JP2017009552A - 直流遮断器の試験方法 - Google Patents

直流遮断器の試験方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017009552A
JP2017009552A JP2015128419A JP2015128419A JP2017009552A JP 2017009552 A JP2017009552 A JP 2017009552A JP 2015128419 A JP2015128419 A JP 2015128419A JP 2015128419 A JP2015128419 A JP 2015128419A JP 2017009552 A JP2017009552 A JP 2017009552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
circuit
breaker
circuit breaker
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015128419A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6645758B2 (ja
Inventor
優平 橋本
Yuhei Hashimoto
優平 橋本
健作 宮崎
Kensaku Miyazaki
健作 宮崎
賢宏 種子田
Takahiro Taneda
賢宏 種子田
将吾 乙幡
Shogo Otohata
将吾 乙幡
喜悦 工藤
Yoshietsu Kudo
喜悦 工藤
小山 博
Hiroshi Koyama
博 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2015128419A priority Critical patent/JP6645758B2/ja
Priority to EP16814236.2A priority patent/EP3315980B1/en
Priority to CN201680004929.9A priority patent/CN107110912B/zh
Priority to PCT/JP2016/067736 priority patent/WO2016208465A1/ja
Publication of JP2017009552A publication Critical patent/JP2017009552A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6645758B2 publication Critical patent/JP6645758B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3272Apparatus, systems or circuits therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/333Testing of the switching capacity of high-voltage circuit-breakers ; Testing of breaking capacity or related variables, e.g. post arc current or transient recovery voltage
    • G01R31/3333Apparatus, systems or circuits therefor
    • G01R31/3336Synthetic testing, i.e. with separate current and voltage generators simulating distance fault conditions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

