JP2870536B1 - 系統連系装置およびその制御装置 - Google Patents
系統連系装置およびその制御装置Info
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 商用電源線２５によって受電している受電母
線２２と、自家発電装置２７から給電が行われる自家発
母線２３とのように、２つの電力系統間に介在される系
統連系装置２１において、配電線２６および商用電源線
２５等の事故に対して、自家発電装置２７が過負荷とな
ることによる停電を防止するとともに、重要負荷が接続
される配電線２８の瞬時電圧低下を抑止する。 【解決手段】 系統連系装置２１を、サイリスタＴＨ１
〜ＴＨ４から成る単相整流回路と、限流作用を行う直流
リアクトルＬとを備えて構成し、制御装置３０は、ＴＨ
１，ＴＨ２をスイッチ動作させ、ＴＨ３，ＴＨ４をダイ
オード運転し、系統事故時に、ＴＨ１，ＴＨ２をＯＦＦ
駆動しても、素子故障によってＯＦＦしないときには、
再度ＴＨ１，ＴＨ２をＯＮ駆動して直流リアクトルＬの
磁界エネルギを消費する電流還流ループを形成した後、
ＴＨ３，ＴＨ４をＯＦＦ駆動する。
線２２と、自家発電装置２７から給電が行われる自家発
母線２３とのように、２つの電力系統間に介在される系
統連系装置２１において、配電線２６および商用電源線
２５等の事故に対して、自家発電装置２７が過負荷とな
ることによる停電を防止するとともに、重要負荷が接続
される配電線２８の瞬時電圧低下を抑止する。 【解決手段】 系統連系装置２１を、サイリスタＴＨ１
〜ＴＨ４から成る単相整流回路と、限流作用を行う直流
リアクトルＬとを備えて構成し、制御装置３０は、ＴＨ
１，ＴＨ２をスイッチ動作させ、ＴＨ３，ＴＨ４をダイ
オード運転し、系統事故時に、ＴＨ１，ＴＨ２をＯＦＦ
駆動しても、素子故障によってＯＦＦしないときには、
再度ＴＨ１，ＴＨ２をＯＮ駆動して直流リアクトルＬの
磁界エネルギを消費する電流還流ループを形成した後、
ＴＨ３，ＴＨ４をＯＦＦ駆動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば商用電源
系と自家発電系とのようなそれぞれ１または複数の発電
装置と多数の負荷とを有する２つの電力系統を相互に連
系させるために用いられる系統連系装置と、その制御装
置とに関する。
系と自家発電系とのようなそれぞれ１または複数の発電
装置と多数の負荷とを有する２つの電力系統を相互に連
系させるために用いられる系統連系装置と、その制御装
置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、上述のような商用電源系と自家
発電系との基本的な連系の構成を説明するための図であ
る。需要家内に引込まれた商用電源線１は、受電母線２
に接続され、この受電母線２には、一般負荷に接続され
る多数の配電線３が接続されている。
発電系との基本的な連系の構成を説明するための図であ
る。需要家内に引込まれた商用電源線１は、受電母線２
に接続され、この受電母線２には、一般負荷に接続され
る多数の配電線３が接続されている。
【０００３】一方、自家発母線５へは、自家発電装置６
と、たとえば自家発電容量の６０〜７０％を占める重要
負荷への配電線４が接続されている。前記受電母線２と
自家発母線５とは、遮断器７の介在された母線連絡線８
によって相互に接続されている。前記遮断器７は、短絡
や地絡等の事故が発生すると、図示しない継電器によっ
て遮断駆動される。
と、たとえば自家発電容量の６０〜７０％を占める重要
負荷への配電線４が接続されている。前記受電母線２と
自家発母線５とは、遮断器７の介在された母線連絡線８
によって相互に接続されている。前記遮断器７は、短絡
や地絡等の事故が発生すると、図示しない継電器によっ
て遮断駆動される。
【０００４】しかしながら、このような連系構造では、
前記事故が発生してから、実際に遮断器７が作動するま
でに、たとえば５〜１０周期程度（５０Ｈｚで１００〜
２００ｍｓｅｃ）を要し、前記配電線４に接続されてい
る重要負荷に長時間の電圧降下が発生してしまうという
問題がある。また、このように遮断器７が作動するまで
に長時間を要するので、送電端の遮断器が開放される
と、自家発電装置６は、自己容量の数倍の一般需要家の
負荷が接続されたまま運転されることになり、該自家発
電装置６が過負荷となって停止し、最終的にはすべての
負荷が停電状態となる。
前記事故が発生してから、実際に遮断器７が作動するま
でに、たとえば５〜１０周期程度（５０Ｈｚで１００〜
２００ｍｓｅｃ）を要し、前記配電線４に接続されてい
る重要負荷に長時間の電圧降下が発生してしまうという
問題がある。また、このように遮断器７が作動するまで
に長時間を要するので、送電端の遮断器が開放される
と、自家発電装置６は、自己容量の数倍の一般需要家の
負荷が接続されたまま運転されることになり、該自家発
電装置６が過負荷となって停止し、最終的にはすべての
負荷が停電状態となる。
【０００５】上述のような不具合を解決するために、図
８で示すような典型的な従来技術の系統連系装置１１が
実用化されている。なお、この図８において、前述の図
７に類似し対応する部分には同一の参照符号を付して、
その説明を省略する。
８で示すような典型的な従来技術の系統連系装置１１が
実用化されている。なお、この図８において、前述の図
７に類似し対応する部分には同一の参照符号を付して、
その説明を省略する。
【０００６】この系統連系装置１１は、相互に逆極性で
並列接続された２つのサイリスタ１２，１３から構成さ
れている。母線２，５間の連系時には、前記継電器から
の出力によって、これらのサイリスタ１２，１３のゲー
トが駆動され、該サイリスタ１２，１３は導通してお
り、前記事故時には、これらサイリスタ１２，１３のゲ
ートはブロックされ、該サイリスタ１２，１３は遮断す
る。
並列接続された２つのサイリスタ１２，１３から構成さ
れている。母線２，５間の連系時には、前記継電器から
の出力によって、これらのサイリスタ１２，１３のゲー
トが駆動され、該サイリスタ１２，１３は導通してお
り、前記事故時には、これらサイリスタ１２，１３のゲ
ートはブロックされ、該サイリスタ１２，１３は遮断す
る。
【０００７】サイリスタ１２，１３の駆動にあたっての
前記事故の検知は、たとえば半周期で行われ、続く半周
期の零クロス点で遮断駆動が可能となる。したがって、
直流オフセット電流を考慮すると、前記事故の発生から
１周期（前記５０Ｈｚで２０ｍｓｅｃ）以内で、母線
２，５間を遮断することができる。しかし、この間、完
全短絡電流が流れ、大きな電圧降下を生じることは避け
られない。
前記事故の検知は、たとえば半周期で行われ、続く半周
期の零クロス点で遮断駆動が可能となる。したがって、
直流オフセット電流を考慮すると、前記事故の発生から
１周期（前記５０Ｈｚで２０ｍｓｅｃ）以内で、母線
２，５間を遮断することができる。しかし、この間、完
全短絡電流が流れ、大きな電圧降下を生じることは避け
られない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の系統連系装置１
