JP3137029B2 - 系統連系装置における素子故障検出装置 - Google Patents
系統連系装置における素子故障検出装置Info
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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に、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電力系統を連系させるた
めに用いられる系統連系装置において、その素子故障を
検出するための装置に関する。
系と自家発電系とのように、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電力系統を連系させるた
めに用いられる系統連系装置において、その素子故障を
検出するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来からの系統連系装置１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２は、受電母線３に接続され、この受電母線３には、
一般負荷に接続される多数の配電線４が接続されてい
る。また、コジェネ母線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７が接続されている。前記受電母線３とコジェ
ネ母線５とは、該系統連系装置１によって、相互に接続
されている。
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２は、受電母線３に接続され、この受電母線３には、
一般負荷に接続される多数の配電線４が接続されてい
る。また、コジェネ母線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７が接続されている。前記受電母線３とコジェ
ネ母線５とは、該系統連系装置１によって、相互に接続
されている。
【０００３】この系統連系装置１は、相互に逆極性で並
列接続された２つのサイリスタ８，９から構成されてい
る。母線３，５間の連系時には、継電器からの出力によ
ってこれらのサイリスタ８，９のゲートが駆動され、該
サイリスタ８，９は導通しており、短絡や地絡および受
電系の開放等の故障が発生すると、前記継電器は、これ
らのサイリスタ８，９のゲートをブロックして、該サイ
リスタ８，９を遮断する。
列接続された２つのサイリスタ８，９から構成されてい
る。母線３，５間の連系時には、継電器からの出力によ
ってこれらのサイリスタ８，９のゲートが駆動され、該
サイリスタ８，９は導通しており、短絡や地絡および受
電系の開放等の故障が発生すると、前記継電器は、これ
らのサイリスタ８，９のゲートをブロックして、該サイ
リスタ８，９を遮断する。
【０００４】このように構成される系統連系装置１にお
いて、サイリスタ８，９の素子故障は、電流変成器や電
圧変成器を用いて、素子通過電流および素子端子間電圧
を検出することによって行われている。
いて、サイリスタ８，９の素子故障は、電流変成器や電
圧変成器を用いて、素子通過電流および素子端子間電圧
を検出することによって行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のような系統連系
装置１では、前記故障が発生すると、その故障検知を半
周期で行い、続く半周期の零クロス点で遮断駆動が行わ
れる。したがって、直流オフセット電流を考慮すると、
前記故障の発生からほぼ１周期（５０Ｈｚで、２０ｍｓ
ｅｃ）以内で、母線３，５間を遮断することができる。
しかしながら、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ず、このような不具合を
解決するために、本件出願人は先に特願平８−９１５３
８号で、図５に示すような系統連系装置１１を提案して
いる。なお、この図５において、前述の図４の構成に対
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。
装置１では、前記故障が発生すると、その故障検知を半
周期で行い、続く半周期の零クロス点で遮断駆動が行わ
れる。したがって、直流オフセット電流を考慮すると、
前記故障の発生からほぼ１周期（５０Ｈｚで、２０ｍｓ
ｅｃ）以内で、母線３，５間を遮断することができる。
しかしながら、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ず、このような不具合を
