JP2001275249A - Three-phase current limiting apparatus - Google Patents

Three-phase current limiting apparatus

Info

Publication number
JP2001275249A
JP2001275249A JP2000088643A JP2000088643A JP2001275249A JP 2001275249 A JP2001275249 A JP 2001275249A JP 2000088643 A JP2000088643 A JP 2000088643A JP 2000088643 A JP2000088643 A JP 2000088643A JP 2001275249 A JP2001275249 A JP 2001275249A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
current limiting
reactor
secondary side
reactors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000088643A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3399905B2 (en
Inventor
Masakuni Asano
正邦 浅野
Kensho Tokuda
憲昭 徳田
Katsuo Matsubara
克夫 松原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP2000088643A priority Critical patent/JP3399905B2/en
Publication of JP2001275249A publication Critical patent/JP2001275249A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3399905B2 publication Critical patent/JP3399905B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-phase current limiting apparatus at a low cost, which is compact without installing a bypass reactor on the primary side of a transformer of a three-phase AC system. SOLUTION: Each of the three-phase AC reactors L1 to L3 has a secondary winding 16 closely magnetically coupled with a primary winding 15 by air-core structure or air-gap iron core structure. Primary sides of the reactors L1 to L3 are connected with the three-phase system 14. Current limiting elements which are turned into the state of high impedance are connected with secondary sides of the reactors. As a means making the secondary sides open while the current limiting elements maintain current limiting effect on account of system failure, breakers CB1 to CB3 are interposed between the secondary sides of the reactors L1 to L3 and current limiting elements. The current limiting elements are constituted of a three-phase rectifier circuit 11 connected with the secondary sides of the reactors L1 to L3 and a DC reactor L connected between DC terminals of the three-phase rectifier circuit 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は三相限流装置に関
し、例えば送配電系統などの三相交流系統において、短
絡事故などにより発生した過電流の事故電流を抑制する
三相限流装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-phase current limiting device, and more particularly to a three-phase current limiting device for suppressing an overcurrent fault current caused by a short-circuit fault in a three-phase AC system such as a transmission and distribution system.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば送配電系統などの三相交流系統に
おいては、短絡事故などにより発生した過電流の事故電
流を抑制する目的から、限流装置を設置するようにして
いる。このような限流装置の一例として、図5に示すよ
うな三相整流回路1および直流リアクトルLを具備した
三相整流型限流装置がある。
2. Description of the Related Art For example, in a three-phase AC system such as a power transmission and distribution system, a current limiting device is installed for the purpose of suppressing an overcurrent fault current caused by a short circuit fault or the like. As an example of such a current limiting device, there is a three-phase rectification type current limiting device including a three-phase rectifier circuit 1 and a DC reactor L as shown in FIG.

【0003】この限流装置は、三相交流電源2および電
源変圧器3からなる三相交流系統4と直列に遮断器CB
13を介して三相各相に対応して設けられた変圧器T1
3に接続されている。つまり、各変圧器T13の一次
側を三相交流系統4と直列にそれぞれ接続し、また、各
変圧器T13の二次側の一方を短絡し、その二次側の他
方に正負逆極性に並列接続された一対のダイオードD1
6(A相:D12、B相:D34、C相:D56)を
各相に対応させてそれぞれ接続した三相整流回路1を備
え、三相を構成する三対のダイオードD16の変圧器T
13と接続された反対側を正側と負側に分けて接続し、
その正負間に直流リアクトルLを接続した構成を有す
る。
[0003] This current limiting device includes a circuit breaker CB in series with a three-phase AC system 4 including a three-phase AC power supply 2 and a power transformer 3.
Transformers T 1 provided for each of the three phases via 1 to 3
Connected to ~ 3 . That is, the primary side of each of the transformers T 1 to T 3 is connected in series with the three-phase AC system 4, and one of the secondary sides of each of the transformers T 1 to T 3 is short-circuited, and the other side of the secondary side is connected. A pair of diodes D 1 connected in parallel to the positive and negative polarities
To 6 (A phase: D 1 to 2 , B phase: D 3 to 4 , C phase: D 5 to 6 ) corresponding to each phase are provided, respectively, to form a three-phase rectifier circuit 1. Transformer T of three pairs of diodes D 1 to 6
1-3 the connected opposite divided into the positive side and the negative side and connected,
The DC reactor L is connected between the positive and negative sides.

【0004】三相交流系統4の定常時、限流装置では、
直流リアクトルLに概ね直流電流が流れダイオードD1
6がほとんどの期間オンとなり、変圧器T13の二次
側が短絡された状態となるので、変圧器T13の一次側
から見たインピーダンスは漏れインピーダンス相当の小
さな値となる。
In the steady state of the three-phase AC system 4, the current limiting device
Generally, a DC current flows through DC reactor L and diode D 1
1-6 becomes the most of the time on and the secondary side of the transformer T 1 - 3 is a state of being short-circuited, the impedance seen from the primary side of the transformer T 1 - 3 becomes a small value equivalent leakage impedance.

【0005】一方、三相交流系統4に短絡事故などが発
生して直流リアクトルLに流れる直流電流より大きな事
故電流が流れようとすると、ダイオードD16がオフし
て直流リアクトルLの電流が急増しようとして直流リア
クトルLのインダクタンスが有効となり、前記変圧器T
13の二次側短絡が解消されることにより三相交流系統
4の事故電流を抑制することができる。
On the other hand, if a short circuit fault or the like occurs in the three-phase AC system 4 and an accident current larger than the DC current flowing in the DC reactor L flows, the diodes D 1 to D 6 are turned off and the current of the DC reactor L is reduced. The inductance of the DC reactor L becomes effective in order to increase rapidly, and the transformer T
The fault current of the three-phase AC system 4 can be suppressed by eliminating the secondary-side short circuits 1 to 3 .