【課題】交流遮断器の合成試験法に用いる試験装置で、直流遮断器の遮断性能を検証する直流遮断器の試験方法を提供する。【解決手段】電流源回路Aと電圧源回路Bとを備える試験装置を用いて遮断性能を検証するための直流遮断器1の試験方法であって、直流遮断器1に、少なくとも電流源回路Aから交流の電流を供給し、当該電流が直流系統の系統事故による事故電流相当となった時点で、直流遮断器1により当該電流を遮断し、前記遮断以前に、電圧源回路Bを直流遮断器1に接続することにより直流遮断器1に電圧を印加し、前記遮断と同時に電圧源回路Bから回復電圧を印加する。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、直流遮断器の遮断性能を検証するための試験方法に関する。
交流電力系統の落雷等による短絡事故からの系統保護を行うため、大容量の交流遮断器が用いられている。この交流遮断器の遮断試験法には、合成試験法と呼ばれる試験法が知られている(例えば、非特許文献1参照。)。この合成試験法は、試験対象となる交流遮断器に対して、事故電流相当の短絡電流を供給する電流源回路と、高周波電流を供給し回復電圧を印加するための電圧源回路とが、それぞれ並列に接続される試験装置を用いて行われる。
具体的には、次の(1)〜(4)の手順で交流遮断器の遮断試験を行う。
(1)電流源回路から事故電流相当の交流の短絡電流を交流遮断器に供給する。
(2)当該短絡電流の最終零値直前で電圧源回路から高周波電流を供給して、電流源回路及び電圧源回路の2回路から重畳電流を交流遮断器に流す。
(3)電流源回路を、短絡電流が最終零値となる時点で交流遮断器から遮断する。
(4)その後、高周波電流を交流遮断器により遮断し、当該交流遮断器の端子間に回復電圧を生じさせる。
ところで、直流系統の短絡事故から系統保護を行うため、直流遮断器が用いられている。直流遮断器は、短絡等による事故電流を遮断する。このような系統保護を確実に行うため、直流遮断器には、用いられる直流系統に応じて所定の遮断性能が要求される。
直流遮断器の遮断試験方法として、交流の短絡発電機からの短絡事故電流を整流器にて直流電流に整流させて、直流系統事故を模擬した短絡時の事故電流を供給する方法がある。
電気学会 電気規格調査会標準規格 交流遮断器 JEC-2300-1998
しかし、近年、直流遮断器の大容量化が進んでいる。そのため、従来の整流器を用いた試験方法では、大容量の整流器を設ける必要があり、試験設備の大型化や設備導入に莫大な投資を要するという問題がある。さらに、大容量の整流器を用いた試験方法では試験効率に問題がある。そのため、従来の整流器を用いた試験方法を採用することは困難であり、別の試験方法が求められる。
この点につき、交流遮断器の合成試験法に用いる試験装置を、直流遮断器の遮断性能試験に用いることが考えられる。しかし、この場合には、上記のような手順で遮断性能試験をすることはできない。すなわち、上記の合成試験法では、直流遮断器に、直流系統の事故に相当する電流、電圧の両方を与えることができず、直流遮断器の遮断性能を検証することはできない。
本発明の実施形態に係る直流遮断器の試験方法は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、直流遮断器の遮断性能を検証する直流遮断器の試験方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本実施形態の直流遮断器の試験方法は、電流源回路と電圧源回路とを備える試験装置を用いて遮断性能を検証するための直流遮断器の試験方法であって、前記直流遮断器に、少なくとも前記電流源回路から交流の電流を供給し、前記電流が直流系統の系統事故による事故電流相当となった時点で、前記直流遮断器により前記電流を遮断し、前記遮断以前に、前記電圧源回路を前記直流遮断器に接続することにより前記直流遮断器に電圧を印加し、前記遮断と同時に前記電圧源回路から回復電圧を印加することを特徴とする。
また、本実施形態の直流遮断器の試験方法は、電流源回路と電圧源回路とを備える試験装置を用いて遮断性能を検証するための直流遮断器の試験方法であって、前記直流遮断器に前記電流源回路から、直流系統の系統事故による事故電流相当の電流を供給し、前記直流遮断器により当該電流を遮断し、前記直流遮断器に前記電流源回路から回復電圧が印加され、前記電流源回路の前記直流遮断器への接続が継続されて前記回復電圧が印加されている間に、前記電圧源回路から前記直流遮断器に直流電圧を印加することを特徴とする。
第1の実施形態に係る直流遮断器の試験装置の構成を示す回路図である。 第1の試験方法の短絡電流遮断を行う過程における電流波形図である。 第1の試験方法の短絡電流遮断を行う過程における電圧波形図である。 第2の試験方法に用いる直流遮断器の試験装置の構成を示す回路図である。 第2の試験方法の短絡電流遮断を行う過程における電流波形図である。 第2の試験方法の短絡電流遮断を行う過程における電圧波形図である。
[1.第1の実施形態]
[1−1.全体構成]
