JP2021136696A - Surge absorption circuit and current-limiting circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はサージ吸収回路、及びそれを用いた限流回路に関する。 The present invention relates to a surge absorption circuit and a current limiting circuit using the same.
直流送電において、故障発生時における、主回路を流れる主電流の増加速度を抑制するため、限流リアクトルが用いられる。しかし、遮断器による主回路の遮断時には、限流リアクトルが蓄積した誘導性エネルギーが放出されるため、遮断器の接点への負担が大きくなってしまう。そこで、特許文献1では、蓄積した誘導性エネルギーの処理のために、限流リアクトルにサージアブソーバを並列接続する回路構成が提案されている。 In DC power transmission, a current limiting reactor is used to suppress the rate of increase of the main current flowing through the main circuit when a failure occurs. However, when the main circuit is cut off by the circuit breaker, the inductive energy accumulated by the current limiting reactor is released, which increases the burden on the contacts of the circuit breaker. Therefore, Patent Document 1 proposes a circuit configuration in which a surge absorber is connected in parallel to a current limiting reactor in order to process the accumulated inductive energy.
本従来技術の回路構成では、正常時にサージアブソーバに電流が流れ込まないようにするため、サージアブソーバに直列にスイッチ素子が設けられている。スイッチ素子は、正常時にはオフとされるが、遮断器の遮断時には上記誘導性エネルギーをサージアブソーバで処理できるように、オンとなっている必要がある。そのため、直流送電路の故障発生を検出すると、オンに転じるようにスイッチ素子が制御される。 In the circuit configuration of the present prior art, a switch element is provided in series with the surge absorber in order to prevent current from flowing into the surge absorber during normal operation. The switch element is normally turned off, but when the circuit breaker is cut off, the switch element needs to be turned on so that the inductive energy can be processed by the surge absorber. Therefore, when the occurrence of a failure in the DC transmission line is detected, the switch element is controlled so as to turn on.
このように特許文献1の従来技術では、故障発生後、遮断器による遮断が行われるまでの短い期間内に、故障検出に基づいてスイッチ素子がオンに転じられて、転流を行わなければならない。しかし、故障検出によるこのような短期間内での転流は失敗することがある。すると限流リアクトルが蓄積した誘導性エネルギーによるサージ電流が、遮断器の接点を破壊する怖れがある。 As described above, in the prior art of Patent Document 1, the switch element must be turned on based on the failure detection to perform commutation within a short period of time after the failure occurs until the circuit breaker shuts off. .. However, commutation within such a short period of time due to failure detection may fail. Then, the surge current due to the inductive energy accumulated in the current limiting reactor may destroy the contacts of the circuit breaker.
更に、直流送電システムの保護の強化のために、故障発生後の遮断器による遮断をより迅速に行うようにしようとすると、転流失敗がより発生しやすくなる課題があった。本発明の一態様は、上記課題に鑑みてなされたものであり、直流送電路の故障検出に基づくスイッチ操作が不要で、遮断時のサージ吸収回路への転流の失敗が抑制される、サージ吸収回路を実現することを目的とする。 Further, in order to strengthen the protection of the DC power transmission system, if an attempt is made to cut off by a circuit breaker after a failure occurs more quickly, there is a problem that commutation failure is more likely to occur. One aspect of the present invention has been made in view of the above problems, and it is not necessary to operate a switch based on the failure detection of a DC transmission line, and a surge that fails to commutate to a surge absorption circuit at the time of interruption is suppressed. The purpose is to realize an absorption circuit.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様のサージ吸収回路は、外部との接続端子としての第1端子及び第2端子と、第1スイッチ素子、第2スイッチ素子、第1ダイオード、第2ダイオード、及びサージアブソーバを備え、前記第1端子と前記第2端子との間に、前記第1スイッチ素子、前記第2スイッチ素子、及び前記サージアブソーバが直列に接続され、前記第1ダイオードは、前記第1端子から前記第2端子へと貫流する電流を導通する向きに、前記第2スイッチ素子に並列接続され、前記第2ダイオードは、前記第2端子から前記第1端子へと貫流する電流を導通する向きに、前記第1スイッチ素子に並列接続される構成を備える。 In order to solve the above problems, the surge absorption circuit of one aspect of the present invention includes a first terminal and a second terminal as connection terminals to the outside, and a first switch element, a second switch element, and a first diode. A second diode and a surge absorber are provided, and the first switch element, the second switch element, and the surge absorber are connected in series between the first terminal and the second terminal, and the first diode is provided. Is connected in parallel to the second switch element in a direction that conducts the current flowing from the first terminal to the second terminal, and the second diode flows from the second terminal to the first terminal. A configuration is provided in which the first switch element is connected in parallel in a direction in which the current to be conducted is conducted.
