JP2013081337A - Dc power feeding system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置から負荷装置へ過電流が流れた場合にこれを遮断することが可能な半導体遮断器を備えた直流給電システムに関する。 The present invention relates to a DC power supply system including a semiconductor circuit breaker capable of interrupting an overcurrent that flows from a power supply device to a load device.
近年、データセンタや通信局舎などにおいては、ルータやサーバ等の各種負荷装置へ直流電力を供給する直流給電システムの構築が進められている。直流給電システムは、電源装置からの直流電力(直流電流)を電力供給線を介して負荷装置へ供給するものであり、1つの電源装置から複数の負荷装置へ給電する場合には、電源装置からの直流電力を電流分配装置で分配して複数の負荷装置へ供給するように構成される。 In recent years, in data centers, communication stations, and the like, construction of a DC power supply system that supplies DC power to various load devices such as routers and servers has been promoted. The DC power supply system supplies DC power (DC current) from a power supply device to a load device via a power supply line. When supplying power from one power supply device to a plurality of load devices, the power supply device The direct current power is distributed by a current distribution device and supplied to a plurality of load devices.
このような直流給電システムでは、負荷装置への給電を高信頼・高品質で行えるようにすることが要求されている。そのため、電源装置と負荷装置の間には、負荷装置側で短絡等の事故が発生した場合に生じる過大な短絡電流からシステムを保護するために、保護装置が設けられる。上述した電流分配装置を備えたシステムにおいては、その電流分配装置内において分配先毎に保護装置が設けられるのが一般的である。 In such a DC power supply system, it is required to supply power to the load device with high reliability and high quality. For this reason, a protection device is provided between the power supply device and the load device in order to protect the system from an excessive short-circuit current that occurs when an accident such as a short circuit occurs on the load device side. In a system including the above-described current distribution device, a protection device is generally provided for each distribution destination in the current distribution device.
保護装置としては、従来よりヒューズの使用が一般的であるが、ヒューズの場合、過電流によって溶断する度に交換する必要があったり、高電圧の直流給電システムになるとそれに応じた定格のものを用いる必要があるなど、手間やコストの点で難点がある。そのため、ヒューズに代わる保護装置として、電力供給線上に半導体スイッチング素子を挿入し、この半導体スイッチング素子によって電力供給線を導通・遮断可能に構成された半導体遮断器が種々提案されている。 As a protection device, a fuse has been generally used. However, in the case of a fuse, it is necessary to replace it every time it is blown by overcurrent, or when a high-voltage DC power supply system is used, a fuse with a rating corresponding to that is required. There is a difficulty in terms of labor and cost, such as the need to use it. Therefore, various semiconductor circuit breakers have been proposed as a protection device that replaces the fuse, in which a semiconductor switching element is inserted on the power supply line, and the power supply line can be turned on and off by the semiconductor switching element.
半導体遮断器は、通常動作時は半導体スイッチング素子を常時オンして電源装置から負荷装置へ電力を供給させるが、例えば、短絡事故が生じて半導体スイッチング素子を流れる電流が所定の閾値以上となった場合、即ち過電流状態になった場合には、これを検出して半導体スイッチング素子をオフすることで、過電流を遮断する。 The semiconductor circuit breaker always turns on the semiconductor switching element during normal operation to supply power from the power supply device to the load device. For example, a short circuit accident occurs and the current flowing through the semiconductor switching element exceeds a predetermined threshold value. In this case, that is, when an overcurrent state is reached, this is detected and the semiconductor switching element is turned off to cut off the overcurrent.
ところで、過電流の発生は短絡事故が生じた場合には限られない。例えば瞬間的に流れる突入電流やノイズによって発生するなど、直流給電システムが正常であっても過電流が発生する場合がある。 By the way, the occurrence of overcurrent is not limited to the case where a short circuit accident occurs. For example, an overcurrent may occur even if the DC power supply system is normal, such as an instantaneous inrush current or noise.
このような、突入電流やノイズなどによる過電流は、短絡等による事故電流とは違って、システムの異常によって発生するものではないため、そのような過電流が検出された場合には必ずしも継続的に遮断させる必要はない。 Such an overcurrent due to an inrush current or noise is not caused by a system abnormality, unlike an accident current due to a short circuit or the like. Therefore, when such an overcurrent is detected, it is not always continuous. There is no need to shut off.
そこで従来、過電流が発生した場合に、それが短絡等による事故電流なのかそれとも突入電流やノイズなどによる一時的なものなのかを判定し、事故電流であった場合には半導体スイッチング素子を完全にオフさせるという技術が知られている(例えば、特許文献1,2参照。)。
Therefore, in the past, when an overcurrent occurred, it was determined whether it was an accidental current due to a short circuit or a temporary one due to an inrush current or noise. There is known a technique of turning it off (for example, see
特許文献1,2に記載された技術は、半導体スイッチング素子を流れる電流が閾値以上か否か判断し、閾値以上となった場合には半導体スイッチング素子のオン・オフ(以下「リトライ動作」という)を繰り返すことで、短絡電流を限流するものである。リトライ動作を行う毎、即ち、一旦オフさせて再びオンさせる毎に、そのオン時に半導体スイッチング素子を通過する電流をみて、閾値を下回っているか否か判断する。そして、閾値を下回
るまでリトライ動作を繰り返し、閾値を下回ったならばリトライ動作を停止して半導体スイッチング素子を常時オン状態に復帰させる。
The techniques described in
一方、所定時間リトライ動作を繰り返しても閾値を下回らなかった場合は、短絡等による事故電流であると判定して、半導体スイッチング素子を完全にオフする。 On the other hand, if the threshold value is not less than the threshold value after repeating the retry operation for a predetermined time, it is determined that the accident current is caused by a short circuit or the like, and the semiconductor switching element is completely turned off.
ところで、システムの設計の仕方によっては、直流給電システムの構成として、図5に示すように、1つの電源装置103と、該電源装置103に接続された1つの半導体遮断器(上位の半導体遮断器)110と、該上位の半導体遮断器110に接続された各半導体遮断器(下位の半導体遮断器)111−1〜111−N(Nは1以上の整数)と、該下位の半導体遮断器111−1〜111−Nのそれぞれに接続された各負荷装置151−1〜151−Nを備えた形態が考えられる。
By the way, depending on how the system is designed, as shown in FIG. 5, the configuration of the DC power supply system includes one
なお、一般に上位の半導体遮断器110の電流閾値(第1閾値)は下位の半導体遮断器111−1〜111−Nの電流閾値(第2閾値)よりも大きい値に設定されている。
上位の半導体遮断器110は、主に上位の半導体遮断器110の出力側から下位の半導体遮断器111−1〜111−Nの入力までの間の短絡等の事故が発生した場合に生じる短絡電流(過電流)からシステムを保護する機能を有している。
In general, the current threshold value (first threshold value) of the upper
The upper
下位の半導体遮断器111−1〜111−Nは、主に下位の半導体遮断器111−1〜111−Nのそれぞれに接続された各負荷装置151−1〜151−N側で短絡等の事故が発生した場合に生じる短絡電流(過電流)からシステムを保護する機能を有している。 The lower level semiconductor circuit breakers 111-1 to 111-N are mainly accidents such as short circuits on the load devices 151-1 to 151-N connected to the lower level semiconductor circuit breakers 111-1 to 111-N. Has a function of protecting the system from a short-circuit current (overcurrent) that occurs when a fault occurs.
