JP2006254675A - Electric circuit current limiter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric circuit current limiter capable of controlling the current value of an electric circuit in a short time through simple construction. <P>SOLUTION: A current limiting circuit 20 connected in series with an electric circuit L limits an output current so that it does not exceed a current limit value corresponding to a control signal input to a control terminal. A control circuit 40 determines a control signal output to the control terminal of the current limiting circuit 20 so that the detection current value M of the electric circuit L, detected through a current detection circuit 30, becomes equal to or lower than a set current value S1, and lowers the current limit value of the current limiting circuit 20. A set current value for normal operation or a set current value for abnormal operation can be set for the set current value S1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電路、特に、異なる交流電力系統の間を接続する電路の電流を制限する技術に関する。   The present invention relates to a technique for limiting a current of an electric circuit, in particular, an electric circuit connecting between different AC power systems.

電力発電設備から各需要家に交流電力を供給するための送電系統や配電系統、配電系統から受電した電力を需要家内に配電するための受電配電系統等(以下、「交流電力系統」という)の間を接続する電路には、系統切り替えや故障電流の遮断等のために、投入・遮断機能を有する遮断器が設けられている。
遮断器は、金属接点の開閉によって投入・遮断を行う。このため、故障時に電路を遮断する場合には、接点間にアークが発生し、遮断完了までに時間を要する。
そこで、スイッチ素子及び限流インピーダンス素子を遮断器に並列に接続した遮断装置や、スイッチ素子及び限流インピーダンス素子を遮断器と転流用装置との直列回路に並列に接続した遮断装置が提案されている。(特許文献1参照)
特開2002−271975号公報
Power transmission system and distribution system for supplying AC power to each customer from the power generation facility, power distribution system for distributing the power received from the distribution system to the customer (hereinafter referred to as “AC power system”) A circuit breaker having an on / off function is provided in the electric circuit connecting between them for system switching, interruption of fault current, and the like.
The circuit breaker is turned on and off by opening and closing metal contacts. For this reason, when the electric circuit is interrupted at the time of failure, an arc is generated between the contacts, and it takes time to complete the interruption.
Therefore, a circuit breaker in which the switch element and the current limiting impedance element are connected in parallel to the circuit breaker, and a circuit breaker in which the switch element and the current limiting impedance element are connected in parallel to the series circuit of the circuit breaker and the commutation device have been proposed. Yes. (See Patent Document 1)
JP 2002-271975 A

従来の遮断装置は、遮断器の機械式接点の開閉動作によって電路を投入及び遮断するものであるため、遮断能力に近い電流値の電流が電路に流れている状態で電路を遮断する場合には、遮断器の接点間に発生するアークを消弧するための絶縁性ガスや限流インピーダンス素子等が必要である。このため、構成が複雑であり、また、故障電流が低減されるまでに時間を要する。
また、従来の遮断装置は、電路を投入及び遮断する機能しか有していないため、使用態様が限られている。
そこで、本願発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、電路の電流値を、簡単な構成で短時間に制御することができるとともに、種々の使用態様で使用することができる電路電流制限装置を提供することを目的とする。
The conventional circuit breaker switches on and off the electric circuit by opening and closing the mechanical contact of the circuit breaker. Therefore, when the electric circuit is interrupted while a current having a current value close to the interruption capacity is flowing in the electric circuit, Insulating gas, a current limiting impedance element, etc. for extinguishing the arc generated between the contacts of the circuit breaker are required. For this reason, the configuration is complicated, and it takes time until the fault current is reduced.
Moreover, since the conventional interruption | blocking apparatus has only the function to turn on and off an electric circuit, the usage aspect is limited.
Therefore, the present invention has been made in view of such a point, and the current value of the electric circuit can be controlled in a short time with a simple configuration and can be used in various usage modes. It aims at providing an electric circuit current limiting device.

(第1発明)
前記課題を解決するための本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりの電路電流制限装置である。
本発明は、電流制限値が変更可能な電流制限手段と、電路の交流電流の電流値を検出する電流検出手段と、電流制限手段の電流制限値を制御する制御信号を出力する第1の制御手段を備えている。
電流制限手段は、電路に直列に接続される第1及び第2の出力端子と、制御信号が入力される制御端子を有しており、第1の出力端子と第2の出力端子との間を流れる電流(出力電流)の電流値が、制御端子に入力される制御信号に対応する電流制限値を超えないように制限作動する。
そして、第1の制御手段は、電流検出値が電流設定値以下となるように、電流制限手段の制御端子に出力する制御信号を調整して電流制限手段の電流制限値を低下させる。
本明細書で用いている「電路」は、送電系統や配電系統、需要家内の受電配電系統等の異なる交流電力系統の間を接続する電路等が該当する。
電流制限手段は、第1及び第2の出力端子と制御端子を有する電流制限素子によって構成される。電流制限素子の数は、1個でもよいし、複数個でもよい。複数個の電流制限素子によって構成する場合には、直列に接続する方法や並列に接続する方法を用いることができる。複数個の電流制限素子によって電流制限手段を構成する場合には、電路の一端側に接続されている電流制限素子の第1の出力端子と電路の他端側に配置されている電流制限素子の第2の出力端子が電流制限手段の第1の出力端子と第2の出力端子に対応し、各電流制限素子の制御端子が電流制限手段の制御端子に対応する。
電流制限手段は、好適には、電流制限素子を逆直列に接続あるいは複数個の電流制限素子を直接に接続した直列回路を逆直列に接続するとともに、電流制限素子に耐電圧用のダイオードを逆並列に接続することによって構成される。前記ダイオードは、各電流制限素子に逆並列に接続してもよいし、複数個のダイオードを直列接続した直列回路を電流制限素子の直列回路に逆並列に接続してもよい。この場合、第1の制御手段から各電流制限素子の制御端子に共通の制御信号を出力することができる。
電流制限手段による制限作動は、典型的には、出力電流の電流値が電流制限値を越えると、電流制限手段の第1及び第2の出力端子間の電圧が電流値の増加に対応して増加することによって、第1の出力端子と第2の出力端子との間を流れる電流の電流値が電流制限値を越えないように制限する動作を意味する。
電流制限手段を構成する電流制限素子としては、例えば、ゲート絶縁型バイポーラトランジスタ(IGBT)、電界効果トランジスタ(FET)、ゲートターンオフサイリスタ(GTO)等の半導体素子を用いることができる。
第1の制御手段から電流制限手段の制御端子に出力する制御信号は、連続する制御信号であってもよいし、ステップ状に変化する制御信号であってもよい。
「電流設定値」としては、種々の設定値を設定することができる。例えば、通常時用電流設定値や異常時用電流設定値を設定することができる。この場合、電路の交流電流の電流値が通常時用電流設定値あるいは異常時用電流設定値を越えないように制御される。
(第2発明)
本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおりの電路電流制限装置である。
本発明では、第1の制御手段は、異常発生条件が満足されていない場合には、電流検出値が通常時用電流設定値以下となるように、異常発生条件が満足された場合には、電流検出値が異常時用電流設定値以下となるように、電流制限手段の制御端子に出力する制御信号を調整して電流制限手段の電流制限値を低下させる。
「異常発生条件」としては、種々の条件を用いることができる。たとえば、地絡故障検出器等の異常検出手段から検出信号が出力されたことを異常発生条件として用いることができる。あるいは、電流検出手段で検出された電流検出値が異常検出用電流設定値に達したこと、電流検出値の増加率が設定変化率以上であることを異常発生条件として用いることもできる。
通常時用電流設定値としては、例えば、電路の電流値を電路の連続許容電流値(通常時制限電流値)以下にするための値が設定される。
異常時用電流設定値としては、例えば、電路や電力系統に接続されている設備等の損傷を防止するための値(異常時制限電流値)が設定される。異常時用電流設定値として「0」を設定することもできる。
(第3発明)
本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおりの電路電流制限装置である。
本発明では、電流制限手段と直列に接続された遮断器を備えており、異常時用電流設定値として遮断器の遮断電流値が用いられている。
「遮断器の遮断電流値」としては、例えば、遮断器の定格電流値を用いることができる。
電流制限手段によって電路を流れる交流電流を遮断することができるが、遮断器と電流制限手段の直列回路を電路に接続する構成が用いられる場合もある。本発明は、このような場合に好適に用いることができる。
(第4発明)
本発明の第4発明は、請求項4に記載されたとおりの電路電流制限装置である。
本発明では、電流制限手段と並列に接続されるスイッチ手段と、スイッチ手段の導通状態あるいは非導通状態を制御する制御信号を出力する第2の制御手段を備えている。
スイッチ手段は、電路に直列に接続される第1及び第2の出力端子と、制御信号が入力される制御端子を有し、制御端子に入力される第2の制御信号によって導通状態あるいは非導通状態となる。
そして、第2の制御手段は、電流制限手段投入条件が満足されていない場合には、スイッチ手段を導通状態とする制御信号を、電流制限手段投入条件が満足された場合には、スイッチ手段を非導通状態とする制御信号をスイッチ手段の制御端子に出力する。
スイッチ手段は、スイッチ素子により構成される。スイッチ手段を構成するスイッチ素子の数は、1個でもよいし、複数個でもよい。複数個の電流制限素子を直列に接続した直列回路により電流制限手段が構成されている場合には、スイッチ素子を各電流制限素子に並列に接続してもよいし、スイッチ素子を直列接続した直列回路を電流制限素子の直列回路に並列に接続してもよい。電流制限手段を構成する各電流制限素子に並列にスイッチ素子を接続する態様や、複数個の電流制限素子を直列に接続した複数の直列回路それぞれに並列にスイッチ素子を接続する態様も、電流制限手段に並列にスイッチ手段を並列に接続する概念に含まれる。
スイッチ素子としては、導通状態における電力損失が、電流制限手段を構成する電流制限素子の導通状態における電力損失より小さい素子、例えば、サイリスタ等の半導体素子が用いられる。
「電流制限手段投入条件」としては、少なくとも、電流制限手段による電流制限動作が実行される時点でスイッチ手段を非導通状態とすることが可能な、適宜の条件を用いることができる。例えば、電流検出値が通常時用電流設定値に達したこと、電流検出値が異常検出用電流設定値に達したこと、電流検出値が所定値に達したこと等を所定の条件として用いることができる。
(第5発明)
本発明の第5発明は、請求項5に記載されたとおりの電路電流制限装置である。
本発明では、異なる交流電力系統を接続する電路に電路電流制限装置が配設されている。
(第6発明)
本発明の第6発明は、請求項6に記載されたとおりの電路電流制限装置である。
本発明では、異なる交流電力系統を接続する複数の電路のうちの少なくとも1つの電路に電路電流制限装置が配設されている。
(第7発明)
本発明の第7発明は、請求項7に記載されたとおりの電路電流制限装置である。
本発明では、電流制限手段を、ゲート絶縁型バイポーラトランジスタにより構成している。
(First invention)
A first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is an electric circuit current limiting device as described in claim 1.
The present invention provides a current control unit that can change a current limit value, a current detection unit that detects a current value of an alternating current in a circuit, and a first control that outputs a control signal that controls the current limit value of the current limit unit. Means.
The current limiting means has first and second output terminals connected in series to the electric circuit, and a control terminal to which a control signal is input, and between the first output terminal and the second output terminal. Is limited so that the current value of the current flowing through (output current) does not exceed the current limit value corresponding to the control signal input to the control terminal.
Then, the first control means adjusts a control signal output to the control terminal of the current limiting means so as to reduce the current limit value of the current limiting means so that the detected current value is equal to or less than the current set value.
The “electric circuit” used in this specification corresponds to an electric circuit that connects between different AC power systems such as a power transmission system, a power distribution system, and a power receiving / distributing system in a consumer.
The current limiting means is constituted by a current limiting element having first and second output terminals and a control terminal. The number of current limiting elements may be one or plural. When configured by a plurality of current limiting elements, a method of connecting in series or a method of connecting in parallel can be used. In the case where the current limiting means is configured by a plurality of current limiting elements, the first output terminal of the current limiting element connected to one end of the electric circuit and the current limiting element disposed on the other end of the electric circuit The second output terminal corresponds to the first output terminal and the second output terminal of the current limiting means, and the control terminal of each current limiting element corresponds to the control terminal of the current limiting means.
Preferably, the current limiting means preferably connects the current limiting element in reverse series or a series circuit in which a plurality of current limiting elements are directly connected in reverse series, and reverses the withstand voltage diode to the current limiting element. Configured by connecting in parallel. The diode may be connected in antiparallel to each current limiting element, or a series circuit in which a plurality of diodes are connected in series may be connected in antiparallel to the series circuit of current limiting elements. In this case, a common control signal can be output from the first control means to the control terminal of each current limiting element.
Typically, the limiting operation by the current limiting means is such that when the current value of the output current exceeds the current limiting value, the voltage between the first and second output terminals of the current limiting means corresponds to the increase in the current value. By increasing, it means an operation of limiting the current value of the current flowing between the first output terminal and the second output terminal so as not to exceed the current limit value.
As the current limiting element constituting the current limiting means, for example, a semiconductor element such as a gate insulating bipolar transistor (IGBT), a field effect transistor (FET), or a gate turn-off thyristor (GTO) can be used.
The control signal output from the first control means to the control terminal of the current limiting means may be a continuous control signal or a control signal that changes stepwise.
As the “current set value”, various set values can be set. For example, a normal current setting value or an abnormal current setting value can be set. In this case, control is performed so that the current value of the alternating current in the electric circuit does not exceed the normal current setting value or the abnormal current setting value.
(Second invention)
A second invention of the present invention is an electric circuit current limiting device as set forth in claim 2.
In the present invention, the first control means, when the abnormality occurrence condition is not satisfied, when the abnormality occurrence condition is satisfied so that the current detection value is equal to or lower than the normal current setting value, The control signal output to the control terminal of the current limiting means is adjusted so as to reduce the current limiting value of the current limiting means so that the detected current value is equal to or less than the current setting value for abnormal conditions.
Various conditions can be used as the “abnormal condition”. For example, the fact that a detection signal is output from an abnormality detection means such as a ground fault detector can be used as an abnormality occurrence condition. Alternatively, it can be used as an abnormality occurrence condition that the current detection value detected by the current detection means has reached the abnormality detection current set value and that the increase rate of the current detection value is equal to or greater than the set change rate.
As the current setting value for normal time, for example, a value for setting the current value of the electric circuit to be equal to or lower than the continuous allowable current value (normal current limit current value) of the electric circuit is set.
As the abnormal current setting value, for example, a value (abnormal current limit current value) for preventing damage to facilities connected to the electric circuit or the power system is set. “0” can also be set as the current setting value for abnormality.
(Third invention)
A third aspect of the present invention is a circuit current limiting device as set forth in claim 3.
In the present invention, a circuit breaker connected in series with the current limiting means is provided, and the circuit breaker breaking current value is used as the current setting value for abnormal conditions.
As the “breaker current value of the circuit breaker”, for example, the rated current value of the circuit breaker can be used.
Although the alternating current flowing through the electric circuit can be interrupted by the current limiting unit, a configuration in which a series circuit of a circuit breaker and a current limiting unit is connected to the electric circuit may be used. The present invention can be suitably used in such a case.
(Fourth invention)
A fourth aspect of the present invention is an electric circuit current limiting device as set forth in the fourth aspect.
The present invention includes switch means connected in parallel with the current limiting means, and second control means for outputting a control signal for controlling the conduction state or non-conduction state of the switch means.
The switch means has first and second output terminals connected in series to the electric circuit and a control terminal to which a control signal is input, and is turned on or off by the second control signal input to the control terminal. It becomes a state.
The second control means outputs a control signal for turning on the switching means when the current limiting means input condition is not satisfied, and the switch means when the current limiting means input condition is satisfied. A control signal for setting the non-conductive state is output to the control terminal of the switch means.
The switch means is constituted by a switch element. The number of switch elements constituting the switch means may be one or plural. When the current limiting means is constituted by a series circuit in which a plurality of current limiting elements are connected in series, the switching elements may be connected in parallel to the current limiting elements, or the switching elements may be connected in series. The circuit may be connected in parallel to a series circuit of current limiting elements. A mode in which a switching element is connected in parallel to each current limiting element constituting the current limiting means and a mode in which a switching element is connected in parallel to each of a plurality of series circuits in which a plurality of current limiting elements are connected in series are also current limiting. It is included in the concept of connecting the switch means in parallel with the means.
As the switch element, an element whose power loss in the conduction state is smaller than the power loss in the conduction state of the current limiting element constituting the current limiting means, for example, a semiconductor element such as a thyristor is used.
As the “current limiting means input condition”, it is possible to use an appropriate condition that enables the switch means to be in a non-conductive state at least when the current limiting operation by the current limiting means is executed. For example, the current detection value has reached the normal current setting value, the current detection value has reached the abnormality detection current setting value, the current detection value has reached a predetermined value, etc. are used as predetermined conditions. Can do.
(Fifth invention)
A fifth aspect of the present invention is a circuit current limiting device as set forth in the fifth aspect.
In the present invention, a circuit current limiting device is provided in a circuit that connects different AC power systems.
(Sixth invention)
A sixth aspect of the present invention is a circuit current limiting device as set forth in the sixth aspect.
In the present invention, the circuit current limiting device is disposed in at least one of the plurality of circuits that connect different AC power systems.
(Seventh invention)
A seventh aspect of the present invention is a circuit current limiting device as set forth in the seventh aspect.
In the present invention, the current limiting means is constituted by a gate insulating bipolar transistor.