上記の課題を解決するために、本発明の別の一態様のサージ吸収回路は、外部との接続端子としての第1端子及び第2端子と、第1スイッチ素子、第2スイッチ素子、第1ダイオード、第2ダイオード、及びサージアブソーバを備え、前記第1スイッチ素子と前記第1ダイオードとが直列接続された部分回路と、前記第2スイッチ素子と前記第2ダイオードとが直列接続された部分回路との並列接続回路と、前記サージアブソーバと、が、前記第1端子と前記第2端子との間に、直列に接続され、前記第1ダイオードは、前記第1端子から前記第2端子へと貫流する電流を導通する向きに配置され、前記第2ダイオードは、前記第2端子から前記第1端子へと貫流する電流を導通する向きに配置される構成を備える。 In order to solve the above problems, another aspect of the surge absorption circuit of the present invention includes a first terminal and a second terminal as connection terminals to the outside, and a first switch element, a second switch element, and a first terminal. A partial circuit including a diode, a second diode, and a surge absorber in which the first switch element and the first diode are connected in series, and a partial circuit in which the second switch element and the second diode are connected in series. The parallel connection circuit with and the surge absorber are connected in series between the first terminal and the second terminal, and the first diode moves from the first terminal to the second terminal. The second diode is arranged in a direction for conducting a flowing current, and the second diode is arranged in a direction for conducting a current flowing through from the second terminal to the first terminal.
上記本発明の各態様によれば、直流送電路の故障検出に基づいたスイッチ操作が不要で、遮断時のサージ吸収回路への転流の失敗が抑制される、サージ吸収回路が実現できる。 According to each aspect of the present invention, it is possible to realize a surge absorption circuit that does not require a switch operation based on a failure detection of a DC transmission line and suppresses a failure of commutation to the surge absorption circuit at the time of interruption.
〔実施形態1〕
以下に、図1〜3を用いて本発明の一実施形態が、詳細に説明される。図1は、実施形態1に係るサージ吸収回路11の回路構成、及び、サージ吸収回路11が適用される直流送電システム1を示す図である。
[Embodiment 1]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of the
図1に示されるように、直流送電システム1の主回路50上には、遮断器Cbと、限流リアクトルLとが設けられている。遮断器Cbには従来技術と同様に、遮断時の接点間の破壊を防止するための、サージアブソーバAcが並列接続されている。限流リアクトルLは、直流送電システム1において短絡事故等の故障が発生した際の、主回路50を流れる主電流Iの増加速度を低減するために設けられている。
As shown in FIG. 1, a circuit breaker Cb and a current limiting reactor L are provided on the
<サージ吸収回路の構成>
実施形態1に係るサージ吸収回路11は、主回路50上の限流リアクトルLに並列接続される回路である。サージ吸収回路11は、一対の外部との接続端子である、第1端子t1と第2端子t2とを備えている。第1端子t1は、限流リアクトルLの一方の端子に接続され、第2端子t2は、限流リアクトルLのもう一方の端子に接続される。なお、サージ吸収回路11と限流リアクトルLを併せた回路を限流回路10とする。
<Structure of surge absorption circuit>
The
サージ吸収回路11は、第1スイッチ素子Sw1、第2スイッチ素子Sw2、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、及びサージアブソーバAbを備えている。またサージ吸収回路11は、第1スイッチ素子Sw1及び第2スイッチ素子Sw2を制御するスイッチ制御回路12を備えている。
The
サージ吸収回路11内部における、上記各素子の接続は、以下の通りである。第1端子t1と第2端子t2との間に、第1スイッチ素子Sw1と、第2スイッチ素子Sw2と、サージアブソーバAbと、が直列に接続される。図1に示される具体的な回路例では、第1端子t1側から、第1スイッチ素子Sw1、第2スイッチ素子Sw2、サージアブソーバAbの順に配置されているが、並び順はいずれでも構わない。
The connection of each of the above elements inside the
第1ダイオードD1は第2スイッチ素子Sw2に並列に接続される。第1ダイオードD1の向きは、第1端子t1から第2端子t2へとサージ吸収回路11を貫流する電流が導通できる向きである。すなわち第1ダイオードD1は、第1端子t1側がアノード、第2端子t2側がカソードとなるように配置される。
The first diode D1 is connected in parallel to the second switch element Sw2. The direction of the first diode D1 is such that the current flowing through the