【0006】前記各変圧器T13の一次側のインピーダ
ンスは時間の経過と共に小さくなるので、前記事故電流
を検出して遮断器CB13を動作させて速やかに系統を
解列する必要がある。
Since the impedance on the primary side of each of the transformers T 1 to T 3 decreases with time, it is necessary to detect the fault current and operate the circuit breakers CB 1 to CB 3 to quickly disconnect the system. There is.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の限流装置では、系統故障時、直流リアクトルLの電
流保存作用によって瞬時に高インピーダンスとなって限
流効果を発揮するが、各変圧器T13の一次側のインピ
ーダンスは時間の経過と共に小さくなるので、前記事故
電流を検出して遮断器CB13を動作させて速やかに系
統を解列して連系を遮断するようにしている。
By the way, in the above-mentioned conventional current limiting device, when a system failure occurs, the DC reactor L instantaneously becomes high impedance due to the current preserving action of the DC reactor L to exhibit the current limiting effect. since the impedance of the primary side of T 1 ~ 3 becomes smaller with time, so as to cut off the communication system by Kairetsu quickly line with the fault current detected by operating the circuit breaker CB 1 ~ 3 and the ing.

【0008】しかしながら、前記限流装置は、常時、系
統連系を維持する用途で適用される場合もある。このよ
うな用途で三相限流装置を使用する場合には、図6に示
すように変圧器T13の一次側にバイパスリアクトルB
13を並列接続する必要があった。
[0008] However, the current limiting device is sometimes applied for the purpose of maintaining the grid connection. When using a three-phase current limiting device in such applications, the bypass reactor B on the primary side of the transformer T 1 ~ 3, as shown in FIG. 6
The L 1 ~ 3 was necessary to parallel connection.

【0009】この限流装置では、系統故障発生時、事故
電流を直流リアクトルLにより限流した上で、各変圧器
13の一次側のインピーダンスが時間経過と共に小さ
くなるので、前記事故電流を検出して遮断器CB13
動作させることになるが、バイパスリアクトルBL13
を設けておけば、前記遮断器CB13を動作後も、その
バイパスリアクトルBL13に事故電流を転流させるこ
とができ、三相交流系統4との連系を解列させることな
く、事故電流を抑制する限流機能を継続させることがで
きる。
[0009] In this current limiting device, when the system failure, the fault current on that which causes limited by DC reactor L, the impedance of the primary side of the transformer T 1 ~ 3 decreases with time, the fault current Although will be detected and to operate the breaker CB 1 ~ 3 the bypass reactors BL 1 ~ 3
If it the provided after the operation the breaker CB 1 ~ 3 also, that the bypass reactors BL 1 ~ accident current commutating to be able to 3, thereby Kairetsu the interconnection of the three-phase AC system 4 Therefore, the current limiting function for suppressing the fault current can be continued.

【0010】しかしながら、三相交流系統4の変圧器T
13の一次側にバイパスリアクトルBL13を並列接続
しなければならず、限流装置全体が大型化すると共にコ
ストアップを招来するという問題があった。
However, the transformer T of the three-phase AC system 4
Must bypass reactors BL 1-3 connected in parallel to the primary side of the 1-3, the overall current-limiting device is disadvantageously lead to cost as well as size.

【0011】そこで、本発明の目的は、三相交流系統の
変圧器の一次側にバイパスリアクトルを設けることな
く、コンパクトで安価な三相限流装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a compact and inexpensive three-phase current limiting device without providing a bypass reactor on the primary side of a transformer of a three-phase AC system.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段として、請求項1に係る発明は、一次巻線
と空心構造またはギャップ入り鉄心構造により互いに密
に磁気結合させた二次巻線を有する三相交流リアクトル
の一次側を三相交流系統に接続すると共に、その二次側
に過電流で高インピーダンス化する限流素子を接続し、
系統故障により前記限流素子が限流効果を持続している
間に前記二次側を開放するようにしたことを特徴とす
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a secondary winding in which a primary winding and an air-core structure or a gapped iron-core structure are closely magnetically coupled to each other. Connect the primary side of the three-phase AC reactor having windings to the three-phase AC system, and connect a current-limiting element that increases impedance due to overcurrent to the secondary side,
The secondary side is opened while the current limiting element maintains the current limiting effect due to a system failure.

【0013】請求項1に係る発明では、三相交流系統の
定常時、限流素子に直流電流が流れて見かけ上二次短絡
状態となっているので、三相交流リアクトルの一次側か
ら見たインピーダンスは一次巻線と二次巻線間の漏れイ
ンピーダンスとなり、その一次巻線と二次巻線とが空心
構造またはギャップ入り鉄心構造により互いに密に磁気
結合していることから、三相交流リアクトルの一次側は
非常に小さなインピーダンスとなっている。
According to the first aspect of the present invention, when the three-phase AC system is in a steady state, a direct current flows through the current limiting element and the secondary current is apparently short-circuited, so that the three-phase AC reactor is viewed from the primary side. The impedance is the leakage impedance between the primary and secondary windings, and since the primary and secondary windings are tightly magnetically coupled to each other by an air-core structure or a gapped core structure, the three-phase AC reactor Has a very small impedance on the primary side.