上位の半導体遮断器110と下位の半導体遮断器111−1〜111−Nのリトライ動作については、リトライ動作開始のトリガとなる電流閾値が異なる点以外は両者共に同様の動作を行うように設定されていることが通常である。
The retry operation of the upper
上記した形態の直流給電システムでは、例えば、負荷装置151−1で短絡事故が発生した場合、短絡電流が下位の半導体遮断器111−1だけでなく、さらにその上位に位置する半導体遮断器110にも流れる。これは、この短絡電流の電流値が極めて大きく上位の半導体遮断器110の第1閾値を超える場合が多いからである。
In the DC power supply system of the above-described form, for example, when a short-circuit accident occurs in the load device 151-1, the short-circuit current is not limited to the lower semiconductor breaker 111-1 but also to the
このため、下位の半導体遮断器111-1と上位の110が同時にリトライ動作を開始
し、所定時間リトライ動作を行っても短絡事故が継続している場合は、両半導体遮断器111−1,110の半導体スイッチング素子が同時に継続的なオフ状態となる。
For this reason, if the lower semiconductor breaker 111-1 and the upper 110 start retry operations at the same time and the short-circuit accident continues even after performing the retry operation for a predetermined time, both the semiconductor breakers 111-1, 110 These semiconductor switching elements are continuously turned off at the same time.
したがって、下位の半導体遮断器111−1のみならず上位の半導体遮断器110にも保護動作(電源装置から負荷装置への電力供給が継続的に遮断する動作をいい、以下、「遮断動作」と呼ぶ。)が働くことになる。
Accordingly, not only the lower semiconductor breaker 111-1 but also the
したがって、直流給電システム全体がダウンしてしまう。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、負荷装置に短絡等による事故が生じた場合でも継続してシステムを安定に動作させシステムの信頼性を向上させることが可能な半
導体遮断器を備えた直流給電システムを提供することを目的とする。
Therefore, the entire DC power supply system goes down.
The present invention has been made in view of the above problems, and includes a semiconductor circuit breaker capable of continuously operating the system stably and improving the reliability of the system even when an accident due to a short circuit or the like occurs in the load device. An object is to provide a direct current power supply system.
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、電源装置からの直流電力を複数の給電系統に分配して該給電系統毎にそれぞれ複数の負荷装置へ直流電力を供給し、前記電源装置に接続され該電源装置からの直流電流が流れる第1の電力供給線を導通・遮断するための電源側半導体遮断器と、前記各負荷装置にそれぞれ接続され前記電源側半導体遮断器からの直流電流が流れる第2の電力供給線を導通・遮断するための複数の負荷側半導体遮断器とを備えた直流給電システムであって、複数の前記負荷側半導体遮断器は、それぞれ、スイッチのオン・オフにより前記第2の電力供給線を導通・遮断する第1の半導体スイッチ手段と、前記第1の半導体スイッチ手段に流れる直流電流が過電流であるか否かを判断する第1の過電流判断手段と、前記第1の過電流判断手段により前記過電流と判断された場合に、所定のタイミングで前記第1の半導体スイッチ手段のオン・オフを繰り返す負荷側リトライ動作を行うとともに、前記第1の過電流判断手段により前記過電流と判断される状態が、負荷側事故判定所要期間以上継続した場合に前記第1の半導体スイッチ手段を継続的にオフさせる第1のリトライ制御手段を有し、前記電源側半導体遮断器は、スイッチのオン・オフにより前記第1の電力供給線を導通・遮断する第2の半導体スイッチ手段と、前記第2の半導体スイッチ手段に流れる直流電流が過電流であるか否かを判断する第2の過電流判断手段と、前記第2の過電流判断手段により前記過電流と判断された場合に、前記所定のタイミングで前記第2の半導体スイッチ手段のオン・オフを繰り返す電源側リトライ動作を行うとともに、前記第2の過電流判断手段により前記過電流と判断される状態が全ての前記負荷側半導体遮断器におけるそれぞれの前記負荷側事故判定所要期間のいずれよりも長い電源側事故判定所要期間以上継続した場合に前記第2の半導体スイッチ手段を継続的にオフさせる第2のリトライ制御手段を有して構成されている。
The invention according to
本発明では、負荷装置の短絡事故によって過電流(短絡電流)が第1の半導体スイッチ手段及び第2の半導体スイッチ手段に流れた場合は、負荷側事故判定所要期間が経過するまでは短絡事故が生じた負荷装置に接続された負荷側半導体遮断器(下位の半導体遮断器)の負荷側リトライ動作が続くものの、負荷側事故判定所要期間が経過したら第1の半導体スイッチ手段が継続的にオフされる。 In the present invention, when an overcurrent (short-circuit current) flows to the first semiconductor switch means and the second semiconductor switch means due to a short-circuit accident of the load device, the short-circuit accident does not occur until the load-side accident determination required period elapses. Although the load-side retry operation of the load-side semiconductor circuit breaker (low-order semiconductor circuit breaker) connected to the generated load device continues, the first semiconductor switch means is continuously turned off when the load-side accident determination time period elapses. The
電源側事故判定所要期間は負荷側事故判定所要期間よりも長いため、負荷側事故判定所要期間の経過と同時に第2の半導体スイッチ手段はオフしない。
また、負荷側事故判定所要期間が経過した後は第2の半導体スイッチ手段には短絡電流が流れなくなり電源側半導体遮断器の電源側リトライ動作が停止し、電源側半導体遮断器(上位の半導体遮断器)は通常状態(第2の半導体スイッチ手段がオンを維持する状態)に戻る。
Since the power-side accident determination required period is longer than the load-side accident determination required period, the second semiconductor switch means is not turned off simultaneously with the lapse of the load-side accident determination required period.
In addition, after the load side accident determination required period has elapsed, the short circuit current does not flow to the second semiconductor switch means, and the power supply side circuit breaker stops the power supply side retry operation. ) Returns to a normal state (a state in which the second semiconductor switch means is kept on).
このため、請求項1に記載の半導体遮断器によれば、負荷装置の短絡事故により下位の半導体遮断器に遮断動作が働いても上位の半導体遮断器には遮断動作が働かず通常状態に戻るので、短絡事故が生じた負荷装置に接続された下位の半導体遮断器を除き、システム全体がダウンしてしまうことがない。
For this reason, according to the semiconductor circuit breaker of
したがって、負荷装置に短絡等の事故が生じた場合でも継続してシステムを安定に動作させシステムの信頼性を向上させることができる。
また、請求項2に記載の発明は、電源装置からの直流電力を1つの負荷装置へ供給し、前記電源装置に接続され前記電源装置からの直流電流が流れる第1の電力供給線を導通・遮断するための1つの電源側半導体遮断器と、該負荷装置に接続され前記電源側半導体遮断器からの直流電流が流れる第2の電力供給線を導通・遮断するための1つの負荷側半導
体遮断器とを備えた直流給電システムであって、前記負荷側半導体遮断器は、スイッチのオン・オフにより前記第2の電力供給線を導通・遮断する第1の半導体スイッチ手段と、前記第1の半導体スイッチ手段に流れる直流電流が過電流であるか否かを判断する第1の過電流判断手段と、前記第1の過電流判断手段により前記過電流と判断された場合に、所定のタイミングで前記第1の半導体スイッチ手段のオン・オフを繰り返す負荷側リトライ動作を行うとともに、前記第1の過電流判断手段により前記過電流と判断される状態が負荷側事故判定所要期間以上継続した場合に前記第1の半導体スイッチ手段を継続的にオフさせる第1のリトライ制御手段を有し、前記電源側半導体遮断器は、スイッチのオン・オフにより前記第1の電力供給線を導通・遮断する第2の半導体スイッチ手段と、前記第2の半導体スイッチ手段に流れる直流電流が前記過電流であるか否かを判断する第2の過電流判断手段と、前記第2の過電流判断手段により前記過電流と判断された場合に、前記所定のタイミングで前記第2の半導体スイッチ手段のオン・オフを繰り返す電源側リトライ動作を行うとともに、前記第2の過電流判断手段により前記過電流と判断される状態が前記負荷側事故判定所要期間よりも長い電源側事故判定所要期間以上継続した場合に前記第2の半導体スイッチ手段を継続的にオフさせる第2のリトライ制御手段を有して構成されている。
Therefore, even when an accident such as a short circuit occurs in the load device, the system can be continuously operated stably and the reliability of the system can be improved.