請求項1に記載の電路電流制限装置は、電流制限手段と電流検出手段と制御手段により構成することができるため、構成が簡単である。
また、電流制限手段の電流制限値の制御によって電路の電流値を制限することができるため、電路の電流値を短時間で制御することができる。
さらに、電流設定値を変更することによって電路の電流値を任意の値に制御することができるため、種々の態様で使用することができる。例えば、電流設定値として通常時用電流設定値を設定することにより、通常時における電路の電流値が電路の制限電流値を超えないように制御することができる。あるいは、電流設定値として異常時用電流設定値を設定することにより、異常時における電路の電流値を短時間で低減させることができる。
請求項2に記載の電路電流制限装置では、電路の電流値は、通常時には通常時用電流設定値以下となるように、異常時には異常時用電流設定値以下となるように制御される。すなわち、通常時には、電路の電流値が電路の連続許容電流値を越えないように、異常時には、電路や電力系統に接続されている設備等の損傷を防止するように、電流制限手段の制御信号が制御される。
これにより、通常時における電路の電流値を制限する機能と、異常時における電路の電流値を抑制する機能を備えた電路電流制限装置を得ることができる。
請求項3に記載の電路電流制限装置を用いれば、電路の電流値が遮断器の遮断電流値以下に低下した状態で遮断器の遮断動作を実行させることができるため、遮断器による電路の遮断動作を短時間に行うことができる。
請求項4に記載の電路電流制限装置を用いれば、電流制限手段での電力損失を低減することができる。
請求項5に記載の電路電流制限装置を用いれば、異なる交流電力系統間での電流値を制御することができる。
請求項6に記載の電路電流制限装置を用いれば、異なる交流電力系統を接続している複数の電路間での電流値を制御することができる。
請求項7に記載の電路電流制限装置を用いれば、電路の電流値を簡単に、短時間で制御することができる。
Since the electric circuit current limiting device according to the first aspect can be configured by the current limiting means, the current detection means, and the control means, the configuration is simple.
Further, since the current value of the electric circuit can be limited by controlling the current limit value of the current limiting means, the current value of the electric circuit can be controlled in a short time.
Furthermore, since the current value of the electric circuit can be controlled to an arbitrary value by changing the current setting value, it can be used in various modes. For example, by setting the normal current setting value as the current setting value, it is possible to control the current value of the electric circuit in the normal condition so as not to exceed the limit current value of the electric circuit. Alternatively, by setting the current setting value for abnormal time as the current setting value, the current value of the electric circuit at the time of abnormality can be reduced in a short time.
In the electric circuit current limiting device according to the second aspect, the electric current value of the electric circuit is controlled so as to be equal to or less than the normal current setting value at the normal time, and to be equal to or smaller than the abnormal current setting value at the time of abnormality. That is, the control signal of the current limiting means is used so that the current value of the electric circuit does not exceed the continuous allowable current value of the electric circuit at normal times, and the equipment connected to the electric circuit and the power system is prevented at the time of abnormality. Is controlled.
Thereby, the electric circuit current limiting device provided with the function which restricts the electric current value of the electric circuit at the normal time, and the function which controls the electric current value of the electric circuit at the time of abnormality can be obtained.
If the electric circuit current limiting device according to claim 3 is used, the circuit breaker can be operated in a state where the current value of the electric circuit is reduced below the circuit breaker current value. The operation can be performed in a short time.
If the electric circuit current limiting device of Claim 4 is used, the power loss in a current limiting means can be reduced.
If the electric circuit current limiting apparatus of Claim 5 is used, the electric current value between different alternating current power systems can be controlled.
If the electric circuit current limiting device of Claim 6 is used, the electric current value between the some electric circuits which connect different alternating current power systems can be controlled.
If the electric circuit current limiting device of Claim 7 is used, the electric current value of an electric circuit can be controlled easily in a short time.

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態の電路電流制限装置10を、異なる交流電力系統Aと交流電力系統Bを接続する電路Lに配設した場合の概略構成図である。交流電力系統Aには発電機Gが接続されている。
本明細書では、「交流電力系統」という用語は、発電機等の電力発電設備から各需要家に交流電力を供給するための送電系統や配電系統、配電系統から受電した交流電力を需要家内低圧回路に配電するための受電配電系統等全てを含む。
また、本発明の電路電流制限装置は、主に、異なる交流電力系統を接続する電路に配設されるが、交流電力系統中の電路に配設することもできる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram when a circuit current limiting device 10 according to the first embodiment of the present invention is disposed in a circuit L connecting different AC power systems A and B. A generator G is connected to the AC power system A.
In this specification, the term “AC power system” means a power transmission system or power distribution system for supplying AC power to each consumer from a power generation facility such as a generator, and AC power received from the power distribution system is a low voltage within the consumer. Includes all power receiving and distribution systems for distributing power to the circuit.
Moreover, although the electric circuit current limiting device of this invention is mainly arrange | positioned in the electric circuit which connects a different alternating current power system, it can also be arrange | positioned in the electric circuit in an alternating current power system.

本実施の形態の電路電流制限装置10は、電流制限回路20、電流検出回路30、制御回路40、電流設定値出力回路50等により構成されている。
電流制限回路20は、電路Lを流れる交流電流の電流値が、電流制限値を超えないように制限する電流制限機能を備えている。この電流制限値は、制御信号によって変更可能である。
本実施の形態の電路電流制限装置10の1相分の構成を図2に示す。
なお、電路Lの交流電流が多相の場合には、図2に示す電路電流制限装置が各相に設けられる。この時、各相毎に個別に電路の電流値を制限する必要がない場合には、電流検出回路30、制御回路40、電流設定値出力回路50を各相で兼用してもよい。
電流制限回路20は、電流制限素子によって構成されている。電流制限回路20を構成する電流制限素子としては、ゲート絶縁型バイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor)(「IGBT」という)、ゲートターンオフサイリスタ(Gate Turn-Off Thyristor)(「GTOサイリスタ」という)、電界効果トランジスタ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)(「MOSFET」という)等の半導体素子を用いることができる。
本実施の形態では、電流制限素子として、MOSFETをゲート部に組み込んだバイポーラトランジスタであるIGBTを用いている。IGBTは公知であるため、ここでは、詳しい構造等についての説明は省略する。
The circuit current limiting device 10 according to the present embodiment includes a current limiting circuit 20, a current detection circuit 30, a control circuit 40, a current set value output circuit 50, and the like.
The current limiting circuit 20 has a current limiting function that limits the current value of the alternating current flowing through the electric circuit L so as not to exceed the current limiting value. This current limit value can be changed by a control signal.
FIG. 2 shows the configuration of one phase of the circuit current limiting device 10 of the present embodiment.
In addition, when the alternating current of the electric circuit L is multiphase, the electric circuit current limiting device shown in FIG. 2 is provided in each phase. At this time, when it is not necessary to individually limit the current value of the electric circuit for each phase, the current detection circuit 30, the control circuit 40, and the current set value output circuit 50 may be shared by each phase.
The current limiting circuit 20 is configured by a current limiting element. Current limiting elements constituting the current limiting circuit 20 include a gate insulated bipolar transistor (referred to as “IGBT”), a gate turn-off thyristor (referred to as “GTO thyristor”), and an electric field. A semiconductor element such as an effect transistor (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) (referred to as “MOSFET”) can be used.
In the present embodiment, an IGBT which is a bipolar transistor in which a MOSFET is incorporated in a gate portion is used as a current limiting element. Since IGBT is publicly known, detailed description of the structure and the like is omitted here.