第2ダイオードD2は第1スイッチ素子Sw1に並列に接続される。第2ダイオードD2の向きは、第2端子t2から第1端子t1へとサージ吸収回路11を貫流する電流が導通できる向きである。すなわち第2ダイオードD2は、第2端子t2側がアノード、第1端子t1側がカソードとなるように配置される。
The second diode D2 is connected in parallel to the first switch element Sw1. The direction of the second diode D2 is such that the current flowing through the
第1スイッチ素子Sw1及び第2スイッチ素子Sw2には、オン/オフがスイッチ制御回路12によって制御され得る回路素子であれば、任意の素子が適用可能である。例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor field-effect transistor)やその他のFETが適用できる。あるいは、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ)、バイポーラトランジスタや、その他のトランジスタ等の、半導体スイッチ素子が適用できる。
Any element can be applied to the first switch element Sw1 and the second switch element Sw2 as long as it is a circuit element whose on / off can be controlled by the
また、半導体スイッチ素子に限られず、例えば、機械式リレーやその他の機械式スイッチ素子が適用されてもよい。なお、第1スイッチ素子Sw1及び第2スイッチ素子Sw2には、双方向に通電可能なスイッチ素子に限られず、片方向にのみ通電可能なスイッチ素子も適用可能である。 Further, the present invention is not limited to the semiconductor switch element, and for example, a mechanical relay or other mechanical switch element may be applied. The first switch element Sw1 and the second switch element Sw2 are not limited to switch elements that can be energized in both directions, and switch elements that can be energized only in one direction can also be applied.
第2ダイオードD2に並列接続される第1スイッチ素子Sw1は、第2ダイオードD2とは、逆向きの電流が通電可能なように配置される。つまり、第1スイッチ素子Sw1として片方向にのみ通電可能なスイッチ素子が適用される場合、第1スイッチ素子Sw1は、第1端子t1から第2端子t2へとサージ吸収回路11を貫流する電流を導通できる向きに配置される。
The first switch element Sw1 connected in parallel to the second diode D2 is arranged so that a current opposite to that of the second diode D2 can be energized. That is, when a switch element capable of energizing only in one direction is applied as the first switch element Sw1, the first switch element Sw1 transmits a current flowing through the
第1ダイオードD1に並列配置される第2スイッチ素子Sw2は、第1ダイオードD1とは、逆向きの電流が通電可能なように配置される。つまり、第2スイッチ素子Sw2として片方向にのみ通電可能なスイッチ素子が適用される場合、第2スイッチ素子Sw2は、第2端子t2から第1端子t1へとサージ吸収回路11を貫流する電流を導通できる向きに配置される。
The second switch element Sw2 arranged in parallel with the first diode D1 is arranged so that a current in the opposite direction to that of the first diode D1 can be energized. That is, when a switch element that can be energized in only one direction is applied as the second switch element Sw2, the second switch element Sw2 transfers a current flowing through the
図1の具体的な回路例では、第1スイッチ素子Sw1及び第2スイッチ素子Sw2として、片方向に通電可能なスイッチ素子であるIGBTが適用されている。よって上述の配置規則に従って、IGBTである第1スイッチ素子Sw1は、コレクタが第1端子t1側に、エミッタが第2端子側になるように配置される。またIGBTである第2スイッチ素子Sw2は、コレクタが第2端子t2側に、エミッタが第1端子側になるように配置される。 In the specific circuit example of FIG. 1, an IGBT, which is a switch element capable of energizing in one direction, is applied as the first switch element Sw1 and the second switch element Sw2. Therefore, according to the above-mentioned arrangement rule, the first switch element Sw1 which is an IGBT is arranged so that the collector is on the first terminal t1 side and the emitter is on the second terminal side. Further, the second switch element Sw2, which is an IGBT, is arranged so that the collector is on the second terminal t2 side and the emitter is on the first terminal side.
