JP2000517156A - 高電圧変換器機構の管理を行なう装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高電位レベルにある高電圧変換器機構のバルブの種々の位置を管理する装置は、高電位レベルに配置され、かつ高電位レベルでのバルブの機能パラメータを検出して、バルブの半導体要素（４）を制御する第１の制御ユニット（３）に検出した値を送るようになった部材（１８、１９）を具備する。この第１の制御ユニットは、上記の検出された値を処理する手段（２０）を有し、この第１の制御ユニットは、それからバルブ制御ユニット（１）まで戻るように延び、上記処理によるデータを低電位レベルにある上記バルブを管理する構成（１６）に送る光導体（１３）を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】 高電圧変換器機構の管理を行なう装置 発明の分野および従来技術 高電位レベルに置かれ、かつ複数のバルブユニットを有する高電圧変換器機構 のバルブの種々の位置を管理する装置であって、各バルブユニットがターンオン 型の少なくとも１つの半導体要素を有しており、各半導体要素に対して第１の制 御ユニットが高電位レベルに置かれて、この要素を制御するようになっており、 上記第１の制御ユニットが低電位レベルに置かれたバルブ制御ユニットに光導伝 体を介して接続されて、このバルブ制御ユニットと第１の制御ユニットとの間で 、それらを電気的に切り離した状態で通信を行なうようにする装置に関する。 このような高電圧変換器機構は、例えば、直流電圧を交流電圧あるいは、その 逆に変換する高圧直流電流（ＨＶＤＣ）を介して電力を伝送する工場内の機構で あってもよいが、本発明は、それに限定されず、ここでは典型的に高電圧が１０ 〜５００ｋＶの範囲内の電圧であってもよい全ての形式の高電圧変換器機構を管 理することに指向される。各バルブユニットは、通常、直列に接続したサイリス タ、ＩＧＢＴ等のようなターンオン型の複数の半導体要素を有しており、これら 半導体要素は、同時に制御され、それらが１つの単一のスイッチとして働くよう にされ、それらの間でバルブユニットによって上記半導体要素のターンオフ状態 に保持されるべき電圧が分配される。この理由は、通常、それぞれが単に１〜１ ０ｋＶを保持し得るに過ぎないためである。 このような高電圧変換器機構が高電力を取り扱い、かつ、ある時間期間、その 一部あるいは全体の機構のドロップアウトが大きなコストを生じさせてしまうた め、意図しない動作中断をできるだけ回避するため通常状態から逸脱時に必要な 測定を行なうことができ、かつ実際どの要素が欠陥を有しているかについて情報 を受けることで、保守のための閉鎖時間を最少にすることができるように、上記 バルブの種々の位置を管理することは、重要な要請である。逸脱する特性を得る （その目的のため不良を生じさせずに）要素についての情報も、修正する程度が 時間的に予測され得るため関心事となる。 しかしながら、種々の上記位置は、高電位レベルにあり、その管理を困難にし 、そのため接地電位レベルについての問題の位置に関連したパラメータの測定を 行なって、その後、高電位レベルでのパラメータの見込み値を計算する処理方法 は、それら位置のほとんどに関して現在まで制限されていた。このようなパラメ ータの例は、半導体素子を、冷却する冷却水の温度であり、その場合、この温度 は、接地電位レベルにある冷却システムの冷却ループの温度を測定し、その測定 結果から問題のバルブの冷却水の温度を計算することによって間接的に決定され ていた。精度は、最適なものとはならず、現実のものとは全然、対応しない値を 得ることになってしまう障害が存在するのは当然である。更に、例えば、単一の 半導体素子の極めて上昇した温度は、決定され得ないため（この高い温度は、接 地電位レベルの上記ループ内の冷却液の温度に僅かながら影響されるため、その 測定値は、極めて不正確である。 