JP2013532937A - 電力系統保護用の連続無停止ac接地システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
本願は、2010年10月29日に出願された米国仮出願第61/408,319号、2011年1月6日に出願された米国仮出願第61/430,388号、2011年1月28日に出願された米国仮出願第61/437,498号、2011年5月16日に出願された米国仮出願第61/486,635号、2011年6月13日に出願された米国有用特許出願第13159,374号の優先権を主張し、これらはいずれも本明細書に引用により援用される。
前記回路に於いて、スイッチ集合体は電子制御入力を介して閉位置と開位置を移動可能で、前記電子制御入力は、変圧器の一つ以上の電力位相に高調波信号が発生するかもしくは変圧器中性点とアースとの間のDC電流が所定の閾値となるとスイッチ集合体を開位置に作動させる。
C=I/ωV
ここで、Iはキャパシタを流れる電流、Vは印加された電圧、ωは印加された電圧の角周波数(ω=2πf)
抵抗遮断素子の場合、抵抗値は R=V/I で得られる。
Claims (29)
- (a)変圧器の変圧器中性点とアースとの間に接続され、開位置と閉位置を有して、前記開位置にすると電気接続とアース接続との経路を遮断し、前記閉位置にすると前記電気接続から前記アース接続に至る経路をスイッチ集合体を介して確立し、交流電気装置の通常作動時は前記閉位置となっている前記スイッチ集合体と、
(b)前記スイッチ集合体と並列に接続され、前記アース接続と前記アースとの間に接続されたDC遮断部と、
(c)センサを含んで、前記変圧器の電力位相の高調波、または、前記変圧器中性点と前記アースとの間のDC電流または疑似DC電流が所定の閾値に達したことを検知した時に、前記スイッチ集合体を前記開位置に移動するように構成された、前記スイッチ集合体を制御する制御回路と
を備えることを特徴とする、前記変圧器を含む交流系統で使用する連続接地システム。 - 前記DC遮断部は、前記変圧器中性点と前記アースとの間で前記スイッチ集合体と並列に接続されたキャパシタである
ことを特徴とする、請求項1に記載の連続接地システム。 - 前記制御回路は、前記変圧器の高調波を検出するように構成された高調波検知器を含む
ことを特徴とする、請求項1に記載の連続接地システム。 - 前記制御回路は、前記変圧器中性点と前記アースとの間を前記スイッチ集合体を介して流れるDC電流を検出するように構成された電流検知器を含む
ことを特徴とする、請求項1に記載の連続接地システム。 - 前記DC遮断部は、対応するスイッチ集合体を用いて、各々の抵抗を前記DC遮断部に選択的に追加できる複数の前記抵抗を備える
ことを特徴とする、請求項1に記載の連続接地システム。 - 前記複数の抵抗は、各々、前記変圧器中性点と前記アースとの間に直列に接続され、各抵抗と結合するスイッチが並列に接続されて、各スイッチを開位置にすることによって対応付けられた抵抗を前記DC遮断部に加える
ことを特徴とする、請求項5に記載の連続接地システム。 - 前記複数の抵抗は、各々、前記変圧器中性点と前記アースとの間に並列に接続され、各抵抗と結合するスイッチが抵抗と直列に接続されて、各スイッチを閉位置にすることによって結合する抵抗を前記DC遮断部に加える
ことを特徴とする、請求項5に記載の連続接地システム。 - 前記DC遮断部の抵抗の合計は、DC電流または高調波信号の大きさによって調整することが可能である
ことを特徴とする、請求項5に記載の連続接地システム。 - 前記変圧器中性点と前記アースとの間で、前記DC遮断部と電気的に並列に接続されたサージアレスタをさらに含み、前記サージアレスタは、地磁気的に誘導された電流と接地障害が同時に発生することから保護するよう構成される
ことを特徴とする、請求項1に記載の連続接地システム。 - 前記スイッチ集合体と前記アースとの間で、前記スイッチ集合体と電気的に直列に接続された分流抵抗をさらに含む
ことを特徴とする、請求項1に記載の連続接地システム。 - 前記スイッチ集合体と前記アースとの間で、前記スイッチ集合体と直列に接続されたホール効果電流検知器をさらに含む
ことを特徴とする、請求項1に記載の連続接地システム。 - DCスイッチと前記変圧器中性点との間で、前記DCスイッチと電気的に直列に接続された接地スイッチをさらに含み、前記接地スイッチは前記DCスイッチを高電圧から保護するように構成される
ことを特徴とする、請求項1に記載の連続接地システム。 - 前記制御回路は、電磁遮蔽された筐体に格納され、電磁遮蔽された筐体の内縁に複数のフィルタをさらに備えて、電磁的に遮蔽された筐体の近くで発生する電磁干渉による損傷から前記制御回路を保護するように構成される
ことを特徴とする、請求項1に記載の連続接地システム。 - 前記スイッチ集合体は、電磁的に遮蔽された筐体とは隔離されて設置されるが、電気的には接続される