IGBTとダイオードとが、上述の第1スイッチ素子Sw1と第2ダイオードD2の関係のように配置された回路は、いわゆるフリーホイールダイオードが付加されたIGBT製品として、一つにパッケージされた態様で市販されている。あるいは、IGBTの半導体チップ内にフリーホイールダイオードを作り込んだ、逆導通IGBTと呼ばれる製品も市販されている。第2スイッチ素子Sw2と第1ダイオードD1の並列接続回路の配置も第1スイッチ素子Sw1と第2ダイオードD2の並列接続回路の配置と同じである。よって、これらいずれかの製品を用いれば、サージ吸収回路11を容易に製作できる。
The circuit in which the IGBT and the diode are arranged as in the relationship between the first switch element Sw1 and the second diode D2 described above is commercially available as an IGBT product to which a so-called freewheel diode is added in a packaged manner. Has been done. Alternatively, a product called a reverse conduction IGBT in which a freewheel diode is built in a semiconductor chip of the IGBT is also commercially available. The arrangement of the parallel connection circuit of the second switch element Sw2 and the first diode D1 is the same as the arrangement of the parallel connection circuit of the first switch element Sw1 and the second diode D2. Therefore, if any of these products is used, the
<サージ吸収回路の動作>
スイッチ制御回路12は、直流送電システム1の主回路50を流れる主電流Iの向きに応じて、第1スイッチ素子Sw1及び第2スイッチ素子Sw2のオン/オフを制御する。そのため、主回路50には、電流検出器51が設けられてもよく、スイッチ制御回路12は電流検出器51が検出した主電流の向きを参照して、上記制御を実行してもよい。電流検出器51は、電流の向きを検出し得る、例えば検流計や電流計であってもよい。
<Operation of surge absorption circuit>
The
スイッチ制御回路12は、主電流Iの向きが、主回路50への第1端子t1の接続点から第2端子t2の接続点への方向であると、第1スイッチ素子Sw1をオフ、第2スイッチ素子Sw2をオンに制御する。図2は、この際の各スイッチ素子のオン、オフの状況を回路図中に書き加えて示した、サージ吸収回路11の動作を示すための図である。図2には、主電流Iの向きも示されている。この場合、第1スイッチ素子Sw1に並列接続された第2ダイオードD2は順バイアスされない。よって、第2ダイオードD2とオフである第1スイッチ素子Sw1とによって、主電流Iのサージ吸収回路11への流入は阻止される。
In the
この状態で、遮断器Cbが遮断すると、限流リアクトルLが主電流Iを維持しようとし、第1端子t1の接続点よりも第2端子t2の接続点が高電位となる。すると、第2スイッチ素子Sw2がオンであるため、第2ダイオードD2が順バイアスされる。図3に点線で示されるサージ電流が、第2端子t2から第1端子t1へと、サージ吸収回路11を貫流するようになる。この際、サージ吸収回路11内部におけるサージ電流は、サージアブソーバAb、オンである第2スイッチ素子Sw2と、第2ダイオードD2を通過する。
When the circuit breaker Cb is cut off in this state, the current limiting reactor L tries to maintain the main current I, and the connection point of the second terminal t2 has a higher potential than the connection point of the first terminal t1. Then, since the second switch element Sw2 is on, the second diode D2 is forward-biased. The surge current shown by the dotted line in FIG. 3 flows through the
一方、スイッチ制御回路12は、主電流Iの向きが、図2の場合と逆向き、すなわち、主回路50への第2端子t2の接続点から第1端子t1の接続点への方向であると、第1スイッチ素子Sw1をオン、第2スイッチ素子Sw2をオフに制御する。この場合、第2スイッチ素子Sw2に並列接続された第1ダイオードD1は順バイアスされない。よって、第2スイッチ素子Sw2と第1ダイオードD1によって、主電流Iのサージ吸収回路11への流入は阻止される。
On the other hand, in the
この状態で、遮断器Cbが遮断すると、限流リアクトルLが主電流Iを維持しようとし、第2端子t2の接続点よりも第1端子t1の接続点が高電位となる。すると、第1スイッチ素子Sw1がオンであるため、第1ダイオードD1が順バイアスされる。サージ電流が、第1端子t1から第2端子t2へと、サージ吸収回路11を貫流する。この際、サージ吸収回路11内部におけるサージ電流は、サージアブソーバAbと、オンである第1スイッチ素子Sw1と、第1ダイオードD1とを通過する。
When the circuit breaker Cb is cut off in this state, the current limiting reactor L tries to maintain the main current I, and the connection point of the first terminal t1 has a higher potential than the connection point of the second terminal t2. Then, since the first switch element Sw1 is on, the first diode D1 is forward-biased. The surge current flows through the
特許文献1の従来技術では、サージ吸収回路のスイッチ素子のスイッチ操作を、故障検出後、遮断器での遮断が行われるまでの短い期間中に行う必要があった。しかし、実施形態1に係るサージ吸収回路11では、故障検出に係わりなく、各スイッチ素子のスイッチ操作が行われており、その結果として、通常時にサージ吸収回路11は、主回路を流れる主電流Iには影響しない。
