JP2947277B1 - 限流装置 - Google Patents
限流装置Info
- Publication number
- JP2947277B1 JP2947277B1 JP20380898A JP20380898A JP2947277B1 JP 2947277 B1 JP2947277 B1 JP 2947277B1 JP 20380898 A JP20380898 A JP 20380898A JP 20380898 A JP20380898 A JP 20380898A JP 2947277 B1 JP2947277 B1 JP 2947277B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal
- current limiting
- bridge circuit
- current
- rectifier bridge
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
素子を直列に接続した場合、各熱限流素子に特性のばら
つきがあっても、高抵抗化した熱限流素子に発熱電力や
過電圧が集中してその熱限流素子が破壊することを未然
に防止する。 【解決手段】 整流ブリッジ回路の交流端子を電力系統
と直列に接続し、整流ブリッジ回路の直流端子間に直流
リアクトルを接続すると共に、整流ブリッジ回路の交流
側に、過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗化す
る複数個の熱限流素子S1〜Snを直列に接続した限流
装置であって、熱限流素子S1〜Snと同数の変圧器T
1〜Tnを配設し、その一次巻線A1〜Anを各熱限流
素子S1〜Snごとに同極性で接続すると共に、二次巻
線B1〜Bnを全て並列接続する。
Description
しくは、低圧から超高圧に至る全ての電力系統に適用さ
れ、短絡事故による過電流や負荷投入時のインラッシュ
電流を抑制するための限流装置に関する。
力系統では、短絡事故による過電流や負荷投入時のイン
ラッシュ電流を抑制するために限流装置を設け、この限
流装置により遮断器に要求される遮断容量を低減するよ
うにしている。この種の限流装置としては、従来、例え
ば正温度特性(PTC)サーミスタの熱限流素子やダイ
オードで構成された整流ブリッジ回路を用いたものがあ
る。
素子は、ポリマー系材料やチタン酸バリウム系材料を組
成とし、過大な電流を流すことにより発熱してその熱に
より温度が上昇するとある温度から急激に高抵抗化する
もので、構成が簡単で経済的であり、低速応答の限流効
果が必要な場合に好適な素子として賞用されている。
7に示すように熱限流素子Sを電力系統の系統電源Vと
負荷Lとの間に直列に接続した構成を有する。例えば、
短絡事故aが発生して過電流が流れ、熱限流素子Sが発
熱してその温度上昇で高抵抗化する。この熱限流素子S
の高抵抗化により電力系統に流れる過電流を抑制し、こ
の熱限流素子Sが限流機能を発揮している間に遮断器C
Bを開放することにより、電力系統の連系を解列する。
は、図8に示すように4つのダイオードD1 〜D4 でブ
リッジ構成された整流ブリッジ回路1の交流端子2,3
を電力系統と直列に接続し、直流端子4,5間に直流リ
アクトル6を接続した構成を有し、高速応答の限流効果
が必要な場合に好適なものとして賞用されている。
り交流電流が直流リアクトル6に流れる直流電流を上回
れば、ダイオードD1 とD4 又はダイオードD2 とD3
のペアのいずれかが停止する。これを交流端子2,3か
ら見ると、この間直流リアクトル6が交流回路に直列に
挿入されたことになり、その直流リアクトル6の端子電
圧が発生することにより電力系統に流れる過電流を抑制
する。この整流ブリッジ回路1が限流機能を発揮してい
る間に遮断器CBを開放することにより、電力系統の連
系を解列する。
流素子Sを有する限流装置と整流ブリッジ回路1を有す
る限流装置についてそれぞれ以下のような問題があっ
た。
素子の場合、その熱限流素子自体は構造が簡単で経済的
な電流制限素子であり、短絡事故時などの過電流により
素子の発熱を得て限流作用を発揮させるものであるが、
必然的に数十msecの動作遅れを生じ、突発電流を抑制す
ることができない欠点があった。
故時の過電流を直流リアクトル6のインダクタンスで限
流効果を的確に発揮できるが、直流リアクトル6に流れ
る直流電流変化が半サイクルごとに増大するため、ある
時間帯の例えば50〜100msecの間、限流効果を期待
するにはコストも損失も大きくなり、比較的長時間例え
ば短絡事故発生から50msec以上の間で限流機能を維持
しようとすると、より大きな直流リアクトルを設置しな
ければならず、コスト面で経済的でないという欠点があ
る。
素子Sと整流ブリッジ回路1とを組み合わせて両者の特
性を相互に補完し、短絡事故aの発生時、突発電流を簡
便な手段により確実に抑制できると共に、比較的長時間