以下では、図1〜図3を参照しつつ、本実施形態に係る直流遮断器の試験方法とその試験方法に用いる試験装置について説明する。図1は、本実施形態に係る直流遮断器の試験装置の構成を示す回路図である。
直流遮断器の試験装置は、試験対象となる直流遮断器1の直流電流の遮断性能を試験する装置である。本実施形態に係る直流遮断器の試験装置は、従来の交流遮断器の遮断試験に用いられる合成試験回路と同様の構造を有する。すなわち、本実施形態では、合成試験回路に設置される交流遮断器を直流遮断器に置き換えて当該合成試験回路を使用して、直流遮断器の遮断性能を検証する。具体的には、本試験装置は、直流系統の故障発生を模擬するため、後述する2つの電源回路を備える。直流系統としては、例えば、長距離送電や電力会社間などの直流送電系統や、ビルや大型商業施設などの直流配電、電気鉄道等の直流系統などが挙げられる。
直流遮断器1は、直流遮断器1内を流れる直流電流を遮断する遮断器である。直流遮断器1は、遮断部101と、エネルギー吸収部102とを備える。遮断部101とエネルギー吸収部102とは並列に設けられる。
遮断器101は、回路を流れる電流の遮断/投入を行うスイッチである。遮断部101としては、半導体を用いた半導体遮断部を含み構成される。この遮断部101には、半導体遮断部の他、機械的に遮断/投入を行う機械式の遮断部を含んでいても良い。
エネルギー吸収部102は、所謂サージアブソーバ(以下、サージアブソーバ102ともいう)である。サージアブソーバ102は、サージアブソーバ102に印加される過渡的な高電圧のエネルギーの吸収を行う。サージアブソーバ102は、遮断部101遮断後の電圧の大きさを制限する。
直流遮断器1には、2つの異なる電源回路が並列に接続される。すなわち、本実施形態に係る試験装置は、直流遮断器1に対し、交流の電流を供給する電流源回路Aと、直流遮断器1に対し、回復電圧を印加する電圧源回路Bとを備え、これらの回路A、Bが直流遮断器1に対して並列に接続される。
[1−2.詳細構成]
(電流源回路)
電流源回路Aは、直流遮断器1に対して、交流の電流を供給する。電流源回路Aは、短絡発電機2、保護遮断器3、投入スイッチ4、リアクトル5、抵抗6、コンデンサ7、及び補助遮断器8を含み構成される。
短絡発電機2は、短絡電流を発生させる発電機である。短絡発電機2から発生される短絡電流は交流の電流である。短絡発電機2で発生した短絡電流は、リアクトル5を介して直流遮断器1に対して出力される。
短絡発電機2と直流遮断器1との間には、保護遮断器3と投入スイッチ4とが設けられている。投入スイッチ4は、短絡発電機2を試験回路に接続するための開閉器であり、直流遮断器1に対する短絡発電機2の接続と遮断を切り替える。保護遮断器3は、電流源回路Aを流れる交流の短絡電流の遮断を行う遮断器である。保護遮断器3は、この交流の短絡電流の電流零点で遮断を行う。
さらに電流源回路Aには、補助遮断器8と、サージ吸収部41とが設けられている。補助遮断器8は、短絡発電機2と接続されており、試験対象である直流遮断器1と短絡発電機2との接続と遮断を切り替える。補助遮断器8は、例えば機械式の遮断器である。補助遮断器8は、電流源回路Aにおいて、各機器のうち最も直流遮断器1側に設けられている。補助遮断器8が投入状態にあるときは、直流遮断器1に短絡発電機2から電流を供給可能であり、補助遮断器8が遮断状態にあるときは、電流源回路Aが直流遮断器1から切り離されており、短絡発電機2から電流は直流遮断器1に供給されない。
サージ吸収部41は、補助遮断器8と接続されており、補助遮断器8で遮断された際に発生するサージを吸収する。サージ吸収部41は、前述の抵抗6とコンデンサ7とが直列接続されてなり、コンデンサ7が抵抗6を介してサージを吸収し、補助遮断器8による遮断をしやすくする。
(電圧源回路)
電圧源回路Bは、直流遮断器1に対して回復電圧を印加する。電圧源回路Bは、電圧源コンデンサ10、充電装置9、始動スイッチ11、リアクトル12、抵抗13及びコンデンサ14を含み構成される。
電圧源コンデンサ10は、電圧源回路Bの電圧源となる直流コンデンサである。電圧源コンデンサ10は、始動スイッチ11が投入状態である場合に、リアクトル12を介して直流遮断器1に対して回復電圧を印加する。電圧源コンデンサ10は、直流遮断器1が設けられる直流系統事故時の短絡電流の一部を供給する容量を有する。また、回復電圧は、他のコンデンサを過渡回復電圧の調整用として併用しても良い。
充電装置9は、電圧源コンデンサ10と並列接続され、電圧源コンデンサ10を充電する装置である。始動スイッチ11は、電圧源コンデンサ10からの電圧印加のオンとオフを切り替える機器である。
電圧源回路Bは、電圧源コンデンサ10を直流電圧源として、過渡振動回路(LCR回路)を備える。すなわち、電圧源コンデンサ10に対して、リアクトル12、抵抗13及びコンデンサ14が直列に接続されており、過渡振動回路を構成する。この過渡振動回路は、過渡現象を発生させて直流遮断器1に印加する電圧を調整する。このため、電圧源回路Bが直流遮断器1に印加する回復電圧は、高周波電圧である。