【0014】一方、系統故障時には、短絡事故などによ
り過電流が流れようとすると限流素子が瞬時に高インピ
ーダンス化し、主に三相交流リアクトルの一次巻線と二
次巻線間にあった磁束が一次巻線全体と鎖交するように
なり、三相交流リアクトルの一次側から見たインピーダ
ンスも急増することから限流効果を発揮する。この限流
素子の限流効果が持続している間に三相交流リアクトル
の二次側を開放すれば、それ以後、三相交流リアクトル
の一次巻線が限流効果を発揮するので、従来のようなバ
イパスリアクトルを設ける必要はなくなる。
On the other hand, in the event of a system failure, if an overcurrent is to flow due to a short circuit accident or the like, the current limiting element instantaneously becomes high impedance, and the magnetic flux between the primary winding and the secondary winding of the three-phase AC reactor is mainly changed by the primary winding. The entire winding is interlinked, and the impedance seen from the primary side of the three-phase AC reactor also increases sharply, thus exhibiting a current limiting effect. If the secondary side of the three-phase AC reactor is opened while the current limiting effect of the current limiting element is maintained, the primary winding of the three-phase AC reactor will exhibit the current limiting effect thereafter. There is no need to provide such a bypass reactor.

【0015】請求項2に係る発明は、請求項1に記載し
た前記系統故障により前記限流素子が限流効果を持続し
ている間に前記二次側を開放する手段として、三相交流
リアクトルの二次側と限流素子との間に遮断器を介挿し
たことを特徴とする。この遮断器の動作により三相交流
リアクトルの二次側を容易かつ速やかに遮断することが
できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a three-phase AC reactor as a means for opening the secondary side while the current limiting element maintains the current limiting effect due to the system failure described in the first aspect. Characterized in that a circuit breaker is interposed between the secondary side and the current limiting element. By the operation of the circuit breaker, the secondary side of the three-phase AC reactor can be easily and quickly shut off.

【0016】請求項3に係る発明は、請求項1又は2に
記載した前記限流素子が、三相交流リアクトルの二次側
に接続された三相整流回路と、その三相整流回路の直流
端子間に接続された直流リアクトルとで構成したことを
特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a three-phase rectifier circuit in which the current limiting element according to the first or second aspect is connected to a secondary side of a three-phase AC reactor, and a direct current of the three-phase rectifier circuit. And a DC reactor connected between the terminals.

【0017】この請求項3に係る発明では、系統故障
時、短絡事故などにより過電流が流れようとすると直流
リアクトルのインダクタンスによって電流の急増が抑え
られ三相交流リアクトルの二次側が瞬時に高インピーダ
ンス化し、主に三相交流リアクトルの一次巻線と二次巻
線間にあった磁束が一次巻線全体と鎖交するようにな
り、三相交流リアクトルの一次側から見たインピーダン
スも急増することから限流効果を発揮する。三相交流リ
アクトルの二次側を遮断するために開放すれば、それ以
後、三相交流リアクトルの一次巻線が限流効果を発揮す
る。
According to the third aspect of the present invention, when an overcurrent is caused to flow due to a system failure or a short circuit accident, a sudden increase in current is suppressed by the inductance of the DC reactor, and the secondary side of the three-phase AC reactor instantaneously has high impedance. The magnetic flux between the primary and secondary windings of the three-phase AC reactor mainly interlinks with the entire primary winding, and the impedance seen from the primary side of the three-phase AC reactor also suddenly increases. Demonstrate the flow effect. If it is opened to shut off the secondary side of the three-phase AC reactor, thereafter, the primary winding of the three-phase AC reactor exhibits a current limiting effect.

【0018】請求項4に係る発明は、請求項3に記載し
た前記直流リアクトルが、過電流でクエンチして高抵抗
となる超電導リアクトルであることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, the DC reactor according to the third aspect is a superconducting reactor which is quenched by an overcurrent and has a high resistance.

【0019】この請求項4に係る発明では、系統故障
時、短絡事故などにより過電流が流れて超電導リアクト
ルがクエンチすると三相交流リアクトルの二次側が瞬時
に高インピーダンス化し、主に三相交流リアクトルの一
次巻線と二次巻線間にあった磁束が一次巻線全体と鎖交
するようになり、三相交流リアクトルの一次側から見た
インピーダンスも急増することから限流効果を発揮す
る。この超電導リアクトルを復帰させるために三相交流
リアクトルの二次側を開放すれば、それ以後、三相交流
リアクトルの一次巻線が限流効果を発揮する。
According to the present invention, when a superconducting reactor is quenched due to an overcurrent due to a system failure or a short circuit accident or the like, the secondary side of the three-phase AC reactor instantaneously has a high impedance, and is mainly a three-phase AC reactor. The magnetic flux existing between the primary winding and the secondary winding interlinks with the entire primary winding, and the impedance seen from the primary side of the three-phase AC reactor also sharply increases, thereby exerting a current limiting effect. If the secondary side of the three-phase AC reactor is opened to restore the superconducting reactor, the primary winding of the three-phase AC reactor thereafter exerts a current limiting effect.

【0020】請求項5に係る発明は、請求項3又は4に
記載した前記三相整流回路を構成する三対の整流素子の
うち、少なくとも二相を構成する二対の整流素子を整流
スイッチング素子とし、その整流スイッチング素子によ
り系統故障で前記直流リアクトルが限流効果を持続して
いる間に前記二次側を開放するようにしたことを特徴と
する。
According to a fifth aspect of the present invention, of the three pairs of rectifying elements constituting the three-phase rectifying circuit according to the third or fourth aspect, at least two pairs of rectifying elements constituting two phases are rectified switching elements. The secondary side is opened by the rectifying switching element while the DC reactor maintains a current limiting effect due to a system failure.

【0021】この請求項5に係る発明では、整流スイッ
チング素子の遮断機能により、系統故障時、三相交流リ
アクトルの二次側を開放することができ、請求項2に記
載した遮断器により三相交流リアクトルの二次側を開放
する場合と等価になる。
According to the fifth aspect of the present invention, the secondary side of the three-phase AC reactor can be opened in the event of a system failure by the cutoff function of the rectifying switching element. This is equivalent to opening the secondary side of the AC reactor.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明に係る三相限流装置の実施
形態について以下に詳述する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a three-phase current limiting device according to the present invention will be described in detail below.