According to a second aspect of the present invention, the DC power from the power supply device is supplied to one load device, and the first power supply line connected to the power supply device and through which the DC current from the power supply device flows is electrically connected. One power supply side semiconductor circuit breaker for cutting off, and one load side semiconductor circuit breaker for conducting / cutting off a second power supply line connected to the load device and through which a direct current from the power supply side semiconductor circuit breaker flows The load-side semiconductor circuit breaker comprises: a first semiconductor switch means for conducting / interrupting the second power supply line by turning on / off the switch; and the first semiconductor switch means. A first overcurrent determination means for determining whether or not the direct current flowing through the semiconductor switch means is an overcurrent; and when the overcurrent is determined by the first overcurrent determination means, at a predetermined timing. Said first half A load-side retry operation that repeats on / off of the body switch means, and the first overcurrent judgment means determines that the overcurrent has continued for a load-side accident judgment required period or longer. A second semiconductor switch having first retry control means for continuously turning off the semiconductor switch means, wherein the power supply side semiconductor circuit breaker conducts and cuts off the first power supply line by turning on and off the switch; And the second overcurrent determination means for determining whether or not the direct current flowing through the second semiconductor switch means is the overcurrent, and the second overcurrent determination means determines the overcurrent. In this case, a power supply-side retry operation that repeatedly turns on and off the second semiconductor switch means at the predetermined timing is performed, and the second overcurrent determination means And second retry control means for continuously turning off the second semiconductor switch means when a state determined as current continues for a power-side accident determination required period longer than the load-side accident determination required period. Configured.
本発明に係る直流給電システムは、電源装置と、該電源装置に接続された1つの電源側半導体遮断器と、該電源側半導体遮断器に接続された1つの負荷側半導体遮断器と、該負荷側半導体遮断器に接続された1つの負荷装置で構成されたものであり、給電系統は1つである。 A DC power supply system according to the present invention includes a power supply device, one power supply side semiconductor circuit breaker connected to the power supply device, one load side semiconductor circuit breaker connected to the power supply side semiconductor circuit breaker, and the load It is composed of one load device connected to the side semiconductor circuit breaker, and there is one power feeding system.
したがって、給電系統が1つであることと、下位の半導体遮断器に遮断動作が働き上位の半導体遮断器に遮断動作が働かず通常状態に戻るという状況に照らせば、短絡事故が負荷装置に生じたことを特定し易くなる。 Therefore, in view of the fact that there is only one power supply system and that the shut-down operation works for the lower-level semiconductor circuit breaker and that the upper-level semiconductor circuit breaker does not work and returns to the normal state, a short-circuit accident occurs in the load device. It becomes easy to specify that.
また、請求項3に示すように、設定装置をさらに備え、前記設定装置は、前記負荷側事故判定所要期間及び前記電源側事故判定所要期間を設定する設定部を備えるようにしてもよい。 According to a third aspect of the present invention, the apparatus may further include a setting device, and the setting device may include a setting unit that sets the load-side accident determination required period and the power-side accident determination required period.
したがって、負荷側半導体遮断器の負荷側事故判定所要期間及び電源側半導体遮断器の電源側事故判定所要期間の設定を変更・更新が容易に行えるので、システムの設定変更を容易に行うことができ、システムの設定の自由度が広がる。 Therefore, it is possible to easily change and update the settings of the load-side accident determination required period of the load-side semiconductor circuit breaker and the power-side accident determination required period of the power-side semiconductor circuit breaker, so that the system setting can be easily changed. , The flexibility of system setting is expanded.
また、請求項4に示すように、前記負荷側事故判定所要期間は、負荷側事故判定時間が経過するまでの期間、又は前記負荷側リトライ動作が負荷側リトライ回数行われる期間であり、前記電源側事故判定所要期間は、前記負荷側事故判定時間より長い電源側事故判定時間が経過するまでの期間、又は、前記電源側リトライ動作が、前記負荷側リトライ回数より多い電源側リトライ回数行われる期間であることが望ましい。 Further, according to a fourth aspect of the present invention, the load side accident determination required period is a period until a load side accident determination time elapses or a period in which the load side retry operation is performed for the load side retry count, The side accident determination required period is a period until the power-side accident determination time longer than the load-side accident determination time elapses, or a period during which the power-side retry operation is performed more times than the load-side retry count It is desirable that
このようにすることにより、事故判定所要期間の設定の自由度が広がり、汎用性の高い直流給電システムの提供が可能となる。 By doing in this way, the freedom degree of the setting of an accident determination required period spreads, and it becomes possible to provide a highly versatile DC power supply system.
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
(1)直流給電システムの構成
図1に、本発明が適用された実施形態の直流給電システム1の概略構成を表す。図1に示すように、本実施形態の直流給電システム1は、電源装置3からの直流電力を複数の給電系統に分配して該給電系統毎にそれぞれ複数の負荷装置51-1,51−2,51−3
,・・・へ直流電力を供給するように構成されたものである。図1では、一例として、1つの系統に対して1つの負荷装置が接続された構成が示されている。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
(1) Configuration of DC Power Supply System FIG. 1 shows a schematic configuration of a DC
,... Are configured to supply DC power. FIG. 1 shows a configuration in which one load device is connected to one system as an example.
直流給電システム1は、第1の電力供給線7,8を導通・遮断するための電源側半導体遮断器(上位の半導体遮断器)10と、電源側半導体遮断器10の後段に配置され、負荷装置51-1,51−2,51−3,・・・にそれぞれ接続され第2の電力供給線12,
13を導通・遮断するための複数の負荷側半導体遮断器(下位の半導体遮断器)51-1
,51−2,51−3,・・・とを備えて構成されている。
The DC
A plurality of load-side semiconductor circuit breakers (low-order semiconductor circuit breakers) 51-1 for conducting and breaking 13
, 51-2, 51-3,...