の限流機能を維持し得る経済的な限流装置が提案されて
いる。
リッジ回路1の交流端子2,3を電力系統と直列に接続
し、整流ブリッジ回路1の直流端子4,5間に直流リア
クトル6を接続すると共に、整流ブリッジ回路1の交流
側に、過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗化す
る熱限流素子Sを直列に接続した構成を有する。
リッジ回路1とが相互に補完する機能を発揮し、短絡事
故aの発生時、整流ブリッジ回路1により突発電流を確
実に抑制できて高速応答の限流効果を発揮し、また、熱
限流素子Sにより比較的長時間の限流機能を維持できて
低速応答の限流効果を発揮する。
される熱限流素子Sでは、部分的な発熱が速やかに熱拡
散して全体が均一に温度上昇する限られた長さの素子し
か使用することができないことから、その定格電圧は素
子1個あたり100V程度である。そのため、例えば2
00V、400Vや6600V等の電力系統に適用しよ
うとすると、限流動作時、系統電圧に相当する電圧を分
担する必要があるため、複数個の限流素子を直列に接続
することになる。
に接続した場合、各熱限流素子に共通の短絡電流が流れ
るので、各熱限流素子に特性のばらつきがあると、複数
個の熱限流素子のうち、一部の熱限流素子のみが先に高
抵抗化し、その熱限流素子に発熱電力が集中して熱的に
破壊したり、過電圧が集中して絶縁破壊するという致命
的な問題があった。
提案されたもので、その目的とするところは、整流ブリ
ッジ回路の交流側に複数個の熱限流素子を直列に接続し
た場合、各熱限流素子に特性のばらつきがあっても、高
抵抗化した熱限流素子に発熱電力や過電圧が集中してそ
の熱限流素子が破壊することを未然に防止することにあ
る。
めの技術的手段として、本発明は、以下の点を特徴とす
る。 整流ブリッジ回路の交流端子を電力系統と直列
に接続し、整流ブリッジ回路の直流端子間に直流リアク
トルを接続すると共に、整流ブリッジ回路の交流側に、
過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗化する熱限
流素子を直列に接続した限流装置であって、熱限流素子
と同数の変圧器を配設し、その一次巻線を各熱限流素子
ごとに同極性で接続すると共に、二次巻線を全て並列接
続したこと。 整流ブリッジ回路の交流端子を電力系
統と直列に接続し、整流ブリッジ回路の直流端子間に直
流リアクトルを接続すると共に、整流ブリッジ回路の交
流側に、過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗化
する熱限流素子を直列に接続した限流装置であって、熱
限流素子と同数の巻線を共通の鉄心に磁気結合させると
共に、各巻線を各熱限流素子ごとに同極性で接続したこ
と。 整流ブリッジ回路の交流端子を電力系統と直列
に接続し、整流ブリッジ回路の直流端子間に直流リアク
トルを接続すると共に、整流ブリッジ回路の交流側に、
過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗化する熱限
流素子を直列に接続した限流装置であって、複数の一次
巻線と単一の二次巻線を共通の鉄心に磁気結合させた構
成を単位ブロックとして複数のブロックを設け、すべて
のブロックの一次巻線を合計した総数を熱限流素子の総
数と同一にして各一次巻線を各熱限流素子ごとに同極性
で接続すると共に、各ブロックの二次巻線を全て並列接
続したこと。
る過電流が流れて素子特性のばらつきにより複数個の熱
限流素子の一部が高抵抗化すると、熱限流素子ごとに設
けられた二次巻線が並列に接続されているので、各熱限
流素子の端子間電圧(各変圧器の一次巻線電圧)が均一
になるように変圧器を介して各熱限流素子に電流が分流
する。この変圧器を介して分流する電流の向きは、同一
極性で接続しているので高抵抗化した熱限流素子ではそ
の素子電流を減少する向きであり、高抵抗化していない
熱限流素子では逆に素子電流を増加する向きとなる。従
って、変圧器を介して流れる電流は、各熱限流素子の素
子抵抗を均等化するように分流する。
に設けられた二次巻線が並列接続されているので、各熱
限流素子の端子間電圧(各変圧器の一次巻線電圧)は均
等であり、一部の熱限流素子に過電圧が集中することは
ない。
巻線変圧器と等価であるので、前述の場合と同様、各巻
線の端子間電圧が均一となるように各巻線を介して電流
が分流し、その分流する電流の向きも同極性としている
ので素子抵抗を均等化する方向に流れて各熱限流素子の
高抵抗化の均等化が図れる。
を以下に詳述する。尚、図7乃至図9と同一又は相当部
分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
置は、4つのダイオードD1 〜D4でブリッジ構成さ
れ、その交流端子2,3を電力系統を直列に接続し、直
流端子4,5間に直流リアクトル6を接続した整流ブリ
ッジ回路1(図9参照)を具備し、この整流ブリッジ回