コンデンサ14は、電圧源コンデンサ10が供給する電圧を調整する電圧調整用コンデンサである。ここでは、コンデンサ14は、電圧源コンデンサ10と併用して直流系統事故時に直流遮断器1に印加される電圧を調整するコンデンサである。
[1−3.試験方法]
本実施形態の試験方法は、半導体遮断器を含む直流遮断器の、直流系統の短絡事故電流の遮断性能を検証するための方法であり、(1)遮断瞬時の遮断性能を検証するための第1の試験方法と、(2)遮断後の遮断性能を検証するための第2の試験方法を分けて行う。遮断瞬時の遮断性能の試験方法を図2及び図3を用いて説明する。図2は、第1の試験方法の短絡電流遮断を行う過程における電流波形図である。図3は、第1の試験方法の短絡電流遮断を行う過程における電圧波形図である。
(1)遮断瞬時の遮断性能を検証するための第1の試験方法
試験開始時には、直流遮断器1が試験装置に接続され、保護遮断器3及び補助遮断器8は閉路状態、投入スイッチ4及び始動スイッチ11は開路状態、短絡発電機2は予め所定の電圧での励磁状態、電圧源コンデンサ10は充電装置9によって予め所定の電圧まで充電された状態にあるとする。
まず、図3に示すように、時刻Aにおいて投入スイッチ4を閉路し、短絡発電機2から直流遮断器1の遮断部101に交流電流を供給する。この交流電流は、時刻Aにおいては0Aであり、その後上昇する。この交流電流は、リアクトル5によりその大きさが調整されている。
次に、時刻Bにおいて、始動スイッチ11を投入する。この投入タイミングは、短絡発電機2により供給される交流電流が波高値となる前とする。すなわち、交流電流の1/4周期までとすれば良い。本実施形態では、始動スイッチ11が投入されるまでに遮断部101に供給される電流は、直流系統の系統事故による事故電流未満の電流である。
この始動スイッチ11の投入タイミングは、直流遮断器1の遮断部101による電流遮断以前に行えば良く、当該電流遮断と同時又はその直前を含む。本実施形態では、始動スイッチ11の投入タイミングは、当該電流遮断よりも前である。
始動スイッチ11を投入すると、電圧源コンデンサ10とリアクトル12によって決まる周波数の交流電流が遮断部101に供給される。すなわち、始動スイッチ11の投入により電圧源回路Bが直流遮断器に接続され、短絡発電機2からの交流電流に電圧源回路Bからの交流電流が重畳される。この重畳された電流15は、図2に示すように、遮断部101に供給されて上昇していく。また、時刻Bで始動スイッチ11が投入されたことで、電圧源回路Bが直流遮断器1に接続され、これによって直流遮断器1に電圧が印加される。電圧源回路Bの主電源が電圧源コンデンサ10であるため、図3に示すように、電圧源コンデンサ10の電圧はその放電により下降していく。
重畳された電流15となった後、当該電流15が事故電流相当以上となる時刻Cで、遮断部101及び補助遮断器8を開路して電流裁断し、電流15を遮断する。本実施形態では、事故電流相当の電流に達した時点で電流15を遮断する。
この遮断により、直流遮断器1の遮断部101間には、電圧源回路Bからの過渡回復電圧17が印加されるとともに、サージアブソーバ102が過電圧を吸収し、図2に示すように、電圧源コンデンサ10から供給される電流はサージアブソーバ電流16となって当該サージアブソーバ102に流れる。時刻Cにおける電圧源コンデンサ10の電圧は、直流系統の事故による電流遮断時に直流遮断器1に印加される電圧相当の電圧又はそれ以上である。
以上のように、直流遮断器1に事故電流相当未満の電流を供給する段階であって、電流遮断よりも前に、電圧源回路Bを直流遮断器1に接続することにより、直流遮断器1に対し、電流供給と電圧印加の両方を行うようにした。これにより、電流遮断時において、直流遮断器1に、直流系統の事故による事故電流相当の電流と、当該事故に伴い印加される相当の電圧である所定の回復電圧とを与えることができるので、直流遮断器1の遮断時における遮断性能を検証することができる。
[第1の試験方法の変形例]
(1)上記の第1の試験方法では、始動スイッチ11の投入タイミングを直流遮断器1による電流遮断よりも前とし、当該遮断よりも前に電圧源回路Bを直流遮断器1に接続するようにしたが、電流遮断時に、事故電流相当の電流と、事故電流遮断に伴う電圧相当の所定の回復電圧とが直流遮断器1に与えられれば良く、電圧源回路Bの直流遮断器1への接続タイミングを当該遮断と同時としても良い。このようにしても電流遮断時に、事故電流相当の電流と、事故電流遮断に伴う電圧相当の所定の回復電圧を与えることができる。
(2)上記の第1の試験方法では、直流遮断器1への事故電流相当の電流を、2つの電流源回路A、電圧源回路Bを重畳させることによって供給するようにしたが、電流源回路Aのみで供給するようにしても良い。この場合、電圧源回路Bの直流遮断器1への接続は、電流遮断と同時に行う。