図2に示す電流制限回路20は、2個のIGBT21と22を逆直列に接続するとともに、耐電圧用のダイオード25と26をIGBT21と22それぞれに逆並列に接続することによって、交流電流に対応させている。
すなわち、図2に示すIGBT21、22は、正極端子であるコレクタ端子C及び負極端子であるエミッタ端子Eと、制御端子であるゲート端子Gを有しており、コレクタ端子Cからエミッタ端子Eの方向(通電方向)に電流を流すことができる。コレクタ端子C及びエミッタ端子Eを流れる電流の電流値は、ゲート端子Gに入力されるゲート電圧に応じた電流制限値を越えないように制限される。なお、コレクタ端子Cとエミッタ端子Eは、一方がIGBTの第1の出力端子、他方がIGBTの第2の出力端子を形成する。
このIGBT21と22を、エミッタ端子E同士を接続することによって、通電方向が逆方向となるように直列に接続(逆直列に接続)している。
そして、IGBT21のコレクタ端子Cを電流制限回路20の一方の出力端子20aに、IGBT22のコレクタ端子Cを電流制限回路20の他方の出力端子20bに接続している。
また、ダイオード25、26を、通電方向がIGBT21、22の通電方向と逆方向となるように、IGBT21、22それぞれに並列に接続(逆並列に接続)している。
さらに、IGBT21、22のゲート端子Gを、電流制限回路20の制御端子20c、20dに接続している。制御端子20c、20dには、制御回路40からゲート電圧(制御信号)が入力される。図2に示す電流制限回路20を用いる場合、制御回路40から制御端子20c、20d(したがって、IGBT21、22のゲート端子G)に、同じゲート電圧(制御信号)を出力することができる。
図2に示す電流制限回路20では、交流電流の極性が、出力端子20b側が正極性で出力端子20a側が負極性である時には、IGBT22とダイオード25を介してx1方向に電流が流れる。一方、交流電流の極性が、出力端子20a側が正極性で出力端子20b側が負極性である時には、IGBT21とダイオード26を介してx2方向に電流が流れる。このように、IGBT21、22の通電方向と逆極性の交流電流がダイオード25、26を流れるため、IGBT21、22の耐電圧特性が向上する。
The current limiting circuit 20 shown in FIG. 2 corresponds to an alternating current by connecting two IGBTs 21 and 22 in anti-series and by connecting anti-voltage diodes 25 and 26 in anti-parallel to the IGBTs 21 and 22, respectively. I am letting.
That is, the IGBTs 21 and 22 shown in FIG. 2 have a collector terminal C that is a positive terminal, an emitter terminal E that is a negative terminal, and a gate terminal G that is a control terminal, and a direction from the collector terminal C to the emitter terminal E. A current can be passed in the (energization direction). The current value of the current flowing through the collector terminal C and the emitter terminal E is limited so as not to exceed the current limit value corresponding to the gate voltage input to the gate terminal G. One of the collector terminal C and the emitter terminal E forms a first output terminal of the IGBT, and the other forms a second output terminal of the IGBT.
The IGBTs 21 and 22 are connected in series (connected in reverse series) so that the energization direction is reversed by connecting the emitter terminals E to each other.
The collector terminal C of the IGBT 21 is connected to one output terminal 20 a of the current limiting circuit 20, and the collector terminal C of the IGBT 22 is connected to the other output terminal 20 b of the current limiting circuit 20.
The diodes 25 and 26 are connected in parallel (connected in reverse parallel) to the IGBTs 21 and 22 so that the energization direction is opposite to the energization direction of the IGBTs 21 and 22.
Furthermore, the gate terminals G of the IGBTs 21 and 22 are connected to the control terminals 20 c and 20 d of the current limiting circuit 20. A gate voltage (control signal) is input from the control circuit 40 to the control terminals 20c and 20d. When the current limiting circuit 20 shown in FIG. 2 is used, the same gate voltage (control signal) can be output from the control circuit 40 to the control terminals 20c and 20d (hence, the gate terminals G of the IGBTs 21 and 22).
In the current limiting circuit 20 shown in FIG. 2, when the polarity of the alternating current is positive on the output terminal 20 b side and negative on the output terminal 20 a side, a current flows in the x1 direction via the IGBT 22 and the diode 25. On the other hand, when the polarity of the alternating current is positive on the output terminal 20a side and negative on the output terminal 20b side, a current flows in the x2 direction via the IGBT 21 and the diode 26. Thus, since the alternating current having the opposite polarity to the energizing direction of the IGBTs 21 and 22 flows through the diodes 25 and 26, the withstand voltage characteristics of the IGBTs 21 and 22 are improved.

なお、IGBT21と22を逆直列に接続する方法としては、IGBT21と22のコレクタ端子C同士を接続する方法を用いることもできる。
また、出力電流がコレクタ端子からエミッタ端子の方向に流れるIGBTを用いたが、エミッタ端子からコレクタ端子の方向に流れるIGBTを用いることもできる。
As a method of connecting the IGBTs 21 and 22 in anti-series, a method of connecting the collector terminals C of the IGBTs 21 and 22 can also be used.
Moreover, although the IGBT in which the output current flows in the direction from the collector terminal to the emitter terminal is used, the IGBT in which the output current flows in the direction from the emitter terminal to the collector terminal can also be used.

図2に示す電流制限回路20は、交流電流の各方向に対してそれぞれ1個のIGBT21、22を用いている。ここで、IGBTの定格電圧や定格電流が電路Lの定格電圧や定格電流より低い場合がある。このような場合には、複数個のIGBTを直列に接続する方法や並列に接続する方法が用いられる。
交流電流の各方向に対して複数個のIGBTを用いた電流制限回路を備える第2の実施の形態の電路電流制限装置の1相分の構成を図3に示す。なお、電路Lの交流電流が多相の場合には、図3に示す電路電流制限装置が各相に設けられる。
図3において、電流検出回路30、制御回路40、電流設定値出力回路50は第1の実施の形態と同様の構成であり、電流制限回路120のみが第1の実施の形態の構成と異なっている。
The current limiting circuit 20 shown in FIG. 2 uses one IGBT 21 and 22 for each direction of the alternating current. Here, the rated voltage or rated current of the IGBT may be lower than the rated voltage or rated current of the electric circuit L. In such a case, a method of connecting a plurality of IGBTs in series or a method of connecting them in parallel is used.
FIG. 3 shows the configuration of one phase of the circuit current limiting device of the second embodiment provided with a current limiting circuit using a plurality of IGBTs for each direction of the alternating current. In addition, when the alternating current of the electric circuit L is multiphase, the electric circuit current limiting device shown in FIG. 3 is provided in each phase.
In FIG. 3, the current detection circuit 30, the control circuit 40, and the current set value output circuit 50 have the same configuration as that of the first embodiment, and only the current limiting circuit 120 is different from the configuration of the first embodiment. Yes.

図3に示す電流制限回路120は、n個(nは任意の正の整数)のIGBT121a〜121nを直列に接続した直列回路(以下、「直列回路121」という)、n個のIGBT122a〜122nを直列に接続した直列回路(以下、「直列回路122」という)を逆直列に接続するとともに、ダイオード125a〜125n、126a〜126nをIGBT121a〜121n、122a〜122nそれぞれに逆並列に接続することによって、交流電流に対応させている。なお、IGBT121a〜121n、122a〜122nとして、第1の実施の形態のIGBT21、22と同様のIGBTを用いている。
すなわち、IGBT121a〜IGBT121nを、隣接するIGBTの負極端子であるエミッタ端子Eと正極端子であるコレクタ端子Cを順次接続することによって直列回路121を形成している。また、IGBT122a〜IGBT122nを、隣接するIGBTの正極端子であるコレクタ端子Cと負極端子であるエミッタ端子Eを順次接続することによって直列回路122を形成している。そして、直列回路121の一方側端部に配置されているIGBT121aの正極端子であるコレクタ端子Cを電流制限回路20の一方の出力端子120aに接続し、直列回路121の他方側端部に配置されているIGBT121nの負極端子であるエミッタ端子Eを直列回路122の一方側端部に配置されているIGBT122aの負極端子であるエミッタ端子Eに接続し、直列回路122の他方側端部に配置されているIGBT122nの正極端子であるコレクタ端子Cを電流制限回路20の他方の出力端子120bに接続することによって、通電方向が逆方向となるように直列回路121と122を直列に接続(逆直列に接続)している。
また、ダイオード125a〜125n、126a〜126nを、通電方向がIGBT121a〜121n、IGBT122a〜122nの通電方向と逆方向となるように、IGBT121a〜121n、IGBT122a〜122nそれぞれに並列に接続(逆並列に接続)している。
さらに、IGBT121a〜121n、IGBT122a〜122nのゲート端子Gを、電流制限回路120の制御端子120c1〜120cn、120d1〜120dnに接続している。制御端子120c1〜120cn、120d1〜120dnには、制御回路40からゲート電圧(制御信号)が入力される。図3に示す電流制限回路120を用いる場合には、第1の実施の形態と同様に、制御回路40から各制御端子(したがって、各IGBTのゲート端子G)に同じゲート電圧(制御信号)を出力することができる。
図3に示す電流制限回路120では、交流電流の極性が、出力端子120b側が正極性で出力端子120a側が負極性である時には、IGBT122a〜122nとダイオード125a〜125nを介してx1方向に電流が流れる。一方、交流電流の極性が、出力端子120a側が正極性で出力端子120b側が負極性である時には、IGBT121a〜121nとダイオード126a〜126nを介してx2方向に電流が流れる。
3 includes a series circuit (hereinafter referred to as “series circuit 121”) in which n (where n is an arbitrary positive integer) IGBTs 121a to 121n connected in series, and n IGBTs 122a to 122n. A series circuit connected in series (hereinafter referred to as “series circuit 122”) is connected in anti-series and diodes 125a to 125n and 126a to 126n are connected in reverse parallel to the IGBTs 121a to 121n and 122a to 122n, respectively. Corresponds to AC current. As the IGBTs 121a to 121n and 122a to 122n, the same IGBTs as the IGBTs 21 and 22 of the first embodiment are used.
That is, the series circuit 121 is formed by sequentially connecting the IGBTs 121a to 121n to the emitter terminal E which is the negative terminal of the adjacent IGBT and the collector terminal C which is the positive terminal. Further, the series circuit 122 is formed by sequentially connecting the IGBT 122a to the IGBT 122n to the collector terminal C which is a positive terminal of the adjacent IGBT and the emitter terminal E which is a negative terminal. And the collector terminal C which is the positive electrode terminal of IGBT121a arrange | positioned at the one side edge part of the series circuit 121 is connected to one output terminal 120a of the current limiting circuit 20, and is arrange | positioned at the other side edge part of the series circuit 121. The emitter terminal E, which is the negative terminal of the IGBT 121n, is connected to the emitter terminal E, which is the negative terminal of the IGBT 122a, arranged at one end of the series circuit 122, and is arranged at the other end of the series circuit 122. By connecting the collector terminal C, which is the positive terminal of the IGBT 122n, to the other output terminal 120b of the current limiting circuit 20, the series circuits 121 and 122 are connected in series so that the energization direction is reversed (connected in reverse series). )is doing.
Also, the diodes 125a to 125n and 126a to 126n are connected in parallel to the IGBTs 121a to 121n and the IGBTs 122a to 122n (connected in reverse parallel) so that the energization direction is opposite to the energization direction of the IGBTs 121a to 121n and IGBTs 122a to 122n. )is doing.
Furthermore, the gate terminals G of the IGBTs 121a to 121n and IGBTs 122a to 122n are connected to the control terminals 120c1 to 120cn and 120d1 to 120dn of the current limiting circuit 120. A gate voltage (control signal) is input from the control circuit 40 to the control terminals 120c1 to 120cn and 120d1 to 120dn. When the current limiting circuit 120 shown in FIG. 3 is used, the same gate voltage (control signal) is applied from the control circuit 40 to each control terminal (and hence the gate terminal G of each IGBT) as in the first embodiment. Can be output.
In the current limiting circuit 120 shown in FIG. 3, when the polarity of the alternating current is positive on the output terminal 120b side and negative on the output terminal 120a side, current flows in the x1 direction via the IGBTs 122a to 122n and the diodes 125a to 125n. . On the other hand, when the polarity of the alternating current is positive on the output terminal 120a side and negative on the output terminal 120b side, current flows in the x2 direction via the IGBTs 121a to 121n and the diodes 126a to 126n.

なお、直列回路121と122を逆直列に接続する方法としては、IGBT121aと122nのコレクタ端子C同士を接続する方法を用いることもできる。
また、出力電流がコレクタ端子からエミッタ端子の方向に流れるIGBTを用いたが、エミッタ端子からコレクタ端子の方向に流れるIGBTを用いることもできる。
また、ダイオード125a〜125n、126a〜126をIGBT121a〜121n、122a〜122nそれぞれに逆並列に接続したが、ダイオード125a〜125nを直列に接続した直列回路(以下、「直列回路125」という)とダイオード126a〜126nを直列に接続した直列回路(以下、直列回路「126」という)を直列回路121と122にそれぞれ逆並列に接続することもできる。
また、複数のIGBTを並列に接続した並列回路を用いることもできる。
As a method of connecting the series circuits 121 and 122 in anti-series, a method of connecting the collector terminals C of the IGBTs 121a and 122n can also be used.
Moreover, although the IGBT in which the output current flows in the direction from the collector terminal to the emitter terminal is used, the IGBT in which the output current flows in the direction from the emitter terminal to the collector terminal can also be used.
In addition, the diodes 125a to 125n and 126a to 126 are connected in antiparallel to the IGBTs 121a to 121n and 122a to 122n, respectively, but a series circuit (hereinafter referred to as “series circuit 125”) and a diode in which the diodes 125a to 125n are connected in series. A series circuit in which 126a to 126n are connected in series (hereinafter referred to as a series circuit “126”) may be connected in antiparallel to the series circuits 121 and 122, respectively.
A parallel circuit in which a plurality of IGBTs are connected in parallel can also be used.