ことを特徴とする、請求項13に記載の連続接地システム。 - 前記制御回路に電気的に接続され、電磁的に遮蔽された筐体の外部に設置される、電磁場検出器をさらに備える
ことを特徴とする、請求項13に記載の連続接地システム。 - (a)変圧器のアース接続点とアースとの間に接続され、開位置と閉位置を有して、前記開位置にすると電気接続と変圧器中性点との経路を遮断し、前記閉位置にすると前記電気接続から前記変圧器中性点に至る導電経路をスイッチ集合体を介して確立し、交流電気装置の通常作動時は前記閉位置となっている前記スイッチ集合体と、
(b)前記スイッチ集合体と並列に置かれ、前記変圧器中性点と前記アースとの間に接続されたDC遮断部とを備え、
前記スイッチ集合体は、電子的制御入力を介して前記閉位置と前記開位置の間を移動可能で、前記電子的制御入力は、前記変圧器中性点と前記アースとの間で前記変圧器の1つ以上の位相に高調波信号を検出するか、DC電流または疑似DC電流が所定の閾値になった時に、前記スイッチ集合体を前記開位置に移動するように構成された、電気的保護回路。 - 前記DC遮断部は、1つ以上のキャパシタか、1つ以上の抵抗のいずれかである
ことを特徴とする、請求項16に記載の電気的保護回路。 - 前記DC遮断部の抵抗の合計は、DC電流もしくは疑似DC電流の重大性、または高調波信号の重大性によって調整することが可能である
ことを特徴とする、請求項16に記載の電気的保護回路。 - 前記変圧器中性点と前記アースとの間で、前記DC遮断部と電気的に並列に接続されたサージアレスタをさらに含み、前記サージアレスタは、前記保護回路が遮断モードで動作中に発生する接地障害から保護するように構成される
ことを特徴とする、請求項16に記載の電気的保護回路。 - 電気機器の中性点とアースとの間に電気的に接続されたスイッチ集合体を備え、交流回路の通常作動時は前記スイッチ集合体を閉位置に維持し、
所定の閾値を超える高調波信号、もしくは所定の閾値を超えるDC電流のいずれかを検知すると、前記スイッチ集合体を開位置とし、前記電気機器の前記中性点と前記アースとの間で前記スイッチ集合体と電気的に並列に接続されたDC遮断部を通すことで前記アースへ流れる前記DC電流を遮断する、
ことによって、交流回路の前記電気機器を直流や高調波の影響による損傷から保護する方法。 - 高調波信号、もしくはDC電流か疑似DC電流が2つめの所定閾値を超えると、前記中性点と前記アースとの間の経路にあるDC遮断素子の数を変えるために1つ以上のスイッチを作動させることをさらに備える
ことを特徴とする、請求項20に記載の方法。 - 前記スイッチ集合体の制御入力点に電気的に接続された制御回路の中にある高調波検知器で、高調波信号を検出する
ことを特徴とする、請求項20に記載の方法。 - 前記スイッチ集合体の制御入力点に電気的に接続された制御回路の中にある電流検知器で、DC電流または疑似DC電流を検出する
ことを特徴とする、請求項20に記載の方法。 - 変圧器中性点とアースとの間に接続されたスイッチ集合体を開位置にし、
変圧器の電圧周波数とは異なる周波数の交流電圧を前記変圧器中性点に注入し、
交流電圧を注入しながら、DC遮断部を流れる電流を測定し、
測定された電流が所定制限値内の電気的特性を示すかを判断し、
前記所定制限値外であれば、電気的保護回路に異常が発生したことを表示する、
ことを特徴とする、前記電気的保護回路のテスト方法。 - 前記テスト方法が所定の周期で自動的に行なわれる、
ことを特徴とする、請求項24に記載のテスト方法。 - 変圧器中性点に直流信号を注入し、
交流電圧を注入しながら、DC遮断部を流れる電流を測定し、
変圧器中性点とアースとの間に接続されたスイッチ集合体が、直流信号に反応して開位置となるか判断し、
前記スイッチ集合体が開位置とならなければ、電気的保護回路に異常が発生したことを表示する、
ことを特徴とする、電気的保護回路のテスト方法。 - 開放構造を有する上面と
前記上面を地上高で保持する複数の支持脚から成り、前記支持脚は1つ以上の接地された杭の上に搭載されており、
電気機器は前記上面に配置され、高出力変圧器とアースとの間に電気的に接続されている
ことを特徴とする、電気機器の設置台。 - 前記電気機器の近くに設置された制御用電子回路をさらに備える
ことを特徴とする、請求項27に記載の電気機器の設置台。 - 電気機器が、
変圧器の変圧器中性点とアースとの間に接続され、開位置と閉位置を有して、前記開位置にすると電気接続とアース接続との経路をスイッチを介して遮断し、前記閉位置にすると前記電気接続から前記アース接続に至る経路を前記スイッチの集合体を介して確立し、交流電気装置の通常作動時は前記閉位置となっている前記スイッチ集合体と、
前記スイッチ集合体と並列に置かれ、前記アース接続と前記アースとの間に接続されたDC遮断部と、
を備えることを特徴とする、請求項27に記載の前記電気機器の設置台。
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