(3)上記の第1の試験方法では、始動スイッチ11の投入タイミングを、単に、直流遮断器1による電流遮断よりも前としたが、本実施形態のように電圧源回路Bの電圧源がコンデンサで構成される場合、直流遮断器1による電流遮断直前とすると良い。すなわち、このような場合、図3に示すように、電圧源回路Bの電圧はコンデンサの放電により低下していく。そのため、電流遮断よりかなり早い段階で始動スイッチ11を投入した場合には、電流遮断時に所定の回復電圧が印加できない虞がある。そのため、始動スイッチ11の投入、すなわち電圧源回路Bの直流遮断器1の接続は、電流遮断直前とする。ここにいう電流遮断直前とは、電圧源回路Bにより、電流遮断時において、事故電流遮断に伴う電圧相当の所定の回復電圧が直流遮断器1に印加できるタイミングをいう。
(2)遮断後の遮断性能を検証するための第2の試験方法
次に、第2の試験方法、すなわち事故電流相当の電流遮断後における直流遮断器1の遮断性能を検証するための試験方法について説明する。図4は、図1に示した試験装置のうち、電圧源回路Bのリアクトル12、コンデンサ14を除いた試験装置の回路図である。第2の試験方法では、当該試験装置を用いる。電圧源回路Bは、リアクトル12、コンデンサ14を除いているため、直流遮断器1に印加する電圧は直流電圧である。図5は、第2の試験方法の短絡電流遮断を行う過程における電流波形図である。図6は、第2の試験方法の短絡電流遮断を行う過程における電圧波形図である。
試験開始時には、直流遮断器1が試験装置に接続され、保護遮断器3及び補助遮断器8は閉路状態、投入スイッチ4及び始動スイッチ11は開路状態、短絡発電機2は予め所定の電圧での励磁状態、電圧源コンデンサ10は充電装置9によって予め所定の電圧まで充電された状態にあるとする。
まず、図5に示すように、時刻Dにおいて投入スイッチ4を閉路し、短絡発電機2から直流遮断器1の遮断部101に交流電流を供給する。この交流電流は、リアクトル5によりその大きさが調整されており、事故電流19として遮断部101に供給される。なお、図6に示すように、投入スイッチ4を閉路にしても、電圧源回路Bは、直流遮断器1に接続されていないので、電圧源コンデンサ10の電圧18は一定に保たれたままである。
次に、図5、6に示す時刻Eにおいて、直流遮断器1が電流19を遮断する。すなわち、電流19が直流系統の系統事故による事故電流相当の電流に達した時点で遮断部101を開路にして電流裁断し、電流19を遮断する。
電流19が遮断されると、リアクトル5、抵抗6、コンデンサ7によって決まる周波数の回復電圧21が直流遮断器1に印加され、サージアブソーバ102が過電圧を吸収し、図5に示すように、サージアブソーバ102には、短絡発電機2から供給される電流がサージアブソーバ電流20となって流れる。サージアブソーバ電流20が流れている間は、図6に示すように、回復電圧21は、徐々に低下する。
回復電圧21の印加後、電流源回路Bの直流遮断器1への接続が継続されている。この回復電圧21の印加後、サージアブソーバ電流20が流れている時刻Fにおいて、始動スイッチ11を投入し、補助遮断器8を開路にして電流裁断する。そうすると、直流遮断器1には、電圧源コンデンサ10に蓄えられていた電圧源コンデンサ電圧22相当の直流電圧が印加される。
このように、電圧源回路Bを用いて直流遮断器1に電圧を印加するタイミングを、事故電流相当の電流遮断後の回復電圧が印加されるまで遅らせているので、直流遮断器1の回復電圧を補償することができる。
より詳細には、電圧源回路Bからの直流電圧の印加を、電流遮断より後で、かつ、直流遮断器1の遮断部101に印加される回復電圧が直流系統事故相当に加わる電圧相当未満となる前とする。これにより、直流遮断器1の事故電流遮断後の耐電圧性能を検証することが可能となる。なお、図6に示すように、本実施形態では、時刻Fのタイミングで回復電圧21が急落しているが、その理由は、リアクトル5に蓄積されたエネルギーが全て放出されたことによる。
[1−4.効果]
(1)本実施形態の直流遮断器の試験方法は、電流源回路Aと電圧源回路Bとを備える試験装置を用いて遮断性能を検証するための直流遮断器1の試験方法であって、直流遮断器1に、少なくとも電流源回路Aから交流の電流を供給し、当該電流が直流系統の系統事故による事故電流相当となった時点で、直流遮断器1により当該電流を遮断し、前記遮断以前に、電圧源回路Bを直流遮断器1に接続することにより直流遮断器1に電圧を印加し、前記遮断と同時に電圧源回路Bから回復電圧を印加するようにした。
これにより、電流遮断時において、事故電流相当の電流と、当該事故時の電圧相当の電圧とを直流遮断器1に与えることができるので、直流遮断器1が設けられる直流系統の事故を模擬でき、直流遮断器1の遮断性能を検証することができる。また、一般的な交流遮断器の大電力試験設備を有していれば、高額で大型化する大容量の直流発電機や整流器を導入することなく直流遮断器1の遮断試験を行うことができる。特に、本実施形態では、交流遮断器の合成試験法で用いる既存の試験装置で直流遮断器1の遮断試験を行うので、設備投資や設備配置の敷地などを別途準備する必要がなく、経済的な利点が大きい。