電源装置3は、各負荷装置51-1,51−2,51−3,・・・へその動作用の直流
電力を供給するものである。この電源装置3の具体的構成としては、例えば、商用交流電力を直流電力に変換する整流装置を備えてなるものが考えられるが、負荷装置側へ所定電圧の直流電力を供給できるものである限り、その具体的構成は特に限定されるものではない。
The
各負荷装置51−1,51−2,51−3,・・・は、いずれも電源装置3からの直流電力によって動作するものである。
電源側半導体遮断器10は、2本の電力供給線7,8のうち一方の電力供給線7に設けられた半導体スイッチ部16と、この半導体スイッチ部16が設けられた電力供給線7を流れる電流を検出するための電流センサ15と、電流センサ15による検出結果に基づいて半導体スイッチ部16の動作(オン・オフ)を制御する制御回路23とを備えている。
Each of the load devices 51-1, 51-2, 51-3,... Operates by DC power from the
The power supply side
なお、2本の電力供給線7,8のうち、半導体スイッチ部16が設けられた一方の電力供給線7は電源装置3内の直流電源(直流電圧)の正極側に接続され、他方の電力供給線8は電源装置3内の直流電源の負極側に接続されている。但し、各電力供給線7,8のうちどちらに半導体スイッチ部16や電流センサ15を設けるかについては特に限定されるものではなく、半導体スイッチ部16については、負荷装置51−1側へ直流電力を供給又は遮断できるものである限り、また電流センサ15については、負荷装置側51−1へ流れる電流を検出できるものである限り、具体的にどの電力供給線へどのように設けるかは適宜決めることができる。
Of the two power supply lines 7, 8, one power supply line 7 provided with the
半導体スイッチ部16は、電力供給線7上に挿入された半導体スイッチング素子(図示略。例えばMOSFET。)を備えてなるものであり、制御回路23からの駆動信号(詳しくは後述する駆動部24からの駆動信号)に従ってその半導体スイッチング素子がオン・オフされる。即ち、半導体スイッチング素子が例えばMOSFETで、正極側に半導体スイッチ部を設ける場合は、ドレインが電源装置3側に接続され、ソースが負荷装置51−1側に接続され、ゲートが駆動部24に接続され、該ゲートに駆動部24からの駆動信号が入力されることとなる。
The
なお、以下の説明で半導体スイッチ部16について「オン」「オフ」という場合は、詳しくは半導体スイッチ部16を構成する半導体スイッチング素子の「オン(ターンオン)」「オフ(ターンオフ)」を意味しているものとする。
In the following description, when the
そのため、半導体スイッチ部16がオンされている間は、この半導体スイッチ部16が設けられている電力供給線7が導通される。即ち、電源装置3から負荷装置51−1への電力供給が可能な状態となる。逆に、半導体スイッチ部16がオフされている間は、この半導体スイッチ部16が設けられている電力供給線7が遮断される。即ち、電源装置3から負荷装置51−1への電力供給が遮断される。
Therefore, while the
制御回路23は、電流センサ15により検出された電流値を計測してその電流値を示すデータ(電流Ia)を出力する電流計測部21と、この電流計測部21から出力されたデータ(電流Ia)が記憶される計測値記憶部22と、この計測値記憶部22に記憶された電流Iaに基づいて後述する各種判断を行い、その判断結果に応じて半導体スイッチ部16をオン又はオフさせるための制御信号を出力する制御部26と、この制御部26からの制御信号に従って半導体スイッチ部16へ駆動信号を出力することにより半導体スイッチ部16をオン・オフさせる駆動部24と、制御部26にて行われる各種判断に用いられる各種設定情報が記憶された設定情報記憶部25とを備えて構成されている。
The control circuit 23 measures a current value detected by the
設定情報記憶部25には、設定情報として、半導体スイッチ部16を流れる過電流が短絡等による事故電流であるか否かを判断するための判断基準として用いられる「第1の過電流閾値」と、半導体スイッチ部16を流れる過電流が短絡等による事故電流であると判断され、その状態が継続する場合において半導体スイッチ部16を継続的にオフさせるか否かの判定を下すための判定基準として用いられる「第1のリトライ回数」が記憶されている。ここで、「第1のリトライ回数」は後述する電源側半導体遮断器10のリトライ動作の回数である。なお、第1のリトライ回数は後述する第2のリトライ回数よりも多くなるように設定されている。
The setting information storage unit 25 includes, as setting information, a “first overcurrent threshold value” used as a determination criterion for determining whether or not the overcurrent flowing through the
そして、これらの設定情報は、例えば、外部の設定装置70からネットワーク(例えば、LAN)60及び入力インタフェース14を介して設定情報記憶部25に入力・記憶される。また、これらの設定情報は、システムの設定変更に伴い適宜更新される。
The setting information is input / stored in the setting information storage unit 25 from, for example, the
なお、電流計測部21による電流Iaの計測は、制御部25からの計測指示に従って行われる。また、リトライ動作中は、半導体スイッチ部16がオンした時の電流Ia(ピーク値)を計測するように計測指示が行われる。そして、その計測指示に従って計測される毎に、その計測結果である電流Iaが計測値記憶部42へ記憶される。
Note that the measurement of the current Ia by the
電流分配装置9は、電源側半導体遮断器10の後段に接続され、電源装置3からの直流電力を各負荷装置51−1,51−2,51−3,・・・毎に分配して供給するために設けられたものである。
The current distribution device 9 is connected to the subsequent stage of the power supply side
この電流分配装置9には、分配された各系統にそれぞれ、負荷装置51−1,51−2,51−3,・・・側へ流れる過電流を検出して必要に応じてこれを遮断するための、負荷側半導体遮断器11−1,11−2,11−3,・・・が設けられている。 This current distribution device 9 detects an overcurrent flowing to the load devices 51-1, 51-2, 51-3,... In each distributed system and interrupts it as necessary. For this purpose, load-side semiconductor circuit breakers 11-1, 11-2, 11-3,... Are provided.
本実施形態の直流給電システム1においては、上記した各系統それぞれにおいて、定格電流よりも大きい過電流が発生することがある。ここで、過電流としては、例えば、突入電流や、負荷装置51−1,51−2,51−3,・・・側の短絡等の事故により継続的に発生する短絡電流などが考えられる。
In the DC
本実施の形態では、複数の負荷装置51−1,51−2,51−3,・・・のうち1つの負荷装置51−1への系統には1つの負荷側半導体遮断器11−1が設けられ、別の1つの負荷装置51−2への系統にも1つの負荷側半導体遮断器11−2が設けられ、また別の1つの負荷装置51−3への系統にも1つの負荷側半導体遮断器11−3が設けられている。 In the present embodiment, one load-side semiconductor circuit breaker 11-1 is provided in the system to one load device 51-1 among the plurality of load devices 51-1, 51-2, 51-3,. One load-side semiconductor circuit breaker 11-2 is also provided in the system to another load device 51-2, and one load side is also provided in the system to another load device 51-3. A semiconductor circuit breaker 11-3 is provided.
本実施形態では、電流分配装置9内に設けられた複数の負荷側半導体遮断器11−1,11−2,11−3,・・・は、いずれも基本的に同じ構成であるため、代表として1つの負荷側半導体遮断器11−1についてその構成を説明することとする。 In the present embodiment, since the plurality of load-side semiconductor circuit breakers 11-1, 11-2, 11-3,... The configuration of one load-side semiconductor circuit breaker 11-1 will be described as follows.
