JP2992514B1 - 燃料電池の中性点接地装置 - Google Patents
燃料電池の中性点接地装置Info
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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Abstract
側かを判定できるようにし、また、地絡電流の大きさを
制限できるようにし、さらに地絡電流により確実に地絡
信号を発生するようにした燃料電池の中性点接地装置を
提供する。 【解決手段】 燃料電池の単位電池を積層した積層電池
1を複数接続しその中性点4を接地した中性点接地装置
であって、中性点接地装置は、中性点4と接地点10間
を流れる電流から中性点4と接地点10のいずれの電位
が高いか検出する高電位検出器6、7を設けている。
Description
層型燃料電池において、地絡が発生した場合、中性点よ
り高圧側か低圧側かを判定する中性点接地装置に関す
る。
積層して積層電池とし、この積層電池を直列に、または
並列に接続した群を直列に接続し、中性点を接地し、こ
の接地線に地絡検出リレーを設け、積層電池の地絡を検
出している。特許公報第2728982号にはこのよう
な中性点接地装置が記載されている。
の中性点接地装置は接地線に接地検出リレーを設けたも
のであり、次のような問題があった。 複数の積層電池を接続しその中性点を接地するが、
地絡が発生した場合、中性点の高圧側の積層電池に発生
したのか、低圧側の積層電池に発生したのか分からなか
った。 過大な地絡電流が発生した場合、積層電池を破損す
る恐れがあった。 接地リレーはリーク電流を制御系の中で判断してお
り、直接地絡電流を検出する場合に比べ信頼性が低い。
もので、地絡が発生したとき中性点より高圧側か低圧側
かを判定できるようにし、また、地絡電流の大きさを制
限できるようにし、さらに地絡電流により確実に地絡信
号を発生するようにした燃料電池の中性点接地装置を提
供することを目的とする。
め、請求項1の発明では、燃料電池の単位電池を積層し
た積層電池を複数接続しその中性点を接地した中性点接
地装置であって、前記中性点接地装置は、中性点と接地
点間を流れる電流から中性点と接地点のいずれの電位が
高いか検出する高電位検出器を設けており、さらにこの
高電位検出器と直列にヒューズ装置を設け、このヒュー
ズ装置はヒューズと抵抗が並列に接続され、さらにこの
ヒューズの切断を知らせる地絡信号発生器が設けられて
いる。
で地絡が発生すると接地点より中性点に電流が流れ、接
地点の電位が中性点の電位より高くなる。また中性点よ
り低圧側に接続された積層電池側で地絡が発生すると中
性点より接地点に電流が流れ、中性点の電位が接地点の
電位より高くなる。これにより中性点と接地点の電位を
計測することにより、中性点のいずれかの側の積層電池
に地絡が発生したか検出することができる。高電位検出
器と直列にヒューズ装置を設け、ある値以上の地絡電流
で切断するようにすることにより、ある値以上の地絡電
流の発生を確実に検出することができる。ある値以上の
地絡電流が流れヒューズが切断すると、中性点が浮いて
しまい、接地点との電圧が高くなる。このため、ヒュー
ズに並列に抵抗を入れ、地絡電流を押さえて流すことに
より、中性点と接地点間の電圧を所定値内に押さえるこ
とができる。またヒューズ切断により信号を発生するこ
とで、地絡を確実に知らせることができる。
参照して説明する。図1は本実施形態の中性点接地装置
の構成を示す図である。1は燃料電池の単位電池を積層
して構成された積層電池であり、本実施形態ではこの積
層電池1を2個直列に接続して電圧を高め、インバータ
2を接続して直流より交流に変換し、負荷3に電気を供
給している。また、両積層電池1の接続点を中性点4と
している。中性点4と接地点10の間には直列に衝撃緩
衝抵抗5と分流器6とヒューズ装置8が接続されてい
る。
える働きをする抵抗で、抵抗値を小さくし、衝撃のピー
ク値は押さえるが、それ以降の電流は流すようにする。
このため抵抗値の小さい抵抗を並列にし合成抵抗値をさ
らに小さくしている。
流し、抵抗両端の電位を出力する装置で、図2にその原
理図を示す。地絡事故が発生した位置により中性点4と
接地点10を流れる電流の方向が異なり、これにより電
位も異なる。図3は地絡発生位置による中性点4を流れ
る電流の方向を示す図で、(A)は中性点4より低電位
側の積層電池1の−側で地絡が発生した場合を示し、こ
の場合中性点4より接地点10に電流が流れる。(B)
は中性点4より高電位側の積層電池1の+側で地絡が発
生した場合を示し、この場合接地点10より中性点4に
電流が流れる。図2の(A),(B)は図3の(A),
(B)に対応している。デジタルリレーメータ7は地絡
事故が発生した場合、分流器6の出力が図2(A)であ
れば、図3(A)に示すように中性点4より低電位側の
積層電池1の−側で発生したとしてその位置を示すa信
号を出力し、また、図2(B)であれば、図3(B)に
示すように中性点4より高電位側の積層電池1の+側で
発生したとしてその位置を示すb信号を出力する。これ
らの信号a,bは制御盤などに表示される。分流器6と
デジタルメータリレー7は高電位検出器を構成してい
る。
8aと地絡信号発生器9が並列に接続されている。ヒュ
ーズ8bは、例えば20Aが2分間流れると切れるとい
った容量を持ったものが用いられる。保持抵抗8aはヒ
ューズ8bが切断した場合、中性点4の電位が高くなる
のを防止するための抵抗で、例えば1kΩ(30W)と
いった容量のものが用いられる。地絡信号発生器9はヒ
ューズ8bと並列に接続され、ヒューズ8bより十分小
さい容量のヒューズ9aと、このヒューズ9aが切れる
と閉となるスイッチ9bと、このスイッチ9bが閉とな
ると信号c(プラントトリップ信号)を発生する信号発
生回路9cから構成され、このプラントを停止させるプ
ラントトッリプ信号をプラントインターロックシステム
に送るようになっている。
層電池1の−側で地絡が発生すると、デジタルメータリ
レー7より信号aが発生され、中性点4より低電位の積
層電池1の−側で地絡が発生したことが示され、これと
ともに地絡信号発生器9よりプラントトリップ信号cが
発生される。また、中性点4より高電位の積層電池1の
+側で地絡が発生すると、デジタルメータリレー7より
信号bが発生され、中性点4より高電位の積層電池1の
+側で地絡が発生したことが示され、これとともに地絡
信号発生器9よりプラントトリップ信号cが発生され
る。
続して積層電池群とし、この積層電池群の2つを直列に
接続し、この接続位置を中性点4としたもので、このよ
うな接続に対しても、中性点4を設定することにより図
1に示す中性点接地装置を適用できる。図4(B)は1
個の積層電池の中間電位位置に中性点4を設けた場合に
適用した例で、物理的に1個の積層電池でも中間に中性
点を設ければ本発明が適用できるケースを示す。
置8を設けたが、いずれか一方のみでも地絡事故を検出
できる。
は次の効果を奏する。 分流器とリレーで地絡事故の発生した積層電池が中
性点の低電位側の積層電池か高電位側の積層電池かを特
定することができ、迅速な対応が可能になる。 衝撃緩和抵抗を設けることで地絡した場合の衝撃過
大電流の発生を防止できる。またこの抵抗を複数並列に
配置することで、抵抗値を調節でき、かつ各抵抗の発熱
による高温化を防止できる。 ヒューズ装置に保持抵抗を設けることにより、地絡
発生によるヒューズ切断時の中性点電位が高くなるのを
防止することができる。 ヒューズ切断による信号を発生することで、信頼性
の高い信号を得ることができ、プラントの健全性が向上
する。
示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 燃料電池の単位電池を積層した積層電池
を複数接続しその中性点を接地した中性点接地装置であ
って、前記中性点接地装置は、中性点と接地点間を流れ
る電流から中性点と接地点のいずれの電位が高いか検出
する高電位検出器を設けており、さらにこの高電位検出
器と直列にヒューズ装置を設け、このヒューズ装置はヒ
ューズと抵抗が並列に接続され、さらにこのヒューズの
切断を知らせる地絡信号発生器が設けられていることを
特徴とする燃料電池の中性点接地装置。
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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