(2)電流源回路Aは、直流遮断器1に事故電流相当未満の交流電流を供給し、電圧源回路Bは、直流遮断器1の前記遮断前に直流遮断器1に接続することにより、電圧源回路Bからの電流を電流源回路Aの電流に重畳させて、事故電流相当の電流とするとともに、直流遮断器1に電圧を印加するようにした。
これにより、事故電流相当の電流の遮断と同時に、直流遮断器1に回復電圧を遅滞なく印加することができる。すなわち、直流遮断器1による遮断が、半導体遮断器のような瞬間的に遮断可能な遮断器でなされる場合には、電圧源回路Bの直流遮断器1への接続を電流遮断時に行おうとしても当該遮断時点から遅れ、電流遮断と回復電圧印加に時間差が生じる可能性がある。しかし、本試験方法によれば、電流遮断より前に予め電圧源回路Bを接続し、電圧印加するようにしているので、電流遮断により、事故電流相当の電流に達する時点と、電圧源回路Bにより回復電圧を印加する時点を自動的に揃えることができる。従って、遮断と同時に遅滞なく回復電圧を印加することができる。
さらに、電圧源回路Bから電流が重畳的に供給されるため、その分電流源回路Aが供給する電流は小さくて済む。そのため、電圧源回路Bを電流遮断と同時に直流遮断器1に接続する場合と比べて、電流源回路Aに用いる短絡発電機2として大電流を供給するものが必要なくなる。その結果、試験装置の設備使用や回路設計のバリエーションを増やすことができる利点がある。
(3)電圧源回路Bは、電圧源となる電圧源コンデンサ10を有し、電圧源回路Bの直流遮断器1への接続は、事故電流相当に達する時点での遮断の直前とした。これにより、より確実に電流遮断時に所定の回復電圧を印加することができる。すなわち、電圧源がコンデンサである場合、電圧源回路Bの接続経過に伴って放電されるため、電圧が低下する。そのため、電流遮断よりもかなり早い段階で電圧源回路Bを直流遮断器1に接続すると、電流遮断時において、遮断性能を検証するための所定の回復電圧が印加できない虞がある。そこで、これを回避するために、事故電流相当に達する直前にしたので、より確実に電流遮断時に所定の回復電圧を印加することができる。
(4)電圧源回路Bからの回復電圧の印加において、その過電圧が直流遮断器1に並列に設けられたサージアブソーバ102に吸収されるようにした。これにより、直流遮断器1の遮断部101に過電圧が加わることを抑制し、所定の回復電圧を印加しやすくすることができる。
(5)本実施形態の直流遮断器1の遮断試験方法は、電流源回路Aと電圧源回路Bとを備える試験装置を用いて遮断性能を検証するための直流遮断器の試験方法であって、直流遮断器1に電流源回路Aから、直流系統の系統事故による事故電流相当の電流を供給し、直流遮断器1により当該電流を遮断し、直流遮断器1に電流源回路Aから回復電圧が印加され、電流源回路Aの直流遮断器1への接続が継続されて回復電圧が印加されている間に、電圧源回路Bから直流遮断器1に直流電圧を印加するようにした。
これにより、電圧源回路Bからの直流電圧の印加を、回復電圧が印加されている間にするようにしたので、少なくとも電流遮断までの間は電圧源回路Bから直流遮断器1に電圧が印加されない。そのため、電圧源回路Bの電圧を維持することができ、電流遮断後に回復電圧が直流系統の事故相当の電圧未満となって遮断後の耐電圧性能が検証できないことを防止できる。換言すれば、直流遮断器1が電流源回路Aからの事故電流を遮断完了した後の直流遮断器1の遮断部101の回復電圧を補償することができ、電流遮断後の耐電圧性能の検証をすることができる。
(5)電流源回路Aからの回復電圧の印加において、その過電圧が直流遮断器1の遮断部101に並列に設けられたサージアブソーバ102に吸収されるようにした。これにより、直流遮断器1の遮断部101に過電圧が加わることを抑制し、所定の回復電圧を印加しやすくすることができる。
[2.その他の実施形態]
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
他の実施形態としては、上記の遮断瞬時の試験方法や遮断後の試験方法を、作業員によれず、制御部を設けて実現しても良い。すなわち、制御部は、シーケンス管理するためのプログラムが記憶された記録媒体を有するコンピュータであり、当該プログラムを実行することで、各回路A、Bのそれぞれの機器に所定のタイミングで接続又は遮断の指令を出力するようにしても良い。
第1の実施形態では、交流遮断器の合成試験法に用いる試験装置で直流遮断器の遮断性能を検証するための方法を説明したが、当該合成試験法と同等の試験装置を用いても良い。
サージアブソーバ102は、直流遮断器1の内部に設けたが、遮断部101と並列に設けるのであれば、直流遮断器1の外部に設けるようにしても良い。
1 直流遮断器
101 遮断部
102 サージアブソーバ
A 電流源回路
2 短絡発電機
3 保護遮断器
4 投入スイッチ
5 リアクトル
6 抵抗
7 コンデンサ
8 補助遮断器
41 サージ吸収部
B 電圧源回路
9 充電装置
10 電圧源コンデンサ
11 始動スイッチ
12 リアクトル
13 抵抗
14 コンデンサ
15、19 電流
16、20 サージアブソーバ電流
17、21 回復電圧
18、22 電圧源コンデンサ電圧

Claims (7)

  1. 電流源回路と電圧源回路とを備える試験装置を用いて遮断性能を検証するための直流遮断器の試験方法であって、
    前記直流遮断器に、少なくとも前記電流源回路から交流の電流を供給し、
    前記電流が直流系統の系統事故による事故電流相当となった時点で、前記直流遮断器により前記電流を遮断し、
    前記遮断以前に、前記電圧源回路を前記直流遮断器に接続することにより前記直流遮断器に電圧を印加し、前記遮断と同時に前記電圧源回路から回復電圧を印加すること、
    を特徴とする直流遮断器の試験方法。
  2. 前記電流源回路は、前記直流遮断器に事故電流相当未満の交流電流を供給し、
    前記電圧源回路は、前記直流遮断器の前記遮断前に前記直流遮断器に接続することにより、前記電圧源回路からの電流を前記電流源回路の電流に重畳させて、前記事故電流相当の電流とするとともに、前記直流遮断器に電圧を印加すること、
    を特徴とする請求項1に記載の直流遮断器の試験方法。
  3. 前記電圧源回路は、電圧源となるコンデンサを有し、
    前記電圧源回路の前記直流遮断器への接続は、前記遮断の直前であること、
    を特徴とする請求項2に記載の直流遮断器の試験方法。
  4. 前記試験装置は、交流遮断器の合成試験法に用いられる試験装置であること、
    を特徴とする請求項1又は2に記載の直流遮断器の試験方法。
  5. 前記直流遮断器は、電流を遮断する遮断部を有し、
    前記電圧源回路からの回復電圧の印加において、その過電圧が前記直流遮断器の遮断部に並列に設けられたサージアブソーバに吸収されること、
    を特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の直流遮断器の試験方法。
  6. 電流源回路と電圧源回路とを備える試験装置を用いて遮断性能を検証するための直流遮断器の試験方法であって、
    前記直流遮断器に前記電流源回路から、直流系統の系統事故による事故電流相当の電流を供給し、
    前記直流遮断器により当該電流を遮断し、前記直流遮断器に前記電流源回路から回復電圧が印加され、
    前記電流源回路の前記直流遮断器への接続が継続されて前記回復電圧が印加されている間に、前記電圧源回路から前記直流遮断器に直流電圧を印加すること、
    を特徴とする直流遮断器の試験方法。
  7. 前記直流遮断器は、電流を遮断する遮断部を有し、
    前記電流源回路からの回復電圧の印加において、その過電圧が前記直流遮断器の遮断部と並列に設けられたサージアブソーバに吸収されること、
    を特徴とする請求項6に記載の直流遮断器の試験方法。
JP2015128419A 2015-06-26 2015-06-26 直流遮断器の試験方法 Active JP6645758B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015128419A JP6645758B2 (ja) 2015-06-26 2015-06-26 直流遮断器の試験方法
EP16814236.2A EP3315980B1 (en) 2015-06-26 2016-06-15 Testing method for a dc circuit breaker
CN201680004929.9A CN107110912B (zh) 2015-06-26 2016-06-15 直流断路器的试验方法
PCT/JP2016/067736 WO2016208465A1 (ja) 2015-06-26 2016-06-15 直流遮断器の試験方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015128419A JP6645758B2 (ja) 2015-06-26 2015-06-26 直流遮断器の試験方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017009552A true JP2017009552A (ja) 2017-01-12
JP6645758B2 JP6645758B2 (ja) 2020-02-14

Family

ID=57585437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015128419A Active JP6645758B2 (ja) 2015-06-26 2015-06-26 直流遮断器の試験方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3315980B1 (ja)
JP (1) JP6645758B2 (ja)
CN (1) CN107110912B (ja)
WO (1) WO2016208465A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018146748A1 (ja) * 2017-02-08 2018-08-16 三菱電機株式会社 直流遮断器の試験装置及び試験方法
CN114325377A (zh) * 2022-01-04 2022-04-12 中车株洲电力机车有限公司 真空主断路器故障诊断和预测的系统与方法、机车

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107526030A (zh) * 2017-07-05 2017-12-29 全球能源互联网研究院 一种高压直流断路器的合成试验装置和方法
CN109188121B (zh) * 2018-08-14 2020-09-08 西北工业大学 三级式起动/发电机静止状态下旋转整流器故障检测方法
CN110161405B (zh) * 2019-07-01 2020-08-04 大连理工大学 一种三电源直流开断合成试验回路及其试验方法
CN112630640B (zh) * 2020-12-09 2022-02-22 西安交通大学 一种两电平电压源的直流断路器合成试验回路及方法
CN113567850B (zh) * 2021-07-27 2023-04-11 西安交通大学 一种验证中低压直流配电开关设备开断性能的系统及方法
CN113625160A (zh) * 2021-08-06 2021-11-09 甘肃电器科学研究院 126kv高压交流断路器合成试验同步控制系统
CN113777437B (zh) * 2021-11-15 2022-02-11 中国电力科学研究院有限公司 一种用于对特高压直流穿墙套管进行试验的系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5049667A (ja) * 1973-07-19 1975-05-02
JPS5280476A (en) * 1975-12-26 1977-07-06 Tokyo Shibaura Electric Co Dc breaker equivalent tester
JP2015056389A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 株式会社東芝 直流遮断器の試験装置及びその試験方法
JP2015059891A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 株式会社東芝 直流遮断器の試験装置及び直流遮断器の試験装置による試験方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5757267A (en) * 1980-09-24 1982-04-06 Hitachi Ltd Combined equivalent testing apparatus for dc breaker
JP2003115242A (ja) * 2001-10-03 2003-04-18 Toshiba Corp 遮断器試験回路
CN104535923B (zh) * 2014-12-27 2017-10-31 中国西电电气股份有限公司 一种用于直流断路器开断性能检测的试验回路及试验方法
CN106646206B (zh) * 2015-10-29 2019-11-08 全球能源互联网研究院 高电压大电流复合注入的直流断路器合成试验电路和方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5049667A (ja) * 1973-07-19 1975-05-02
JPS5280476A (en) * 1975-12-26 1977-07-06 Tokyo Shibaura Electric Co Dc breaker equivalent tester
JP2015056389A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 株式会社東芝 直流遮断器の試験装置及びその試験方法
JP2015059891A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 株式会社東芝 直流遮断器の試験装置及び直流遮断器の試験装置による試験方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018146748A1 (ja) * 2017-02-08 2018-08-16 三菱電機株式会社 直流遮断器の試験装置及び試験方法
CN114325377A (zh) * 2022-01-04 2022-04-12 中车株洲电力机车有限公司 真空主断路器故障诊断和预测的系统与方法、机车

Also Published As

Publication number Publication date
CN107110912A (zh) 2017-08-29
EP3315980B1 (en) 2024-05-15
CN107110912B (zh) 2019-08-27
EP3315980A4 (en) 2019-02-20
EP3315980A1 (en) 2018-05-02
JP6645758B2 (ja) 2020-02-14
WO2016208465A1 (ja) 2016-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016208465A1 (ja) 直流遮断器の試験方法
Belda et al. Analysis of faults in multiterminal HVDC grid for definition of test requirements of HVDC circuit breakers
JP6767644B2 (ja) 直流遮断器の試験装置
US20200106258A1 (en) Dc circuit breaker with an alternating commutating circuit
Belda et al. Full-power test of HVDC circuit-breakers with AC short-circuit generators operated at low power frequency
McDermit et al. Medium voltage switching transient induced potential transformer failures; prediction, measurement and practical solutions
WO2015040862A1 (ja) 直流遮断器の試験装置及び直流遮断器の試験装置による試験方法
WO2015037223A1 (ja) 直流遮断器の試験装置及びその試験方法
CN105807214A (zh) 一种高压直流断路器分断试验装置及其试验方法
Karthikeyan et al. Simulation and analysis of faults in high voltage DC (HVDC) power transmission
Cwikowski et al. Analysis and simulation of the proactive hybrid circuit breaker
Smeets et al. Design of test-circuits for HVDC circuit breakers
US9184584B2 (en) Device and system for reducing overvoltage damange
Meddeb et al. Impact of distributed generation on the protection system in Tunisian distribution network
Berger et al. Modeling, simulation, and testing of switching surge transients in rapid transit vehicles dc power systems
WO2018042516A1 (ja) 機械式開閉器の試験方法及びその試験装置
JP2016213123A (ja) 直流遮断器の試験装置及びその試験方法
Lennerhag et al. Temporary detuning of cablified transmission grids for mitigation of resonant overvoltages
Tao et al. Influence of AC system fault on DC system control & protection and improvement schemes
Yanushkevich et al. Transient system behaviour under DC fault conditions in meshed HVDC system
JP2016059168A (ja) 母線電圧安定化装置
Chen et al. The power plant arrester configuration and modeling of insulation coordination
Chi et al. Comparison and analysis on Very Fast Transient Overvoltage based on 550kV GIS and 800kV GIS
Tunnerhoff et al. Fault analysis of HVDC systems with partial underground cabling
Piñeros et al. Ferroresonance in a 115 kV Network due to a Single Line Fault

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20171114

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20171114

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181211

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190514

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190705

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190904

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191210

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6645758

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150