負荷側半導体遮断器11−1は、2本の電力供給線12,13のうち一方の電力供給線12に設けられた半導体スイッチ部19と、この半導体スイッチ部19が設けられた電力供給線12を流れる電流を検出するための電流センサ18と、この電流センサ18により検出された電流に基づいて半導体スイッチ部19の動作(オン・オフ)を制御する制御回路33とを備えて構成されている。
The load-side semiconductor circuit breaker 11-1 includes a
なお、2本の電力供給線12,13のうち、半導体スイッチ部19が設けられた一方の電力供給線12は電源装置3内の直流電源(直流電圧)の正極側に接続され、他方の電力供給線13は電源装置3内の直流電源の負極側に接続されている。
Of the two
半導体スイッチ部19は、電力供給線12上に挿入された半導体スイッチング素子(図示略。例えばMOSFET。)を備えてなるものであり、制御回路33からの駆動信号に従ってその半導体スイッチング素子がオン・オフされる。
The
そのため、半導体スイッチ部19がオンされている間は、この半導体スイッチ部19が設けられている電力供給線12が導通される。逆に、半導体スイッチ部19がオフされている間は、この半導体スイッチ部19が設けられている電力供給線12が遮断される。ここで、例えば、負荷装置即51−1で短絡事故が発生すると、半導体スイッチ部16,19がオンしているときは短絡電流が電力供給線7,12に流れる。
For this reason, while the
制御回路33は、電流センサ18により検出された電流値を計測してその電流値を示すデータ(電流Ib)を出力する電流計測部41と、この電流計測部41から出力されたデータ(電流Ib)が記憶される計測値記憶部42と、この計測値記憶部42に記憶された電流Ibに基づいて後述する各種判断を行い、その判断結果に応じて半導体スイッチ部19をオン又はオフさせるための制御信号を出力する制御部43と、この制御部43からの制御信号に従って半導体スイッチ部19へ駆動信号を出力することにより半導体スイッチ部19をオン・オフさせる駆動部44と、制御部43にて行われる各種判断に用いられる各種設定情報が記憶された設定情報記憶部45とを備えて構成されている。
The control circuit 33 measures a current value detected by the
設定情報記憶部45には、設定情報として、半導体スイッチ部19を流れる過電流が短絡等による事故電流であるか否かを判断するための判断基準として用いられる「第2の過電流閾値」と、半導体スイッチ部19を流れる過電流が短絡等による事故電流であると判断され、その状態が継続する場合において半導体スイッチ部19を継続的にオフさせるか否かの判定を下すための判定基準として用いられる「第2のリトライ回数」が記憶されている。ここで、「第2のリトライ回数」は後述する負荷側半導体遮断器51−1,51−2,51−3,・・・のリトライ動作の回数である。
In the setting information storage unit 45, as setting information, a “second overcurrent threshold” used as a determination criterion for determining whether or not the overcurrent flowing through the
そして、これらの設定情報は、例えば、外部の設定装置70からネットワーク(LAN)60及び入力インタフェース34−1を介して設定情報記憶部45に入力・記憶される
。また、これらの設定情報は、システムの設計変更に伴い適宜更新される。
The setting information is input / stored in the setting information storage unit 45 from the
なお、電流計測部41による電流Ibの計測は、制御部43からの計測指示に従って行われる。また、リトライ動作中は、半導体スイッチ部19がオンした時の電流Ib(ピーク値)を計測するように計測指示が行われる。そして、その計測指示に従って計測される毎に、その計測結果である電流Ibが計測値記憶部42へ記憶される。
Note that the measurement of the current Ib by the
(2)電源側半導体遮断器及び負荷側半導体遮断器の動作説明
まず、上記のように構成された電源側半導体遮断器10及び負荷側半導体遮断器11−1,11−2,11−3,・・・のリトライ動作及びリトライ回数の設定について図2を参照して説明する。なお、本実施形態では、電流分配装置9内に設けられた複数の負荷側半導体遮断器11−1,11−2,11−3,・・・は、いずれも基本的に同じ動作を行うため、代表として1つの負荷側半導体遮断器11−1についてその動作を説明することとする。
(2) Description of operation of the power supply side semiconductor circuit breaker and the load side semiconductor circuit breaker First, the power supply side
図2(a)は半導体スイッチ部19に短絡電流が流れたときの負荷側半導体遮断器11−1の動作を説明するための図であって半導体スイッチ部19に流れる出力電流波形である。図2(b)は半導体スイッチ部16に短絡電流が流れたときの電源側半導体遮断器10の動作を説明するための図であって半導体スイッチ部16に流れる出力電流波形である。
FIG. 2A is a diagram for explaining the operation of the load-side semiconductor circuit breaker 11-1 when a short-circuit current flows through the
図3(a)は図2(a)と同じ図であり、図3(b)は負荷側半導体遮断器の半導体スイッチ部19のゲート駆動電圧の波形を示した図であって図3(a)に対応した図である。図3(c)は図2(b)と同じ図であり、図3(d)は電源側半導体遮断器10の半導体スイッチ部16のゲート駆動電圧の波形を示した図であり、図3(c)に対応した図である。
3A is the same diagram as FIG. 2A, and FIG. 3B is a diagram showing the waveform of the gate drive voltage of the
また、第1の過電流閾値及び第2の過電流閾値は短絡電流の電流値よりも小さな値に設定されており、基本的に第1の過電流閾値が第2の過電流閾値以上の値になるように設定されている。本実施の形態では、便宜上第1の過電流閾値と第2の過電流閾値が同じであるとして説明する。 Further, the first overcurrent threshold and the second overcurrent threshold are set to values smaller than the current value of the short circuit current, and basically the first overcurrent threshold is equal to or greater than the second overcurrent threshold. It is set to be. In the present embodiment, the first overcurrent threshold and the second overcurrent threshold are assumed to be the same for convenience.
まず、負荷側半導体遮断器11−1の動作について説明する。
図2(a)に示すように、定常状態(期間A1)において、半導体スイッチ部19に第2の過電流閾値よりも大きい短絡電流が流れる(時刻t=0)と、制御部43は、半導体スイッチ部19のリトライ動作(以下、「負荷側リトライ動作」と呼ぶ。)を行うための制御信号を駆動部44へ出力してリトライ動作を行うことにより、半導体スイッチ部19を介して負荷装置51−1側へ流れる電流を限流する。
First, operation | movement of the load side semiconductor circuit breaker 11-1 is demonstrated.