路1の交流側に複数個の熱限流素子S1〜Snを直列に
接続した構成を有する。この熱限流素子S1〜Snとし
ては、ポリマー系材料やチタン酸バリウム系材料を組成
とする正温度特性(PTC)サーミスタが好適である。
熱限流素子S1〜Snとを組み合わせたことにより、整
流ブリッジ回路1と熱限流素子S1〜Snが具備する特
性を相互に補完する。即ち、短絡事故aの発生時、整流
ブリッジ回路1により突発電流を確実に抑制できて高速
応答の限流効果を発揮し、また、遮断器CBが動作する
までの間、熱限流素子S1〜Snにより限流機能を維持
できる。
〜Snと同数の変圧器T1〜Tnを配設し、その一次巻
線A1〜Anを各熱限流素子S1〜Snごとに同極性で
接続すると共に、各熱限流素子S1〜Snごとに配置さ
れた各二次巻線B1〜Bnを全て並列接続する。
いて詳述する。図2は同一定格の熱限流素子S1,S2
を2個直列に接続し、両熱限流素子S1,S2に単相変
圧器T1,T2を設けた場合を示す。尚、単相変圧器T
1,T2は、漏れのない理想変圧器で巻線抵抗も無視で
きるものとする。
抵抗をRとし、短絡電流IS が流れ、熱限流素子S2の
抵抗が特性のばらつきにより高抵抗化して熱限流素子S
1のK倍になった場合を考察する。ここで、変圧器T2
がなければ熱限流素子S2の端子電圧はK・R・Isに
上昇するが、2つの変圧器T1,T2の二次巻線B1,
B2が並列に接続されているので、両変圧器T1,T2
の二次電圧は等しく、従って、両熱限流素子S1,S2
の端子電圧が等しくなるように電流が分流することにな
る。
圧器T2に分流したとすると、変圧器T1には二次巻線
B1,B2を介して逆向きの電流k・Isが流れる。従
って、 熱限流素子S1の電流:Is(1+k)、端子電圧:R
・Is(1+k) 熱限流素子S2の電流:Is(1−k)、端子電圧:K
・R・Is(1−k) となり、両熱限流素子S1,S2の端子電圧が等しい条
件から、 k=(K−1)/(K+1) が得られる。上式から、仮に熱限流素子S2の抵抗が3
倍(K=3)に大きくなったとすると、k=0.5とな
るので、熱限流素子S2に流れる電流は0.5Is、熱
限流素子S1に流れる電流は1.5Isとなる。また、
熱限流素子S2の発熱量(I2 R損)は、(0.5I
s)2 ・3R、熱限流素子S1の発熱量は(1.5I
s)2 ・Rとなる。
は、熱限流素子S2と比較して素子電流、発熱量が共に
大きく、急速に発熱して同一の抵抗値となって電流が平
衡する。即ち、複数個の熱限流素子S1〜Snの発熱に
よる抵抗のばらつきを変圧器T1〜Tnの結合により補
償し、各熱限流素子S1〜Snの分担電圧を一定化して
過電圧の集中を防止すると共に、過度の発熱集中による
溶損を防止する。
動作の安定時など、各熱限流素子S1〜Snが同一抵抗
値の状態(電流平衡状態)では、変圧器T1〜Tnに流
れる二次電流は零であるので、変圧器T1〜Tnは励磁
電流のみとなり、二次電流が流れる限流動作途中の一時
的な抵抗アンバランスは長くても数サイクル程度の短時
間である。従って、変圧器T1〜Tnの容量は、単に限
流動作時の短時間容量を満足するだけでよいことから、
励磁容量+α程度と小容量で済み経済的である。
以上の場合も前述した2個の場合と同様である。変圧器
T1〜Tnの二次巻線B1〜Bnが並列接続されていれ
ば、素子特性のばらつきにより抵抗値が異なっても各熱
限流素子S1〜Snの端子間電圧(変圧器の一次電圧)
は等しくなる。この時、熱限流素子S1〜Snでの発熱
量(I2 R損)が抵抗値に反比例するように変圧器T1
〜Tnを介して電流が分流するので、各熱限流素子S1
〜Sn間の抵抗値のばらつきは急速に均等化される。
す。この実施形態の限流装置は、同図に示すように複数
個の熱限流素子S1〜Snを直列に接続した電力系統に
おいて、熱限流素子S1〜Snと同数の巻線A1〜An
を共通の鉄心Fに相互に密に磁気結合させると共に、各
巻線A1〜Anを各熱限流素子S1〜Snごとに同極性
で接続した構成を具備する。
nの定格及び各巻線A1〜Anの巻数が等しく、漏れ磁
束が無視できるとすると、動作を前述した第1の実施形
態の場合と比較すると以下の通りである。
Anはn巻線変圧器と等価であり、かつ、巻数が等しい
ので、各巻線A1〜Anの端子間電圧は等しく、また、
巻線電流はアンペアターンの総和がほぼ零(励磁電流
分)となるように分流する。従って、図4に示すように
例えば熱限流素子S1,S2が2個の場合(n=2)、
前述した第1の実施形態(図2参照)のように変圧器T
1,T2の二次巻線B1,B2を並列に接続した場合と
比較して、この第2の実施形態のように二次巻線B1,
B2がなくても同等の効果が得られる。尚、図5に示す
ように各巻線A1〜Anは極力密に相互誘導するのが効
果的であるので同一鉄心Fに同心配置となるように巻か
れることが好ましい。
み合わせた第3の実施形態を図6に示す。この実施形態
の限流装置は、前述した第2の実施形態(図3参照)の