１によれば、前述の遮断器７による連系に比べて、母線
２，５間の遮断に要する時間が短くなり、自家発電装置
６の停止は回避することができる。しかしながら、依然
として瞬時電圧低下が発生し、コンピュータ等の自家発
母線５に接続される重要な負荷に影響が生じる。
１によれば、前述の遮断器７による連系に比べて、母線
２，５間の遮断に要する時間が短くなり、自家発電装置
６の停止は回避することができる。しかしながら、依然
として瞬時電圧低下が発生し、コンピュータ等の自家発
母線５に接続される重要な負荷に影響が生じる。
【０００９】本発明の目的は、２つの電力系統を連系さ
せるにあたって、事故時における瞬時電圧低下を抑止す
ることができる系統連系装置およびその制御装置を提供
することである。
せるにあたって、事故時における瞬時電圧低下を抑止す
ることができる系統連系装置およびその制御装置を提供
することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る系
統連系装置は、２つの電力系統間に介在され、両系統を
相互に連系させて電力の融通を行う系統連系装置におい
て、サイリスタ純ブリッジで構成され、前記２つの電力
系統にそれぞれ接続される交流端子のうち、いずれか一
方の交流端子側のサイリスタがダイオード運転され、い
ずれか他方の交流端子側のサイリスタがスイッチ動作さ
れる単相整流回路と、前記サイリスタ純ブリッジの２つ
の直流端子間に接続される直流リアクトルとを含むこと
を特徴とする。
統連系装置は、２つの電力系統間に介在され、両系統を
相互に連系させて電力の融通を行う系統連系装置におい
て、サイリスタ純ブリッジで構成され、前記２つの電力
系統にそれぞれ接続される交流端子のうち、いずれか一
方の交流端子側のサイリスタがダイオード運転され、い
ずれか他方の交流端子側のサイリスタがスイッチ動作さ
れる単相整流回路と、前記サイリスタ純ブリッジの２つ
の直流端子間に接続される直流リアクトルとを含むこと
を特徴とする。
【００１１】上記の構成によれば、２つの電力系統間を
接続するにあたって、サイリスタ純ブリッジで構成され
る単相整流回路の直流端子間に直流リアクトルを接続
し、交流端子を２つの電力系統にそれぞれ接続する。
接続するにあたって、サイリスタ純ブリッジで構成され
る単相整流回路の直流端子間に直流リアクトルを接続
し、交流端子を２つの電力系統にそれぞれ接続する。
【００１２】この回路で発揮できる機能としては、 i ．定常運転時に、交流側から見たインピーダンスが殆
ど零であること。 ii．短絡事故発生時に、瞬時に高インピーダンスを呈
し、短絡電流を抑制できること。 iii ．整流性スイッチング素子によって、両電力系統間
を高速で遮断できること。である。
ど零であること。 ii．短絡事故発生時に、瞬時に高インピーダンスを呈
し、短絡電流を抑制できること。 iii ．整流性スイッチング素子によって、両電力系統間
を高速で遮断できること。である。
【００１３】上記i ，ii，iii に従って説明する。 i ．前記直流リアクトルは、その電流減衰の時定数が系
統周波数周期の２．５倍以上に選ばれることによって、
定常時のインピーダンスを略零とすることができるとと
もに、事故発生時にのみ大きなインピーダンスを呈す
る。
統周波数周期の２．５倍以上に選ばれることによって、
定常時のインピーダンスを略零とすることができるとと
もに、事故発生時にのみ大きなインピーダンスを呈す
る。
【００１４】ii．前記事故が発生しても、直流リアクト
ルによる電流保存作用によって、該直流リアクトルの端
子間電圧が上昇し、正常な系統側の重要な負荷への瞬時
の電源電圧の低下も抑えることができる。さらにまた、
前記直流リアクトルによる電流保存作用によって、前記
事故の発生している配電線に流れる事故電流を抑える限
流作用を実現することができ、双方の系統の短絡容量を
抑えることもできる。
ルによる電流保存作用によって、該直流リアクトルの端
子間電圧が上昇し、正常な系統側の重要な負荷への瞬時
の電源電圧の低下も抑えることができる。さらにまた、
前記直流リアクトルによる電流保存作用によって、前記
事故の発生している配電線に流れる事故電流を抑える限
流作用を実現することができ、双方の系統の短絡容量を
抑えることもできる。
【００１５】iii ．事故が発生すると、スイッチ動作さ
れている側のサイリスタが高速でＯＦＦして、２つの系
統間が切離されることによって、正常な系統に設けられ
ている発電装置が過負荷となって停止してしまうような
ことはなく、停電を防止することができる。
れている側のサイリスタが高速でＯＦＦして、２つの系
統間が切離されることによって、正常な系統に設けられ
ている発電装置が過負荷となって停止してしまうような
ことはなく、停電を防止することができる。
【００１６】類似装置として、後に詳述するように、単
相混合ブリッジ整流回路を限流装置に用いた例が、特開
昭４９−５０４４８号公報で示されている。この装置で
は、直流電源の作用によって、常時、サイリスタおよび
ダイオードに電流を流しておき、交流回路の電流がその
電流値以下であれば、交流側から見たインピーダンスは
零となり、前記電流値以上となれば、限流動作を行う回
路である。
相混合ブリッジ整流回路を限流装置に用いた例が、特開
昭４９−５０４４８号公報で示されている。この装置で
は、直流電源の作用によって、常時、サイリスタおよび
ダイオードに電流を流しておき、交流回路の電流がその
電流値以下であれば、交流側から見たインピーダンスは
零となり、前記電流値以上となれば、限流動作を行う回
路である。
【００１７】かかる目的の直流電源を付加することは、
技術的・経済的に同発明の実現性を困難にしている。
技術的・経済的に同発明の実現性を困難にしている。
【００１８】そこで、さらに請求項２の発明に係る系統
連系装置は、前記直流リアクトルのリアクタンス成分お
よび抵抗成分ならびに単相整流回路から成る電流減衰時
定数を、系統周波数周期の２．５倍以上にすることによ
って、直流電源を削除している。
連系装置は、前記直流リアクトルのリアクタンス成分お
よび抵抗成分ならびに単相整流回路から成る電流減衰時
定数を、系統周波数周期の２．５倍以上にすることによ
って、直流電源を削除している。
【００１９】前記電流減衰時定数と系統連系装置の交流
端子間に生じる等価インピーダンスとの関係を示すと図
２のようになる。一般的には、系統短絡事故時の事故電
流を定格電流の３倍程度に抑制するように直流リアクタ
ンスを選定する。すなわち、定格電流ベースの３３％の
インピーダンスを連系装置に持たせることになる。
端子間に生じる等価インピーダンスとの関係を示すと図
２のようになる。一般的には、系統短絡事故時の事故電
流を定格電流の３倍程度に抑制するように直流リアクタ
ンスを選定する。すなわち、定格電流ベースの３３％の
インピーダンスを連系装置に持たせることになる。
【００２０】一方、通常の運転状態では、前記等価イン
ピーダンスを極力小さくすることが好ましく、実用上
は、定格電流ベースで３％、すなわち図２に示す等価イ