In the prior art of Patent Document 1, it is necessary to perform the switch operation of the switch element of the surge absorption circuit within a short period of time from the detection of the failure to the interruption by the circuit breaker. However, in the
そして故障発生時には、サージ吸収回路11では、既に転流に必要なスイッチ操作が完了している。また主電流Iの向きがいずれの場合であっても、主回路50の遮断器Cbが遮断した際に、限流リアクトルLが蓄積した誘導性エネルギーの少なくとも一部は、サージアブソーバAbで処理される。よって、遮断器Cbによる遮断時の、接点への負担が小さくなり、接点破壊の可能性が低減される。
When a failure occurs, the
サージ吸収回路11では、従来技術のような故障検出の不具合に伴う転流の失敗が無く、またスイッチ操作が直流送電路での事故発生から遮断までの短期間内に限られてしまうことに伴う転流の失敗が無い。よって、サージ吸収回路11では、遮断時のサージ吸収回路11への転流の失敗の可能性が低減される。
In the
なお、主回路50を流れる主電流Iが0の状態が継続したときの、第1スイッチ素子Sw1及び第2スイッチ素子Sw2のオン/オフの制御方法については、直流送電システム1全体の運用手法に応じて、適切な方法を適宜選択することができる。例えば、次に主電流Iの向きが定まるまで、以前の状態を保つようにしてもよい。あるいは、第1スイッチ素子Sw1、第2スイッチ素子Sw2双方をオフに制御するようにしてもよい。またあるいは、第1スイッチ素子Sw1、第2スイッチ素子Sw2双方をオンに制御するようにしてもよい。
Regarding the method of controlling the on / off of the first switch element Sw1 and the second switch element Sw2 when the main current I flowing through the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described below. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above embodiment, and the description will not be repeated.
図4は、実施形態2に係るサージ吸収回路21の回路構成、及び、サージ吸収回路21が適用される直流送電システム2を示す図である。実施形態2の直流送電システム2は、サージ吸収回路21の回路構成が実施形態1に係るサージ吸収回路11とは異なる他は、実施形態1の直流送電システム1と同様の構成である。なお、サージ吸収回路21と限流リアクトルLを併せた回路を限流回路20とする。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the
<サージ吸収回路の構成>
実施形態2に係るサージ吸収回路21も、実施形態1のサージ吸収回路11と同様に、外部との接続端子である第1端子t1と第2端子t2とを備えている。また、サージ吸収回路21は、第1スイッチ素子Sw1、第2スイッチ素子Sw2、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、サージアブソーバAb、及びスイッチ制御回路12を備えている点も、実施形態1のサージ吸収回路11と同様である。第1スイッチ素子Sw1及び第2スイッチ素子Sw2に適用し得るスイッチ素子の種類は、実施形態1の場合と同様である。
<Structure of surge absorption circuit>
Similar to the
しかし、サージ吸収回路21では、第1スイッチ素子Sw1、第2スイッチ素子Sw2、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、サージアブソーバAbの相互間の接続が、実施形態1のサージ吸収回路11の回路構成とは異なっている。サージ吸収回路21内部における、各素子の接続は、以下の通りである。
However, in the
第1スイッチ素子Sw1と第1ダイオードD1とが直列接続された部分回路と、第2スイッチ素子Sw2と第2ダイオードD2とが直列接続された部分回路との並列接続回路と、サージアブソーバAbとが、第1端子t1と第2端子t2との間に直列に接続される。上記並列接続回路と、サージアブソーバAbとの位置関係は、いずれが第1端子t1側であっても構わない。 The parallel connection circuit of the partial circuit in which the first switch element Sw1 and the first diode D1 are connected in series, the partial circuit in which the second switch element Sw2 and the second diode D2 are connected in series, and the surge absorber Ab are , The first terminal t1 and the second terminal t2 are connected in series. The positional relationship between the parallel connection circuit and the surge absorber Ab may be on the first terminal t1 side.
また、第1スイッチ素子Sw1と第1ダイオードD1とが直列接続された部分回路における、第1スイッチ素子Sw1と第1ダイオードD1の位置関係は、いずれが第1端子t1側であっても構わない。第2スイッチ素子Sw2と第2ダイオードD2とが直列接続された部分回路における、第2スイッチ素子Sw2と第2ダイオードD2の位置関係は、いずれが第1端子t1側であっても構わない。 Further, the positional relationship between the first switch element Sw1 and the first diode D1 in the partial circuit in which the first switch element Sw1 and the first diode D1 are connected in series may be on the first terminal t1 side. .. The positional relationship between the second switch element Sw2 and the second diode D2 in the partial circuit in which the second switch element Sw2 and the second diode D2 are connected in series may be on the first terminal t1 side.