ように複数個の熱限流素子S1〜Snのそれぞれの巻線
A1〜Anを同一鉄心Fに配置する場合、それら熱限流
素子S1〜Snの接続個数が多くなると、巻線A1〜A
nの数が膨大となって配線リードの引き出しなど構造的
に製作が困難となる場合に好適である。
複数個(図では4個と4個の計8個)の熱限流素子S1
〜S4,S5〜S8と各熱限流素子S1〜S4,S5〜
S8に設けられた一次巻線A1〜A4,A5〜A8及び
各一次巻線A1〜A4,A5〜A8が配設される鉄心F
1,F2を複数個(図では2つ)設けてブロック化し、
各ブロックごとに二次巻線B1,B2を設け、各ブロッ
クの二次巻線B1,B2を同一極性で並列に接続する。
このようにすれば、同一鉄心に配設すべき巻線は、一つ
のブロックを構成する巻線A1〜A4(A5〜A8)と
二次巻線B1(B2)だけでよいので、配線リードの引
き出しなど構造的に製作が容易となる。
回路と熱限流素子の直列回路に限流リアクトルを並列に
接続した構成とした場合にも適用可能である。この限流
リアクトルを有する限流装置では、短絡事故の発生時、
直流リアクトル及び熱限流素子により限流した後、その
限流機能を発揮している間に遮断器を開放させて整流ブ
リッジ回路側を解列させる。この遮断器による解列でも
って短絡電流を限流リアクトルに転流させることによ
り、電力系統の連系を解列させることなく、短絡電流を
抑制する限流機能を継続させることができる。
の熱限流素子と同数の変圧器を配設し、その一次巻線を
各熱限流素子ごとに同極性で接続すると共に、二次巻線
を全て並列接続したことにより、素子特性のばらつきに
より一部の熱限流素子が高抵抗化しても、短絡電流を変
圧器側に転流させてその二次巻線を介して高抵抗化して
いない他の熱限流素子を速やかに高抵抗化させるので、
各素子電圧が常に均等化でき、過電圧の集中を防止でき
て熱限流素子の熱的破壊を未然に防止できる。
と同数の巻線を共通の鉄心に磁気結合させると共に、各
巻線を各熱限流素子ごとに同極性で接続すれば、前述し
た変圧器のように二次巻線を必要としなくなるので、コ
ンパクトな装置を実現できて製品のコスト低減を図れ
る。
共通の鉄心に磁気結合させた構成を単位ブロックとして
複数のブロックを設け、すべてのブロックの一次巻線を
合計した総数を熱限流素子の総数と同一にして各一次巻
線を各熱限流素子ごとに同極性で接続すると共に、各ブ
ロックの二次巻線を全て並列接続すれば、熱限流素子の
接続個数が多くなっても、同一鉄心に配設すべき巻線が
一つのブロックを構成する巻線と二次巻線だけでよいの
で、配線リードの引き出しなど構造的に製作が容易とな
る。
回路図
直列に接続した限流装置を示す回路図
回路図
直列に接続した限流装置を示す回路図
実施形態を示す回路図
路図
示す回路図
本発明の前提となる限流装置を示す回路図
Claims (3)
- 【請求項1】 整流ブリッジ回路の交流端子を電力系統
と直列に接続し、前記整流ブリッジ回路の直流端子間に
直流リアクトルを接続すると共に、整流ブリッジ回路の
交流側に、過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗
化する熱限流素子を直列に接続した限流装置であって、
前記熱限流素子と同数の変圧器を配設し、その一次巻線
を各熱限流素子ごとに同極性で接続すると共に、二次巻
線を全て並列接続したことを特徴とする限流装置。 - 【請求項2】 整流ブリッジ回路の交流端子を電力系統
と直列に接続し、前記整流ブリッジ回路の直流端子間に
直流リアクトルを接続すると共に、整流ブリッジ回路の
交流側に、過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗
化する熱限流素子を直列に接続した限流装置であって、
前記熱限流素子と同数の巻線を共通の鉄心に磁気結合さ
せると共に、各巻線を各熱限流素子ごとに同極性で接続
したことを特徴とする限流装置。 - 【請求項3】 整流ブリッジ回路の交流端子を電力系統
と直列に接続し、前記整流ブリッジ回路の直流端子間に
直流リアクトルを接続すると共に、整流ブリッジ回路の
交流側に、過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗
化する熱限流素子を直列に接続した限流装置であって、
複数の一次巻線と単一の二次巻線を共通の鉄心に磁気結
合させた構成を単位ブロックとして複数のブロックを設
け、すべてのブロックの一次巻線を合計した総数を熱限
流素子の総数と同一にして各一次巻線を各熱限流素子ご
とに同極性で接続すると共に、各ブロックの二次巻線を
全て並列接続したことを特徴とする限流装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20380898A JP2947277B1 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 限流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20380898A JP2947277B1 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 限流装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2947277B1 true JP2947277B1 (ja) | 1999-09-13 |
JP2000041332A JP2000041332A (ja) | 2000-02-08 |
Family
ID=16480080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20380898A Expired - Fee Related JP2947277B1 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 限流装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2947277B1 (ja) |
-
1998
- 1998-07-17 JP JP20380898A patent/JP2947277B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000041332A (ja) | 2000-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0368618B2 (ja) | ||
JPH0458725A (ja) | 超電導限流器 | |
JP2947277B1 (ja) | 限流装置 | |
US4081853A (en) | Overcurrent protection system | |
US6335851B1 (en) | Current-limiting device | |
JP2947275B1 (ja) | 限流装置 | |
JP2941833B2 (ja) | 超電導限流装置 | |
KR102289336B1 (ko) | 이중 철심을 이용한 변압기형 초전도 고장전류 제한기 | |
JP2000354326A (ja) | 超電導トランスを使用する電流制限装置 | |
US2224755A (en) | Electrical transformation apparatus | |
JP3204941B2 (ja) | 限流装置 | |
JP2901068B2 (ja) | 限流装置 | |
JP3045166B1 (ja) | 限流装置 | |
JP3399905B2 (ja) | 三相限流装置 | |
JP2000014173A (ja) | 耐障害電源回路 | |
JP3045165B1 (ja) | 限流装置 | |
JP2904213B1 (ja) | 限流装置 | |
US3056037A (en) | High-power semi-conductor rectifier | |
KR102358560B1 (ko) | 2차 권선측 비절연을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기 | |
KR102264598B1 (ko) | 두 트리거 전류제한 레벨을 갖는 자속결합형 초전도 고장전류 제한기 | |
RU2134475C1 (ru) | Устройство для фильтра токов обратной последовательности трехфазной электрической установки | |
JP3359097B2 (ja) | 多出力電源装置 | |
KR20030067770A (ko) | 자속구속 모델을 적용한 dc-리액터 타입 고온초전도전류제한장치 | |
KR20040108474A (ko) | 보조권선을 구비한 보빈을 포함하는 직류리액터 | |
KR100441955B1 (ko) | 하이브리드형 초전도한류기의 직렬연결에 대한 괜치시점조절장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990601 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080702 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120702 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120702 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130702 Year of fee payment: 14 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |