JP2016541088A - 高圧直流電流遮断装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (14)
- 事故発生時直流電流を遮断するための直流電流遮断装置において、
正常動作状態の電流を通電させるための主通電路上に直列連結され設けられる3個の高速機械スイッチを含む主通電部と、
前記主通電部に属された高速機械スイッチのいずれか1個の機械スイッチに並列連結された1次転流回路上に設けられる電力半導体スイッチと、
前記主通電路中の2つの直列連結された高速機械スイッチと並列連結された回路である2次転流回路上に設けられるキャパシタと、
前記主通電路中の2つの直列連結された機械スイッチと並列連結された回路上のキャパシタと並列連結された回路である3次転流回路上に設けられる避電器と、
を含むことを特徴とする直流電流遮断装置。 - 電力半導体スイッチが連結される1次転流回路と並列連結される主通電回路の機械スイッチは、直列連結された他の2つの機械スイッチの定格電圧より低い定格電圧を有する機械スイッチを設けることを特徴とする請求項1に記載の直流電流遮断装置。
- 前記1次転流回路に設けられる電力半導体スイッチは、前記電力半導体スイッチと並列連結された機械スイッチが、通電状態で開極(open)時に、アーク電圧より低い順方向電圧が印加されることで、主通電部の電流が前記電力半導体スイッチに転流が容易に行われるようにすることを特徴とする請求項1に記載の直流電流遮断装置。
- 前記1次転流回路の電力半導体スイッチと並列連結される主通電回路の機械スイッチは、単安定(monostable)スイッチであり、直流電流dc遮断器のトリップ(trip)信号を受けて開極動作を開始し、主通電部電流が2次転流回路に完全に転流された時点以後には、自動的に閉極(close)状態に復帰される機能を有するものであり、開極応答特性が直列連結された他の2つ高速スイッチより速く、アーク電圧の上昇が速やかに生ずることを特徴とする請求項1に記載の直流電流遮断装置。
- 前記キャパシタは、投入/分離スイッチの後端で、主通電路から分岐された回路上に設けられることを特徴とする請求項1に記載の直流電流遮断装置。
- 前記キャパシタは、電力半導体スイッチにより主通電路の電流が遮断される時点で印加される過電圧が保護スイッチと転流スイッチとに分担される時、転流スイッチと並列連結され、同じ印加電圧がかかる電力半導体スイッチの定格耐電圧(rated withstand voltage)を超えないようにする静電容量を有することを特徴とする請求項1または2に記載の直流電流遮断装置。
- 投入/分離スイッチにより最終的に直流電流の遮断動作が終了された後、前記キャパシタに充電された電圧を放電させるための放電部を、さらに含むことを特徴とする請求項1に記載の直流電流遮断装置。
- 前記放電部は、キャパシタが設けられた回路と並列連結された放電路上に互いに直列連結され設けられる放電スイッチと放電抵抗とを含んで構成されることを特徴とする請求項7に記載の直流電流遮断装置。
- 前記第1電流回路の電力用半導体スイッチは、1個の単方向導通スイッチで形成されるか、または2個の単方向導通スイッチを互いに逆方向に直列連結し、各単方向導通スイッチに、並列にフリーホイールリングダイオードを接続して形成されることを特徴とする請求項1に記載の直流電流遮断装置。
- 事故発生時直流電流を遮断するための直流電流遮断方法において、
正常動作状態の電流を通電させるための主通電路上に直列連結され設けられる3個の高速機械スイッチである投入/分離スイッチ、保護スイッチ及び転流スイッチを含む主通電部と、
前記主通電路の転流スイッチと並列連結された回路上の電力半導体スイッチと、
前記主通電路と並列連結された回路上に、保護スイッチ及び転流スイッチと並列接続されるように設けられるキャパシタと、
前記主通電路と並列連結された回路上に、キャパシタと並列接続されるように設けられる避電器と、
を含む直流電流遮断装置を用い、
前記主通電路の3個の機械スイッチのみを介して正常電流が流れる正常動作状態でトリップ(trip)信号を受ければ、3個の高速機械スイッチをオープンさせ、次いで、転流スイッチの電極間アーク発生直後、これを介して流れる線路電流が1次転流回路に設けられた電力半導体スイッチに転流されるようにし、保護スイッチの極間間隔が一定以上広がれば、電力半導体スイッチをターンオフさせ、主通電路の電流を2次転流回路に変わるようにしてキャパシタを充電し、前記キャパシタの充填電圧が避電器の放電開始電圧まで上昇すれば、3次転流回路に設けられた避電器が放電を開始しながら線路電流が避電器を介して流れるようになり、電流の遮断が行われるようにすることを特徴とする直流電流遮断方法。 - 前記電力半導体スイッチが、制御部の制御信号に応じてターンオフされ、電力半導体スイッチを介して流れる電流が遮断される時点は、アークが発生された前記保護スイッチの電極間距離が、以後発生される過電圧に対して絶縁回復しうる電極間距離になる時に設定することを特徴とする請求項10に記載の直流電流遮断方法。
- 前記投入/分離スイッチがオープンされた後、キャパシタに充電された電圧を放電させるための放電部を動作させることを特徴とする請求項10に記載の直流電流遮断方法。
- 前記放電部は、キャパシタが設けられた回路と並列連結された放電路上に互いに直列連結され設けられる放電スイッチと放電抵抗とを含んで構成され、放電路を介してキャパシタに充電された電圧が放電されるように、放電スイッチを閉極した後、開極させることを特徴とする請求項11に記載の直流電流遮断方法。
- 前記主通電部の保護スイッチを、まず、閉極させた後、前記投入/分離スイッチを閉極させ、直流電流dc遮断装置を投入することを特徴とする請求項10に記載の直流電流遮断方法。
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