上記第１の制御ユニットから上記光導体を介してバルブ制御ユニットに指示信 号を戻すように送って、半導体素子間の順方向電圧が好適条件下でターンオンす るのに充分であることを指示させることによって、上記半導体要素の点弧を管理 することも既に知られている。直列に接続した複数のサイリスタを有する上記バ ルブユニットの１つだけのサイリスタにある時点で点弧信号を送り、その後、そ れぞれの第１の制御ユニットからの他のサイリスタのための後続指示パルスの到 達時点を調べ、離れた時点で上記点弧信号を単独に受けるサイリスタから発生さ れる指示パルスと上記後続指示パルスを比較することも知られており、この際に 、最後に述べたサイリスタの指示パルスは、正しい作用において他のものを遅延 されることになる。他にも、問題の点弧信号によりターンオンが行なわれなかっ たこと、並びにその障害が存在することが指示される。 しかしながら、高電位レベルにある高電圧変換器機構のバルブの種々の位置を 管理する既知の装置も、高電位レベルにある時に満足する態様でバルブの状態を 信頼性をもって管理することができない。 発明の概要 本発明の目的は、このようなバルブの状態を検査し、要素の無用の破壊と意図 しない動作の中断を回避する可能性を改善する本願の導入部で記載した形式の装 置を提供することである。 この目的は、本発明に従って、高電位レベルに置かれ、かつ、高電位レベルの バルブの機能パラメータを検出して、検出した値を上記第１の制御ユニットに送 る部材を具備する装置を与えることによって達成され、第１の制御ユニットは、 検出した上記値を処理する手段を有し、第１の制御ユニットは、バルブ制御ユニ ットに戻るように延びる光導体を用いて上記処理によるデータを低電位レベルに ある上記バルブを管理する構成に送る。 この態様で、高電位レベルで高度のインテリジェンスを構成化することによっ て、すなわち半導体要素を制御する上記第１の制御ユニットにおいて、上記手段 の処理によるデータを低電位レベルにある上記管理構成に送る、既存の光導体を 用いて、バルブの種々の位置の信頼性ある管理が簡単な手段により、かつ低コス トで可能となり、バルブの状態の良好な状況を得ることが可能となる。高電位レ ベルで上記測定を行なうことによって、問題のパラメータは、そのバルブが関心 事となる場合に正確に測定され、障害源は、最小値まで減少される。更に、問題 の値を「接地」に落すように橋絡する付加構成は、不用である。これは、既に存 在する光導体が高電位レベルと低電位レベルとの間で必要とされる電気的分離を 得ると共に、この目的のために使用されるためである。必要なただ１つのことは 、上記第１の制御ユニットが上記手段により補足される、かつ種々の測定部材が 種種の場所に与えられて第１の制御ユニットに接続される（電気導体を介して行 なわれてもよい）ことである。 本発明による形式の装置により、この態様で任意数の位置が高電位レベルにあ るバルブに対して測定されてもよく、その情報は、上記第１の制御ユニットおよ び光導体により低電位レベルに送ることができる。このような位置は、半導体要 素を冷却する冷却媒体の温度、半導体要素間の分圧の関数（種々の要素の機能は 、分圧器回路の一部となる）等であってもよい。 本発明の好適実施例によれば、上記検出部材は、各個別の上記半導体要素の上 記機能パラメータを検出し、検出した値を半導体要素の第１の制御ユニットに送 るようになっている。バルブの各個別の半導体要素の部分の状態は、効果的に管 理されて、上記パラメータの種々の所望値から起こり得る逸脱を早期に発見でき 、要素の破壊、動作の中断等の数を最少にするように好ましい測定を迅速に行な うことができるようになる。従って、所定位置の特定の半導体要素の障害は、そ の障害についての情報を多数の他の半導体要素の良好な機能並びに高電位レベル および低圧電位レベル間の距離により、一切消すことなく場所的に、すなわち高 電位レベルで発見される。 