As shown in FIG. 2A, in a steady state (period A1), when a short-circuit current larger than the second overcurrent threshold flows through the semiconductor switch unit 19 (time t = 0), the
ここで、負荷側リトライ動作とは、図2(a)に示すように、半導体スイッチ部19のオン・オフを所定タイミング毎に繰り返し行うものである。半導体スイッチ部19がオンされる毎に、そのオン時に半導体スイッチ部19を流れる電流を検出して、該検出された電流が第2の過電流閾値以上であるか否かを判断する。そして、第2の過電流閾値未満である場合には負荷側リトライ動作が停止して定常状態に戻る。第2の過電流閾値以上である間は、継続して負荷側リトライ動作を設定情報記憶部45に記憶された第2のリトライ回数(本例では4回)繰り返す。
Here, as shown in FIG. 2A, the load-side retry operation repeatedly turns on / off the
負荷側リトライ動作のリトライ回数が第2のリトライ回数以上になり、前記検出された電流が第2の過電流閾値以上である場合には、負荷側リトライ動作を停止して(図2(a)の時刻t=t1)半導体スイッチ部19を継続的にオフさせる。
When the number of retries in the load side retry operation is equal to or greater than the second retry number and the detected current is equal to or greater than the second overcurrent threshold, the load side retry operation is stopped (FIG. 2A). T = t 1 ) The
なお、判定基準として第2のリトライ回数を用いる代わりに第2の事故判定時間を用いてもよい。この場合、負荷側リトライ動作が開始してから第2の事故判定時間が経過しても第2の過電流閾値以上である場合には、負荷側リトライ動作を停止して半導体スイッチ部19を継続的にオフさせる。
In addition, you may use 2nd accident determination time instead of using the 2nd retry frequency as determination criteria. In this case, if the second overcurrent threshold is exceeded even after the second accident determination time has elapsed since the load-side retry operation started, the load-side retry operation is stopped and the
次に、電源側半導体遮断器10の動作について説明する。
図2(b)に示すように、定常状態(期間A2)において、半導体スイッチ部16に第1の過電流閾値よりも大きい短絡電流が流れる(時刻t=0)と、制御部23は、半導体スイッチ部16のリトライ動作(以下、「電源側リトライ動作」と呼ぶ。)を行うための制御信号を駆動部24へ出力して電源側リトライ動作を行うことにより、半導体スイッチ部16を介して負荷側半導体遮断器11−1側へ流れる電流を限流する。
Next, the operation of the power supply side
As shown in FIG. 2B, in a steady state (period A2), when a short-circuit current larger than the first overcurrent threshold flows through the semiconductor switch unit 16 (time t = 0), the control unit 23 operates as a semiconductor. By outputting a control signal for performing the retry operation of the switch unit 16 (hereinafter referred to as “power supply side retry operation”) to the
半導体スイッチ部16がオンされる毎に、そのオン時に半導体スイッチ部16を流れる電流を検出して、該検出された電流が第1の過電流閾値以上であるか否かを判断する。そして、前記検出された電流が第1の過電流閾値未満である場合には電源側リトライ動作を停止して定常状態に戻すが、第1の過電流閾値以上である間は、継続して電源側リトライ動作を設定情報記憶部25に記憶された第1のリトライ回数(本例では9回)繰り返す。
Each time the
電源側リトライ動作のリトライ回数が第1のリトライ回数以上になり、前記検出された電流が第1の過電流閾値以上である場合には、電源側リトライ動作を停止して(図2(b)の時刻t=t2)半導体スイッチ部16を継続的にオフさせる。
When the number of retries in the power supply side retry operation is equal to or greater than the first retry number and the detected current is greater than or equal to the first overcurrent threshold, the power supply side retry operation is stopped (FIG. 2B). T = t 2 ) The
また、半導体スイッチ部16に流れる電流が第1の過電流閾値未満になると、制御部26は、電源側リトライ動作を停止して半導体スイッチ部16を継続的にオンさせる。その後、半導体スイッチ部16に流れる電流は定常状態に戻る。
When the current flowing through the
次に、負荷側半導体遮断器11−1の制御部43の基本的な動作について説明する。
まず、負荷側半導体遮断器11−1の制御部43は、電源装置3からの定常的な直流電力の供給が開始されると、半導体スイッチ部19をオンする。次に、制御部43内のカウンタ(図示せず)を初期化する。
Next, the basic operation of the
First, the
次に、計測した電流Ibが第2の過電流閾値以上であるか否かを判断し(第2の過電流閾値判断処理)、第2の過電流閾値以上ならば半導体スイッチ部19をオフする。
次に、カウンタの値が予め設定された第2のリトライ回数(本例では4回)以上であるか否かを判断する(第1のリトライ回数判断処理)。
Next, it is determined whether or not the measured current Ib is equal to or greater than a second overcurrent threshold (second overcurrent threshold determination process). If the measured current Ib is equal to or greater than the second overcurrent threshold, the
Next, it is determined whether or not the counter value is equal to or greater than a preset second retry count (four in this example) (first retry count determination process).
次に、カウンタの値が予め設定された第2のリトライ回数(本例では4回)未満である場合には、所定期間経過後(例えば、100μs後)に、負荷側リトライ動作を開始させ
る(半導体スイッチ部19をオンさせる)。その後、カウンタ値を+1だけアップさせて、前記第2の過電流閾値判断処理に戻る。
Next, when the counter value is less than a preset second retry count (4 in this example), the load-side retry operation is started after a predetermined period of time (for example, after 100 μs) ( The
第2の過電流閾値判断処理に戻った後は、カウンタの値が予め設定された第2のリトライ回数になるまで、上記した第2の過電流閾値判断処理から上記したカウンタ値のアップまでの処理が繰り返される。 After returning to the second overcurrent threshold determination process, the counter value is incremented from the second overcurrent threshold determination process until the counter value is increased until the counter value reaches the preset second retry count. The process is repeated.
カウンタの値が予め設定された第2のリトライ回数(本例では4回)以上である場合には、半導体スイッチ部19を継続的にオフする。
なお、上記判断処理は、制御部43内の記憶手段(例えば、ROM)に格納された所定のプログラムに基づいて実行される。
When the value of the counter is equal to or greater than a preset second retry count (four times in this example), the
The determination process is executed based on a predetermined program stored in storage means (for example, ROM) in the
なお、電源装置3からの定常的な直流電力の供給が開始された後における電源側半導体遮断器10の制御部26の動作については、上述した負荷側半導体遮断器11−1の制御部43の動作と同様であるので、その説明を省略する。
In addition, about operation | movement of the
以下に、負荷装置51−1、51-2、51-3、・・・側のいずれか(本例では負荷装置51−1とする。)に短絡事故が発生した場合に、短絡事故が発生した負荷装置51−1に接続される負荷側半導体遮断器11−1及び電源側半導体遮断器10の動作について説明する。
In the following, when a short circuit accident occurs in any of the load devices 51-1, 51-2, 51-3,... (In this example, the load device 51-1), a short circuit accident occurs. The operation of the load side semiconductor circuit breaker 11-1 and the power source side
本例においては、負荷側半導体遮断器11−1の制御部43内のカウンタのカウンタ値が第2のリトライ回数以上になった場合(本例では4回)に電流Ibが第2の過電流閾値以上であるので、制御部43内のCPUは負荷側リトライ動作を停止させ(図3(a)の時刻t=t1)、半導体スイッチ部19を継続的にオフさせる。
In this example, the current Ib is the second overcurrent when the counter value of the counter in the
ここで、仮に電源側半導体遮断器10の第1のリトライ回数と負荷側半導体遮断器11−1の第2のリトライ回数が同じであるとすれば、負荷側リトライ動作の停止と同時に電源側リトライ動作も停止することとなり、半導体スイッチ部16、19が共に継続的にオフすることとなる。このため、直流給電システム全体がダウンしてしまう。
Here, if the first retry count of the power-
しかし、本例では、電源側半導体遮断器10の第1のリトライ回数(本例では9回)が負荷側半導体遮断器11−1の第2のリトライ回数(本例では4回)よりも多いため、第2のリトライ回数行われる期間が経過しても電源側リトライ動作が継続し半導体スイッチ部16はオフしない。
However, in this example, the first retry count (9 times in this example) of the power supply side
第2のリトライ回数行われる期間が経過した後(図3(c)の時刻t=t3以降)は、
半導体スイッチ部19に電流が流れず、半導体スイッチ部16に定常電流が流れるようになる。半導体スイッチ部16に流れる定常電流は第1の過電流閾値未満となる(図3(c)参照)ので、電源側半導体遮断器10の電源側リトライ動作が停止し、電源側半導体遮断器10は通常状態(第2の半導体スイッチ手段がオンを維持する状態(図3(d)参照))に戻る。
After the period in which the second retry count is performed (after time t = t 3 in FIG. 3C),
A current does not flow through the
このため、複数の負荷装置51−1,51−2,51−3,・・・の内の少なくとも1つの負荷装置の短絡事故により、短絡事故が発生した負荷装置に接続された下位の負荷側半導体遮断器に遮断動作が働いても上位の電源側半導体遮断器には遮断動作が働かず通常状態に戻るので、短絡事故が発生した負荷装置に接続された下位の半導体遮断器を除き、直流給電システム全体がダウンしてしまうことがない。 For this reason, the lower load side connected to the load device in which the short circuit accident has occurred due to the short circuit accident of at least one of the load devices 51-1, 51-2, 51-3,. Even if the circuit breaker operates, the upper power supply side semiconductor circuit breaker does not operate and returns to the normal state.Therefore, except for the lower circuit breaker connected to the load device where the short circuit accident occurred, the DC The entire power supply system will not go down.