ンピーダンスが直流リアクトルＬの示す交流インピーダ
ンスの０．０９ｐｕ（＝３％／３３％）以下でその要求
を満たすことができるので、前記図２から、前記電流減
衰時定数が系統周波数周期の２．５倍以上あれば良いこ
とを利用している。
ピーダンスを極力小さくすることが好ましく、実用上
は、定格電流ベースで３％、すなわち図２に示す等価イ
ンピーダンスが直流リアクトルＬの示す交流インピーダ
ンスの０．０９ｐｕ（＝３％／３３％）以下でその要求
を満たすことができるので、前記図２から、前記電流減
衰時定数が系統周波数周期の２．５倍以上あれば良いこ
とを利用している。
【００２１】また、この請求項１で示す系統連系装置
は、サイリスタ純ブリッジで単相整流回路を構成してい
るので、ダイオードとサイリスタとの混合ブリッジで単
相整流回路を構成する場合に比べて、整流性素子の量産
効果が大きく、またダイオードとサイリスタとの絶縁耐
圧の違いによる素子数削減効果が大きく、特に特別高圧
系および高圧系に有利である。
は、サイリスタ純ブリッジで単相整流回路を構成してい
るので、ダイオードとサイリスタとの混合ブリッジで単
相整流回路を構成する場合に比べて、整流性素子の量産
効果が大きく、またダイオードとサイリスタとの絶縁耐
圧の違いによる素子数削減効果が大きく、特に特別高圧
系および高圧系に有利である。
【００２２】さらにまた、請求項３の発明に係る系統連
系装置の制御装置は、請求項１または２記載の系統連系
装置に対して、事故発生時には、前記スイッチ動作され
るサイリスタをＯＦＦ駆動し、該ＯＦＦ駆動によっても
事故電流が流れ続ける場合には、該ＯＦＦ駆動したサイ
リスタをＯＮ駆動した後、ダイオード運転されていたサ
イリスタをＯＦＦ駆動する。
系装置の制御装置は、請求項１または２記載の系統連系
装置に対して、事故発生時には、前記スイッチ動作され
るサイリスタをＯＦＦ駆動し、該ＯＦＦ駆動によっても
事故電流が流れ続ける場合には、該ＯＦＦ駆動したサイ
リスタをＯＮ駆動した後、ダイオード運転されていたサ
イリスタをＯＦＦ駆動する。
【００２３】上記の構成によれば、事故が発生すると、
制御装置は、スイッチ動作されていたサイリスタをＯＦ
Ｆ駆動し、２つの系統間を遮断する。この時、ダイオー
ド運転されているサイリスタによって、該サイリスタと
直流リアクトルとは電流還流ループを構成し、直流リア
クトルに蓄積されていた磁界エネルギが、該直流リアク
トルの抵抗成分で消費されてゆく。
制御装置は、スイッチ動作されていたサイリスタをＯＦ
Ｆ駆動し、２つの系統間を遮断する。この時、ダイオー
ド運転されているサイリスタによって、該サイリスタと
直流リアクトルとは電流還流ループを構成し、直流リア
クトルに蓄積されていた磁界エネルギが、該直流リアク
トルの抵抗成分で消費されてゆく。
【００２４】これに対して、スイッチ動作されていたサ
イリスタに何らかの要因で導通故障が発生すると、系統
間の遮断を行うことができないので、制御装置は、ダイ
オード運転されていたサイリスタをＯＦＦ駆動すること
によって、２つの系統間を遮断する。ただしこの時、ダ
イオード運転されていたサイリスタをいきなりＯＦＦ駆
動すると、前記電流還流ループが形成されず、直流リア
クトルに過大な過電圧が発生し、絶縁破壊事故が発生す
る。このため、制御装置は、スイッチ動作されていたサ
イリスタを、再びＯＮ駆動して前記電流還流ループを形
成した後、ダイオード運転されていたサイリスタをＯＦ
Ｆ駆動する。
イリスタに何らかの要因で導通故障が発生すると、系統
間の遮断を行うことができないので、制御装置は、ダイ
オード運転されていたサイリスタをＯＦＦ駆動すること
によって、２つの系統間を遮断する。ただしこの時、ダ
イオード運転されていたサイリスタをいきなりＯＦＦ駆
動すると、前記電流還流ループが形成されず、直流リア
クトルに過大な過電圧が発生し、絶縁破壊事故が発生す
る。このため、制御装置は、スイッチ動作されていたサ
イリスタを、再びＯＮ駆動して前記電流還流ループを形
成した後、ダイオード運転されていたサイリスタをＯＦ
Ｆ駆動する。
【００２５】これによって、確実に系統間の遮断を行う
ことができ、信頼性を向上することができるとともに、
前記絶縁破壊などの不所望な事故も防止することができ
る。
ことができ、信頼性を向上することができるとともに、
前記絶縁破壊などの不所望な事故も防止することができ
る。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１〜図６に基づいて説明すれば以下のとおりである。
図１〜図６に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００２７】図１は、本発明の実施の一形態の系統連系
装置２１とその制御装置３０とを説明するための図であ
る。この系統連系装置２１は、需要家内で、受電母線２
２と自家発母線２３とを接続する母線連絡線２４に介在
される。受電母線２２には、商用電源線２５が接続され
るとともに、多数の一般負荷のための配電線２６が接続
されている。また、自家発母線２３には、自家発電装置
２７が接続されるとともに、コンピュータ等の重要負荷
が接続される配電線２８が接続されている。
装置２１とその制御装置３０とを説明するための図であ
る。この系統連系装置２１は、需要家内で、受電母線２
２と自家発母線２３とを接続する母線連絡線２４に介在
される。受電母線２２には、商用電源線２５が接続され
るとともに、多数の一般負荷のための配電線２６が接続
されている。また、自家発母線２３には、自家発電装置
２７が接続されるとともに、コンピュータ等の重要負荷
が接続される配電線２８が接続されている。
【００２８】前記系統連系装置２１は、サイリスタＴＨ
１〜ＴＨ４の純ブリッジから成る単相整流回路と、直流
リアクトルＬとを備えて構成されている。前記単相整流
回路において、前記母線連絡線２４に接続される一対の
交流端子ＡＣ１，ＡＣ２の、いずれか一方側に接続され
る一対のサイリスタ、たとえば交流端子ＡＣ２側のサイ
リスタＴＨ３，ＴＨ４はダイオード運転され、いずれか
他方側に接続される一対のサイリスタ、すなわち交流端
子ＡＣ１側のサイリスタＴＨ１，ＴＨ２はスイッチ動作
される。また、この単相整流回路の直流端子ＤＣ１，Ｄ
Ｃ２間には、直流リアクトルＬが接続される。
１〜ＴＨ４の純ブリッジから成る単相整流回路と、直流
リアクトルＬとを備えて構成されている。前記単相整流
回路において、前記母線連絡線２４に接続される一対の
交流端子ＡＣ１，ＡＣ２の、いずれか一方側に接続され
る一対のサイリスタ、たとえば交流端子ＡＣ２側のサイ
リスタＴＨ３，ＴＨ４はダイオード運転され、いずれか
他方側に接続される一対のサイリスタ、すなわち交流端
子ＡＣ１側のサイリスタＴＨ１，ＴＨ２はスイッチ動作
される。また、この単相整流回路の直流端子ＤＣ１，Ｄ
Ｃ２間には、直流リアクトルＬが接続される。
【００２９】このように構成される系統連系装置２１に
おいて、直流リアクトルＬのリアクタンス成分および抵
抗成分ならびにサイリスタＴＨ１〜ＴＨ４から成る単相
整流回路によって決定される電流減衰時定数と、系統側