【0023】図1に示す実施形態の三相限流装置は、一
次巻線15と空心構造またはギャップ入り鉄心構造(後
述)により互いに密に磁気結合させた二次巻線16を有
する三相交流リアクトルL13の一次側を三相交流系統
14に接続し、その三相交流リアクトルL13の二次側
に各相と対応した遮断器CB13を介して三相整流回路
11を接続し、その三相整流回路11の直流端子間に直
流リアクトルLを接続した構成を具備する。
The three-phase current limiting device of the embodiment shown in FIG. 1 has a three-phase alternating current having a primary winding 15 and a secondary winding 16 which is magnetically tightly coupled to each other by an air core structure or a gapped iron core structure (described later). the primary side of the reactor L 1 ~ 3 connected to a three-phase AC system 14, the three-phase AC reactors L 1 ~ 3 of the secondary to the primary side via the circuit breaker CB 1 ~ 3 which correspond to each phase three-phase rectifier circuit 11 is connected, and a DC reactor L is connected between the DC terminals of the three-phase rectifier circuit 11.

【0024】前記三相交流リアクトルL13の一次側に
配置された一次巻線15を各相に対応させて三相交流系
統14に直列にそれぞれ接続している。また、三相交流
リアクトルL13の二次側に配置された二次巻線16の
一端を短絡し、その二次巻線16の他端に各相と対応し
た遮断器CB13を介して三相整流回路11を接続す
る。
The primary windings 15 arranged on the primary side of the three-phase AC reactors L 1 to L 3 are connected in series to the three-phase AC system 14 corresponding to the respective phases. In addition, one end of the secondary winding 16 arranged on the secondary side of the three-phase AC reactors L 1 to L 3 is short-circuited, and the other end of the secondary winding 16 is connected to circuit breakers CB 1 to CB 3 corresponding to each phase. Is connected to the three-phase rectifier circuit 11 via the.

【0025】この実施形態では、三相交流リアクトルL
13の二次巻線16の他端に正負逆極性に並列接続され
た一対の整流素子D16を各相に対応させてそれぞれ接
続した三相整流回路11を備え、三相を構成する三対の
整流素子D16の三相交流リアクトルL13と接続され
た反対側を正側と負側に分けて接続し、その正負間に直
流リアクトルLを接続する。
In this embodiment, the three-phase AC reactor L
A three-phase rectifier circuit 11 is connected to the other ends of the first to third secondary windings 16 in which a pair of rectifiers D 1 to D 6 connected in parallel with opposite polarities are connected to correspond to respective phases, respectively. connect separately connected to the three-phase AC reactors L 1 ~ 3 of the rectifying elements D 1 ~ 6 of the three pairs constituting opposite to the positive side and the negative side, connect the DC reactor L between its positive and negative.

【0026】三相交流リアクトルL13は、図2(a)
に示すようにその一次巻線15と二次巻線16間で漏れ
インピーダンスが極力小さくなるように密に磁気結合さ
れて巻回されたギャップ入り鉄心構造Xを具備する。同
図に示すコイルの巻回構造では、磁界の強さHが軸方向
の正方向のみとなっている。一方、図2(b)に示すよ
うに一次巻線15a,15bと二次巻線16とを分割し
て交互に巻回した空心構造Yとすれば、磁界の強さHが
軸方向の正負両方向となるので、さらに漏れインピーダ
ンスを小さくすることができる。同図の構造は、一次巻
線15a,15bを二分割したものを示すが、その分割
数を増やせば、より一層漏れインピーダンスを小さくす
ることが可能である。また、一次巻線15a,15bと
二次巻線16との交互配置は、図示の場合と逆であって
もよい。なお、図2(a)はギャップ入り鉄心構造Xで
あるが、空心構造でもよく、また、図2(b)は空心構
造Yであるが、ギャップ入り鉄心構造であってもよい。
The three-phase AC reactors L 1 to L 3 are shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a gap-filled core structure X wound tightly and magnetically coupled between the primary winding 15 and the secondary winding 16 so as to minimize the leakage impedance is provided. In the coil winding structure shown in the figure, the magnetic field strength H is only in the positive axial direction. On the other hand, as shown in FIG. 2B, if the air-core structure Y in which the primary windings 15a and 15b and the secondary winding 16 are divided and alternately wound is used, the strength H of the magnetic field is positive or negative in the axial direction. Since it is in both directions, the leakage impedance can be further reduced. The structure shown in the figure shows a structure in which the primary windings 15a and 15b are divided into two parts. If the number of divisions is increased, the leakage impedance can be further reduced. In addition, the alternate arrangement of the primary windings 15a and 15b and the secondary winding 16 may be opposite to that shown in the figure. Although FIG. 2A shows the core structure X with a gap, the core structure may be an air core structure. FIG. 2B shows the core structure with an air core Y, but the core structure with a gap may be used.

【0027】三相交流系統14の定常時、直流リアクト
ルLに直流電流が流れてダイオードD16が1サイクル
間のほとんどの期間オンして、見かけ上、二次短絡状態
となっているので、三相交流リアクトルL13の一次側
から見たインピーダンスは一次巻線15と二次巻線16
間の漏れインピーダンスとなり、その一次巻線15と二
次巻線16とが空心構造またはギャップ入り鉄心構造に
より互いに密に磁気結合していることから、一次巻線1
5と二次巻線16間の相互誘導作用により三相交流リア
クトルL13の一次側は非常に小さなインピーダンスと
なっている。
When the three-phase AC system 14 is in a steady state, a DC current flows through the DC reactor L, and the diodes D 1 to D 6 are turned on for most of one cycle, so that an apparently secondary short circuit occurs. , The impedance as viewed from the primary side of the three-phase AC reactors L 1 to L 3 is the primary winding 15 and the secondary winding 16.
Since the primary winding 15 and the secondary winding 16 are tightly magnetically coupled to each other by an air core structure or a gapped iron core structure, the primary winding 1
The primary side of the three-phase AC reactors L 1 to L 3 has a very small impedance due to the mutual induction between the secondary winding 5 and the secondary winding 16.

【0028】一方、系統故障時には、短絡事故などによ
り過電流が流れようとすると直流リアクトルLのインダ
クタンスによって電流の急増が抑えられ三相交流リアク
トルL13の二次側が瞬時に高インピーダンス化し、主
に三相交流リアクトルL13の一次巻線15と二次巻線
16間にあった磁束が一次巻線全体と鎖交するようにな
り、三相交流リアクトルL13の一次側から見たインピ
ーダンスも急増することから限流効果を発揮する。
On the other hand, in the event of a system failure, if an overcurrent is to flow due to a short circuit accident or the like, a sudden increase in current is suppressed by the inductance of the DC reactor L, and the secondary sides of the three-phase AC reactors L 1 to L 3 instantaneously become high impedance. mainly of the three-phase AC reactors L 1 ~ 3 of the primary winding 15 and secondary winding 16 in time magnetic flux is the primary winding across interlinked so, viewed from the primary side of the three-phase AC reactors L 1 ~ 3 The current limiting effect is also increased due to the sudden increase in impedance.

【0029】この直流リアクトルLの限流効果が持続し
ている間、つまり、発生した高インピーダンスは時間の
経過と共に小さくなるので、所定の高インピーダンスを
呈している間に前記過電流または直流リアクトルLの端
子間電圧を検出回路(図示せず)により検出し、その検
出信号に基づいて制御回路(図示せず)により遮断器C
13を動作させることにより三相交流リアクトルL1
3の二次側を開放すれば、それ以後、三相交流リアク
トルL13の一次巻線15が限流効果を発揮するので、
従来のようなバイパスリアクトルBL13(図6参照)
を設ける必要はなくなる。
While the current limiting effect of the DC reactor L is maintained, that is, the generated high impedance becomes smaller with the passage of time, the overcurrent or the DC reactor L is generated while the predetermined high impedance is exhibited. Is detected by a detection circuit (not shown), and based on the detection signal, a control circuit (not shown)
By operating B 1 to B 3 , the three-phase AC reactor L 1
If opening of the secondary side of the 1-3, thereafter, the three-phase AC reactors L 1 to 3 of the primary winding 15 exhibits a current limiting effect,
Conventional bypass reactors BL 1 to BL 3 (see FIG. 6)
There is no need to provide

【0030】前記三相交流リアクトルL13の動作を図
3に示す等価回路に基づいて以下に説明する。なお、図
3は簡略化のために単相の等価回路を示すが、原理的に
は三相の場合も同様である。また、図4(a)は鉄心2
1に一次巻線22及び二次巻線23を巻回した変圧器2
4を示し、同図(b)はエアギャップ25を有する鉄心
26に一次巻線22及び二次巻線23を巻回した鉄心リ
アクトル27を示すが、二次巻線を有するリアクトルが
鉄心入りの変圧器24と酷似した等価回路で表わされる
ことは、エアギャップ25を有する鉄心リアクトル27
のエアギャップ25が変圧器24の励磁インピーダンス
分に相当することから容易に理解することができる。
[0030] will be described below with reference to the equivalent circuit shown in FIG. 3 the operation of the three-phase AC reactors L 1 ~ 3. Although FIG. 3 shows a single-phase equivalent circuit for simplification, the same principle applies to a three-phase circuit. FIG. 4A shows an iron core 2.
1 is a transformer 2 in which a primary winding 22 and a secondary winding 23 are wound.
4 (b) shows an iron core reactor 27 in which a primary winding 22 and a secondary winding 23 are wound around an iron core 26 having an air gap 25, and the reactor having a secondary winding has an iron core. What is represented by an equivalent circuit very similar to the transformer 24 is that an iron core reactor 27 having an air gap 25 is provided.
Can be easily understood from the fact that the air gap 25 corresponds to the exciting impedance of the transformer 24.

【0031】図3に示すように系統の定常時には前述し
たように見かけ上二次側短絡状態なので、交流リアクト
ルL13の一次側から見たインピーダンスは、漏れイン
ピーダンス17と主インダクタンス18の並列回路とな
り、漏れインピーダンス17程度の小さな値となる。こ
れに対して、短絡事故などの系統故障により過電流が流
れようとして交流リアクトルL13の二次側が高インピ
ーダンス化すると、交流リアクトルL13の一次側から
見たインピーダンスも増加し、主インダクタンス18側
に電流が分流し出す。この限流動作中に交流リアクトル
13の二次側に設けられた遮断器CB13を開放すれ
ば、電流は主インダクタンス18のみに流れ、限流リア
クトル(図6に示す従来のバイパスリアクトルBL13
に相当)として機能する。
As shown in FIG. 3, when the system is in a steady state, the secondary side is apparently short-circuited as described above. Therefore, the impedance viewed from the primary side of the AC reactors L 1 to L 3 is the parallel of the leakage impedance 17 and the main inductance 18. It becomes a circuit and has a small value of about 17 leakage impedance. In contrast, when the secondary side of the AC reactor L 1 ~ 3 as it overcurrent to flow through system fault such as short circuit is high impedance, also it increases the impedance seen from the primary side of the AC reactor L 1 ~ 3, The current shunts to the main inductance 18 side. If opened breaker CB 1 ~ 3, which is provided in the current limiting operation on the secondary side of the AC reactor L 1 ~ 3, a current flows only in the main inductance 18, the current limiting reactor (the conventional case shown in FIG. 6 Bypass reactor BL 1 to 3
Function).

【0032】なお、前記実施形態では、三相整流回路1
1を構成する三対の整流素子としてダイオードD16
適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定
されることなく、三対の整流素子のうち、二相を構成す
る二対の整流素子を整流スイッチング素子、例えばサイ
リスタとすることも可能である。
In the above embodiment, the three-phase rectifier circuit 1
Although the case where the diodes D 1 to D 6 are applied as the three pairs of rectifying elements constituting 1 has been described, the present invention is not limited to this. May be rectifying switching elements, for example, thyristors.

【0033】このように二相を構成する整流素子をサイ
リスタとすることにより、このサイリスタの遮断機能に
より、系統故障時、三相交流リアクトルL13の二次側
を開放することができ、前記実施形態で説明した遮断器
CB13により三相交流リアクトルL13の二次側を開
放する場合と等価になり、その結果、交流リアクトルL
13と三相整流回路11間に遮断器CB13を設ける必
要はなくなる。
By using a thyristor as the rectifying element constituting the two phases in this manner, the secondary side of the three-phase AC reactors L 1 to L 3 can be opened at the time of a system failure due to the shut-off function of the thyristor. becomes equivalent to the case of opening the secondary side of the circuit breaker CB 1 ~ 3 by a three-phase AC reactors L 1 ~ 3 described in the above embodiment, as a result, AC reactors L
1-3 necessary to provide a circuit breaker CB 1-3 between three-phase rectifier circuit 11 is eliminated.

【0034】ここで、前記サイリスタのオフは、三相を
構成する三対の整流素子のうち、一相の整流素子をダイ
オードとしたことにより可能となっている。すなわち、
一相の整流素子をダイオードとすることにより、直流リ
アクトルLの短絡回路を構成することができるため、系
統故障の発生により直流リアクトルLに流れ込んだ充電
電流により蓄積されたエネルギーを回生してダイオード
により還流させることによって、二相のサイリスタを速
やかにオフすることが可能となっている。
Here, the thyristor can be turned off by using a diode as the one-phase rectifying element among the three pairs of rectifying elements constituting the three phases. That is,
Since the short-circuit circuit of the DC reactor L can be configured by using a diode as the one-phase rectifier element, the energy accumulated by the charging current flowing into the DC reactor L due to the occurrence of the system failure is regenerated by the diode. By refluxing, the two-phase thyristor can be quickly turned off.

【0035】なお、整流スイッチング素子とするのは、
少なくとも二相の整流素子であればよく、したがって、
三相すべての整流素子をサイリスタとすることも可能で
ある。ただし、系統故障発生時にオフした二相のサイリ
スタに対して、残り一相のサイリスタはオン状態にして
ダイオード運転させる必要がある。なお、前記整流スイ
ッチング素子としては、サイリスタ以外にGTOなどが
使用可能である。
The rectifying switching element is
At least a two-phase rectifying element is sufficient.
It is also possible to use thyristors for all three-phase rectifiers. However, for the two-phase thyristor turned off when a system failure occurs, the remaining one-phase thyristor needs to be turned on to operate the diode. As the rectifying switching element, a GTO or the like can be used other than the thyristor.

【0036】また、前記三相整流回路11の直流端子間
に接続した直流リアクトルLに超電導リアクトルを使用
することも可能である。この超電導リアクトルを使用し
た場合、過電流が超電導リアクトルに流れると瞬時にク
エンチして高抵抗化し、これによって三相交流リアクト
ルL13の一次側に高インピーダンスが発生し、過電流
を限流することが可能となる。この超電導リアクトルに
常時流れる電流は直流となるので交流損が発生せず、超
電導リアクトルの冷凍機の簡素化や、安価な直流超電導
線材の利用が可能であること、高価な超電導リアクトル
が一台で済むこと等が挙げられる。なお、超電導リアク
トルはクエンチすると温度が上がるので、超電導リアク
トルを復帰させるためには一度回路から切り離し冷却す
る必要があり、通常、前述した遮断器と併用して使用さ
れる。
It is also possible to use a superconducting reactor as the DC reactor L connected between the DC terminals of the three-phase rectifier circuit 11. Using this superconducting reactor, overcurrent quenched instantaneously flows in the superconducting reactor high resistance, thereby a high impedance is generated in the primary side of the three-phase AC reactors L 1 ~ 3, the overcurrent current limiting It is possible to do. Since the current constantly flowing in the superconducting reactor is direct current, there is no AC loss, and it is possible to simplify the refrigerator of the superconducting reactor, use an inexpensive DC superconducting wire, and use one expensive superconducting reactor. And so on. Since the temperature of the superconducting reactor rises when it is quenched, it is necessary to disconnect the superconducting reactor from the circuit once and cool it down in order to restore the superconducting reactor, and is usually used in combination with the above-described circuit breaker.

【0037】[0037]

【発明の効果】請求項1の発明に係る三相限流装置によ
れば、一次巻線と空心構造またはギャップ入り鉄心構造
により互いに密に磁気結合させた二次巻線を有する三相
交流リアクトルの一次側を三相交流系統に接続すると共
に、その二次側に過電流で高インピーダンス化する限流
素子を接続し、系統故障により前記限流素子が限流効果
を持続している間に前記二次側を開放するようにしたこ
とから、系統故障時、三相交流リアクトルの一次巻線が
限流効果を発揮するので、従来のようなバイパスリアク
トルを設ける必要はなくなることで、コンパクトで安価
な三相限流装置を提供することができる。
According to the three-phase current limiting device according to the first aspect of the present invention, a three-phase AC reactor having a primary winding and a secondary winding tightly magnetically coupled to each other by an air core structure or a gapped core structure. While the primary side of the current limiting element is connected to a three-phase AC system, and a current limiting element for increasing the impedance due to overcurrent is connected to the secondary side, while the current limiting element maintains the current limiting effect due to a system failure, Since the secondary side is opened, the primary winding of the three-phase AC reactor exhibits a current limiting effect in the event of a system failure, so that there is no need to provide a bypass reactor as in the related art, and the system is compact. An inexpensive three-phase current limiting device can be provided.

【0038】請求項2に係る発明のように、請求項1に
記載した前記系統故障により前記限流素子が限流効果を
持続している間に前記二次側を開放する手段として、三
相交流リアクトルの二次側と限流素子との間に遮断器を
介挿すれば、三相交流リアクトルの二次側を容易かつ速
やかに遮断することができる。
As means for opening the secondary side while the current limiting element maintains the current limiting effect due to the system failure described in claim 1 as in the invention according to claim 2, a three-phase device may be used. If a circuit breaker is inserted between the secondary side of the AC reactor and the current limiting element, the secondary side of the three-phase AC reactor can be easily and quickly shut off.

【0039】請求項3に係る発明のように、請求項1又
は2に記載した前記限流素子を、三相交流リアクトルの
二次側に接続された三相整流回路と、その三相整流回路
の直流端子間に接続された直流リアクトルとで構成すれ
ば、限流素子を簡単な回路構成で持って実現することが
できる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a three-phase rectifier circuit in which the current limiting element according to the first or second aspect is connected to a secondary side of a three-phase AC reactor, and the three-phase rectifier circuit. And a DC reactor connected between the DC terminals, the current limiting element can be realized with a simple circuit configuration.

【0040】請求項4に係る発明のように、請求項3に
記載した前記直流リアクトルを、過電流でクエンチして
高抵抗となる超電導リアクトルとすれば、交流損が発生
せず、超電導リアクトルの冷凍機の簡素化や、安価な直
流超電導線材の利用が可能であり、高価な超電導リアク
トルが一台で済む。
According to a fourth aspect of the present invention, when the DC reactor according to the third aspect is a superconducting reactor that is quenched by an overcurrent and has a high resistance, no AC loss occurs, and the superconducting reactor has Simplification of the refrigerator and use of inexpensive DC superconducting wires are possible, and only one expensive superconducting reactor is required.

【0041】請求項5に係る発明のように、請求項3又
は4に記載した前記三相整流回路を構成する三対の整流
素子のうち、少なくとも二相を構成する二対の整流素子
を整流スイッチング素子とし、その整流スイッチング素
子により系統故障で前記直流リアクトルが限流効果を持
続している間に前記二次側を開放するようにすれば、三
相交流リアクトルの二次側と限流素子との間に遮断器を
介挿する必要がないので、より一層コンパクトで安価な
三相限流装置を提供できる。
According to a fifth aspect of the present invention, of the three pairs of rectifying elements constituting the three-phase rectifying circuit according to the third or fourth aspect, at least two pairs of rectifying elements constituting two phases are rectified. If the rectifying switching element is used to open the secondary side while the DC reactor maintains the current limiting effect due to a system failure due to the rectifying switching element, the secondary side of the three-phase AC reactor and the current limiting element Since there is no need to insert a circuit breaker between the three-phase current limiting device, a more compact and inexpensive three-phase current limiting device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る三相限流装置の一実施形態を示す
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a three-phase current limiting device according to the present invention.

【図2】(a)は交流リアクトルのギャップ入り鉄心構
造を示す構成図で、(b)は交流リアクトルの空心構造
を示す構成図である。
FIG. 2A is a configuration diagram showing a core structure with a gap of an AC reactor, and FIG. 2B is a configuration diagram showing an air core structure of the AC reactor.

【図3】三相交流リアクトルの動作を説明するための単
相等価回路である。
FIG. 3 is a single-phase equivalent circuit for explaining the operation of the three-phase AC reactor.

【図4】(a)は単相変圧器の構造例を示す構成図で、
(b)はエアギャップを有する鉄心リアクトルの構造を
示す構成図である。
FIG. 4A is a configuration diagram illustrating a configuration example of a single-phase transformer,
(B) is a block diagram showing a structure of an iron core reactor having an air gap.

【図5】三相限流装置の従来例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example of a three-phase current limiting device.

【図6】バイパスリアクトルを設けた三相限流装置の一
例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an example of a three-phase current limiting device provided with a bypass reactor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 三相整流回路 14 三相交流系統 15 一次巻線 16 二次巻線 D16 整流素子(ダイオード) L 直流リアクトル L13 二次巻線を有する三相交流リアクトルThree-phase AC reactor having a 11 three-phase rectifier circuit 14 the three-phase AC system 15 primary winding 16 secondary windings D 1 ~ 6 rectifying element (diode) L DC reactor L 1 ~ 3 secondary windings

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01F 30/08 H01F 39/00 (72)発明者 松原 克夫 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 Fターム(参考) 5G013 AA01 AA04 BA01 CA02 CA14──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01F 30/08 H01F 39/00 (72) Inventor Katsuo Matsubara 47 Umezu Takaune-cho, Ukyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto Nisshin F term (reference) in Denki Co., Ltd. 5G013 AA01 AA04 BA01 CA02 CA14

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次巻線と空心構造またはギャップ入り
鉄心構造により互いに密に磁気結合させた二次巻線を有
する三相交流リアクトルの一次側を三相交流系統に接続
すると共に、その二次側に過電流で高インピーダンス化
する限流素子を接続し、系統故障により前記限流素子が
限流効果を持続している間に前記二次側を開放するよう
にしたことを特徴とする三相限流装置。
1. A three-phase AC reactor having a primary winding and a secondary winding tightly magnetically coupled to each other by an air core structure or a gapped core structure is connected to a three-phase AC system, and a secondary side thereof is connected to the three-phase AC system. A current limiting element that increases impedance due to overcurrent is connected to the secondary side, and the secondary side is opened while the current limiting element maintains the current limiting effect due to a system failure. Phase limiting device.
【請求項2】 前記系統故障により前記限流素子が限流
効果を持続している間に前記二次側を開放する手段とし
て、三相交流リアクトルの二次側と限流素子との間に遮
断器を介挿したことを特徴とする請求項1に記載の三相
限流装置。
2. A means for opening the secondary side while the current limiting element maintains the current limiting effect due to the system failure, includes means between the secondary side of the three-phase AC reactor and the current limiting element. The three-phase current limiting device according to claim 1, wherein a circuit breaker is interposed.
【請求項3】 前記限流素子が、三相交流リアクトルの
二次側に接続された三相整流回路と、その三相整流回路
の直流端子間に接続された直流リアクトルとで構成した
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の三相限流装
置。
3. A three-phase rectifier circuit comprising: a three-phase rectifier circuit connected to a secondary side of a three-phase AC reactor; and a DC reactor connected between DC terminals of the three-phase rectifier circuit. The three-phase current limiting device according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 前記直流リアクトルが、過電流でクエン
チして高抵抗となる超電導リアクトルであることを特徴
とする請求項3に記載の三相限流装置。
4. The three-phase current limiting device according to claim 3, wherein the DC reactor is a superconducting reactor that is quenched by an overcurrent and has a high resistance.
【請求項5】 前記三相整流回路を構成する三対の整流
素子のうち、少なくとも二相を構成する二対の整流素子
を整流スイッチング素子とし、その整流スイッチング素
子により系統故障で前記直流リアクトルが限流効果を持
続している間に前記二次側を開放するようにしたことを
特徴とする請求項3又は4に記載の三相限流装置。
5. A three-phase rectifier circuit comprising at least two pairs of rectifiers, wherein at least two pairs of rectifiers constitute a rectifier switching element, and the rectifier switching element causes the DC reactor to fail due to a system failure. The three-phase current limiting device according to claim 3 or 4, wherein the secondary side is opened while the current limiting effect is maintained.
JP2000088643A 2000-03-28 2000-03-28 Three-phase current limiter Expired - Fee Related JP3399905B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000088643A JP3399905B2 (en) 2000-03-28 2000-03-28 Three-phase current limiter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000088643A JP3399905B2 (en) 2000-03-28 2000-03-28 Three-phase current limiter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001275249A true JP2001275249A (en) 2001-10-05
JP3399905B2 JP3399905B2 (en) 2003-04-28

Family

ID=18604491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000088643A Expired - Fee Related JP3399905B2 (en) 2000-03-28 2000-03-28 Three-phase current limiter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3399905B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102420422A (en) * 2011-12-21 2012-04-18 铜陵浩岩节能科技有限公司 Intelligent short-circuit current limiter
CN102868153A (en) * 2012-09-11 2013-01-09 吴加林 Three-phase short-circuit failure restrictor based on IGBT (Insulated Gate Bipolar Translator)
CN107611929A (en) * 2017-08-17 2018-01-19 国家电网公司 A kind of high-impedance transformer by-pass switch failure judges and solved method
KR102122146B1 (en) * 2019-01-14 2020-06-11 숭실대학교산학협력단 Three phase transformer type superconducting fault current limiter using double quench

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102420422A (en) * 2011-12-21 2012-04-18 铜陵浩岩节能科技有限公司 Intelligent short-circuit current limiter
CN102868153A (en) * 2012-09-11 2013-01-09 吴加林 Three-phase short-circuit failure restrictor based on IGBT (Insulated Gate Bipolar Translator)
CN107611929A (en) * 2017-08-17 2018-01-19 国家电网公司 A kind of high-impedance transformer by-pass switch failure judges and solved method
KR102122146B1 (en) * 2019-01-14 2020-06-11 숭실대학교산학협력단 Three phase transformer type superconducting fault current limiter using double quench

Also Published As

Publication number Publication date
JP3399905B2 (en) 2003-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120153927A1 (en) Fault current limiter with saturated core
JPH0368618B2 (en)
Nomura et al. Single DC reactor type fault current limiter for 6.6 kV power system
JP2012505634A (en) Superconducting fault current limiter
Choi et al. Transient characteristics of a flux-coupling type superconducting fault current limiter according to winding direction
Jung et al. Current limitation and power burden of a flux-coupling type SFCL in the three-phase power system according to turn's ratio and fault type
JP2001275249A (en) Three-phase current limiting apparatus
JPH099499A (en) Current limiter
WO2014108902A1 (en) Fault current limiter
CN100334786C (en) A power electronic type short-circuit fault current limiter
JP5828783B2 (en) DC circuit breaker
JP2941833B2 (en) Superconducting current limiting device
JP2000354326A (en) Current-limiting device utilizing superconducting transformer
CN204794015U (en) Electric leakage circuit breaker
RU2159980C1 (en) Method and device for directional overcurrent protection of two parallel lines in three-phase electrical installation
US6335851B1 (en) Current-limiting device
CN2696187Y (en) Power electronic type short-circuit fault current limitter
CN111971866B (en) Circuit arrangement, voltage source converter station and high-voltage direct-current transmission system
JP3031296B2 (en) Grid connection equipment
JPH02101926A (en) Current limiting apparatus
WO2018138723A1 (en) Dc power supply arrangement
RU2134475C1 (en) Reverse-sequence current filter device for three- phase electrical installation
JP2868766B2 (en) Unsaturated transformer
JP2947277B1 (en) Current limiting device
JP3367504B2 (en) Three-phase rectification type current limiting device

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030123

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees