及其调制方式 |
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