第1端子t1及び第2端子t2を基準とした、サージ吸収回路21における、第1スイッチ素子Sw1、第2スイッチ素子Sw2、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2の各素子の向きは、実施形態1の場合と同様である。すなわち、第1スイッチ素子Sw1と第1ダイオードD1とは、第1端子t1から第2端子t2へとサージ吸収回路21を貫流する電流を導通できる向きに配置される。また、第2スイッチ素子Sw2と第2ダイオードD2とは、第2端子t2から第1端子t1へとサージ吸収回路21を貫流する電流を導通できる向きに配置される。
The orientation of each element of the first switch element Sw1, the second switch element Sw2, the first diode D1, and the second diode D2 in the
<サージ吸収回路の動作>
スイッチ制御回路12による第1スイッチ素子Sw1及び第2スイッチ素子Sw2のオン/オフの制御の方法は、実施形態1の場合と同様である。
<Operation of surge absorption circuit>
The method of controlling the on / off of the first switch element Sw1 and the second switch element Sw2 by the
図5は、主電流Iの向きが、主回路50への第1端子t1の接続点から第2端子t2の接続点への方向である際のサージ吸収回路21の動作を示すための図である。図5には、各スイッチ素子のオン、オフの状況、主電流Iの向きが示されている。この場合、オンである第2スイッチ素子Sw2に直列接続されている第2ダイオードD2は順バイアスされない。よって、第2ダイオードD2とオフである第1スイッチ素子Sw1とによって、主電流Iのサージ吸収回路21への流入は阻止される。
FIG. 5 is a diagram for showing the operation of the
この状態で、遮断器Cbが遮断すると、限流リアクトルLが主電流Iを維持しようとし、主回路50への第1端子t1の接続点よりも第2端子t2の接続点が高電位となる。すると、第2スイッチ素子Sw2がオンであるため、第2ダイオードD2が順バイアスされる。図6に点線で示されるサージ電流が、第2端子t2から第1端子t1へと、サージ吸収回路21を貫流する。サージ吸収回路21内部におけるサージ電流は、サージアブソーバAb、オンである第2スイッチ素子Sw2と、第2ダイオードD2を通過する。
When the circuit breaker Cb is cut off in this state, the current limiting reactor L tries to maintain the main current I, and the connection point of the second terminal t2 becomes higher potential than the connection point of the first terminal t1 to the
一方、主電流Iの向きが、図5の場合と逆向き、すなわち、主回路50への第2端子t2の接続点から第1端子t1の接続点への方向である場合、オンである第1スイッチ素子Sw1に直列接続されている第1ダイオードD1は順バイアスされない。よって、第1ダイオードD1とオフである第2スイッチ素子Sw2とによって、主電流Iのサージ吸収回路21への流入は阻止される。
On the other hand, when the direction of the main current I is opposite to that in FIG. 5, that is, the direction from the connection point of the second terminal t2 to the
この状態で、遮断器Cbが遮断すると、限流リアクトルLが主電流Iを維持しようとし、第2端子t2の接続点よりも第1端子t1の接続点が高電位となる。すると、第1スイッチ素子Sw1がオンであるため、第1ダイオードD1が順バイアスされる。サージ電流が、第1端子t1から第2端子t2へと、サージ吸収回路21を貫流する。サージ吸収回路21内部におけるサージ電流は、サージアブソーバAbと、オンである第1スイッチ素子Sw1と、第1ダイオードD1とを通過する。
When the circuit breaker Cb is cut off in this state, the current limiting reactor L tries to maintain the main current I, and the connection point of the first terminal t1 has a higher potential than the connection point of the second terminal t2. Then, since the first switch element Sw1 is on, the first diode D1 is forward-biased. The surge current flows through the
実施形態2においても、サージ吸収回路21の動作に関して、実施形態1と同様の効果が奏される。
Also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained with respect to the operation of the
〔まとめ〕
本発明の態様1のサージ吸収回路は、外部との接続端子としての第1端子及び第2端子と、第1スイッチ素子、第2スイッチ素子、第1ダイオード、第2ダイオード、及びサージアブソーバを備え、前記第1端子と前記第2端子との間に、前記第1スイッチ素子、前記第2スイッチ素子、及び前記サージアブソーバが直列に接続され、前記第1ダイオードは、前記第1端子から前記第2端子へと貫流する電流を導通する向きに、前記第2スイッチ素子に並列接続され、前記第2ダイオードは、前記第2端子から前記第1端子へと貫流する電流を導通する向きに、前記第1スイッチ素子に並列接続される構成を備える。
〔summary〕
The surge absorption circuit according to the first aspect of the present invention includes a first terminal and a second terminal as connection terminals to the outside, a first switch element, a second switch element, a first diode, a second diode, and a surge absorber. The first switch element, the second switch element, and the surge absorber are connected in series between the first terminal and the second terminal, and the first diode is transferred from the first terminal to the first terminal. The second diode is connected in parallel to the second switch element in a direction that conducts a current flowing through the two terminals, and the second diode is connected in a direction that conducts a current flowing through the second terminal to the first terminal. It has a configuration in which it is connected in parallel to the first switch element.