図3に示す第2の実施の形態は、図2に示す第1の実施の形態の電流制限素子21と耐電圧用のダイオード25との逆並列回路及び電流制限素子22と耐電圧用のダイオード26との逆並列回路に代えて、n個の逆並列回路(電流制限素子121aと耐電圧用のダイオード125aとの逆並列回路〜電流制限素子121nと耐電圧用のダイオード125nとの並列回路、電流制限素子122aと耐電圧用のダイオード126aとの逆並列回路〜電流制限素子122nと耐電圧用のダイオード126nとの逆並列回路)を直列に接続した回路を用いている点が異なるだけで、制御回路や電流制限回路の動作は第1の実施の形態と同様である。このため、以下では、説明を簡単にするために、図2に示す第1の実施の形態の動作について説明する。
まず、IGBTの電圧−電流特性を図4に示す。
なお、複数のIGBTを直列あるいは並列に接続した場合の電圧−電流特性は、電流値や電圧値が異なるだけで、図4と同じ特性を示す。
図4の横軸は、IGBTの出力電流(コレクタ端子C及びエミッタ端子Eを流れる電流)(A)を示し、縦軸は、IGBTのエミッタ−コレクタ間電圧(エミッタ端子Eとコレクタ端子Cの間の出力端子間電圧)(V)を示している。また、図4には、IGBTのゲート端子Gにそれぞれ[0V](VGE=0V)、[8V](VGE=8V)、[10V](VGE=10V)、[20V](VGE=20V)のゲート電圧VGE(ゲート端子Gとエミッタ端子Eとの間の電圧)を供給した場合の特性曲線が示されている。
図4から理解できるように、IGBTのゲート端子Gにゲート電圧[20V](VGE=20V)を供給した場合には、IGBTの出力電流は、[0A]〜[1800A]の範囲内では流れるが[1800A]以上は流れない。
また、IGBTのゲート端子Gにゲート電圧[10V](VGE=10V)を供給した場合には、IGBTの出力電流は、[0A]〜[1500A]の範囲内では流れるが[1500A]以上は流れない。
また、IGBTのゲート端子Gにゲート電圧[8V](VGE=8V)を供給した場合には、IGBTの出力電流は、[0A]〜[300A]の範囲内では流れるが[300A]以上は流れない。
なお、IGBTのゲート端子Gにゲート電圧[0V](VGE=0V)を供給した場合には、IGBTの出力電流は[0A]である。
このように、IGBTは、出力電流の電流値がゲート電圧に対応する電流制限値を越えると、電流値に応じてエミッターコレクタ間電圧(出力端子間電圧)が増加し、出力電流の電流値が電流制限値を越えないように制限作動する。
The second embodiment shown in FIG. 3 is an anti-parallel circuit of the current limiting element 21 and the withstand voltage diode 25 and the current limiting element 22 and the withstand voltage diode of the first embodiment shown in FIG. In place of the anti-parallel circuit 26, n anti-parallel circuits (an anti-parallel circuit of a current limiting element 121a and a withstand voltage diode 125a to a parallel circuit of a current limiting element 121n and a withstand voltage diode 125n, The only difference is that a circuit in which an antiparallel circuit of a current limiting element 122a and a withstand voltage diode 126a to an antiparallel circuit of a current limiting element 122n and a withstand voltage diode 126n is connected in series is used. The operations of the control circuit and the current limiting circuit are the same as those in the first embodiment. For this reason, for the sake of simplicity, the operation of the first embodiment shown in FIG. 2 will be described below.
First, the voltage-current characteristics of the IGBT are shown in FIG.
Note that the voltage-current characteristics when a plurality of IGBTs are connected in series or in parallel are the same as those in FIG. 4 except that the current values and voltage values are different.
The horizontal axis of FIG. 4 shows the output current of the IGBT (current flowing through the collector terminal C and the emitter terminal E) (A), and the vertical axis shows the voltage between the emitter and collector of the IGBT (between the emitter terminal E and the collector terminal C). (V) between the output terminals. Further, in FIG. 4, respectively to the gate terminal G of the IGBT [0V] (V GE = 0V), [8V] (V GE = 8V), [10V] (V GE = 10V), [20V] (V GE A characteristic curve is shown when a gate voltage V GE (voltage between the gate terminal G and the emitter terminal E) of = 20 V) is supplied.
As can be understood from FIG. 4, when the gate voltage [20V] (V GE = 20V) is supplied to the gate terminal G of the IGBT, the output current of the IGBT flows in the range of [0A] to [1800A]. Does not flow over [1800A].
Further, when the gate voltage [10V] (V GE = 10V) is supplied to the gate terminal G of the IGBT, the output current of the IGBT flows in the range of [0A] to [1500A], but not less than [1500A]. Not flowing.
Further, when the gate voltage [8V] (V GE = 8V) is supplied to the gate terminal G of the IGBT, the output current of the IGBT flows in the range of [0A] to [300A], but not less than [300A]. Not flowing.
When a gate voltage [0V] (V GE = 0V) is supplied to the gate terminal G of the IGBT, the output current of the IGBT is [0A].
Thus, in the IGBT, when the current value of the output current exceeds the current limit value corresponding to the gate voltage, the emitter-collector voltage (voltage between the output terminals) increases according to the current value, and the current value of the output current is Limiting operation is performed so as not to exceed the current limit value.

電流検出回路30は、電路Lを流れる交流電流の電流値を検出し、電流検出値Mを制御回路40に出力する。
制御回路40は、電流検出回路30で検出された電流検出値Mと電流設定値出力回路50の電流設定値S1に基づいて、電流制限回路20(詳しくは、電流制限回路20を構成する各IGBT21、22のゲート端子G)に出力するゲート電圧(制御信号)を決定する。
電流設定値S1としては、通常時用電流設定値や異常時用電流設定値が設定される。通常時用電流設定値としては、例えば、通常時における、電路Lの連続許容電流値に対応する値が設定される。異常時用電流設定値としては、例えば、異常時において、電路や交流電力系統に接続されている設備の損傷を防止するための値が設定される。
そして、制御回路40は、電流検出値Mと電流設定値S1を比較し、電流検出値Mが電流設定値S1に達しているか否かを判別する。
電流検出値Mが電流設定値S1を越えていない場合には、現在出力しているゲート電圧(制御信号)をそのまま出力する。
一方、電流検出値Mが電流設定値S1を越えた場合には、電流検出値Mが電流設定値S1以下となるように、ゲート電圧(制御信号)を決定して電流制限回路20の制御端子に出力する。例えば、電流制限回路20の電流制限値が、現在出力しているゲート電圧に対応する電流制限値より小さくなるように、現在出力しているゲート電圧より小さいゲート電圧を決定して出力する。なお、ゲート電圧を変更しても、電流検出値Mが電流設定値S1を越える場合には、さらに小さいゲート電圧を決定して出力する。
以上のようにして、制御回路40は、電流検出回路30で検出される電路Lの電流検出値Mが電流設定値出力回路50から出力される電流設定値S1以下になるように、電流制限回路20のゲート端子に出力するゲート電圧(制御端子に出力する制御信号)を調整して電流制限回路20の電流制限値を低下させる。
電流設定値出力回路50としては、例えば、制御回路40がアクセス可能な記憶回路が用いられる。勿論、電流設定値を通信線等を介して外部から入力することもできる。
The current detection circuit 30 detects the current value of the alternating current flowing through the electric circuit L and outputs the current detection value M to the control circuit 40.
Based on the current detection value M detected by the current detection circuit 30 and the current setting value S1 of the current setting value output circuit 50, the control circuit 40 determines the current limiting circuit 20 (specifically, each IGBT 21 constituting the current limiting circuit 20). , 22 to determine the gate voltage (control signal) output to the gate terminal G).
As the current set value S1, a normal current set value or an abnormal current set value is set. As the current setting value for normal time, for example, a value corresponding to the continuous allowable current value of the electric circuit L in normal time is set. As the current setting value for abnormal time, for example, a value for preventing damage to equipment connected to the electric circuit or the AC power system is set at the time of abnormality.
Then, the control circuit 40 compares the current detection value M with the current setting value S1, and determines whether or not the current detection value M has reached the current setting value S1.
If the current detection value M does not exceed the current set value S1, the currently output gate voltage (control signal) is output as it is.
On the other hand, when the current detection value M exceeds the current setting value S1, the gate voltage (control signal) is determined so that the current detection value M is equal to or less than the current setting value S1. Output to. For example, a gate voltage smaller than the currently output gate voltage is determined and output so that the current limit value of the current limit circuit 20 is smaller than the current limit value corresponding to the currently output gate voltage. Even if the gate voltage is changed, if the current detection value M exceeds the current setting value S1, a smaller gate voltage is determined and output.
As described above, the control circuit 40 controls the current limit circuit so that the current detection value M of the electric circuit L detected by the current detection circuit 30 is equal to or less than the current set value S1 output from the current set value output circuit 50. The gate voltage output to the gate terminal 20 (control signal output to the control terminal) is adjusted to reduce the current limit value of the current limit circuit 20.
As the current set value output circuit 50, for example, a storage circuit accessible by the control circuit 40 is used. Of course, the current set value can also be input from the outside via a communication line or the like.

第1の実施の形態(あるいは第2の形態)では、電路Lが本発明の「電路」に対応し、電流制限回路20(あるいは120)が本発明の「電流制限手段」に対応し、電流制限回路20の出力端子20a、20b(あるいは電流制限回路120の出力端子120a、120b)の一方が本発明の「電流制限手段の第1の出力端子」に、他方が本発明の「電流制限手段の第2の出力端子」に対応し、制御端子20c及び20d(あるいは制御端子120c1〜120cn及び120d1〜120dn)が本発明の「電流制限手段の制御端子」に対応し、電流検出回路30が本発明の「電流検出手段」に対応し、制御回路40が本発明の「第1の制御手段」に対応する。
また、電流設定値S1が本発明の「電流設定値」に対応し、IGBT21、22(あるいはIGBT121a〜121n、122a〜122n)が本発明の「電流制限素子」に対応する。
In the first embodiment (or the second embodiment), the electric circuit L corresponds to the “electric circuit” of the present invention, and the current limiting circuit 20 (or 120) corresponds to the “current limiting means” of the present invention. One of the output terminals 20a and 20b of the limiting circuit 20 (or the output terminals 120a and 120b of the current limiting circuit 120) is the "first output terminal of the current limiting means" of the present invention, and the other is the "current limiting means of the present invention. The control terminals 20c and 20d (or the control terminals 120c1 to 120cn and 120d1 to 120dn) correspond to the “control terminal of the current limiting means” of the present invention, and the current detection circuit 30 corresponds to the “second output terminal”. Corresponding to the “current detection means” of the invention, the control circuit 40 corresponds to the “first control means” of the invention.
The current setting value S1 corresponds to the “current setting value” of the present invention, and the IGBTs 21 and 22 (or IGBTs 121a to 121n and 122a to 122n) correspond to the “current limiting element” of the present invention.

次に、第1の実施の形態の動作を具体的に説明する。
ここで、異なる交流電力系統を接続する電路の電流値が増加する要因としては、各交流電力系統における電力需給バランスが崩れている場合や、故障による故障電流が流れている場合が考えられる。
各交流電力系統の需給バランスの崩れによって電路の電流値が増加している場合には、その電路の電流値が、通常時における制限電流値(例えば、連続許容電流値)を越えないように制御する必要がある。ここで、電路の電流値が制限電流値を越えないように制御する方法としては、その電路の電流値を抑制し、余裕のある電路に電流を迂回させる方法を用いることができる。
また、電路に故障電流が流れている場合には、早急に電路の電流値を減少させ、電路を実質的に遮断し(好ましくは、電流ゼロ点で電路を遮断し)、故障による設備への影響を最小限に抑制する必要がある。
Next, the operation of the first embodiment will be specifically described.
Here, as a factor which the electric current value of the electric circuit which connects a different alternating current power system increases, the case where the electric power supply-and-demand balance in each alternating current power system has collapsed, or the case where the fault electric current by a failure has flowed are considered.
If the current value of the circuit increases due to the imbalance between supply and demand of each AC power system, control is performed so that the current value of the circuit does not exceed the limit current value (for example, continuous permissible current value) at normal times. There is a need to. Here, as a method of controlling the current value of the electric circuit so as not to exceed the limit current value, a method of suppressing the current value of the electric circuit and diverting the current to the electric circuit having a margin can be used.
Also, if a fault current is flowing through the circuit, immediately reduce the current value of the circuit, substantially cut off the circuit (preferably, cut off the circuit at the zero current point), The impact needs to be minimized.

図1に示した第1の実施の形態により電路Lの電流値を通常時用電流設定値以下に制限する場合の動作を、図5を用いて説明する(「通常時の電流制御曲線」参照)。
なお、図5は、本実施の形態を通常時における電流制御に用いた場合の電路電流(電路Lの電流値)の変化状態(通常時の電流制御曲線)と、本実施の形態を異常時における電流制御に用いた場合の電路電流の変化状態(異常時の電流制御曲線)を表したグラフである。
いま、通常時における電路Lの電流値を、電路Lの連続許容電流値1500Aに制限する場合について説明する。この場合、電流設定値出力回路50には、電流設定値S1として通常時用電流設定値1500Aが設定される。
また、図5に示すように、制御回路40は、電流制限回路20の制御端子(電流制限回路20を構成するIGBT21、22のゲート端子G)に、電流制限値1800Aに対応するゲート電圧(制御信号)VGE=20Vを出力しているものとする。
この状態で、電路Lの電流値が増加し、時点x1において、電流検出回路30で検出される電流検出値Mが電流設定値S1=1500Aに達すると、制御回路40は、電路Lの電流値が1500A以下となるようにゲート電圧(制御信号)を決定する。
この場合、制御回路40は、図4に示すIGBTの電圧−電流特性図から、電流制限値1500Aに対応するゲート電圧VGE=10Vを決定する。
ゲート電圧VGE=10Vを決定した状態で、電路Lの電流検出値Mが再度電流設定値S1に達すると、さらに小さいゲート電圧が決定される。
以上のようにして、電路Lの電流値が通常時用電流設定値S1を越えないようにIGBTのゲート電圧(制御信号)を調整することによって、通常時の電流制御が行われる。
The operation when the current value of the electric circuit L is limited to the normal current setting value or less according to the first embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 5 (see “Normal Current Control Curve”). ).
Note that FIG. 5 shows a change state (normal current control curve) of the circuit current (current value of the circuit L) when the present embodiment is used for current control in a normal state, and the present embodiment is in an abnormal state. It is the graph showing the change state (current control curve at the time of abnormality) of the circuit current at the time of using for current control in.
Now, a case where the current value of the electric circuit L in a normal state is limited to the continuous allowable current value 1500A of the electric circuit L will be described. In this case, the current set value output circuit 50 is set with a normal current set value 1500A as the current set value S1.
Further, as shown in FIG. 5, the control circuit 40 applies a gate voltage (control) corresponding to the current limit value 1800A to the control terminal of the current limit circuit 20 (the gate terminals G of the IGBTs 21 and 22 constituting the current limit circuit 20). Signal) V GE = 20V is output.
In this state, when the current value of the electric circuit L increases and the current detection value M detected by the current detection circuit 30 reaches the current set value S1 = 1500A at the time point x1, the control circuit 40 determines the current value of the electric circuit L. The gate voltage (control signal) is determined so that the current becomes 1500 A or less.
In this case, the control circuit 40 determines the gate voltage V GE = 10V corresponding to the current limit value 1500A from the voltage-current characteristic diagram of the IGBT shown in FIG.
When the current detection value M of the electric circuit L reaches the current set value S1 again in a state where the gate voltage V GE = 10V is determined, a smaller gate voltage is determined.
As described above, normal current control is performed by adjusting the gate voltage (control signal) of the IGBT so that the current value of the electric circuit L does not exceed the normal current setting value S1.

次に、図1に示した第1の実施の形態により、異常時において電路Lの電流値を異常時用電流設定値以下に制限する(限流する)場合の動作を、便宜的に図5を用いて説明する(「異常時の電流制御曲線」参照)。
いま、電路Lの電流値が1700Aに達すると異常が発生したものと判断し、電路Lの電流値を300Aに減少させる場合について説明する。この場合、電流設定値出力回路50には、電流設定値S1として異常時用電流設定値300Aが設定される。
また、前記と同様に、制御回路40は、電流制限回路20の制御端子に、電流制限値1800Aに対応するゲート電圧VGE=20Vを出力しているものとする。
この状態で、故障が発生し、時点x2において、電流検出回路30で検出される電流検出値Mが電流設定値S1=1700Aに達すると、制御回路40は、電路Lの電流値が300A以下となるようにゲート電圧(制御信号)を決定する。
この場合、制御回路40は、図4に示すIGBTの電圧−電流特性図から、電流制限値300Aに対応するゲート電圧VGE=8Vを決定する。これにより、電路Lの電流値は、ゲート電圧VGB=8Vに対応する制限電流値300Aに抑制(限流)される。
図5では、電路Lの電流値を300Aに抑制した後、制御回路40からゲート電圧VGE=0Vを電流制限回路20の制御端子に出力している。これにより、電路Lの電流値は、0Aに抑制(限流)される。
以上のようにして、異常時における電路Lの電流制御が行われる。
なお、電流設定値S1を「0」Aに設定することにより、時点x2で、制御回路40からゲート電圧VGE=0Vを電流制限回路20の制御端子に出力することもできる。
Next, according to the first embodiment shown in FIG. 1, the operation in the case where the current value of the electric circuit L is limited to the current setting value for abnormal time or less (current limiting) at the time of abnormality is shown in FIG. (Refer to “Current control curve at the time of abnormality”).
Now, a case will be described in which it is determined that an abnormality has occurred when the current value of the electric circuit L reaches 1700A, and the current value of the electric circuit L is decreased to 300A. In this case, the current setting value output circuit 50 is set with the abnormality current setting value 300A as the current setting value S1.
Similarly to the above, it is assumed that the control circuit 40 outputs the gate voltage V GE = 20V corresponding to the current limit value 1800A to the control terminal of the current limit circuit 20.
In this state, when a failure occurs and the current detection value M detected by the current detection circuit 30 reaches the current set value S1 = 1700A at the time point x2, the control circuit 40 determines that the current value of the electric circuit L is 300A or less. The gate voltage (control signal) is determined so that
In this case, the control circuit 40 determines the gate voltage V GE = 8V corresponding to the current limit value 300A from the voltage-current characteristic diagram of the IGBT shown in FIG. Thereby, the current value of the electric circuit L is suppressed (current-limited) to the limiting current value 300A corresponding to the gate voltage V GB = 8V.
In FIG. 5, after the current value of the electric circuit L is suppressed to 300 A, the gate voltage V GE = 0 V is output from the control circuit 40 to the control terminal of the current limiting circuit 20. Thereby, the current value of the electric circuit L is suppressed (current-limited) to 0A.
As described above, current control of the electric circuit L at the time of abnormality is performed.
Note that the gate voltage V GE = 0 V can be output from the control circuit 40 to the control terminal of the current limiting circuit 20 at the time point x2 by setting the current set value S1 to “0” A.

第1及び第2の実施の形態では、電流制限機能を有するIGBT等の半導体素子により構成される電流制限回路を用いているため、電路Lの電流値を制御する動作が速い。特に、異常時には、電路Lの電流値を迅速に減少させることができるため電路や電力系統に接続されている設備の損傷を確実に防止することができる。
また、電流設定値を変更することによって、通常時の電流制御や異常時の電流制御等の種々の態様で使用することができる。
In the first and second embodiments, since a current limiting circuit configured by a semiconductor element such as an IGBT having a current limiting function is used, the operation of controlling the current value of the electric circuit L is fast. In particular, at the time of abnormality, the current value of the electric circuit L can be quickly reduced, so that damage to the equipment connected to the electric circuit and the power system can be reliably prevented.
Further, by changing the current set value, it can be used in various modes such as normal current control and abnormal current control.

なお、第1及び第2の実施の形態では、制御回路40は、ゲート電圧を低下させた後(電流制限値を低下させた後)は、ゲート電圧を高く設定する処理(現在の制御信号に対応する電流制限値より高い電流制限値に対応する制御信号を決定する処理)は行わない。電流制御によって設定したゲート電圧を元に戻す処理(ゲート電圧を高くする処理)は、係員が所定の操作(例えば、リセット操作)を行った場合に制御回路40が実行するように構成されている。
また、第1及び第2の実施の形態では、ゲート電圧(制御信号)をステップ状に変化させたが、連続的に変化させてもよい。
In the first and second embodiments, after the gate voltage is lowered (after the current limit value is lowered), the control circuit 40 sets the gate voltage to a higher value (the current control signal). Processing for determining a control signal corresponding to a current limit value higher than the corresponding current limit value is not performed. The process for returning the gate voltage set by the current control (the process for increasing the gate voltage) is configured to be executed by the control circuit 40 when an operator performs a predetermined operation (for example, a reset operation). .
In the first and second embodiments, the gate voltage (control signal) is changed stepwise, but may be changed continuously.

第1及び第2の実施の形態では、電路電流制限装置によって通常時の電流制御あるいは異常時の電流制御のいずれかを行ったが、通常時の電流制御及び異常時の電流制御を行うよう構成することもできる。
通常時の電流制御及び異常時の電流制御を行うように構成した第3の実施の形態の電路電流制御装置の1相分の回路を図6により説明する。
第3の実施の形態の電路電流制限装置210は、第1及び第2の実施の形態と同様に、異なる電力系統Aと電力系統Bを接続する電路Lに配設されている。
電路電流制限装置210は、電流制限回路220、電流検出回路230、制御回路240、第1の電流設定値出力回路250、第2の電流設定値出力回路260等により構成されている。なお、図6では、電路Lに遮断器200が設けられている。
本実施の形態は、遮断器が配設されている既設の電路に好適に用いることができる。
In the first and second embodiments, either the normal current control or the abnormal current control is performed by the circuit current limiting device, but the normal current control and the abnormal current control are performed. You can also
A circuit for one phase of the circuit current control device according to the third embodiment configured to perform normal current control and abnormal current control will be described with reference to FIG.
Similarly to the first and second embodiments, the circuit current limiting device 210 according to the third embodiment is disposed in a circuit L that connects different power systems A and B.
The circuit current limiter 210 includes a current limit circuit 220, a current detection circuit 230, a control circuit 240, a first current set value output circuit 250, a second current set value output circuit 260, and the like. In FIG. 6, the circuit breaker 200 is provided in the electric circuit L.
This embodiment can be suitably used for an existing electric circuit in which a circuit breaker is provided.

電流制限回路220は電流制限回路20や120と同様に、IGBTにより構成されている。電流検出回路230は、電路Lの電流値を検出し電流検出値Mを制御回路240に出力する。
第1の電流設定値出力回路250、第2の電流設定値出力回路260は、それぞれ第1の電流設定値S5、第2の電流設定値S6を出力する。第1の電流設定値S5は、通常時用電流設定値であり、例えば、通常時における電路Lの連続許容電流値に対応する値が設定される。第2の電流設定値S6は、異常時用電流設定値であり、異常発生時における電路Lの電流値が設定される。本実施の形態では、第2の電流設定値S6として遮断器200の遮断電流値(定格電流値)を用いている。
制御回路240は、通常時には、電流検出回路230で検出された電路Lの電流検出値Mが、第1の電流設定値S5以下となるように電流制限回路220の制御端子に出力するゲート電圧(制御信号)を決定する。また、異常発生時には、電流検出回路230で検出された電路Lの電流検出値Mが、第2の電流設定値S6以下となるように電流制限回路220の制御端子に出力するゲート電圧(制御信号)を決定する。
なお、本実施の形態では、制御回路240は、電流検出値Mが異常検出用電流設定値以下であれば異常が発生していないと判別(通常状態であると判別)し、電流検出値Mが異常検出用電流設定値を越えれば異常が発生していることを判別する。
The current limiting circuit 220 is composed of an IGBT, like the current limiting circuits 20 and 120. The current detection circuit 230 detects the current value of the electric circuit L and outputs the current detection value M to the control circuit 240.
The first current set value output circuit 250 and the second current set value output circuit 260 output the first current set value S5 and the second current set value S6, respectively. The first current setting value S5 is a normal current setting value, for example, a value corresponding to the continuous allowable current value of the electric circuit L in the normal time is set. The second current setting value S6 is an abnormal current setting value, and the current value of the electric circuit L when the abnormality occurs is set. In the present embodiment, the breaking current value (rated current value) of the circuit breaker 200 is used as the second current setting value S6.
The control circuit 240 normally outputs a gate voltage (to be output to the control terminal of the current limiting circuit 220) such that the current detection value M of the electric circuit L detected by the current detection circuit 230 is equal to or lower than the first current set value S5. Control signal). Further, when an abnormality occurs, a gate voltage (control signal) output to the control terminal of the current limiting circuit 220 so that the current detection value M of the electric circuit L detected by the current detection circuit 230 is equal to or less than the second current set value S6. ).
In the present embodiment, the control circuit 240 determines that no abnormality has occurred if the current detection value M is equal to or less than the abnormality detection current set value (determination that the current state is the normal state), and the current detection value M Exceeds the current setting value for abnormality detection, it is determined that an abnormality has occurred.

本実施の形態では、電流制限回路220が本発明の「電流制限手段」に対応し、電流検出回路230が本発明の「電流検出手段」に対応し、制御回路240が本発明の「第1の制御手段」に対応する。
また、第1の電流設定値S5が本発明の「通常時用電流設定値」に対応し、第2の電流設定値S6が本発明の「異常時用電流設定値」に対応する。
In the present embodiment, the current limiting circuit 220 corresponds to the “current limiting unit” of the present invention, the current detection circuit 230 corresponds to the “current detecting unit” of the present invention, and the control circuit 240 corresponds to the “first” of the present invention. Corresponds to “control means”.
The first current setting value S5 corresponds to the “normal current setting value” of the present invention, and the second current setting value S6 corresponds to the “abnormal current setting value” of the present invention.

図6に示した第3の実施の形態の動作を説明する。
制御回路240は、電流検出値Mが異常検出用電流設定値(通常、第1の電流設定値S5より大きい)以下の場合には、異常が発生していないことを判別する。
この状態において、電流検出値Mが第1の電流設定値S5(図5では、電流設定値S1)を越えると、制御回路240は、電流検出値Mが第1の電流設定値S5以下となるように電流制限回路120のゲート電圧を決定する。この場合の動作は、前述した通常時の電流制御と同様である。
The operation of the third embodiment shown in FIG. 6 will be described.
The control circuit 240 determines that no abnormality has occurred when the current detection value M is equal to or less than the abnormality detection current setting value (usually greater than the first current setting value S5).
In this state, when the current detection value M exceeds the first current setting value S5 (current setting value S1 in FIG. 5), the control circuit 240 causes the current detection value M to be equal to or less than the first current setting value S5. Thus, the gate voltage of the current limiting circuit 120 is determined. The operation in this case is similar to the above-described normal current control.

次に、異常発生時の動作を、電力下位系統に適用した場合を例にして、図5及び図6を参照して説明する。
ここで、第2の電流設定値S6として、遮断器200の遮断電流値に対応する異常時用電流設定値=300Aが設定され、制御回路240は、電路Lの電流検出値Mが異常検出用電流設定値を越えると、線路Lの電流値が、遮断器200の遮断電流値に対応する第2の電流設定値S6以下となるように電流制限回路220の制御端子に出力するゲート電圧(制御信号)を決定するものとする。
また、前記と同様に、制御回路240は、電流制限回路220の制御端子に、電流制限値1800Aに対応するゲート電圧を出しているものとする。すなわち、電流制限回路220を構成するIGBTのゲート端子Gに、ゲート電圧VGE=20Vが供給されているものとする。
Next, the operation when an abnormality occurs will be described with reference to FIGS. 5 and 6 by taking as an example the case where the operation is applied to a power subordinate system.
Here, as the second current setting value S6, an abnormal current setting value = 300A corresponding to the breaking current value of the circuit breaker 200 is set, and the control circuit 240 indicates that the current detection value M of the electric circuit L is for abnormality detection. When the current set value is exceeded, the gate voltage (control) that is output to the control terminal of the current limiting circuit 220 so that the current value of the line L becomes equal to or less than the second current set value S6 corresponding to the cut-off current value of the circuit breaker 200. Signal).
Similarly to the above, it is assumed that the control circuit 240 outputs a gate voltage corresponding to the current limit value 1800A to the control terminal of the current limit circuit 220. That is, it is assumed that the gate voltage V GE = 20V is supplied to the gate terminal G of the IGBT constituting the current limiting circuit 220.

この状態で、電路Lに故障電流が流れ、時点x2で、電流検出回路230で検出された電流検出値Mが異常検出用電流設定値=1700A(図5では、電流設定値S2)を越えると、制御回路240は、電路Lの電流検出値Mが第2の電流設定値(異常時用電流設定値)S6=300A(図5では、電流設定値S3)以下となるように、電流制限回路220の制御端子に出力するゲート電圧を決定する。
この場合、図4で示す電圧−電流特性図から、電流制限値300Aに対応するゲート電圧VGE=8Vを決定する。
勿論、ゲート電圧VGE=8Vを決定しても、電路Lの電流検出値Mが第2の電流設定値S6=300A以下にならない場合には、さらに小さいゲート電圧を決定する。
そして、制御回路240は、電流検出値Mが第2の電流設定値S6=300Aに達した後、遮断器200に遮断動作指示信号を出力するとともに、電流検出値M(電流瞬時値)が「0」となった時点でゲート電圧VGB=0Vに設定し、これを維持する。これにより、電路Lの電流値(瞬時値)は、「0」となった時点以降、「0」に保持される。
ここで、遮断器200は、遮断動作指示信号を出力してから遮断動作を行うまで遅れ時間があり、この遅れ時間の間に、制御回路240によって電流制限回路220のゲート電圧が「0」に設定、維持される。このため、遮断器200が遮断動作を行う時点では、電路Lの電流値は「0」に抑制(限流)されており、遮断器200は、短時間で電路Lを遮断する。なお、ゲート電圧を0Vに設定した後に遮断動作指示信号を出力してもよい。
In this state, a fault current flows in the electric circuit L, and when the current detection value M detected by the current detection circuit 230 exceeds the current detection value for abnormality detection = 1700A (current setting value S2 in FIG. 5) at time x2. The control circuit 240 uses a current limiting circuit so that the current detection value M of the electric circuit L is equal to or less than the second current setting value (current setting value for abnormality) S6 = 300 A (current setting value S3 in FIG. 5). The gate voltage output to the control terminal 220 is determined.
In this case, the gate voltage V GE = 8V corresponding to the current limit value 300A is determined from the voltage-current characteristic diagram shown in FIG.
Of course, even if the gate voltage V GE = 8V is determined, if the current detection value M of the electric circuit L does not become the second current set value S6 = 300 A or less, a smaller gate voltage is determined.
Then, after the current detection value M reaches the second current set value S6 = 300A, the control circuit 240 outputs a cutoff operation instruction signal to the circuit breaker 200, and the current detection value M (current instantaneous value) is “ At the time when “0” is reached, the gate voltage V GB is set to 0 V, and this is maintained. Thereby, the electric current value (instantaneous value) of the electric circuit L is hold | maintained at "0" after the time of becoming "0".
Here, the circuit breaker 200 has a delay time from the output of the shutoff operation instruction signal until the shutoff operation is performed. During this delay time, the gate voltage of the current limiting circuit 220 is set to “0” by the control circuit 240. Set and maintained. For this reason, when the circuit breaker 200 performs the circuit breaking operation, the current value of the electric circuit L is suppressed to “0” (current limiting), and the circuit breaker 200 interrupts the electric circuit L in a short time. Note that the cutoff operation instruction signal may be output after the gate voltage is set to 0V.

第3の実施の形態では、制御回路240は、通常時には、電流検出値Mが第1の電流設定値(通常時用電流設定値)S5以下となるように、電流制限回路220の制御端子に出力するゲート電圧(制御信号)を決定する。また、制御回路240は、電流検出値Mが異常検出用電流設定値を越えると、異常が発生しているものと判断し、電流検出値Mが第2の電流設定値(異常時用電流設定値)S6以下となるように、電流制限回路220の制御端子に出力するゲート電圧(制御信号)を決定し、回路遮断を行う。
これにより、通常時における電路Lの電流制御と、異常時における電路Lの電流制御(限流制御)を1つの電路電流制限装置によって行うことができる。
In the third embodiment, the control circuit 240 is normally connected to the control terminal of the current limiting circuit 220 so that the current detection value M is equal to or lower than the first current setting value (normal current setting value) S5. The output gate voltage (control signal) is determined. Further, when the current detection value M exceeds the abnormality detection current setting value, the control circuit 240 determines that an abnormality has occurred, and the current detection value M is set to the second current setting value (current setting for abnormality). Value) The gate voltage (control signal) output to the control terminal of the current limiting circuit 220 is determined so as to be equal to or less than S6, and the circuit is cut off.
Thereby, the current control of the electric circuit L at the normal time and the current control (current limiting control) of the electric circuit L at the time of abnormality can be performed by one electric circuit current limiting device.

なお、第3の実施の形態では、電路Lに遮断器200が配設されているため、第2の電流設定値(異常時用電流設定値)として、遮断器200の遮断電流値を用いているが、第2の電流設定値としては、遮断器200の遮断電流値以外の種々の値を用いることができる。
また、遮断器200は省略することもできる。この場合には、制御回路240は、異常発生時に、例えば、電流検出値Mが「0」となるように、電流制限回路220の制御端子に出力するゲート電圧(制御信号)を決定する。
In the third embodiment, since the circuit breaker 200 is disposed in the electric circuit L, the breaking current value of the circuit breaker 200 is used as the second current setting value (abnormal current setting value). However, various values other than the breaking current value of the circuit breaker 200 can be used as the second current set value.
Further, the circuit breaker 200 can be omitted. In this case, the control circuit 240 determines the gate voltage (control signal) to be output to the control terminal of the current limiting circuit 220 so that, for example, the current detection value M becomes “0” when an abnormality occurs.

ところで、IGBTは、導通時の電圧降下が大きい。このため、複数のIGBTを直列あるいは並列に接続して電流制限回路を構成する場合には、電流制限回路の電力損失が大きくなる。
そこで、電流制限回路の電力損失を低減することができる第4の実施の形態を図7により説明する。
第4の実施の形態の電路電流制限装置310は、第1及び第2の実施の形態と同様に、異なる電力系統Aと電力系統Bを接続する電路Lに配設されている。
電路電流制限装置310は、電流制限回路320、電流検出回路330、第1の制御回路340、電流設定値出力回路350、スイッチ回路360、第2の制御回路370等により構成されている。スイッチ回路360は、電流制限回路320に並列に接続されている。
電流制限回路320は、第1あるいは第2の実施の形態と同様に、IGBTにより構成されている。電流検出回路330は、電路Lの電流値を検出し、電流検出値Mを第1の制御回路340に出力する。
電流設定値出力回路350は、電流設定値S1を出力する。電流設定値S1としては、第1あるいは第2の実施の形態と同様に、通常時用電流設定値あるいは異常時用電流設定値を設定することができる。
第1の制御回路340は、電流検出回路330で検出された電路Lの電流検出値Mが電流設定値S1以下となるように、電流制限回路320の制御端子に出力するゲート電圧(制御信号)を決定する。なお、制御回路340は、第1あるいは第2の実施の形態の制御回路40や第3の実施の形態の制御回路240と同様の構成とすることができる。
By the way, the IGBT has a large voltage drop during conduction. For this reason, when a current limiting circuit is configured by connecting a plurality of IGBTs in series or in parallel, the power loss of the current limiting circuit increases.
Therefore, a fourth embodiment that can reduce the power loss of the current limiting circuit will be described with reference to FIG.
Similarly to the first and second embodiments, the circuit current limiting device 310 according to the fourth embodiment is disposed in a circuit L that connects different power systems A and B.
The electric circuit current limiting device 310 includes a current limiting circuit 320, a current detection circuit 330, a first control circuit 340, a current set value output circuit 350, a switch circuit 360, a second control circuit 370, and the like. The switch circuit 360 is connected to the current limiting circuit 320 in parallel.
The current limiting circuit 320 is composed of an IGBT as in the first or second embodiment. The current detection circuit 330 detects the current value of the electric circuit L and outputs the current detection value M to the first control circuit 340.
The current set value output circuit 350 outputs a current set value S1. As the current set value S1, a normal current set value or an abnormal current set value can be set as in the first or second embodiment.
The first control circuit 340 outputs a gate voltage (control signal) output to the control terminal of the current limiting circuit 320 so that the current detection value M of the electric circuit L detected by the current detection circuit 330 is equal to or less than the current setting value S1. To decide. The control circuit 340 can have the same configuration as the control circuit 40 of the first or second embodiment or the control circuit 240 of the third embodiment.

電流制限回路320に並列に接続されているスイッチ回路360は、第2の制御回路370から出力される制御信号によって導通状態あるいは非導通状態となる。
第2の制御回路370は、電流制限回路投入条件が満足されていない時には、スイッチ回路360を導通状態とする制御信号をスイッチ回路360の制御端子に出力する。一方、電流制限回路投入条件が満足されている場合には、スイッチ回路360を非導通状態とする制御信号をスイッチ回路360の制御端子に出力する。
電流制限回路投入条件としては、電流制限回路320による電路Lの電流値の制限動作に影響を与えないようにスイッチ回路360を非導通状態にすることが可能な種々の条件を用いることができる。
例えば、電流設定値S1として通常時用電流設定値が設定されている場合には、電流検出回路330で検出された電流検出値Mが通常時用電流設定値に達したことを電流制限回路投入条件として用いることができる。
また、電流設定値S1として異常時用電流設定値が設定されている場合には、電流検出回路330で検出された電流検出値Mが異常検出用電流設定値を越えたこと、故障検出回路から故障検出信号が出力されたこと等を電流制限回路投入条件として用いることができる。なお、異常発生時における、電流制限回路320による電路Lの電流値の抑制(限流)を迅速に行えるようにするために、電流検出回路330で検出された電流検出値Mが、異常検出用電流設定値より小さい電流設定値を越えたことを電流制限回路投入条件として用いるのが好ましい。
また、電流設定値として、通常時用電流設定値と異常時用電流設定値が設定されている場合には、電流検出回路330で検出された電流検出値Mが通常時用電流設定値を越えたことを電流制限回路投入条件として用いることができる。
The switch circuit 360 connected in parallel to the current limiting circuit 320 is turned on or off by a control signal output from the second control circuit 370.
The second control circuit 370 outputs, to the control terminal of the switch circuit 360, a control signal that makes the switch circuit 360 conductive when the current limiting circuit input condition is not satisfied. On the other hand, if the current limiting circuit input condition is satisfied, a control signal for turning off the switch circuit 360 is output to the control terminal of the switch circuit 360.
As conditions for turning on the current limiting circuit, various conditions that can make the switch circuit 360 non-conductive so as not to affect the current limiting operation of the current value of the electric circuit L by the current limiting circuit 320 can be used.
For example, when the normal current setting value is set as the current setting value S1, the current limit circuit is turned on when the current detection value M detected by the current detection circuit 330 has reached the normal current setting value. It can be used as a condition.
When the current setting value for abnormality is set as the current setting value S1, the current detection value M detected by the current detection circuit 330 exceeds the current detection value for abnormality detection, and the failure detection circuit The fact that a failure detection signal has been output or the like can be used as a current limiting circuit input condition. Note that the current detection value M detected by the current detection circuit 330 is used for abnormality detection so that the current limit circuit 320 can quickly suppress (current limit) the current value of the electric circuit L when an abnormality occurs. It is preferable to use a current limit circuit input condition that a current set value smaller than the current set value is exceeded.
In addition, when the normal current setting value and the abnormal current setting value are set as the current setting values, the current detection value M detected by the current detection circuit 330 exceeds the normal current setting value. This can be used as the current limiting circuit input condition.

本実施の形態の1相の構成を図8に示す。
電流制限回路320は、第2の実施の形態と同様に、n個(nは任意の正の整数)のIGBT321a〜321nを直列に接続した直列回路(以下、直列回路「321」という)と、n個のIGBT322a〜322nを直列に接続した直列回路(以下、直列回路「322」という)を逆直列に接続するとともに、耐電圧用のダイオード325a〜325n、326a〜326nをIGBT321a〜321n、322a〜322nに逆並列に接続することによって構成されている。そして、IGBT321aのコレクタ端子Cが電流制限回路の一方の出力端子320aに接続され、IGBT322nのコレクタ端子Cが電流制限回路320の他方の出力端子320bに接続され、IGBT321a〜321n、322a〜322nのゲート端子は電流制限回路320の制御端子320c1〜320cn、320d1〜320dnに接続されている。
A one-phase configuration of the present embodiment is shown in FIG.
As in the second embodiment, the current limiting circuit 320 includes a series circuit (hereinafter referred to as a series circuit “321”) in which n (n is an arbitrary positive integer) IGBTs 321a to 321n are connected in series. A series circuit in which n IGBTs 322a to 322n are connected in series (hereinafter referred to as a series circuit “322”) is connected in reverse series, and withstand voltage diodes 325a to 325n and 326a to 326n are IGBTs 321a to 321n, 322a to It is configured by connecting to 322n in antiparallel. The collector terminal C of the IGBT 321a is connected to one output terminal 320a of the current limiting circuit, the collector terminal C of the IGBT 322n is connected to the other output terminal 320b of the current limiting circuit 320, and the gates of the IGBTs 321a to 321n and 322a to 322n. The terminals are connected to the control terminals 320c1 to 320cn and 320d1 to 320dn of the current limiting circuit 320.