から見た等価インピーダンスとの間には、図２で示すよ
うに、電流減衰時定数が大きくなる程、等価インピーダ
ンスが小さくなるという関係を有する。一方、定常動作
時の装置インピーダンスは極力小さいことが望ましい。
したがって本発明では、この図２から、前記電流減衰時
定数は、系統周波数周期の２．５倍以上に選ぶ。
おいて、直流リアクトルＬのリアクタンス成分および抵
抗成分ならびにサイリスタＴＨ１〜ＴＨ４から成る単相
整流回路によって決定される電流減衰時定数と、系統側
から見た等価インピーダンスとの間には、図２で示すよ
うに、電流減衰時定数が大きくなる程、等価インピーダ
ンスが小さくなるという関係を有する。一方、定常動作
時の装置インピーダンスは極力小さいことが望ましい。
したがって本発明では、この図２から、前記電流減衰時
定数は、系統周波数周期の２．５倍以上に選ぶ。
【００３０】上述のように構成された系統連系装置２１
において、制御装置３０によって、ダイオード運転され
るサイリスタＴＨ３，ＴＨ４とともに、定常時には、ス
イッチ動作されるサイリスタＴＨ１，ＴＨ２のゲートが
駆動され、全てのサイリスタＴＨ１〜ＴＨ４が導通し、
参照符ｉ１またはｉ２で示す経路で電流が流れている。
したがって、直流リアクトルＬに流れる電流の方向およ
び振幅は一定であり、該直流リアクトルＬのインピーダ
ンスＺ（＝ωＬ）は零となって、リアクトル損失が発生
することはない。
において、制御装置３０によって、ダイオード運転され
るサイリスタＴＨ３，ＴＨ４とともに、定常時には、ス
イッチ動作されるサイリスタＴＨ１，ＴＨ２のゲートが
駆動され、全てのサイリスタＴＨ１〜ＴＨ４が導通し、
参照符ｉ１またはｉ２で示す経路で電流が流れている。
したがって、直流リアクトルＬに流れる電流の方向およ
び振幅は一定であり、該直流リアクトルＬのインピーダ
ンスＺ（＝ωＬ）は零となって、リアクトル損失が発生
することはない。
【００３１】これに対して、たとえば配電線２６の短絡
や地絡等の事故が発生し、自家発母線２３側から受電母
線２２側に過電流が流れようとすると、直ちに、直流リ
アクトルＬは、その性質上、端子間に流れる電流を一定
に保持しようとして、該直流リアクトルＬの前記インピ
ーダンスＺが大きくなって、端子間電圧を上昇する。
や地絡等の事故が発生し、自家発母線２３側から受電母
線２２側に過電流が流れようとすると、直ちに、直流リ
アクトルＬは、その性質上、端子間に流れる電流を一定
に保持しようとして、該直流リアクトルＬの前記インピ
ーダンスＺが大きくなって、端子間電圧を上昇する。
【００３２】これによって、交流端子ＡＣ１，ＡＣ２側
から見たインピーダンスが増大することになり、母線連
絡線２４を介して自家発母線２３側から受電母線２２側
へ流れる電流を抑制する限流作用を実現することがで
き、その間に、短絡や地絡継電器の出力に応答して制御
装置３０がサイリスタＴＨ１，ＴＨ２のゲートをブロッ
クし、自家発母線２３が受電母線２２から、１周期以内
の高速で、かつ確実に遮断されるので、自家発電装置２
７が過負荷となることを防止することができる。
から見たインピーダンスが増大することになり、母線連
絡線２４を介して自家発母線２３側から受電母線２２側
へ流れる電流を抑制する限流作用を実現することがで
き、その間に、短絡や地絡継電器の出力に応答して制御
装置３０がサイリスタＴＨ１，ＴＨ２のゲートをブロッ
クし、自家発母線２３が受電母線２２から、１周期以内
の高速で、かつ確実に遮断されるので、自家発電装置２
７が過負荷となることを防止することができる。
【００３３】このようにして、受電母線２２側での事故
に対して、自家発電装置２７が停止してしまうことを防
止することができ、停電を防止することができる。ま
た、前記直流リアクトルＬの端子間電圧の上昇によっ
て、自家発母線２３の瞬時電圧低下を抑えることもでき
る。こうして、自家発系統の運用の信頼性を向上するこ
とができる。また、前記限流作用が達成されることによ
って、自家発母線２３側および受電母線２２側の双方の
短絡容量を抑えることもできる。
に対して、自家発電装置２７が停止してしまうことを防
止することができ、停電を防止することができる。ま
た、前記直流リアクトルＬの端子間電圧の上昇によっ
て、自家発母線２３の瞬時電圧低下を抑えることもでき
る。こうして、自家発系統の運用の信頼性を向上するこ
とができる。また、前記限流作用が達成されることによ
って、自家発母線２３側および受電母線２２側の双方の
短絡容量を抑えることもできる。
【００３４】ところで、前記の類似装置である単相混合
ブリッジ整流回路を限流装置に用いた例（特開昭４９−
５０４４８号公報）を、図３（ａ）に示す。この限流装
置３１は、相互に並列に接続された混合ブリッジ整流回
路３２と、限流リアクトルＬ２とが、交流線路３３に直
列に介在されて構成されている。
ブリッジ整流回路を限流装置に用いた例（特開昭４９−
５０４４８号公報）を、図３（ａ）に示す。この限流装
置３１は、相互に並列に接続された混合ブリッジ整流回
路３２と、限流リアクトルＬ２とが、交流線路３３に直
列に介在されて構成されている。
【００３５】混合ブリッジ整流回路３２は、一対のサイ
リスタｔｈ１，ｔｈ２と、一対のダイオードｄ１，ｄ２
と、直流リアクトルＬ１と、前記直流リアクトルＬ１に
直列に接続される直流電源Ｂとを備えて構成されてい
る。注目すべきは、一方の交流端子ＡＣ１にはサイリス
タｔｈ１およびダイオードｄ１が接続され、他方の交流
端子ＡＣ２にはサイリスタｔｈ２およびダイオードｄ２
が接続されることである。したがって、直流端子ＤＣ１
にはサイリスタｔｈ１，ｔｈ２が接続され、直流端子Ｄ
Ｃ２にはダイオードｄ１，ｄ２が接続され、直流端子Ｄ
Ｃ１，ＤＣ２間には、前記直流リアクトルＬ１と直流電
源Ｂとの直列回路が接続されている。
リスタｔｈ１，ｔｈ２と、一対のダイオードｄ１，ｄ２
と、直流リアクトルＬ１と、前記直流リアクトルＬ１に
直列に接続される直流電源Ｂとを備えて構成されてい
る。注目すべきは、一方の交流端子ＡＣ１にはサイリス
タｔｈ１およびダイオードｄ１が接続され、他方の交流
端子ＡＣ２にはサイリスタｔｈ２およびダイオードｄ２
が接続されることである。したがって、直流端子ＤＣ１
にはサイリスタｔｈ１，ｔｈ２が接続され、直流端子Ｄ
Ｃ２にはダイオードｄ１，ｄ２が接続され、直流端子Ｄ
Ｃ１，ＤＣ２間には、前記直流リアクトルＬ１と直流電
源Ｂとの直列回路が接続されている。
【００３６】このように構成された限流装置３１では、
定常時には、サイリスタｔｈ１，ｔｈ２が導通してお
り、限流リアクトルＬ２をバイパスして、混合ブリッジ
整流回路３２を介して線路電流が流れている。これに対
して、事故時には、直流電源Ｂで設定された電流値以上
の電流が直流リアクトルＬ１によって抑制され、限流効
果が発揮される。この限流効果が発揮されている間に、
限流リアクトルＬ２に事故電流を転流させるためには、
サイリスタｔｈ１，ｔｈ２を遮断する必要がある。ただ
し、サイリスタｔｈ１，ｔｈ２を遮断することは、直流
リアクトルＬ１の磁界エネルギの放電を考えると不可能