半導体要素と関連し、かつ半導体要素から熱を吸収して冷却媒体に伝える冷却 ブロックで、上記半導体要素を冷却する構成を有するバルブで管理を行なう装置 に適用可能な本発明の他の好適実施例によれば、この装置は、上記冷却ブロック の少なくとも一部に配置され、かつ検出した値をそれぞれの半導体要素に関連し た第１の制御ユニットに送って、上記冷却ブロックの温度に関連したデータを作 成して、上記管理構成に伝送するようにされた温度検出部材を具備している。高 電位レベルの上記種々の冷却ブロックの温度を直接、半導体要素に近接して測定 することによって、半導体要素の温度に関して極めて信頼性ある結論に達するこ とが可能となり、これは、既知となっている高電圧変換器機構で冷却媒体を管理 する保護システムの一部であって、これらシステムの精度を向上する部分を省略 することを可能にする。 前に述べた実施例の一層の発展を構成する本発明の好適実施例によれば、上記 温度検出部材は、バルブの各上記半導体要素で温度検出を行なう各冷却ブロック に配置される。どの半導体要素でも局部的な温度上昇は、僅かな遅延で効果的に 検出されて、問題の半導体要素のワット損を減少するように、例えばターンオン しなかった半導体要素の再点弧等のような必要な測定を行なうことができ、その 接続解除あるいは他の測定を現在行なわれている過電流保護の作動前に行なうこ とができる。 上記半導体要素がスタック状に配置され、かつ上記半導体要素間の点弧の転移 を防止する棚状シールドが重ね合わされた半導体要素間に配置されており、半導 体要素の冷却のため冷却液を半導体要素を通して循環する構成が配置されている バルブに適用可能な本発明の他の好適実施例によれば、上記点弧シールドは、上 記冷却構成から漏れ出る可能性がある冷却液を溜めておき、点弧シールドの少な くとも一部で受けた冷却液を検出し、かつその情報を問題の第１の制御ユニット に送って、処理の後に冷却システムの漏れに関するデータをバルブの管理構成に 指示するように送り出す部材が配置される。 上記冷却構成から漏れ出す可能性がある冷却液を溜めておくバルブの既存の点 弧シールドを用い、かつ点弧シールドに高電位レベルの上記部材を配置すること によって、要素の破壊の前に必要な測定を行なうため冷却液の漏れの存在および 位置を早期に決定することができる。また、バルブの位置の管理は、極めて高い コスト効率を与える。 本発明の他の好適実施例によれば、点弧シールドは、その表面と較べて小さな 表面を有し、点弧シールドによって溜められた冷却液を内部に下向きに案内する 凹所を有し、上記凹所に配置され、かつ凹所に集められた冷却液が所定レベルに 達すると、漏れを指示する信号を第１の制御ユニットに送るようになったレベル 指示器により上記部材が形成される。冷却液の局部的な僅かな漏れは、極めて早 期に発見可能である。 線転流型のバルブに適用可能であり、上記半導体要素がサイリスタであって各 サイリスタ間に抵抗およびコンデンサからなる分圧器回路が接続される本発明の 他の好適実施例によれば、分圧器回路のコンデンサは、いわゆる自己回復作用型 のもので、その可能な欠陥を生じる時点でその容量は、徐々に減少し、それぞれ のサイリスタに関連した第１の制御ユニットは、サイリスタのターンオンの直前 の時間で分圧器の第１の抵抗で、上記部材によりサイリスタ間の電圧を記録し、 分圧器のコンデンサを短絡回路とし、部材により上記時間の後の所定の時点で分 圧器回路の第２の抵抗間の電圧を記録するように構成され、上記手段は、２つの 電圧の上記の値に基づいて分圧器のコンデンサの容量値を計算し、その情報を上 記光導体を介して管理構成に送り、部材が上記容量値を上記容量の定格値と比較 し、管理構成は、障害が分圧器に生じているかをこの比較に基づいて決定するよ うに構成されている。高電位レベルにある上記抵抗間の電圧についての情報を用 いることによって、問題の分圧器回路の可能な障害は、「接地レベル」の管理構 成において信頼性をもって検出可能である。従って、上記電圧測定を定められた 特性を有する、いわゆる自己回復作用型コンデンサの使用と結合することによっ て行なわれ得る。 