また、スイッチ回路360は、第1の出力端子及び第2の出力端子と、制御信号が入力される制御端子を有するスイッチ素子により構成される。スイッチ回路360は、1個のスイッチ素子によって構成することもできるし、複数のスイッチ素子によって構成することもできる。
スイッチ素子としては、導通時の電力損失が電流制限回路320を構成する電流制限素子に比べて小さいものを用いる。
本実施の形態では、スイッチ素子としてサイリスタを用いている。サイリスタの出力端子間電圧(サイリスタの導通時における、正極端子であるアノード端子と負極端子であるカソード端子の間の抵抗による電圧降下)は、図4の破線で示すように、IGBTに比べて小さい。このため、サイリスタの導通時における電力損失も小さい。
本実施の形態では、図8に示すように、スイッチ回路360は、n個のサイリスタ361a〜361nを直列に接続した直列回路(以下、直列回路「361」という)と、n個のサイリスタ362a〜362nを直列に接続した直列回路(以下、直列回路「362」という)により構成されている。そして、直列回路361は、電流制限回路320の直列回路321に、通電方向が同じ方向となるように並列に接続され、直列回路362は、電流制限回路320の直列回路322に並列に、通電方向が同じ方向となるように並列に接続されている。また、サイリスタ361a〜361n、362a〜362nの各ゲート端子は、電流制限回路320の制御端子320e1〜320en、320f1〜320fnに接続されている。第2の制御回路370は、制御端子320e1〜320en、320f1〜320fn、したがって、サイリスタ361a〜361n、362a〜362nの各ゲート端子に制御信号を出力する。
The switch circuit 360 includes a switch element having a first output terminal, a second output terminal, and a control terminal to which a control signal is input. The switch circuit 360 can be composed of a single switch element or a plurality of switch elements.
As the switch element, an element whose power loss during conduction is smaller than that of the current limit element constituting the current limit circuit 320 is used.
In this embodiment, a thyristor is used as the switch element. The voltage between the output terminals of the thyristor (voltage drop due to resistance between the anode terminal as the positive terminal and the cathode terminal as the negative terminal when the thyristor is on) is smaller than that of the IGBT as shown by the broken line in FIG. . For this reason, the power loss at the time of conduction of the thyristor is also small.
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the switch circuit 360 includes a series circuit in which n thyristors 361 a to 361 n are connected in series (hereinafter referred to as a series circuit “361”) and n thyristors 362 a to 362 a. It is constituted by a series circuit (hereinafter referred to as a series circuit “362”) in which 362n are connected in series. The series circuit 361 is connected in parallel to the series circuit 321 of the current limiting circuit 320 so that the energization direction is the same direction, and the series circuit 362 is parallel to the series circuit 322 of the current limiting circuit 320 and the energization direction. Are connected in parallel so that they are in the same direction. The gate terminals of the thyristors 361a to 361n and 362a to 362n are connected to the control terminals 320e1 to 320en and 320f1 to 320fn of the current limiting circuit 320. The second control circuit 370 outputs control signals to the control terminals 320e1 to 320en and 320f1 to 320fn, and thus to the gate terminals of the thyristors 361a to 361n and 362a to 362n.

なお、図8には、1相分の電路電流制限装置しか記載されていないが、3相の場合には、図8に示す電路電流制限装置が各相に配設される。
図8に示す回路構成では、サイリスタ361a〜361n、362a〜362nが、ゲート端子に第2の制御回路370から制御信号が入力されて導通状態となると、電路Lの電流の大部分はサイリスタ361a〜361n、362a〜362nとダイオード325a〜325n、326a〜326nを介して流れる。すなわち、交流電流の極性が、出力端子320b側が正極性で出力端子320a側が負極性である時には、サイリスタ362a〜362nとダイオード325a〜325nを介してy1方向に電流が流れる。一方、交流電流の極性が、出力端子320a側が正極性で出力端子320b側が負極性である時には、サイリスタ361a〜361nとダイオード326a〜326nを介してy2方向に電流が流れる。
これにより、IGBT321a〜321n、322a〜322nの電力損失、したがって、電流制限回路320の電力損失を低減することができる。
なお、サイリスタ361a〜361n、362a〜362nのゲート端子への第2の制御回路370からの制御信号の入力が停止すると、サイリスタ361a〜361n、362a〜362nは、逆電圧が印加された時点で非導通状態となる。この場合には、IGBT321a〜321n、322a〜322nとダイオード325a〜325n、326a〜326nを介して、前述したように、x1方向あるいはx2方向に電流が流れる。
また、第2の制御回路370から、サイリスタ320e1〜320en及び320f1〜320fnのゲート端子に同じ制御信号を出力するように構成したが、第2の制御回路370から、サイリスタ320e1〜320enのゲート端子とサイリスタ320f1〜320fnのゲート端子に別個の制御信号を出力するように構成することもできる。このような構成を用いた場合には、よりきめ細かな制御を行うことができる。
In FIG. 8, only the circuit current limiting device for one phase is shown, but in the case of three phases, the circuit current limiting device shown in FIG. 8 is arranged in each phase.
In the circuit configuration shown in FIG. 8, when the thyristors 361a to 361n and 362a to 362n are turned on when a control signal is input to the gate terminal from the second control circuit 370, most of the current in the electric circuit L is thyristors 361a to 361a. It flows through 361n, 362a-362n and diodes 325a-325n, 326a-326n. That is, when the polarity of the alternating current is positive on the output terminal 320b side and negative on the output terminal 320a side, current flows in the y1 direction through the thyristors 362a to 362n and the diodes 325a to 325n. On the other hand, when the polarity of the alternating current is positive on the output terminal 320a side and negative on the output terminal 320b side, current flows in the y2 direction via the thyristors 361a to 361n and the diodes 326a to 326n.
Thereby, the power loss of IGBTs 321a to 321n and 322a to 322n, and hence the power loss of current limiting circuit 320 can be reduced.
When the input of the control signal from the second control circuit 370 to the gate terminals of the thyristors 361a to 361n and 362a to 362n is stopped, the thyristors 361a to 361n and 362a to 362n are not turned on when the reverse voltage is applied. It becomes a conductive state. In this case, as described above, current flows in the x1 direction or the x2 direction via the IGBTs 321a to 321n, 322a to 322n and the diodes 325a to 325n and 326a to 326n.
Further, the same control signal is output from the second control circuit 370 to the gate terminals of the thyristors 320e1 to 320en and 320f1 to 320fn, but the second control circuit 370 and the gate terminals of the thyristors 320e1 to 320en A separate control signal may be output to the gate terminals of the thyristors 320f1 to 320fn. When such a configuration is used, finer control can be performed.

第4の実施の形態では、電流制限回路320による電路Lの電流値の制御が必要でない時(電流制限回路投入条件が満足されていない時)には、電流制限回路と並列に接続されているスイッチ回路(具体的には、電流制限素子に並列に接続されているスイッチ素子)を導通状態にすることにより、電流制限回路の電力損失を低減することができる。
一方、電流制限回路320による電路Lの電流値の制御が必要な時(電流制限回路投入条件が満足されている時)には、スイッチ回路(具体的には、電流制限素子に並列に接続されているスイッチ素子)を非導通状態とすることにより、電流制限回路320による電流制限動作を実行させることができる。
なお、第1の制御回路340と第2の制御回路370は、別々の制御回路により構成してもよいし、同じ制御回路により構成してもよい。
また、第2の制御回路370によってスイッチ回路360を導通状態に制御している時には、第1の制御回路340から電流制限回路320の制御端子へのゲート電圧の出力を停止させてもよいが、電流制限回路320の動作時間を短縮するという観点からは、第1の制御回路340を動作させ、第1の制御回路から電流制限回路の制御端子へのゲート電圧の出力を実行させておくのが好ましい。
In the fourth embodiment, when it is not necessary to control the current value of the electric circuit L by the current limiting circuit 320 (when the current limiting circuit input condition is not satisfied), the current limiting circuit 320 is connected in parallel with the current limiting circuit. By making the switch circuit (specifically, the switch element connected in parallel with the current limiting element) conductive, the power loss of the current limiting circuit can be reduced.
On the other hand, when it is necessary to control the current value of the electric circuit L by the current limiting circuit 320 (when the current limiting circuit injection condition is satisfied), the switch circuit (specifically, connected in parallel to the current limiting element). The current limiting operation by the current limiting circuit 320 can be executed by turning off the switching element).
Note that the first control circuit 340 and the second control circuit 370 may be configured by separate control circuits, or may be configured by the same control circuit.
In addition, when the switch circuit 360 is controlled to be in the conductive state by the second control circuit 370, the output of the gate voltage from the first control circuit 340 to the control terminal of the current limiting circuit 320 may be stopped. From the viewpoint of shortening the operation time of the current limiting circuit 320, the first control circuit 340 is operated to output the gate voltage from the first control circuit to the control terminal of the current limiting circuit. preferable.

以上の実施の形態は、異なる交流電力系統(例えば、交流電力系統Aと交流電力系統B)を1つの電路で接続し、この電路に電路電流制限装置を配設することにより、異なる交流電力系統間での電流制御を行うように構成したが、異なる交流電力系統を複数の電路で接続し、いずれかの電路に電路電流制限装置を配設することもできる。
例えば、図9に示すように、異なる2つの交流電力系統Aと交流電力系統Bを第1の電路L1と第2の電路L2で接続し、電路L1に電路電流制限装置を配設する。
電路電流制御装置は、前述したように、電路L1の電流値が電流設定値(例えば、通常時用電流設置値)を越えると、電路L1の電流値が電流設定値以下となるように電流制限回路の制御端子に出力するゲート電圧(制御信号)を決定する。この場合、電路L1で制限された電流は、他の電路L2に迂回される。
なお、交流電力系統Aと交流電力系統Bを接続する電路は3本以上であってもよい。この場合、電路電流制限装置は、少なくとも1つの電路に配設されていればよい。
In the above embodiments, different AC power systems are connected by connecting different AC power systems (for example, AC power system A and AC power system B) with one electric circuit, and an electric current limiting device is provided in this electric circuit. However, it is also possible to connect different AC power systems with a plurality of electric circuits and to arrange the electric circuit current limiting device in any one of the electric circuits.
For example, as shown in FIG. 9, two different AC power systems A and B are connected by a first electric circuit L1 and a second electric circuit L2, and an electric circuit current limiting device is disposed in the electric circuit L1.
As described above, when the current value of the electric circuit L1 exceeds the current setting value (for example, the normal current installation value), the electric circuit current control device limits the current so that the electric current value of the electric circuit L1 becomes equal to or less than the current setting value. The gate voltage (control signal) to be output to the control terminal of the circuit is determined. In this case, the current limited by the electric circuit L1 is bypassed to the other electric circuit L2.
Three or more electric circuits may be connected to the AC power system A and the AC power system B. In this case, the electric circuit current limiting device may be disposed in at least one electric circuit.

本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、第1〜第4の実施の形態で説明した各実施の形態の特徴は、単独で用いてもよいし、適宜の方法で組み合わせて用いてもよい。
また、電流制限回路を構成する電流制限素子は、IGBT、MOSFET、GTOに限定されず、種々の電流制限素子を用いることができる。
また、耐電圧用のダイオードやスイッチ素子を電流制限素子に接続する接続態様としては、種々の接続態様を用いることができる。
また、交流電流に対応させるために2個の電流制限素子を逆直列に接続する態様あるいは複数個の電流制限素子を直列に接続した2つの直列回路を逆直列に接続する接続態様を用いたが、これ以外の種々の接続態様を用いることができる。例えば、2個の電流制限素子を逆並列に接続する態様、複数個の電流制限素子を直列に接続した2つの直列回路あるいは複数個の電流制限素子を並列に接続した2つの並列回路を逆並列に接続する接続態様を用いることができる。この場合、前述したダイオードを省略することができる。
また、スイッチ回路を構成するスイッチ素子としては、サイリスタに限定されず、種々のスイッチ素子を用いることができる。
また、通常時の電流制御方法や異常時の電流制御方法は、実施の形態で説明した方法に限定されず、種々の制御方法を用いることができる。
また、通常時における電路の電流を制御する構成について説明したが、実施の形態で説明した電路の電流を制御する構成に、電路の電圧を取り込む構成あるいは電路の電圧を設定する構成を設けることにより、電路の潮流を制御する潮流制御装置として構成することができる。
また、本発明の電路電流制限装置は、交流電力系統内の負荷に配設することもできる。
The present invention is not limited to the configuration described in the embodiment, and various changes, additions, and deletions are possible.
For example, the features of each embodiment described in the first to fourth embodiments may be used alone or in combination by an appropriate method.
Further, the current limiting element constituting the current limiting circuit is not limited to IGBT, MOSFET, and GTO, and various current limiting elements can be used.
Various connection modes can be used as a connection mode for connecting a withstand voltage diode or switch element to the current limiting element.
Moreover, in order to correspond to alternating current, the aspect which connected two current limiting elements in anti-series or the connection aspect which connected two series circuits which connected the several current limiting element in series was used in reverse series was used. Various connection modes other than these can be used. For example, a mode in which two current limiting elements are connected in anti-parallel, two series circuits in which a plurality of current limiting elements are connected in series, or two parallel circuits in which a plurality of current limiting elements are connected in parallel are anti-parallel A connection mode to connect to can be used. In this case, the aforementioned diode can be omitted.
Further, the switch elements constituting the switch circuit are not limited to thyristors, and various switch elements can be used.
Moreover, the current control method at the normal time and the current control method at the time of abnormality are not limited to the methods described in the embodiment, and various control methods can be used.
In addition, the configuration for controlling the current of the electric circuit in the normal state has been described, but the configuration for controlling the electric current of the electric circuit described in the embodiment is provided with a configuration for capturing the voltage of the electric circuit or a configuration for setting the voltage of the electric circuit. It can be configured as a power flow control device that controls the power flow of the electric circuit.
Moreover, the electric circuit current limiting device of the present invention can be disposed in a load in an AC power system.

本発明は、以下のように構成することができる。
例えば、「(態様1)請求項1〜7のいずれかに記載の電路電流制限装置であって、前記電流制限手段は、第1及び第2の出力端子と制御端子を有し、第1及び第2の出力端子から一方方向に電流を流すことが可能な電流制限素子を少なくとも1つ有する第1及び第2の電流制限手段が逆直列に接続されているとともに、前記第1及び第2の電流制限手段にダイオードが逆並列に接続されることによって構成されている、ことを特徴とする電路電流制限装置。」として構成することができる。
第1及び第2の電流制限手段は、例えば、複数の電流制限素子を直列に接続した直列回路あるいは並列に接続した並列回路により構成することができる。
また、電流制限手段は、例えば、第1及び第2の電流制限手段を、通電方向が逆方向となるように直列に接続する(逆直列に接続する)ことによって構成することができる。
ダイオードは、個々の電流制限素子に並列に接続してもよい。このような構成も、第1及び第2の電流制限手段にダイオードを並列に接続する構成に包含される。
態様1の電路電流制限装置を用いれば、電流制限素子の耐電圧特性を高めることができる。
あるいは、「(態様2)請求項1〜7のいずれかに記載の電路電流制限装置であって、前記電流制限手段は、第1及び第2の出力端子と制御端子を有し、第1及び第2の出力端子から一方方向に電流を流すことが可能な電流制限素子を少なくとも1つ有する第1及び第2の電流制限手段が逆並列に接続されることによって構成されている、ことを特徴とする電路電流制限装置。」として構成することができる。
この場合、耐電圧用のダイオードを省略するのが好ましい。
態様2の電路電流制限装置を用いれば、回路構成が簡単である。
The present invention can be configured as follows.
For example, “(Aspect 1) The circuit current limiting device according to any one of claims 1 to 7, wherein the current limiting means includes first and second output terminals and a control terminal. First and second current limiting means having at least one current limiting element capable of flowing current in one direction from the second output terminal are connected in anti-series, and the first and second An electric circuit current limiting device characterized in that it is configured by connecting a diode to the current limiting means in antiparallel. "
The first and second current limiting means can be configured by, for example, a series circuit in which a plurality of current limiting elements are connected in series or a parallel circuit in which the current limiting elements are connected in parallel.
In addition, the current limiting unit can be configured, for example, by connecting the first and second current limiting units in series (connected in reverse series) so that the energization direction is reverse.
The diodes may be connected in parallel to the individual current limiting elements. Such a configuration is also included in a configuration in which a diode is connected in parallel to the first and second current limiting means.
If the electric circuit current limiting device of aspect 1 is used, the withstand voltage characteristic of the current limiting element can be enhanced.
Alternatively, “(Aspect 2) is the electric circuit current limiting device according to any one of claims 1 to 7, wherein the current limiting means includes first and second output terminals and a control terminal, The first and second current limiting means having at least one current limiting element capable of flowing a current in one direction from the second output terminal are connected in antiparallel to each other. It can be configured as an electric circuit current limiting device.
In this case, the withstand voltage diode is preferably omitted.
If the electric circuit current limiting device of aspect 2 is used, the circuit configuration is simple.

異なる電力系統の間を接続する電路に適用した第1の実施の形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 1st Embodiment applied to the electric circuit which connects between different electric power systems. 第1の実施の形態の一相分の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure for the one phase of 1st Embodiment. 第2の実施の形態の一相分の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure for the one phase of 2nd Embodiment. IGBT(ゲート絶縁型バイポーラトランジスタ)の電圧−電流特性を示す図である。It is a figure which shows the voltage-current characteristic of IGBT (gate insulation type bipolar transistor). 第1あるいは第2の実施の形態を用いて通常時の電流制御あるいは異常時の電流制御を行った場合の電路電流の変化状態を示す図である。It is a figure which shows the change state of the electric circuit current at the time of performing the current control at the time of normality, or the current control at the time of abnormality using 1st or 2nd embodiment. 第3の実施の形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 3rd Embodiment. 第4の実施の形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 4th Embodiment. 第4の実施の形態の一相分の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure for the one phase of 4th Embodiment. 異なる交流電力系統を接続する複数の電路の1つに適用した場合の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing at the time of applying to one of the some electric circuit which connects a different alternating current power grid | system.

符号の説明Explanation of symbols

10、210、310 電路電流制限装置
20、120、220、320 電流制限回路
21、22、121a〜121n、122a〜122n、321a〜321n、322a〜322n IGBT(ゲート絶縁型バイポーラトランジスタ)(電流制限素子)
25、26、125a〜125n、126a〜126n、325a〜325n、326a〜326n ダイオード
30、230、330 電流検出回路
40、240、340、370制御回路
50、250、260、350 電流設定値出力回路
200 遮断器
360 スイッチ回路
361a〜361n、362a〜362n サイリスタ(スイッチ素子)
10, 210, 310 Circuit current limiting device 20, 120, 220, 320 Current limiting circuit 21, 22, 121a-121n, 122a-122n, 321a-321n, 322a-322n IGBT (gate insulation type bipolar transistor) (current limiting element) )
25, 26, 125a to 125n, 126a to 126n, 325a to 325n, 326a to 326n Diode 30, 230, 330 Current detection circuit 40, 240, 340, 370 Control circuit 50, 250, 260, 350 Current set value output circuit 200 Circuit breaker 360 Switch circuit 361a-361n, 362a-362n Thyristor (switch element)

Claims (7)

電路を流れる交流電流の電流値を制限する電路電流制限装置であって、
前記電路に接続される第1の出力端子及び第2の出力端子、制御信号が入力される制御端子を有し、第1の出力端子と2の出力端子との間を流れる電流の電流値が、前記制御端子に入力される制御信号に対応する電流制限値を超えないように制限作動する電流制限手段と、
前記電路を流れる交流電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流制限手段の制御端子に制御信号を出力する第1の制御手段を備え、
前記第1の制御手段は、前記電流検出手段で検出された電流検出値と電流設定値を比較し、前記電流検出値が前記電流設定値以下となるように、前記電流制限手段の制御端子に出力する制御信号を調整して前記電流制限手段の電流制限値を低下させる、
ことを特徴とする電路電流制限装置。
An electric circuit current limiting device for limiting a current value of an alternating current flowing through an electric circuit,
A first output terminal and a second output terminal connected to the electric circuit; a control terminal to which a control signal is input; and a current value of a current flowing between the first output terminal and the second output terminal. Current limiting means for performing a limiting operation so as not to exceed a current limiting value corresponding to a control signal input to the control terminal;
Current detection means for detecting a current value of an alternating current flowing through the electric circuit;
First control means for outputting a control signal to a control terminal of the current limiting means;
The first control means compares the current detection value detected by the current detection means with a current set value, and connects the current limit value to a control terminal of the current limiting means so that the current detection value is equal to or less than the current set value. Adjusting the output control signal to reduce the current limiting value of the current limiting means;
An electric circuit current limiting device.
請求項1に記載の電路電流制限装置であって、
前記第1の制御手段は、異常発生条件が満足されているか否かを判別し、異常発生条件が満足されていない場合には、前記電流検出値が通常時用電流設定値以下となるように、前記電流制限手段の制御端子に出力する制御信号を調整して前記電流制限手段の電流制限値を低下させ、異常発生条件が満足された場合には、前記電流検出値が異常時用電流設定値以下となるように、前記電流制限手段の制御端子に出力する制御信号を調整して前記電流制限手段の電流制限値を低下させる、
ことを特徴とする電路電流制限装置。
The circuit current limiting device according to claim 1,
The first control means determines whether or not an abnormality occurrence condition is satisfied, and if the abnormality occurrence condition is not satisfied, the current detection value is set to be equal to or less than a normal current setting value. Adjusting the control signal output to the control terminal of the current limiting means to lower the current limit value of the current limiting means, and when the abnormality occurrence condition is satisfied, the current detection value is set as the current setting for abnormal Adjusting the control signal output to the control terminal of the current limiting means so that the current limiting value of the current limiting means is lowered so as to be equal to or less than the value,
An electric circuit current limiting device.
請求項1または2に記載の電路電流制限装置であって、
前記電路には遮断器が配置されており、
前記異常時用電流設定値として、前記遮断器の遮断電流値が用いられている、
ことを特徴とする電路電流制限装置。
The circuit current limiting device according to claim 1 or 2,
A circuit breaker is arranged in the electric circuit,
As the current setting value for abnormal time, the breaking current value of the breaker is used,
An electric circuit current limiting device.
請求項1〜3のいずれかに記載の電路電流制限装置であって、
前記電流制限手段と並列となるように前記電路に接続される第1の出力端子及び第2の出力端子、制御信号が入力される制御端子を有し、制御端子に入力される制御信号によって導通状態あるいは非導通状態となるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段の制御端子に制御信号を出力する第2の制御手段を備え、
前記第2の制御手段は、電流制限手段投入条件が満足されているか否かを判別し、電流制限手段投入条件が満足されていない場合には、前記スイッチ手段を導通状態とする制御信号を、電流制限手段投入条件が満足された場合には、前記スイッチ手段を非導通状態とする制御信号を、前記スイッチ手段の制御端子に出力する、
ことを特徴とする電路電流制限装置。
The circuit current limiting device according to any one of claims 1 to 3,
A first output terminal and a second output terminal connected to the electric circuit so as to be in parallel with the current limiting means, a control terminal to which a control signal is input, and conduction by a control signal input to the control terminal Switch means to be in a state or non-conductive state;
Second control means for outputting a control signal to a control terminal of the switch means;
The second control means determines whether or not a current limiting means input condition is satisfied, and if the current limiting means input condition is not satisfied, a control signal for setting the switch means to a conductive state, When the current limiting means input condition is satisfied, a control signal for turning off the switch means is output to the control terminal of the switch means.
An electric circuit current limiting device.
請求項1〜4のいずれかに記載の電路電流制限装置であって、
前記電路は、異なる交流電力系統を接続する電路である、
ことを特徴とする電路電流制限装置。
The circuit current limiting device according to any one of claims 1 to 4,
The electric circuit is an electric circuit that connects different AC power systems,
An electric circuit current limiting device.
請求項1〜5のいずれかに記載の電路電流制限装置であって、
前記電路は、異なる交流電力系統を接続する複数の電路のうちの少なくとも1つである、
ことを特徴とする電路電流制限装置。
The circuit current limiting device according to any one of claims 1 to 5,
The electric circuit is at least one of a plurality of electric circuits that connect different AC power systems.
An electric circuit current limiting device.
請求項1〜6のいずれかに記載の電路電流制限装置であって、
前記電流制限手段は、ゲート絶縁型バイポーラトランジスタにより構成されている、
ことを特徴とする電路電流制限装置。
The circuit current limiting device according to any one of claims 1 to 6,
The current limiting means is composed of a gate insulating bipolar transistor.
An electric circuit current limiting device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011095212A3 (en) * 2010-02-03 2011-11-17 Abb Technology Ag Switching module to limit and/or break the current of an electric power line

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10126961A (en) * 1996-10-17 1998-05-15 Fuji Electric Co Ltd Current limiting apparatus
JPH10313541A (en) * 1997-03-24 1998-11-24 Asea Brown Boveri Ab Transmission plant
JPH11234892A (en) * 1998-02-17 1999-08-27 Fujitsu Denso Ltd Overcurrent protective circuit of switching power supply
JP2002271975A (en) * 2001-03-08 2002-09-20 Kansai Electric Power Co Inc:The Current limiter
JP2002325355A (en) * 2001-04-26 2002-11-08 Kansai Electric Power Co Inc:The Current-limiting device
JP2003189465A (en) * 2001-12-21 2003-07-04 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Lc series-parallel resonant current limitter
JP2003284238A (en) * 2002-03-19 2003-10-03 Toyota Industries Corp Method and circuit for protecting switching element for drive of solenoid

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10126961A (en) * 1996-10-17 1998-05-15 Fuji Electric Co Ltd Current limiting apparatus
JPH10313541A (en) * 1997-03-24 1998-11-24 Asea Brown Boveri Ab Transmission plant
JPH11234892A (en) * 1998-02-17 1999-08-27 Fujitsu Denso Ltd Overcurrent protective circuit of switching power supply
JP2002271975A (en) * 2001-03-08 2002-09-20 Kansai Electric Power Co Inc:The Current limiter
JP2002325355A (en) * 2001-04-26 2002-11-08 Kansai Electric Power Co Inc:The Current-limiting device
JP2003189465A (en) * 2001-12-21 2003-07-04 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Lc series-parallel resonant current limitter
JP2003284238A (en) * 2002-03-19 2003-10-03 Toyota Industries Corp Method and circuit for protecting switching element for drive of solenoid

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011095212A3 (en) * 2010-02-03 2011-11-17 Abb Technology Ag Switching module to limit and/or break the current of an electric power line
US9065326B2 (en) 2010-02-03 2015-06-23 Abb Technology Ltd Switching module for use in a device to limit and/or break the current of a power transmission or distribution line

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