であり、限流遮断を目的とする系統連系装置には適用す
ることができない。
定常時には、サイリスタｔｈ１，ｔｈ２が導通してお
り、限流リアクトルＬ２をバイパスして、混合ブリッジ
整流回路３２を介して線路電流が流れている。これに対
して、事故時には、直流電源Ｂで設定された電流値以上
の電流が直流リアクトルＬ１によって抑制され、限流効
果が発揮される。この限流効果が発揮されている間に、
限流リアクトルＬ２に事故電流を転流させるためには、
サイリスタｔｈ１，ｔｈ２を遮断する必要がある。ただ
し、サイリスタｔｈ１，ｔｈ２を遮断することは、直流
リアクトルＬ１の磁界エネルギの放電を考えると不可能
であり、限流遮断を目的とする系統連系装置には適用す
ることができない。
【００３７】上述のように構成される混合ブリッジ整流
回路３２において、あえて限流リアクトルＬ２を削除
し、また直流リアクトルＬ１が作用する閾値電流を決定
する直流電源Ｂを削除して、本発明のように系統連系装
置に用いる場合を想定してみる。図３（ｂ）に、そのよ
うにして構成した場合の系統連系装置４１の構成を示
す。なお、この系統連系装置４１において、本発明の系
統連系装置２１に類似し対応する部分には、同一の参照
符号を付してその説明を省略する。
回路３２において、あえて限流リアクトルＬ２を削除
し、また直流リアクトルＬ１が作用する閾値電流を決定
する直流電源Ｂを削除して、本発明のように系統連系装
置に用いる場合を想定してみる。図３（ｂ）に、そのよ
うにして構成した場合の系統連系装置４１の構成を示
す。なお、この系統連系装置４１において、本発明の系
統連系装置２１に類似し対応する部分には、同一の参照
符号を付してその説明を省略する。
【００３８】注目すべきは、この系統連系装置４１で
は、一方の交流端子ＡＣ１にはサイリスタＴＨ１ａおよ
びダイオードＤ１ａが接続され、他方の交流端子ＡＣ２
にはサイリスタＴＨ２ａおよびダイオードＤ２ａが接続
されることである。したがって、直流端子ＤＣ１には一
対のサイリスタＴＨ１ａ，ＴＨ２ａが接続されることに
なり、直流端子ＤＣ２には一対のダイオードＤ１ａ，Ｄ
２ａが接続されることになる。また、直流端子ＤＣ１，
ＤＣ２間には、直流リアクトルＬが介在される。すなわ
ち、本発明の系統連系装置２１において、ダイオード運
転される前記サイリスタＴＨ３，ＴＨ４をダイオードと
みなし、スイッチ動作されるサイリスタＴＨ１，ＴＨ２
をサイリスタとみなすと、単相ブリッジ整流回路におけ
るサイリスタとダイオードとの接続形態が異なってい
る。
は、一方の交流端子ＡＣ１にはサイリスタＴＨ１ａおよ
びダイオードＤ１ａが接続され、他方の交流端子ＡＣ２
にはサイリスタＴＨ２ａおよびダイオードＤ２ａが接続
されることである。したがって、直流端子ＤＣ１には一
対のサイリスタＴＨ１ａ，ＴＨ２ａが接続されることに
なり、直流端子ＤＣ２には一対のダイオードＤ１ａ，Ｄ
２ａが接続されることになる。また、直流端子ＤＣ１，
ＤＣ２間には、直流リアクトルＬが介在される。すなわ
ち、本発明の系統連系装置２１において、ダイオード運
転される前記サイリスタＴＨ３，ＴＨ４をダイオードと
みなし、スイッチ動作されるサイリスタＴＨ１，ＴＨ２
をサイリスタとみなすと、単相ブリッジ整流回路におけ
るサイリスタとダイオードとの接続形態が異なってい
る。
【００３９】これらの系統連系装置２１と４１との遮断
動作時における各部のシミュレーション波形の一例を、
図４および図５でそれぞれ示す。本例のシミュレーショ
ンの条件は、商用電源側の％インピーダンスを１００と
し、その電源のリアクタンスを１．０ｐｕとし、電源周
波数を５０Ｈｚとし、直流リアクトルＬのリアクタンス
を４．０ｐｕとしている。サイリスタＴＨ１，ＴＨ１ａ
を流れる電流は、それぞれ図４（ａ）および図５（ａ）
で示されているように、交流端子ＡＣ１がハイレベルで
ある半周期が経過して、一旦、零クロスとなった時点で
消弧し、以後、該電流は、流れなくなっている。
動作時における各部のシミュレーション波形の一例を、
図４および図５でそれぞれ示す。本例のシミュレーショ
ンの条件は、商用電源側の％インピーダンスを１００と
し、その電源のリアクタンスを１．０ｐｕとし、電源周
波数を５０Ｈｚとし、直流リアクトルＬのリアクタンス
を４．０ｐｕとしている。サイリスタＴＨ１，ＴＨ１ａ
を流れる電流は、それぞれ図４（ａ）および図５（ａ）
で示されているように、交流端子ＡＣ１がハイレベルで
ある半周期が経過して、一旦、零クロスとなった時点で
消弧し、以後、該電流は、流れなくなっている。
【００４０】これによって、サイリスタＴＨ４に流れる
電流は、図４（ｃ）において参照符α１で示す前記サイ
リスタＴＨ１を流れる電流に対応した電流と、直流リア
クトルＬの放出エネルギによる電流α２となるのに対し
て、ダイオードＤ２ａを流れる電流は、図５（ｃ）にお
いて参照符β１で示す前記サイリスタＴＨ１ａを流れる
電流に対応した電流と、参照符β２，β３，β４，…で
示すように、直流リアクトルＬの放出エネルギによって
加算されてゆく電流となる。この現象は、図３（ｂ）に
おいて参照符ｉ３で示すように、前記サイリスタＴＨ１
ａが遮断することによって還流する電流によって、サイ
リスタＴＨ２ａがＯＦＦすることができず、該電流が増
加してゆくために生じる。
電流は、図４（ｃ）において参照符α１で示す前記サイ
リスタＴＨ１を流れる電流に対応した電流と、直流リア
クトルＬの放出エネルギによる電流α２となるのに対し
て、ダイオードＤ２ａを流れる電流は、図５（ｃ）にお
いて参照符β１で示す前記サイリスタＴＨ１ａを流れる
電流に対応した電流と、参照符β２，β３，β４，…で
示すように、直流リアクトルＬの放出エネルギによって
加算されてゆく電流となる。この現象は、図３（ｂ）に
おいて参照符ｉ３で示すように、前記サイリスタＴＨ１
ａが遮断することによって還流する電流によって、サイ
リスタＴＨ２ａがＯＦＦすることができず、該電流が増
加してゆくために生じる。
【００４１】したがって、サイリスタＴＨ２を流れる電
流が図４（ｂ）で示すように、交流端子ＡＣ２がハイレ
ベルとなる半周期だけでＯＦＦするのに対して、該サイ
リスタＴＨ２ａを流れる電流は、図５（ｂ）で示すよう
に、１周期毎に増加してゆくことになる。また、これに
よって、サイリスタＴＨ３を流れる電流が、図４（ｄ）
で示すように、前記図４（ｂ）で示すサイリスタＴＨ２
を流れる電流と、図４（ｃ）において参照符α２で示す
直流リアクトルＬの放出による電流との和となるのに対
して、ダイオードＤ１ａを流れる電流は、図５（ｄ）で
示すように、前記図５（ｃ）で示すダイオードＤ２ａを
流れる電流と同様に、１周期毎に増加してゆく。
流が図４（ｂ）で示すように、交流端子ＡＣ２がハイレ
ベルとなる半周期だけでＯＦＦするのに対して、該サイ
リスタＴＨ２ａを流れる電流は、図５（ｂ）で示すよう
に、１周期毎に増加してゆくことになる。また、これに
よって、サイリスタＴＨ３を流れる電流が、図４（ｄ）
で示すように、前記図４（ｂ）で示すサイリスタＴＨ２
を流れる電流と、図４（ｃ）において参照符α２で示す
直流リアクトルＬの放出による電流との和となるのに対