前に記載した実施例の一層の発展を構成する本発明の好適実施例によれば、管 理構成は、計算された容量値が所定の割合で上記定格値以下に落ちる時に、コン デンサの障害が生じたことを決定するようになっている。従って、分圧器回路の コンデンサの障害は、上記比較により検出され得る。 本発明の他の好適実施例によれば、管理構成は、計算された容量値が所定の割 合で上記定格値を越える時に、抵抗の障害が生じたことを決定するようになって いる。従って、計算された容量値が所定の割合で全く突然に上記定格値を越える と、最早コンデンサの障害の問題ではなく、その時は抵抗値が高くなったという ことになる。抵抗の障害とコンデンサの障害が同時に発生する確率と、これら２ つの障害が互いにバランスする確率は、極めて低い。 更に一層の長所並びに本発明の有利な特徴は、以下の記載および請求の範囲か ら明かとなる。 図面の簡単な説明 添付図面を参照して、例として引用する本発明の好適実施例を以下に説明する 。 図面において、 図１は、本発明の好適実施例による装置の機能の原理を示す簡略化した図であ る。 図２は、本発明の好適実施例による装置の一部の分圧器回路である。 図３は、図２の分圧器回路が関連するサイリスタをターンオンする前後のサイ リスタ間での電圧の変化を示すグラフである。 図４は、上記サイリスタをターンオンした後の一定時間にわたる図２による分 圧器回路の抵抗間の電圧の変化を示すグラフである。 図５は、自己回復作用型コンデンサの障害の生起の時点からの一定時間にわた るコンデンサの容量の変化を示すグラフである。 図６は、バルブの半導体要素の冷却がどのようにして行なわれ得るか、また本 発明により、どのようにして冷却機の温度が決定されるかを示す図である。 図７は、半導体要素がスタック状に配置され、積み重ねられた半導体要素間に 配置された点弧シールドを示すように、ある部分を破断しているバルブの一部の 簡略化した図である。 図８は、図７に示した冷却液漏れ指示器を備えた点弧シールドの拡大側部立面 図である。 発明の好適実施例の詳細な説明 例えば、高圧直流電流（ＨＶＤＣ）を交流電流あるいは、その逆に変換する高 電圧変換器機構のバルブの一般構成およびその関連したバルブ制御ユニットが図 １に概略的に示され、また、どのようにして本発明が実現されるかを概略的に示 す。バルブ制御ユニット１は、サイリスタおよびＩＧＢＴのようなバルブユニッ トに属するターンオン型の半導体要素４を制御する（サイリスタでは上記制御が ターンオンのみに関連し、ＩＧＢＴでは制御はターンオフからなる）制御ユニッ ト３と光導体２、すなわちオプトケーブルを介して通信するようになった変換器 機構にある。通常は、極めて多くの半導体要素が１つの単独バルブユニット内で 直列に接続され、それぞれ制御ユニット３により同時に制御されるようにされ、 この状態は、５の点線により示されている。次いで、バルブは、複数のバルブユ ニットからなる。説明の簡略化のため、本発明がどのような態様でも、限定はさ れないが、半導体要素は、ターンオフにはされないサイリスタからなるものとす る。 バルブ制御ユニット１は、低圧電位レベル、すなわち接地レベルに置かれてお り、公知の態様で論理回路７の通常のターンオン、すなわち点弧のための制御パ ルスを入力６を介して受け、更に論理回路７は、ターンオン、すなわち点弧信号 を種々の発光ダイオード８に送って光導体が点弧信号をバルブユニットに属する 全てのサイリスタ制御ユニット３に送る。サイリスタ制御ユニットは、点弧信号 を受けるようになった発光ダイオード９を有し、点弧回路１０を介してサイリス タ４のゲートに作用してサイリスタのターンオンを行なわせる。サイリスタ制御 ユニットは、従来の態様で指示パルスを発光ダイオード１２、更に光導体１３を 介してバルブ制御ユニットのフオトダイオード１４に送って、順方向バイアス状 態の問題のサイリスタ間の電圧が点弧ステップの間に低電力損失で迅速かつ効果 的にターンオンを行なうことを可能にするのに充分であることを指示させる回路 １１を有する。 指示パルスは、更に、後に説明する機能を有する論理回路１５を介して回路７ に至り、点弧回路の送りが制御される。バルブ制御ユニット１は、バルブの種々 の位置を管理するため管理バス１７を介してバルブ制御ユニットから送る論理回 路１６を有する。 回路１５および１６の特定の構成を除き、上述の特徴は、従来技術の部分であ る。ここで、本発明の特徴ある部分を説明する。 管理装置は、概略的に示されている部材１８、１９を具備し、高電位レベルの バルブの機能パラメータを検出し、かつ検出された値をサイリスタ制御ユニット ３に送る。この部材は、各サイリスタ付近に配置されている。更に、当該装置は 、サイリスタ制御ユニットに属し部材１８および１９によって検出した値を処理 する手段２０を有する。上記手段２０は、上記処理による情報を光導体１３を介 して送るように発光ダイオードに接続される。この手段２０は、低電力消費のマ イクロコンピュータによって構成され、部材１８および１９からの測定値を受け 、その処理後に光導体１３にコードを送り出す。その際に、好ましくは、この情 報の送りは、矢印２１、２２によって点弧および／または指示パルスと同期され る。光導体１３からバルブ制御ユニットに到来する信号は論理回路１５で指示パ ルスのために濾波されて、手段２０から出力するデータが更に管理構成１６に好 ましい処理のため送られる間に指示パルスは、回路７に送られる。 管理構成は、発光ダイオード８を介して光導体２に接続され、種々のサイリス タの機能を検査するように、例えば、追加点弧パルスのようなサイリスタ制御ユ ニット３へのメッセージを送る出力も有する。 本発明による形式の装置の長所を完全に上に述べ、好適実施例を説明する。 バルブユニットのサイリスタ４間に配置された分圧器回路は、図２に示され、 この回路は、動的分圧部分を得るため直列に接続した抵抗２４、２５およびコン デンサ２７、２８を備える。コンデンサ２７、２８は、共に容量Ｃを有し、抵抗 ２４、２５は、共に抵抗値Ｒを有し、問題の回路は、定められた時定数ＲＣを与 える。更に、抵抗２６および４３は、静的分圧部分のために配置される。分圧器 回路の障害は、早期に発見しなければサイリスタの破壊に至る恐れがある。本発 明は、このために、コンデンサ２７、２８は、いわゆる自己回復作用型のコンデ ンサであり、その障害の発生時に同時に破壊されず、その容量が障害の生起の時 点から徐々に減少して、回路の時定数が減少する。この事実は、本発明に従って ２つの異なった時点ｔ₀およびｔ₁で分圧器を通る電流を測定することによって利 用される。より正確には、サイリスタの点弧の時点に対応する第１の時点並びに 例えば、第１の時点後、約１００マイクロ秒、時間的に遅れた第２の時点ｔ₁で 行なわれる。電圧を測定する部材は、ブロック４１および４２で示されるが、実 際上は個別の部材ではなく、サイリスタ制御ユニットは、常にＵ_rおよびＵ_tの大 きさを有している。図３は、サイリスタ４間の電圧Ｕ_tが点弧信号ＦＰを受ける 時点ｔ₀（ほぼゼロまで落ちる）まで順バイアス方向にどのようにして増大する かを示す。ＲＣ回路は、点弧の際に短絡回路とされ、コンデンサ２７および２８ は、抵抗２４および２５を介して放電され、この回路を流れる電流Ｉは、次式に 従って降下する。 Ｒは、抵抗２４および２５によって構成され、Ｃは、コンデンサ２７および２８ の総容量である。 コンデンサ間の電圧が時間ｔ₀でサイリスタ間の電圧、すなわちＵｔ₀に極めて 近づくためＩ（ｔ₀）はＵｔ₀／Ｒとなり、Ｕ_t（ｔ₀）の値は、点弧の時間前に実 際サイリスタ電圧として測定部材４２によって得られる。 Ｉ（ｔ）の値は、次の関係によって電圧Ｕ_rから得られる。 時点ｔ₁で電圧を導入すると、コンデンサ２７および２８の総容量は、次式と なる。 図４には、線２７により電圧Ｕ_rがどのようにして理想的な分圧器回路で生じ るかが示されている。しかしながら、コンデンサのどれかで障害が生じるとした ら、総容量は、図５に示される曲線に従って時点ゼロで障害が生じた瞬間から低 下することになる。これは、電圧Ｕ_rが図４で点線２９’で示されたように元の ままの分圧器回路よりもより急速に低下することを意味する。式（２）から容量 のより低い値が決定される。この態様で計算された容量値を容量の定格値と比較 する部材がサイリスタ制御ユニット３に配置され、この部材は、所定の割合で上 記定格値以下に落ちる（図５で線３０により表される）と、コンデンサの障害を 記録し、この情報を光導体１３（図１参照）を介してバルブ制御ユニットの管理 構成に送る。 しかしながら、障害が抵抗２４、２５、２６あるいは４３のどれかで生じて、 その抵抗値がかなり変化したとすれば、この時には、計算された容量値は、所定 の割合で上記定格値から外れ、その場合、比較が行なわれた後に抵抗の障害が決 定され、その情報が管理構成に送られる。管理構成への情報は、サイリスタが破 壊される時間に先立ってコンデンサあるいは抵抗を交換する決定を行なわせるこ とを可能にする。 ＲＣ時間を決定する他の可能な態様は、２つの電圧レベル間の時間を測定する ことである。Ｒ間の電圧は、Ｉ_rの測定値を与える。時間ｔ₀後の任意の時間での 抵抗間の電圧Ｕ_rが第１の電圧Ｕ₁以下に低下すると、比較器は、クロックを始動 し、時間ｔ₁より低いレベルＵ₂が通過すると、このクロックは、停止する。時間 Δｔ＝ｔ₁−ｔ₀は、時定数の値を与え、基準値と比較される。極めて小さいΔｔ は、コンデンサが破壊されていることを指示する。 しかしながら、この測定は、点弧パルスと同期させて、測定を点弧後、約１０ ０〜２００μｓでのみ行なう必要がある。これは、サイリスタが導通していない 期間の間にパルスや過渡現象が生じるため重要であり、このパルスは、コンデン サの放電を生じさせないでブリッジの他のバルブが転流する際に過渡現象が生じ るため誤差のあるカーブの形にしてしまう。 本発明の他の好適実施例による装置が図６に概略的に示されており、概略的に 示された部材３１は、冷却ブロック３２の温度を検出するように装置内に配置さ れ、冷却ブロック３２は、通常、アルミニュームから作られ、問題の半導体要素 ４を取り囲んでおり、通常、水のような冷却媒体により、冷却し導管３３を介し て冷却ブロック内部を循環させる。冷却ブロックおよび冷却導管３３は、通常の 態様で設計された冷却構成の一部であり、空冷とされるポンプ３４、３５、熱交 換機３６および冷却塔３７を含む。上記部材３１は、決定された値を半導体要素 に関連した第１の制御ユニット３に送って上記冷却ブロックの温度に関するデー タを作成させ、上記管理構成に伝送させる。管理構成は、それぞれの半導体要素 での冷却温度に関する高信頼性データを受けて、その温度上昇を迅速に記録し、 かつ好ましい測定を行なうようにしてもよい。 本発明の第３の好適実施例による装置の一部が図７に示され、半導体要素４は 、スタック状に配列され、柵状シールド３８が半導体要素間の点弧の転送を防止 するため重ね合わされた半導体要素間で配置されている。直列に接続した多数の 半導体要素の一括したものが各シールド上に配置される。本発明の好適実施例に よる点弧シールド３８がどのように見えるかが図８に示される。点弧シールドは 、半導体要素を、冷却する冷却液を循環させる構成から漏れ出る恐れがある冷却 液を溜めておき、点弧シールドが溜めた冷却液を内部下方に案内するため点弧シ ールドの表面に較べて、小さな表面を備えた凹所３９を有し、レベル指示器の形 態の部材４０が凹所に配置され、凹所に集められた冷却液が所定レベルに達する と、漏れを告げる信号を第１の制御ユニット３に送る。この態様で、管理構成は 、バルブの冷却水の漏れの存在並びにバルブのどれに漏れがあるかについて報告 される。 本発明による装置による他の管理機能は、例えば次の通りである。 −特定の場所の情報を伴う局部的火災、発煙および／またはガス検出。 −抵抗２６により半導体要素のシリコン温度を間接的に決定するため電圧降下の 測定。 −ＦＰに同期して抵抗２６によりバルブ内の電圧分布を決定するため各半導体要 素の閉塞電圧の測定。 本発明がどのような態様でも上述した好適実施例には限定されないことは、勿 論であり、その変更についての多くの可能性は、請求の範囲で定められている本 発明の基本的着想から逸脱することなく当業者に明白となる。 上記した種々の好適実施例がバルブの状態の最適な管理を得るために互いに結 合されてもよく、また、その必要があることを強調する。しかしながら、全く特 定の応用においては、どれかは省略されてもよいが、バルブの他の機能パラメー タを決定する部材で検出部材を補充することも可能である。 分圧器回路を検査する実施例の比較部材に関して、請求の範囲は、上記第１の 制御ユニット内の構成、および、例えばバルブ制御ユニット内での低圧電位レベ ルの構成の両者を含んでいることを意図していることを指摘する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アストロム，ウルバン スウェーデン国 エス―772 04 サクス ダレン，オルスヨベーゲン 11 (72)発明者 アスプルンド，グンナール スウェーデン国 エス―771 32 ルドビ カ，バサガタン 15

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 高電位レベルに配置され、かつ複数のバルブユニットを有する高電圧変換 器機構のバルブの種々の位置を管理する装置であって、各バルブユニットがター ンオン型の少なくとも１つの半導体要素（４）を有しており、各半導体要素に対 して第１の制御ユニット（３）が高電位レベルに配置され、この要素を制御する ようになっており、上記第１の制御ユニットが低電位レベルに配置されたバルブ 制御ユニット（１）に光導伝体（２、１３）を介して接続され、このバルブ制御 ユニットと上記第１の制御ユニットとの間を電気的に切り離した状態で通信を行 なうようにする装置において、高電位レベルに配置され、かつ高電位レベルのバ ルブの機能パラメータを検出し、検出した値を上記第１の制御ユニットに送る部 材（１８、１９、３１、４０、４１）を具備し、上記第１の制御ユニットは、上 記バルブ制御ユニットまで戻るように延びる光導伝体を用いて低電位レベルに配 置された上記バルブを管理する構成（１６）に上記処理によるデータを送ること を特徴とする装置。 2. 請求の範囲第１項記載の装置において、上記検出部材は、上記半導体要素 （４）の各個別の上記機能パラメータを検出し、かつ検出した値を上記半導体要 素の上記第１の制御ユニット（３）に送るようにしたことを特徴とする装置。 3. 請求の範囲第１項または第２項記載の装置において、上記バルブは、それ ぞれの半導体要素に関連し、かつ、その半導体要素から熱を吸収して冷却媒体に 伝達するようになった冷却ブロック（３２）で上記半導体要素を冷却する構成（ ３２〜３７）を備え、上記冷却ブロックの少なくとも一部に配置された温度検出 部材（３１）を具備し、上記温度検出部材は、検出した値をそれぞれの上記半導 体要素に関連した上記第１の制御ユニットに送り、上記冷却ブロックの温度に関 するデータを作成させ上記管理構成に伝送させるようにしたことを特徴とする装 置。 4. 請求の範囲第３項記載の装置において、上記温度検出部材（３１）は、上 記バルブの上記半導体要素（４）の温度検出のため各冷却ブロック（３２）に配 置されたことを特徴とする装置。 5. 請求の範囲第１項から第４項までのいずれかに記載の装置において、上記 半導体要素（４）は、スタック状に配置され、かつ上記半導体要素間での点弧の 転送が行なわれないようにする棚状シールド（３８）が重ね合わされた半導体要 素間に配置され、上記半導体要素の冷却のため冷却液を半導体要素に通して循環 するように配置され、上記点弧シールドは、上記冷却構成から漏れ出る可能性が ある冷却液を溜めておくように構成され、上記点弧シールドの少なくとも一部で 受けた冷却液を検出し、かつその情報を上記第１の制御ユニット（３）に送った 処理の後に冷却システムの漏れに関するデータをバルブの管理構成に指示するよ うに送り出す部材（４０）が配置されたことを特徴とする装置。 6. 請求の範囲第５項記載の装置において、上記点弧シールド（３８）は、そ の点弧シールドの表面と較べて小さな表面を有し、上記点弧シールドによって溜 められた冷却液を内部に下向きに案内する凹所（３９）を有し、上記部材（４０ ）は、上記凹所に配置され、かつ上記凹所に集められた冷却液が所定レベルに達 すると漏れを指示する信号を上記第１の制御ユニットに送るレベル指示器により 形成されることを特徴とする装置。 7. 請求の範囲第５項または第６項記載の装置において、上記バルブユニット は、上記半導体要素の分圧を行なうコンデンサ（２７、２８）を有し、上記コン デンサは、いわゆる自己回復作用型であることを特徴とする装置。 8. 請求の範囲第５項から第７項までのいずれかに記載の装置において、上記 冷却液は、水としたことを特徴とする装置。 9. 請求の範囲第５項から第８項までのいずれかに記載の装置において、上記 バルブの各点弧シールド（３８）は、このシールドで受けた冷却液を検出する部 材（４０）を設けたことを特徴とする装置。 10．請求の範囲第１項から第９項までのいずれかに記載の装置において上記バ ルブは、線転流型のバルブであり、上記半導体要素（４）は、サイリスタであっ て、各サイリスタ間で抵抗（２４、２５）およびコンデンサ（２７、２８）から なる分圧器回路が接続されており、この分圧器のコンデンサは、その可能な欠陥 を生じる時点で、その容量が徐々に減少するような、いわゆる自己回復作用型で あり、それぞれのサイリスタに関連した上記第１の制御ユニット（３）は、上記 サイリスタのターンオンの直前の時間で上記分圧器の第１の抵抗（４３）により 上記部材（４２）は、サイリスタ間の電圧を記録し、上記分圧器のコンデンサを 短絡回路とし、部材（４１）は、上記時間の後の所定の時点で上記分圧器回路の 第２の抵抗（２５）間の電圧を記録するように構成され、上記手段（２０）は、 これら２つの電圧の上記値に基づいて上記分圧器のコンデンサの容量値を計算し 、その情報を上記光導体（１３）を介して管理構成に送り、部材は、上記容量値 を上記容量の定格値と比較し、上記管理構成は、障害が上記分圧器に生じている かどうかをこの比較に基づいて決定するように構成されている装置。 11．請求の範囲第１０項記載の装置において、上記部材（４１）は、上記サイ リスタ（４）に関連した上記第１の制御ユニット（３）によるターンオンの時点 に対応する所定の時間で上記電圧を記録することを特徴とする装置。 12．請求の範囲第１１項記載の装置において、測定部材は、５０〜２００μｓ の時間間隔で上記２つの電圧の記録を行なうことを特徴とする装置。 13．請求の範囲第１０項から第１２項までのいずれかに記載の装置において、 上記管理構成（１６）は、計算した容量値が所定の割合で上記定格値以下に落ち るとコンデンサの障害が生じたと決定するように構成されていることを特徴とす る装置。 14．請求の範囲第１０項から第１２項までのいずれかに記載の装置において、 上記管理構成（１６）は、計算した容量値が所定の割合で上記定格値を越えると 抵抗の障害が生じたと決定するように構成されていることを特徴とする装置。 15．請求の範囲第１項から第１４項までのいずれかに記載の装置において、線 転流型のバルブを管理することを特徴とする装置。 16．請求の範囲第１項から第９項までのいずれかに記載の装置において、強制 転流形のバルブを管理し、ＶＳＣ変換器の一部をなすことを特徴とする装置。 17．請求の範囲第１項から第１６項までのいずれかに記載の装置において、高 圧直流電流（ＨＶＤＣ）を交流電流あるいは、その逆に変換する機構の変換器の 一部であるバルブを管理することを特徴とする装置。 18．請求の範囲第１項から第１６項までのいずれかに記載の装置において、静 的バール補償器（ＳＶＣ）の一部であるバルブを管理することを特徴とする装置 。