したがって、負荷装置に短絡等の事故が生じた場合でも継続してシステムを安定に動作させシステムの信頼性を向上させることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
Therefore, even when an accident such as a short circuit occurs in the load device, the system can be continuously operated stably and the reliability of the system can be improved.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention. Needless to say.
[変形例1]
例えば、上記第1実施形態では、短絡等による事故電流が半導体スイッチ部16,19に流れる状態が継続する場合において半導体スイッチ部16,19を継続的にオフさせるか否かの判定(以下、「オフ判定」と呼ぶ。)を行うための判定基準として「リトライ回数」を用いて説明したが、前記判定基準として、リトライ動作が開始されてから所定時間経過するまでの時間(事故判定時間)を用いてもよい。なお、上位の電源側半導体遮断器
10の「事故判定時間」は下位の各負荷側半導体遮断器51−1,51−2,51−3,・・・のいずれの「事故判定時間」よりも長くなるように設定されている。
[Modification 1]
For example, in the first embodiment, when the state in which an accident current due to a short circuit or the like continues to flow through the
[変形例2]
また、電源側半導体遮断器及び負荷側半導体遮断器の上記オフ判定を行うための判定基準として、これら電源側半導体遮断器及び負荷側半導体遮断器のいずれか一方については「リトライ回数」を用いて行い、他方については「事故判定時間」を用いて行ってもよい。なお、上位の電源側半導体遮断器10の「リトライ回数」に対応する時間又は「事故判定時間」は下位の各負荷側半導体遮断器51−1,51−2,51−3,・・・のいずれの「リトライ回数」に対応する時間又は「事故判定時間」よりも長くなるように設定されている。
[Modification 2]
In addition, as a determination criterion for performing the above-described OFF determination of the power supply side semiconductor circuit breaker and the load side semiconductor circuit breaker, the “retry count” is used for either one of the power supply side semiconductor circuit breaker and the load side semiconductor circuit breaker. The other may be performed using “accident determination time”. It should be noted that the time corresponding to the “retry count” of the upper power supply side
[変形例3]
また、上記した第1実施形態に係る直流給電システム1は、1つの電源装置3と、該電源装置3に接続された1つの電源側半導体遮断器(上位の半導体遮断器)10と、該電源側半導体遮断器10に接続された複数の負荷側半導体遮断器(下位の半導体遮断器)11−1,11−2,・・・と、該負荷側半導体遮断器11−1,11−2,・・・のそれぞれに接続された各負荷装置51−1,51−2,・・・を備えて構成される。
[Modification 3]
Further, the DC
しかし、本発明は、上記した構成に限定されるものではなく、例えば、図4に示すように、直流給電システム80が、1つの電源装置3と、該電源装置3に接続された複数の電源側半導体遮断器10−1,10−2,・・・から構成された上位電流分配装置5と、該各電源側半導体遮断器10−1,10−2,・・・にそれぞれ接続された複数の下位電流分配装置9−1,9−2,・・・とを含んで構成されたものであってもよい。
However, the present invention is not limited to the above-described configuration. For example, as illustrated in FIG. 4, the DC
具体的には、図4に示すように、下位電流分配装置9−1は、電源側半導体遮断器10−1に接続された負荷側半導体遮断器(下位の半導体遮断器)11−1〜11−N(Nは2以上の整数)を備えて構成されている。下位電流分配装置9−2は、電源側半導体遮断器10−2に接続された負荷側半導体遮断器(下位の半導体遮断器)20−1〜20−N(Nは2以上の整数)を備えて構成されている。 Specifically, as shown in FIG. 4, the lower-order current distribution device 9-1 includes load-side semiconductor circuit breakers (lower-order semiconductor circuit breakers) 11-1 to 11 connected to the power-side semiconductor circuit breaker 10-1. -N (N is an integer of 2 or more). The lower-order current distribution device 9-2 includes load-side semiconductor circuit breakers (lower-order semiconductor circuit breakers) 20-1 to 20-N (N is an integer of 2 or more) connected to the power supply-side semiconductor circuit breaker 10-2. Configured.
各負荷側半導体遮断器(下位の半導体遮断器)11−1〜11−Nには、それぞれ負荷装置51−1〜51−N(Nは2以上の整数)が接続され、各負荷側半導体遮断器(下位の半導体遮断器)20−1〜20−Nには、それぞれ負荷装置52−1〜52−N(Nは2以上の整数)が接続されている。 Load devices 51-1 to 51-N (N is an integer of 2 or more) are connected to the load-side semiconductor circuit breakers (lower-order semiconductor circuit breakers) 11-1 to 11-N, respectively. Load devices 52-1 to 52-N (N is an integer of 2 or more) are connected to the devices (lower semiconductor circuit breakers) 20-1 to 20-N, respectively.
[変形例4]
また、上記した第1実施形態では、電流分配装置9によって分配される複数の系統の全てに負荷側半導体遮断器を設けたが、これは一例であって、必ずしも全ての系統に半導体遮断器を設ける必要はない。
[Modification 4]
In the first embodiment described above, the load-side semiconductor circuit breakers are provided in all of the plurality of systems distributed by the current distribution device 9, but this is an example, and the semiconductor circuit breakers are not necessarily provided in all the systems. There is no need to provide it.