して、ダイオードＤ１ａを流れる電流は、図５（ｄ）で
示すように、前記図５（ｃ）で示すダイオードＤ２ａを
流れる電流と同様に、１周期毎に増加してゆく。
【００４２】また、これによって、系統連系装置２１と
系統連系装置４１とのそれぞれにおいて、直流リアクト
ルＬを流れる電流を図４（ｅ）および図５（ｅ）で示
し、自家発母線２３の電圧を図４（ｆ）および図５
（ｆ）で示し、受電母線２２の電圧を図４（ｇ）および
図５（ｇ）で示し、自家発母線２３側から受電母線２２
側へ流れる事故電流を図４（ｈ）および図５（ｈ）で示
す。
系統連系装置４１とのそれぞれにおいて、直流リアクト
ルＬを流れる電流を図４（ｅ）および図５（ｅ）で示
し、自家発母線２３の電圧を図４（ｆ）および図５
（ｆ）で示し、受電母線２２の電圧を図４（ｇ）および
図５（ｇ）で示し、自家発母線２３側から受電母線２２
側へ流れる事故電流を図４（ｈ）および図５（ｈ）で示
す。
【００４３】本発明に従う系統連系装置２１では、直流
リアクトルＬを流れる電流が図４（ｅ）で示すように、
ほぼ一定値で収束しているのに対して、系統連系装置４
１では、図５（ｅ）で示すように、前記１周期毎に増加
してゆく。これに対応して、事故電流も、本発明の系統
連系装置２１では、図４（ｈ）で示すように、１周期
で、高速、かつ確実に遮断されているのに対して、系統
連系装置４１では、図５（ｈ）で示すように、１周期毎
に増加してゆく。
リアクトルＬを流れる電流が図４（ｅ）で示すように、
ほぼ一定値で収束しているのに対して、系統連系装置４
１では、図５（ｅ）で示すように、前記１周期毎に増加
してゆく。これに対応して、事故電流も、本発明の系統
連系装置２１では、図４（ｈ）で示すように、１周期
で、高速、かつ確実に遮断されているのに対して、系統
連系装置４１では、図５（ｈ）で示すように、１周期毎
に増加してゆく。
【００４４】したがって、この系統連系装置４１は、限
流装置としての機能は果たしているけれども、いずれか
一方のサイリスタＴＨ１ａまたはＴＨ２ａをＯＦＦする
ことができず、したがって系統連系装置として使用する
ことが不可能である。
流装置としての機能は果たしているけれども、いずれか
一方のサイリスタＴＨ１ａまたはＴＨ２ａをＯＦＦする
ことができず、したがって系統連系装置として使用する
ことが不可能である。
【００４５】この点、本発明に従う系統連系装置２１
は、事故発生時に直流リアクトルＬによって限流動作を
行うとともに、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２を遮断するこ
とによって、確実に事故電流を遮断することができる。
これによって、瞬時電圧低下を大幅に改善することがで
き、コンピュータ等の重要な負荷に対して、従来個別に
設けられていた無停電電源の省略を可能とすることがで
きる。また、高速での遮断が可能となり、自家発電装置
２７への悪影響を防止することができ、該自家発電装置
２７の停止による停電や、急激な過負荷による発電機シ
ャフトへの過剰なトルク負担の発生等の不所望な事態を
確実に防止することができる。さらにまた、自家発母線
２３側および受電母線２２側の双方の短絡容量を小さく
抑えることも可能となる。
は、事故発生時に直流リアクトルＬによって限流動作を
行うとともに、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２を遮断するこ
とによって、確実に事故電流を遮断することができる。
これによって、瞬時電圧低下を大幅に改善することがで
き、コンピュータ等の重要な負荷に対して、従来個別に
設けられていた無停電電源の省略を可能とすることがで
きる。また、高速での遮断が可能となり、自家発電装置
２７への悪影響を防止することができ、該自家発電装置
２７の停止による停電や、急激な過負荷による発電機シ
ャフトへの過剰なトルク負担の発生等の不所望な事態を
確実に防止することができる。さらにまた、自家発母線
２３側および受電母線２２側の双方の短絡容量を小さく
抑えることも可能となる。
【００４６】また、この系統連系装置２１は、サイリス
タ純ブリッジで単相整流回路を構成しているので、ダイ
オードとサイリスタとの混合ブリッジで単相整流回路を
構成する場合に比べて、整流性素子の量産効果が大き
く、またダイオードとサイリスタとの絶縁耐圧の違いに
よる素子数削減効果が大きく、特に特別高圧系および高
圧系に有利である。
タ純ブリッジで単相整流回路を構成しているので、ダイ
オードとサイリスタとの混合ブリッジで単相整流回路を
構成する場合に比べて、整流性素子の量産効果が大き
く、またダイオードとサイリスタとの絶縁耐圧の違いに
よる素子数削減効果が大きく、特に特別高圧系および高
圧系に有利である。
【００４７】ところで、前記図３（ａ）にその構成を示
す特開昭４９−５０４４８号の公報において、前記単相
整流回路をサイリスタ純ブリッジで構成してもよいこと
が記載されているけれども、本系統連系装置２１のよう
に、直流リアクトルＬのリアクタンス成分および抵抗成
分ならびに単相整流回路から成る電流減衰時定数を、系
統周波数周期の２．５倍以上に選び、直流電源を削除す
ることは全く示唆されておらず、このような構成での実
用化は極めて困難である。
す特開昭４９−５０４４８号の公報において、前記単相
整流回路をサイリスタ純ブリッジで構成してもよいこと
が記載されているけれども、本系統連系装置２１のよう
に、直流リアクトルＬのリアクタンス成分および抵抗成
分ならびに単相整流回路から成る電流減衰時定数を、系
統周波数周期の２．５倍以上に選び、直流電源を削除す
ることは全く示唆されておらず、このような構成での実
用化は極めて困難である。
【００４８】図６は、制御装置３０の制御アルゴリズム
を説明するための図である。ステップＳ１で、事故の発
生が検出されると、ステップＳ２で、スイッチ動作され
ていたサイリスタＴＨ１，ＴＨ２がＯＦＦ駆動される。
を説明するための図である。ステップＳ１で、事故の発
生が検出されると、ステップＳ２で、スイッチ動作され
ていたサイリスタＴＨ１，ＴＨ２がＯＦＦ駆動される。
【００４９】ステップＳ３では、前記ＯＦＦ駆動に対し
て、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２に電流が流れているか否
かのアンサーバックが行われる。具体的には、たとえば
各サイリスタＴＨ１，ＴＨ２を流れる電流がＣＴ（電流
変成器）で検出され、または各サイリスタＴＨ１，ＴＨ
２の端子間の電圧がＰＴ（電圧変成器）で検出される。
て、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２に電流が流れているか否
かのアンサーバックが行われる。具体的には、たとえば
各サイリスタＴＨ１，ＴＨ２を流れる電流がＣＴ（電流
変成器）で検出され、または各サイリスタＴＨ１，ＴＨ
２の端子間の電圧がＰＴ（電圧変成器）で検出される。
【００５０】ステップＳ４では、前記ステップＳ３での
検出結果から、事故電流が流れ続けているか否かが判断
され、依然として事故電流が流れ続けているときにはス
テップＳ５に移る。すなわち、前記ＣＴによって電流が
検出されると、または前記ＰＴによって電圧が検出され
ないと、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２がＯＦＦしておら
ず、事故電流が流れ続けていると判定することができ
る。
検出結果から、事故電流が流れ続けているか否かが判断
され、依然として事故電流が流れ続けているときにはス
テップＳ５に移る。すなわち、前記ＣＴによって電流が
検出されると、または前記ＰＴによって電圧が検出され
ないと、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２がＯＦＦしておら
ず、事故電流が流れ続けていると判定することができ
る。
【００５１】ステップＳ５では、前記ステップＳ２にお
いて一旦ＯＦＦ駆動されたサイリスタＴＨ１，ＴＨ２が
再度ＯＮ駆動され、これに代えてステップＳ６では、ダ
イオード運転されていたサイリスタＴＨ３，ＴＨ４がＯ
ＦＦ駆動されて、ステップＳ７で系統間が解列となる。
前記ステップＳ４において事故電流が流れ続けていない
ときには、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２はいずれも正常に
ＯＦＦしており、直接ステップＳ７に移って、系統間が
解列となる。
いて一旦ＯＦＦ駆動されたサイリスタＴＨ１，ＴＨ２が
再度ＯＮ駆動され、これに代えてステップＳ６では、ダ
イオード運転されていたサイリスタＴＨ３，ＴＨ４がＯ
ＦＦ駆動されて、ステップＳ７で系統間が解列となる。
前記ステップＳ４において事故電流が流れ続けていない
ときには、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２はいずれも正常に
ＯＦＦしており、直接ステップＳ７に移って、系統間が
解列となる。
【００５２】したがって、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２に
導通破壊故障が発生しても、前記１周期に次の半周期を
加えた１．５周期の、依然として高速で、かつ確実に、
系統間の遮断を行うことができ、信頼性を向上すること
ができる。
導通破壊故障が発生しても、前記１周期に次の半周期を
加えた１．５周期の、依然として高速で、かつ確実に、
系統間の遮断を行うことができ、信頼性を向上すること
ができる。
【００５３】また、系統間の遮断にあたって、ダイオー
ド運転されていたサイリスタＴＨ３，ＴＨ４をいきなり
ＯＦＦ駆動するのではなく、一旦ＯＦＦ駆動したサイリ
スタＴＨ１，ＴＨ２を再度ＯＮ駆動して、該サイリスタ
ＴＨ１，ＴＨ２と直流リアクトルＬとで電流還流ループ
を構成した後に、前記サイリスタＴＨ３，ＴＨ４をＯＦ
Ｆ駆動する。
ド運転されていたサイリスタＴＨ３，ＴＨ４をいきなり
ＯＦＦ駆動するのではなく、一旦ＯＦＦ駆動したサイリ
スタＴＨ１，ＴＨ２を再度ＯＮ駆動して、該サイリスタ
ＴＨ１，ＴＨ２と直流リアクトルＬとで電流還流ループ
を構成した後に、前記サイリスタＴＨ３，ＴＨ４をＯＦ
Ｆ駆動する。
【００５４】これによって、前記図３（ａ）に示す特開
昭４９−５０４４８号の公報の構成の単相整流回路をサ
イリスタ純ブリッジで構成した場合には、直流電源Ｂに
よる直流バイアスでサイリスタの電流が零にならず、Ｏ
ＦＦできないのに対して、本発明の制御回路３０では、
そのような不具合はなく、不所望な事故を防止すること
ができる。
昭４９−５０４４８号の公報の構成の単相整流回路をサ
イリスタ純ブリッジで構成した場合には、直流電源Ｂに
よる直流バイアスでサイリスタの電流が零にならず、Ｏ
ＦＦできないのに対して、本発明の制御回路３０では、
そのような不具合はなく、不所望な事故を防止すること
ができる。
【００５５】
【発明の効果】請求項１の発明に係る系統連系装置は、
以上のように、２つの電力系統間に介在され、両系統を
相互に連系させて電力の融通を行う系統連系装置を、サ
イリスタ純ブリッジから成る単相整流回路と、その直流
端子間に接続される直流リアクトルとを含んで構成し、
電力系統に接続される２つの交流端子のうち、いずれか
一方の交流端子側のサイリスタをダイオード運転し、い
ずれか他方の交流端子側のサイリスタをスイッチ動作さ
せる。
以上のように、２つの電力系統間に介在され、両系統を
相互に連系させて電力の融通を行う系統連系装置を、サ
イリスタ純ブリッジから成る単相整流回路と、その直流
端子間に接続される直流リアクトルとを含んで構成し、
電力系統に接続される２つの交流端子のうち、いずれか
一方の交流端子側のサイリスタをダイオード運転し、い
ずれか他方の交流端子側のサイリスタをスイッチ動作さ
せる。
【００５６】それゆえ、事故が発生すると、スイッチ動
作されていたサイリスタが高速で遮断して、２つの電力
系統間を切離すことができ、正常な系統に設けられてい
る発電装置が過負荷となって停止してしまうようなこと
はなく、停電を防止することができる。また、前記事故
が発生しても、直流リアクトルによる電流保存作用によ
って、該直流リアクトルの端子間電圧が上昇し、前記正
常な系統側の重要な負荷への瞬時の電源電圧の低下も抑
えることができる。さらにまた、前記直流リアクトルに
よる電流保存作用によって、前記事故の発生している配
電線に流れる事故電流を抑える限流作用を実現すること
ができ、双方の系統の短絡容量を抑えることもできる。
作されていたサイリスタが高速で遮断して、２つの電力
系統間を切離すことができ、正常な系統に設けられてい
る発電装置が過負荷となって停止してしまうようなこと
はなく、停電を防止することができる。また、前記事故
が発生しても、直流リアクトルによる電流保存作用によ
って、該直流リアクトルの端子間電圧が上昇し、前記正
常な系統側の重要な負荷への瞬時の電源電圧の低下も抑
えることができる。さらにまた、前記直流リアクトルに
よる電流保存作用によって、前記事故の発生している配
電線に流れる事故電流を抑える限流作用を実現すること
ができ、双方の系統の短絡容量を抑えることもできる。
【００５７】また、サイリスタ純ブリッジで単相整流回
路を構成しているので、ダイオードとサイリスタとの混
合ブリッジで単相整流回路を構成する場合に比べて、整
流性素子の量産効果が大きく、またダイオードとサイリ
スタとの絶縁耐圧の違いによる素子数削減効果が大き
く、特に特別高圧系および高圧系に有利である。
路を構成しているので、ダイオードとサイリスタとの混
合ブリッジで単相整流回路を構成する場合に比べて、整
流性素子の量産効果が大きく、またダイオードとサイリ
スタとの絶縁耐圧の違いによる素子数削減効果が大き
く、特に特別高圧系および高圧系に有利である。
【００５８】また、請求項２で示す系統連系装置は、以
上のように、前記直流リアクトルのリアクタンス成分お
よび抵抗成分ならびに単相整流回路から成る電流減衰時
定数を系統周波数周期の２．５倍以上とし、定常時の直
流電流に対してのインピーダンスを略零とし、事故発生
時にのみ大きなインピーダンスを発生させる。
上のように、前記直流リアクトルのリアクタンス成分お
よび抵抗成分ならびに単相整流回路から成る電流減衰時
定数を系統周波数周期の２．５倍以上とし、定常時の直
流電流に対してのインピーダンスを略零とし、事故発生
時にのみ大きなインピーダンスを発生させる。
【００５９】それゆえ、定常時における損失をほぼ零と
することができる。
することができる。
【００６０】さらにまた、請求項３の発明に係る系統連
系装置の制御装置は、請求項１または２記載の系統連系
装置に対して、事故発生時には、直流リアクトルで電圧
分担して電流を限流し、その限流効果が発揮されている
間に、前記スイッチ動作されるサイリスタをＯＦＦ駆動
し、該ＯＦＦ駆動によっても事故電流が流れ続ける場合
には、該ＯＦＦ駆動したサイリスタを再びＯＮ駆動して
直流リアクトルに蓄積されていた磁界エネルギを消費す
る電流還流ループを形成した後、ダイオード運転されて
いたサイリスタをＯＦＦ駆動して系統間の遮断を行う。
系装置の制御装置は、請求項１または２記載の系統連系
装置に対して、事故発生時には、直流リアクトルで電圧
分担して電流を限流し、その限流効果が発揮されている
間に、前記スイッチ動作されるサイリスタをＯＦＦ駆動
し、該ＯＦＦ駆動によっても事故電流が流れ続ける場合
には、該ＯＦＦ駆動したサイリスタを再びＯＮ駆動して
直流リアクトルに蓄積されていた磁界エネルギを消費す
る電流還流ループを形成した後、ダイオード運転されて
いたサイリスタをＯＦＦ駆動して系統間の遮断を行う。
【００６１】それゆえ、スイッチ動作されていたサイリ
スタに素子故障が発生しても、ダイオード運転されてい
たサイリスタによって確実に系統間の遮断を行うことが
でき、信頼性を向上することができるとともに、直流リ
アクトルに蓄積されていた磁界エネルギを緩やかに放出
させることができ、絶縁破壊などの不所望な事故も防止
することができる。
スタに素子故障が発生しても、ダイオード運転されてい
たサイリスタによって確実に系統間の遮断を行うことが
でき、信頼性を向上することができるとともに、直流リ
アクトルに蓄積されていた磁界エネルギを緩やかに放出
させることができ、絶縁破壊などの不所望な事故も防止
することができる。
【図１】本発明の実施の一形態の系統連系装置とその制
御装置とを説明するための図である。
御装置とを説明するための図である。
【図２】交流電源周期に対する電流減衰時定数と等価イ
ンピーダンスとの関係を示すグラフである。
ンピーダンスとの関係を示すグラフである。
【図３】限流装置と、それを系統連系装置に用いる場合
に考えられる構成例を示す図である。
に考えられる構成例を示す図である。
【図４】図１で示す系統連系装置の動作を説明するため
の波形図である。
の波形図である。
【図５】図３で示す系統連系装置の動作を説明するため
の波形図である。
の波形図である。
【図６】図１で示す系統連系装置の制御装置の制御アル
ゴリズムを説明するための図である。
ゴリズムを説明するための図である。
【図７】系統連系の基本的構成を説明するための図であ
る。
る。
【図８】典型的な従来技術の系統連系装置を説明するた
めの図である。
めの図である。
２１ 系統連系装置 ２２ 受電母線（電力系統） ２３ 自家発母線（電力系統） ２４ 母線連絡線 ２５ 商用電源線 ２６ 配電線 ２７ 自家発電装置 ２８ 配電線 ３０ 制御装置 ＡＣ１，ＡＣ２ 交流端子 ＤＣ１，ＤＣ２ 直流端子 ＴＨ１〜ＴＨ４ サイリスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｍ 7/06 Ｈ０２Ｍ 7/06 Ｇ (56)参考文献 特開 昭56−81039（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−48138（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02J 3/00 - 5/00 H02J 9/06 H02H 9/00 - 9/04 H02M 1/08 H02M 7/06
Claims (3)
- 【請求項１】２つの電力系統間に介在され、両系統を相
互に連系させて電力の融通を行う系統連系装置におい
て、 サイリスタ純ブリッジで構成され、前記２つの電力系統
にそれぞれ接続される交流端子のうち、いずれか一方の
交流端子側のサイリスタがダイオード運転され、いずれ
か他方の交流端子側のサイリスタがスイッチ動作される
単相整流回路と、 前記サイリスタ純ブリッジの２つの直流端子間に接続さ
れる直流リアクトルとを含むことを特徴とする系統連系
装置。 - 【請求項２】前記直流リアクトルのリアクタンス成分お
よび抵抗成分ならびに単相整流回路から成る電流減衰時
定数が、系統周波数周期の２．５倍以上であることを特
徴とする請求項１記載の系統連系装置。 - 【請求項３】事故発生時には、前記スイッチ動作される
サイリスタをＯＦＦ駆動し、該ＯＦＦ駆動によっても事
故電流が流れ続ける場合には、該ＯＦＦ駆動したサイリ
スタをＯＮ駆動した後、ダイオード運転されていたサイ
リスタをＯＦＦ駆動することを特徴とする請求項１また
は２記載の系統連系装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10009071A JP2870536B1 (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 系統連系装置およびその制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10009071A JP2870536B1 (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 系統連系装置およびその制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2870536B1 true JP2870536B1 (ja) | 1999-03-17 |
| JPH11215706A JPH11215706A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11710386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10009071A Expired - Fee Related JP2870536B1 (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 系統連系装置およびその制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870536B1 (ja) |
-
1998
- 1998-01-20 JP JP10009071A patent/JP2870536B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11215706A (ja) | 1999-08-06 |
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