本発明の態様2のサージ吸収回路は、外部との接続端子としての第1端子及び第2端子と、第1スイッチ素子、第2スイッチ素子、第1ダイオード、第2ダイオード、及びサージアブソーバを備え、前記第1スイッチ素子と前記第1ダイオードとが直列接続された部分回路と、前記第2スイッチ素子と前記第2ダイオードとが直列接続された部分回路との並列接続回路と、前記サージアブソーバと、が、前記第1端子と前記第2端子との間に、直列に接続され、前記第1ダイオードは、前記第1端子から前記第2端子へと貫流する電流を導通する向きに配置され、前記第2ダイオードは、前記第2端子から前記第1端子へと貫流する電流を導通する向きに配置される構成を備える。 The surge absorption circuit according to the second aspect of the present invention includes a first terminal and a second terminal as connection terminals to the outside, a first switch element, a second switch element, a first diode, a second diode, and a surge absorber. , A parallel connection circuit of a partial circuit in which the first switch element and the first diode are connected in series, a partial circuit in which the second switch element and the second diode are connected in series, and the surge absorber. Are connected in series between the first terminal and the second terminal, and the first diode is arranged so as to conduct a current flowing through the first terminal to the second terminal. The second diode has a configuration in which the current flowing from the second terminal to the first terminal is arranged so as to conduct the current.
本発明の態様3のサージ吸収回路は、上記態様1または2において、前記第1スイッチ素子及び前記第2スイッチ素子のそれぞれは、オン時に電流を片方向に導通させ得る素子であって、前記第1スイッチ素子は、前記第1端子から前記第2端子へと貫流する電流を導通する向きに配置され、前記第2スイッチ素子は、前記第2端子から前記第1端子へと貫流する電流を導通する向きに配置される構成を備えていてもよい。 In the surge absorption circuit of the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, each of the first switch element and the second switch element is an element capable of conducting a current in one direction when it is turned on, and the first switch element. The 1-switch element is arranged so as to conduct a current flowing from the first terminal to the second terminal, and the second switch element conducts a current flowing from the second terminal to the first terminal. It may have a configuration which is arranged in the direction of the current.
本発明の態様4は、上記態様1から3のいずれかにおいて、直流送電の主回路上に設けられる限流リアクトルに接続するためのサージ吸収回路である。 Aspect 4 of the present invention is a surge absorption circuit for connecting to a current limiting reactor provided on a main circuit of DC power transmission in any one of the above aspects 1 to 3.
本発明の態様5のサージ吸収回路は、上記態様4において、前記第1スイッチ素子及び前記第2スイッチ素子の、オン/オフを制御するスイッチ制御回路を更に備え、前記スイッチ制御回路は、前記主回路を流れる主電流の向きが、前記第1端子の接続点から前記第2端子の接続点への方向であると、前記第1スイッチ素子をオフ、前記第2スイッチ素子をオンに制御し、前記主回路を流れる主電流の向きが、前記第2端子の接続点から前記第1端子の接続点への方向であると、前記第1スイッチ素子をオン、前記第2スイッチ素子をオフに制御する構成を備えていてもよい。 The surge absorption circuit according to the fifth aspect of the present invention further includes a switch control circuit for controlling on / off of the first switch element and the second switch element in the fourth aspect, and the switch control circuit is the main main switch element. When the direction of the main current flowing through the circuit is the direction from the connection point of the first terminal to the connection point of the second terminal, the first switch element is turned off and the second switch element is controlled to be on. When the direction of the main current flowing through the main circuit is the direction from the connection point of the second terminal to the connection point of the first terminal, the first switch element is turned on and the second switch element is turned off. It may have a configuration to be used.
本発明の態様6は、上記態様1から5のいずれかのサージ吸収回路と、前記第1端子と前記第2端子との間に接続された限流リアクトルと、を備える限流回路である。 Aspect 6 of the present invention is a current limiting circuit including the surge absorbing circuit according to any one of the above aspects 1 to 5 and a current limiting reactor connected between the first terminal and the second terminal.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
1、2 直流送電システム
10、20 限流回路
L 限流リアクトル
11、21 サージ吸収回路
t1 第1端子
t2 第2端子
D1 第1ダイオード
D2 第2ダイオード
Sw1 第1スイッチ素子
Sw2 第2スイッチ素子
Ab サージアブソーバ
12 スイッチ制御回路
50 主回路
51 電流検出器
Cb 遮断器
Ac サージアブソーバ
1, 2 DC
Claims (6)
第1スイッチ素子、第2スイッチ素子、第1ダイオード、第2ダイオード、及びサージアブソーバを備え、
前記第1端子と前記第2端子との間に、前記第1スイッチ素子、前記第2スイッチ素子、及び前記サージアブソーバが直列に接続され、
前記第1ダイオードは、前記第1端子から前記第2端子へと貫流する電流を導通する向きに、前記第2スイッチ素子に並列接続され、
前記第2ダイオードは、前記第2端子から前記第1端子へと貫流する電流を導通する向きに、前記第1スイッチ素子に並列接続されることを特徴とする、サージ吸収回路。 The first and second terminals as connection terminals to the outside,
Equipped with a first switch element, a second switch element, a first diode, a second diode, and a surge absorber.
The first switch element, the second switch element, and the surge absorber are connected in series between the first terminal and the second terminal.
The first diode is connected in parallel to the second switch element in a direction that conducts a current flowing from the first terminal to the second terminal.
A surge absorbing circuit, characterized in that the second diode is connected in parallel to the first switch element in a direction in which a current flowing through the second terminal to the first terminal is conducted.
第1スイッチ素子、第2スイッチ素子、第1ダイオード、第2ダイオード、及びサージアブソーバを備え、
前記第1スイッチ素子と前記第1ダイオードとが直列接続された部分回路と、前記第2スイッチ素子と前記第2ダイオードとが直列接続された部分回路との並列接続回路と、
前記サージアブソーバと、が、
前記第1端子と前記第2端子との間に、直列に接続され、
前記第1ダイオードは、前記第1端子から前記第2端子へと貫流する電流を導通する向きに配置され、
前記第2ダイオードは、前記第2端子から前記第1端子へと貫流する電流を導通する向きに配置されることを特徴とする、サージ吸収回路。 The first and second terminals as connection terminals to the outside,
Equipped with a first switch element, a second switch element, a first diode, a second diode, and a surge absorber.
A parallel connection circuit of a partial circuit in which the first switch element and the first diode are connected in series, and a partial circuit in which the second switch element and the second diode are connected in series,
With the surge absorber,
Connected in series between the first terminal and the second terminal,
The first diode is arranged so as to conduct a current flowing through the first terminal to the second terminal.
The surge absorption circuit is characterized in that the second diode is arranged in a direction in which a current flowing through the second terminal to the first terminal is conducted.
前記第1スイッチ素子は、前記第1端子から前記第2端子へと貫流する電流を導通する向きに配置され、
前記第2スイッチ素子は、前記第2端子から前記第1端子へと貫流する電流を導通する向きに配置されることを特徴とする、請求項1または2に記載のサージ吸収回路。 Each of the first switch element and the second switch element is an element capable of conducting a current in one direction when it is turned on.
The first switch element is arranged so as to conduct a current flowing through the first terminal to the second terminal.
The surge absorption circuit according to claim 1 or 2, wherein the second switch element is arranged so as to conduct a current flowing through the second terminal to the first terminal.
前記スイッチ制御回路は、
前記主回路を流れる主電流の向きが、前記第1端子の接続点から前記第2端子の接続点への方向であると、前記第1スイッチ素子をオフ、前記第2スイッチ素子をオンに制御し、
前記主回路を流れる主電流の向きが、前記第2端子の接続点から前記第1端子の接続点への方向であると、前記第1スイッチ素子をオン、前記第2スイッチ素子をオフに制御することを特徴とする、請求項4に記載のサージ吸収回路。 A switch control circuit for controlling on / off of the first switch element and the second switch element is further provided.
The switch control circuit
When the direction of the main current flowing through the main circuit is the direction from the connection point of the first terminal to the connection point of the second terminal, the first switch element is turned off and the second switch element is turned on. death,
When the direction of the main current flowing through the main circuit is the direction from the connection point of the second terminal to the connection point of the first terminal, the first switch element is turned on and the second switch element is turned off. The surge absorption circuit according to claim 4, wherein the surge absorption circuit is provided.
前記第1端子と前記第2端子との間に接続された限流リアクトルと、
を備えることを特徴とする、限流回路。 The surge absorption circuit according to any one of claims 1 to 5.
A current limiting reactor connected between the first terminal and the second terminal,
A current limiting circuit characterized by being provided with.
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