[変形例5]
また、上記第1実施形態では、電源装置3からの直流電力を電流分配装置9によって複数の系統に分配するように構成された直流給電システム1について説明したが、電流分配装置を有しない単一系統の直流給電システムに対しても本発明を適用できることはいうまでもない。
[Modification 5]
In the first embodiment, the DC
1,80…直流給電システム、3…電源装置、7,8…電力供給線(第1の電力供給線)、9…電流分配装置、10…電源側半導体遮断器、11−1,11−2,11−3…負
荷側半導体遮断器、12,13…電力供給線(第2の電力供給線)、51−1,51−2,51−3…負荷装置、15,18…電流センサ、16…半導体スイッチ部(第2の半導体スイッチ手段)、19…半導体スイッチ部(第1の半導体スイッチ手段)、21,41…電流計測部、22,42…計測値記憶部、23…制御回路(第2のリトライ制御手段)、24,44…駆動部、25,45…設定情報記憶部、26…制御部(第2の過電流判断手段)、33…制御回路(第1のリトライ制御手段)、34−1,34−2,34−3…入力インタフェース、43…制御部(第1の過電流判断手段)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数の前記負荷側半導体遮断器は、それぞれ、
スイッチのオン・オフにより前記第2の電力供給線を導通・遮断する第1の半導体スイッチ手段と、
前記第1の半導体スイッチ手段に流れる直流電流が過電流であるか否かを判断する第1の過電流判断手段と、
前記第1の過電流判断手段により前記過電流と判断された場合に、所定のタイミングで前記第1の半導体スイッチ手段のオン・オフを繰り返す負荷側リトライ動作を行うとともに、前記第1の過電流判断手段により前記過電流と判断される状態が、負荷側事故判定所要期間以上継続した場合に前記第1の半導体スイッチ手段を継続的にオフさせる第1のリトライ制御手段を有し、
前記電源側半導体遮断器は、
スイッチのオン・オフにより前記第1の電力供給線を導通・遮断する第2の半導体スイッチ手段と、
前記第2の半導体スイッチ手段に流れる直流電流が過電流であるか否かを判断する第2の過電流判断手段と、
前記第2の過電流判断手段により前記過電流と判断された場合に、前記所定のタイミングで前記第2の半導体スイッチ手段のオン・オフを繰り返す電源側リトライ動作を行うとともに、前記第2の過電流判断手段により前記過電流と判断される状態が全ての前記負荷側半導体遮断器におけるそれぞれの前記負荷側事故判定所要期間のいずれよりも長い電源側事故判定所要期間以上継続した場合に前記第2の半導体スイッチ手段を継続的にオフさせる第2のリトライ制御手段を有する
ことを特徴とする直流給電システム。 DC power from a power supply device is distributed to a plurality of power supply systems, DC power is supplied to a plurality of load devices for each power supply system, and a DC current from the power supply device is connected to the power supply device. A power supply side semiconductor circuit breaker for conducting / cutting off the power supply line, and a second power supply line connected to each of the load devices and through which a direct current from the power supply side semiconductor circuit breaker flows are conducted / cut off. A DC power supply system including a plurality of load-side semiconductor circuit breakers,
Each of the plurality of load-side semiconductor circuit breakers is
First semiconductor switch means for conducting / interrupting the second power supply line by turning on / off the switch;
First overcurrent determination means for determining whether or not a direct current flowing through the first semiconductor switch means is an overcurrent;
When the first overcurrent determination unit determines that the overcurrent is present, a load-side retry operation that repeats on / off of the first semiconductor switch unit at a predetermined timing is performed, and the first overcurrent is performed. A first retry control means for continuously turning off the first semiconductor switch means when the state determined by the determination means as the overcurrent continues for a load side accident determination required period or longer;
The power supply side semiconductor circuit breaker is:
Second semiconductor switch means for conducting / interrupting the first power supply line by turning on / off the switch;
Second overcurrent determination means for determining whether or not a direct current flowing through the second semiconductor switch means is an overcurrent;
When the second overcurrent determining means determines that the overcurrent is present, the power supply side retry operation is repeated to turn on and off the second semiconductor switch means at the predetermined timing, and the second overcurrent is determined. When the state determined by the current determination means as the overcurrent continues for a power-side accident determination required period longer than any of the load-side accident determination required periods in all the load-side semiconductor circuit breakers, the second A DC power feeding system comprising: second retry control means for continuously turning off the semiconductor switch means.
前記負荷側半導体遮断器は、
スイッチのオン・オフにより前記第2の電力供給線を導通・遮断する第1の半導体スイッチ手段と、
前記第1の半導体スイッチ手段に流れる直流電流が過電流であるか否かを判断する第1の過電流判断手段と、
前記第1の過電流判断手段により前記過電流と判断された場合に、所定のタイミングで前記第1の半導体スイッチ手段のオン・オフを繰り返す負荷側リトライ動作を行うとともに、前記第1の過電流判断手段により前記過電流と判断される状態が負荷側事故判定所要期間以上継続した場合に前記第1の半導体スイッチ手段を継続的にオフさせる第1のリトライ制御手段を有し、
前記電源側半導体遮断器は、
スイッチのオン・オフにより前記第1の電力供給線を導通・遮断する第2の半導体スイッチ手段と、
前記第2の半導体スイッチ手段に流れる直流電流が前記過電流であるか否かを判断する第2の過電流判断手段と、
前記第2の過電流判断手段により前記過電流と判断された場合に、前記所定のタイミングで前記第2の半導体スイッチ手段のオン・オフを繰り返す電源側リトライ動作を行うとともに、前記第2の過電流判断手段により前記過電流と判断される状態が前記負荷側半導体遮断器の前記負荷側事故判定所要期間よりも長い電源側事故判定所要期間以上継続した場合に前記第2の半導体スイッチ手段を継続的にオフさせる第2のリトライ制御手段を有する
ことを特徴とする直流給電システム。 One power supply side semiconductor circuit breaker for supplying / disconnecting a first power supply line that supplies DC power from the power supply device to one load device and is connected to the power supply device and through which a direct current from the power supply device flows. And a single load-side semiconductor circuit breaker for conducting / cut-off of a second power supply line connected to the load device and through which a direct current from the power supply-side semiconductor circuit breaker flows. ,
The load-side semiconductor circuit breaker is
First semiconductor switch means for conducting / interrupting the second power supply line by turning on / off the switch;
First overcurrent determination means for determining whether or not a direct current flowing through the first semiconductor switch means is an overcurrent;
When the first overcurrent determination unit determines that the overcurrent is present, a load-side retry operation that repeats on / off of the first semiconductor switch unit at a predetermined timing is performed, and the first overcurrent is performed. First retry control means for continuously turning off the first semiconductor switch means when the state determined by the determination means as the overcurrent continues for a load side accident determination required period or longer;
The power supply side semiconductor circuit breaker is:
Second semiconductor switch means for conducting / interrupting the first power supply line by turning on / off the switch;
Second overcurrent determination means for determining whether or not a direct current flowing through the second semiconductor switch means is the overcurrent;
When the second overcurrent determining means determines that the overcurrent is present, the power supply side retry operation is repeated to turn on and off the second semiconductor switch means at the predetermined timing, and the second overcurrent is determined. The second semiconductor switch means is continued when the state judged as the overcurrent by the current judgment means continues for a power-side accident determination required period longer than the load-side accident determination required period of the load-side semiconductor circuit breaker. DC power supply system characterized by comprising second retry control means for automatically turning off.
設定装置をさらに備え、
前記設定装置は、前記負荷側事故判定所要期間及び前記電源側事故判定所要期間を設定する設定部を備えている
ことを特徴とする直流給電システム。 In the DC power supply system according to claim 1 or 2,
A setting device,
The setting device includes a setting unit that sets the load-side accident determination required period and the power-side accident determination required period.
前記負荷側事故判定所要期間は、所定の負荷側事故判定時間が経過するまでの期間、又は前記負荷側リトライ動作が前記負荷側半導体遮断器の負荷側リトライ回数行われる期間であり、
前記電源側事故判定所要期間は、前記負荷側事故判定時間より長い所定の電源側事故判定時間が経過するまでの期間、又は、前記電源側リトライ動作が、前記負荷側リトライ回数より多い前記電源側半導体遮断器の電源側リトライ回数行われる期間である
ことを特徴とする直流給電システム。 The DC power supply system according to any one of claims 1 to 3,
The load-side accident determination required period is a period until a predetermined load-side accident determination time elapses or a period in which the load-side retry operation is performed for the load-side semiconductor circuit breaker.
The power supply side accident determination required period is a period until a predetermined power supply side accident determination time that is longer than the load side accident determination time elapses, or the power supply side retry operation is greater than the load side retry count. A DC power supply system characterized in that it is a period in which the number of retries on the power supply side of a semiconductor breaker is performed.
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