解決するために、本件出願人は先に特願平８−９１５３
８号で、図５に示すような系統連系装置１１を提案して
いる。なお、この図５において、前述の図４の構成に対
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、母線３，５間を
接続する母線１２に介在され、整流性スイッチング素子
である一対のサイリスタＴＨ１，ＴＨ２と、一対のダイ
オードＤ１，Ｄ２と、直流リアクトルＬとを備えて構成
されている。
接続する母線１２に介在され、整流性スイッチング素子
である一対のサイリスタＴＨ１，ＴＨ２と、一対のダイ
オードＤ１，Ｄ２と、直流リアクトルＬとを備えて構成
されている。
【０００７】前記母線１２に接続される一対の交流端子
ＡＣ１，ＡＣ２の、いずれか一方に前記一対のサイリス
タＴＨ１，ＴＨ２が接続され、いずれか他方に一対のダ
イオードＤ１，Ｄ２が接続される（図５の例では、交流
端子ＡＣ１にサイリスタＴＨ１，ＴＨ２が接続され、交
流端子ＡＣ２にダイオードＤ１，Ｄ２が接続されてい
る）。これに対して、直流端子ＤＣ１，ＤＣ２間には直
流リアクトルＬが接続されている。
ＡＣ１，ＡＣ２の、いずれか一方に前記一対のサイリス
タＴＨ１，ＴＨ２が接続され、いずれか他方に一対のダ
イオードＤ１，Ｄ２が接続される（図５の例では、交流
端子ＡＣ１にサイリスタＴＨ１，ＴＨ２が接続され、交
流端子ＡＣ２にダイオードＤ１，Ｄ２が接続されてい
る）。これに対して、直流端子ＤＣ１，ＤＣ２間には直
流リアクトルＬが接続されている。
【０００８】このように構成された系統連系装置１１に
おいて、定常時には、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２のゲー
トが駆動され、該サイリスタＴＨ１，ＴＨ２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の電流減衰時定数を系統
周波数の２．５倍以上に選ぶことによって、直流リアク
トルＬに流れる電流は振幅がほぼ一定の直流電流とな
り、該直流リアクトルＬのインピーダンスＺ（＝ωＬ）
は零となっている。
おいて、定常時には、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２のゲー
トが駆動され、該サイリスタＴＨ１，ＴＨ２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の電流減衰時定数を系統
周波数の２．５倍以上に選ぶことによって、直流リアク
トルＬに流れる電流は振幅がほぼ一定の直流電流とな
り、該直流リアクトルＬのインピーダンスＺ（＝ωＬ）
は零となっている。
【０００９】これに対して、たとえば配電線４に前述の
ような故障が発生し、コジェネ母線５側から受電母線３
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、その端子間に流れる電流を一定に保持しようと
して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。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１
２を介してコジェネ母線５側から受電母線３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よってサイリスタＴＨ１，
ＴＨ２のゲートがブロックされ、コジェネ母線５が受電
母線３から、１周期以内の高速で、かつ確実に遮断さ
れ、自家発電装置６が過負荷となることによる瞬時電圧
低下を抑制している。
ような故障が発生し、コジェネ母線５側から受電母線３
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、その端子間に流れる電流を一定に保持しようと
して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。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１
２を介してコジェネ母線５側から受電母線３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よってサイリスタＴＨ１，
ＴＨ２のゲートがブロックされ、コジェネ母線５が受電
母線３から、１周期以内の高速で、かつ確実に遮断さ
れ、自家発電装置６が過負荷となることによる瞬時電圧
低下を抑制している。
【００１０】上述のような系統連系装置１１では、サイ
リスタＴＨ１，ＴＨ２やダイオードＤ１，Ｄ２の素子故
障を検出するにあたって、素子に電流が流れなくなる非
導通故障の場合には、通常、直流リアクトルＬに流れる
べき電流が流れなくなるので、従来のように電流変成器
や電圧変成器を用いて電流状態を監視しておくことによ
って検出することができる。これに対して、ほとんどの
時間、素子は導通状態で運転されるので、導通したまま
となる導通故障は検出することができないという問題が
ある。
リスタＴＨ１，ＴＨ２やダイオードＤ１，Ｄ２の素子故
障を検出するにあたって、素子に電流が流れなくなる非
導通故障の場合には、通常、直流リアクトルＬに流れる
べき電流が流れなくなるので、従来のように電流変成器
や電圧変成器を用いて電流状態を監視しておくことによ
って検出することができる。これに対して、ほとんどの
時間、素子は導通状態で運転されるので、導通したまま
となる導通故障は検出することができないという問題が
ある。
【００１１】このため、前記導通故障の検出は、定期点
検時に逆導通の可否を検出して判断するしか方法がな
く、定常運転時に判別することができないという問題が
ある。前記定期点検は、通常、年に１度程度であるの
で、その間に素子故障が発生すると、該系統連系装置１
１は、その機能を喪失した状態で運転されることにな
り、故障が発生してもサイリスタＴＨ１，ＴＨ２を消弧
することはできず、前記瞬時電圧低下を招いてしまうと
いう問題がある。
検時に逆導通の可否を検出して判断するしか方法がな
く、定常運転時に判別することができないという問題が
ある。前記定期点検は、通常、年に１度程度であるの
で、その間に素子故障が発生すると、該系統連系装置１
１は、その機能を喪失した状態で運転されることにな
り、故障が発生してもサイリスタＴＨ１，ＴＨ２を消弧
することはできず、前記瞬時電圧低下を招いてしまうと
いう問題がある。
【００１２】本発明の目的は、系統連系装置の素子故障
を確実に検出することができる素子故障検出装置を提供
することである。
を確実に検出することができる素子故障検出装置を提供
することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る系
統連系装置における素子故障検出装置は、２つの電力系
統間に介在され、両系統の各相連系端子間に接続される
２つの交流端子のうち、いずれか一方には一対の整流性
スイッチング素子が接続され、いずれか他方には一対の
整流性素子が接続されて構成される単相整流回路と、前
記整流性スイッチング素子と整流性素子との各接続点で
ある２つの直流端子間に接続される直流リアクトルとを
備え、両系統を相互に連系させて電力の融通を行うため
の系統連系装置における素子故障検出装置であって、前
記直流リアクトルに流れる電流中のリップル電流を検出
する検出手段と、前記リップル電流の基本波成分を抽出
する抽出手段と、前記抽出手段の出力が予め定める弁別
レベル以上であるときには、前記整流性スイッチング素
子および整流性素子が故障であると判定する判定手段と
を含むことを特徴とする。
統連系装置における素子故障検出装置は、２つの電力系
統間に介在され、両系統の各相連系端子間に接続される
２つの交流端子のうち、いずれか一方には一対の整流性
スイッチング素子が接続され、いずれか他方には一対の
整流性素子が接続されて構成される単相整流回路と、前
記整流性スイッチング素子と整流性素子との各接続点で
ある２つの直流端子間に接続される直流リアクトルとを
備え、両系統を相互に連系させて電力の融通を行うため
の系統連系装置における素子故障検出装置であって、前
記直流リアクトルに流れる電流中のリップル電流を検出
する検出手段と、前記リップル電流の基本波成分を抽出
する抽出手段と、前記抽出手段の出力が予め定める弁別
レベル以上であるときには、前記整流性スイッチング素
子および整流性素子が故障であると判定する判定手段と
を含むことを特徴とする。
【００１４】上記の構成によれば、サイリスタなどで実
現される２つの整流性スイッチング素子と、ダイオード
やサイリスタなどで実現される２つの整流性素子とから
成る低コストな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
続することによって構成され、前記直流リアクトルの電
流減衰時定数を系統周波数に対応して適宜選択すること
によって、定常時のインピーダンスが略零であり、故障
時には直流リアクトルの電流保存作用によって瞬時に高
インピーダンスとなって瞬時電圧低下を抑えることがで
きる系統連系装置に関して、前記整流性スイッチング素
子や整流性素子の素子故障を、直流リアクトルに流れる
リップル電流の基本波成分から検出する。
現される２つの整流性スイッチング素子と、ダイオード
やサイリスタなどで実現される２つの整流性素子とから
成る低コストな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
続することによって構成され、前記直流リアクトルの電
流減衰時定数を系統周波数に対応して適宜選択すること
によって、定常時のインピーダンスが略零であり、故障
時には直流リアクトルの電流保存作用によって瞬時に高
インピーダンスとなって瞬時電圧低下を抑えることがで
きる系統連系装置に関して、前記整流性スイッチング素
子や整流性素子の素子故障を、直流リアクトルに流れる
リップル電流の基本波成分から検出する。
【００１５】すなわち、前記直流リアクトルには、素子
の正常時には、常時、半波毎、すなわち基本波周波数の
２倍のリップルを少量含んだ直流電流が流れており、前
記素子が導通故障してしまうと、その素子が整流できな
くなってしまうので、前記リップル電流は基本波周波数
となり、これを利用する。また、非導通故障について
も、同様にリップル電流は基本波周波数となり、検出す
ることができる。
の正常時には、常時、半波毎、すなわち基本波周波数の
２倍のリップルを少量含んだ直流電流が流れており、前
記素子が導通故障してしまうと、その素子が整流できな
くなってしまうので、前記リップル電流は基本波周波数
となり、これを利用する。また、非導通故障について
も、同様にリップル電流は基本波周波数となり、検出す
ることができる。
【００１６】したがって、通電状態で、すなわち常時、
監視を行うことができ、素子故障の発生を速やかに、か
つ正確に検出することができ、系統連系装置の信頼性を
向上することができる。
監視を行うことができ、素子故障の発生を速やかに、か
つ正確に検出することができ、系統連系装置の信頼性を
向上することができる。
【００１７】また、請求項２の発明に係る系統連系装置
における素子故障検出装置では、前記検出手段は、前記
直流リアクトルの磁界を検出するサーチコイルであるこ
とを特徴とする。
における素子故障検出装置では、前記検出手段は、前記
直流リアクトルの磁界を検出するサーチコイルであるこ
とを特徴とする。
【００１８】上記の構成によれば、通常、直流リアクト
ルには空芯コイルが用いられるので、その空芯コイルの
中心に、比較的感度が良好なサーチコイルを配置するこ
とができ、また系統電位の空芯コイルに対して、ほぼ大
地電位の該サーチコイルとの絶縁も容易に確保すること
ができる。
ルには空芯コイルが用いられるので、その空芯コイルの
中心に、比較的感度が良好なサーチコイルを配置するこ
とができ、また系統電位の空芯コイルに対して、ほぼ大
地電位の該サーチコイルとの絶縁も容易に確保すること
ができる。
【００１９】
【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３に基づいて説明すれば以下のとおりである。
図１〜図３に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００２０】図１は、本発明の実施の一形態の素子故障
検出装置２１の電気的構成を示すブロック図である。こ
の素子故障検出装置２１は、前述の図５で示す系統連系
装置１１におけるサイリスタＴＨ１，ＴＨ２およびダイ
オードＤ１，Ｄ２の素子故障を検出するために用いられ
る。空芯コイルで構成される前記直流リアクトルＬ内
に、図２で示すようにサーチコイル２２が配置されてお
り、この空芯コイルを流れる電流の変動による磁場変動
によって該サーチコイル２２に誘起された電圧は、検出
抵抗２３および過電圧防止用のツェナダイオード２４を
介して、アンプ２５に入力される。
検出装置２１の電気的構成を示すブロック図である。こ
の素子故障検出装置２１は、前述の図５で示す系統連系
装置１１におけるサイリスタＴＨ１，ＴＨ２およびダイ
オードＤ１，Ｄ２の素子故障を検出するために用いられ
る。空芯コイルで構成される前記直流リアクトルＬ内
に、図２で示すようにサーチコイル２２が配置されてお
り、この空芯コイルを流れる電流の変動による磁場変動
によって該サーチコイル２２に誘起された電圧は、検出
抵抗２３および過電圧防止用のツェナダイオード２４を
介して、アンプ２５に入力される。
【００２１】アンプ２５の出力は、５０Ｈｚまたは６０
Ｈｚの系統周波数に対応した通過帯域を有するバンドパ
スフィルタ２６によって、その基本波成分が抽出されて
全波整流回路２７に入力される。全波整流回路２７で
は、前記基本波成分の脈動のピーク値が検出され、その
ピーク値に対して、加算器２８において、バイアス電源
２９からの所定のバイアス電圧が加算された後、比較器
３０に入力される。比較器３０は、前記加算器２８の出
力電圧を所定の閾値電圧でレベル弁別し、前記閾値電圧
以上であるときには、ハイレベルの故障判定出力をＡＮ
Ｄゲート３１の一方の入力へ出力する。ＡＮＤゲート３
１の他方の入力には、継電器などの検知手段３２から、
正常運転時にはハイレベルの出力が入力されている。
Ｈｚの系統周波数に対応した通過帯域を有するバンドパ
スフィルタ２６によって、その基本波成分が抽出されて
全波整流回路２７に入力される。全波整流回路２７で
は、前記基本波成分の脈動のピーク値が検出され、その
ピーク値に対して、加算器２８において、バイアス電源
２９からの所定のバイアス電圧が加算された後、比較器
３０に入力される。比較器３０は、前記加算器２８の出
力電圧を所定の閾値電圧でレベル弁別し、前記閾値電圧
以上であるときには、ハイレベルの故障判定出力をＡＮ
Ｄゲート３１の一方の入力へ出力する。ＡＮＤゲート３
１の他方の入力には、継電器などの検知手段３２から、
正常運転時にはハイレベルの出力が入力されている。
【００２２】したがって、ＡＮＤゲート３１からは、正
常運転状態で、比較器３０から素子故障を表す出力が入
力されたときに、素子故障を報知するための出力が導出
され、ランプやブザーなどによって運転員に報知され
る。
常運転状態で、比較器３０から素子故障を表す出力が入
力されたときに、素子故障を報知するための出力が導出
され、ランプやブザーなどによって運転員に報知され
る。
【００２３】上述のように構成される素子故障検出装置
２１において、直流リアクトルＬの定格電流を直流３０
０（Ａ）、コイルの中心磁場が０．１５（Ｔ）程度とす
ると、直流リアクトルＬのコイルのリップル電流は、２
０（Ａp-p ）であり、このリップル電流によって生じる
磁場変動幅ΔＢは、 ΔＢ＝０．１５×（２０／２）／３００＝０．００５（Ｔ） …（１） となる。この磁場変動によって、サーチコイル２２に誘
起される電圧Ｖｓは、磁束をφとし、該サーチコイル２
２の巻数をｎとし、系統周波数をｆとするとき、 Ｖｓ＝ｎ（δφ／δｔ）＝２πｆ・ｎφ＝２πｆ・ｎ・ＳΔＢ ＝２π×５０×０．００５×ｎＳ＝１．５７×ｎＳ …（２） となる。ただし、Ｓはサーチコイル２２の面積（ｍ2 ）
である。また、ｆ＝５０（Ｈｚ）で近似している。
２１において、直流リアクトルＬの定格電流を直流３０
０（Ａ）、コイルの中心磁場が０．１５（Ｔ）程度とす
ると、直流リアクトルＬのコイルのリップル電流は、２
０（Ａp-p ）であり、このリップル電流によって生じる
磁場変動幅ΔＢは、 ΔＢ＝０．１５×（２０／２）／３００＝０．００５（Ｔ） …（１） となる。この磁場変動によって、サーチコイル２２に誘
起される電圧Ｖｓは、磁束をφとし、該サーチコイル２
２の巻数をｎとし、系統周波数をｆとするとき、 Ｖｓ＝ｎ（δφ／δｔ）＝２πｆ・ｎφ＝２πｆ・ｎ・ＳΔＢ ＝２π×５０×０．００５×ｎＳ＝１．５７×ｎＳ …（２） となる。ただし、Ｓはサーチコイル２２の面積（ｍ2 ）
である。また、ｆ＝５０（Ｈｚ）で近似している。
【００２４】一方、後段回路への信号レベルとしては、
Ｖｓ＝１（Ｖp-p ）程度であれば充分であり、サーチコ
イル２２の直径を、たとえば５０（ｍｍ）とすると、 Ｓ＝（π／４×０．０５2 ）＝０．００１９６３（ｍ2 ） …（３） となり、巻数ｎが、 ｎ＝１／（１．５７×０．００１９６３）＝３２４（ターン） …（４） 程度のコイルで実現することができる。
Ｖｓ＝１（Ｖp-p ）程度であれば充分であり、サーチコ
イル２２の直径を、たとえば５０（ｍｍ）とすると、 Ｓ＝（π／４×０．０５2 ）＝０．００１９６３（ｍ2 ） …（３） となり、巻数ｎが、 ｎ＝１／（１．５７×０．００１９６３）＝３２４（ターン） …（４） 程度のコイルで実現することができる。
【００２５】このようなサーチコイルは、前記直流リア
クトルＬの、たとえば直径で２４０（ｍｍ）のほぼ１／
５程度で実現することができ、前述の図２で示すように
該直流リアクトルＬの中心にサーチコイル２２を配置し
ても、系統電位の直流リアクトルＬに対して、ほぼ大地
電位の該サーチコイル２２に特に絶縁を行う必要がな
く、安価な構成で前記リップル電流の検出を行うことが
できる。なお、サーチコイル２２は、良好な感度で、直
流リアクトルＬを流れる電流を検知することができる場
所であれば、前記直流リアクトルＬの中心に限らず、他
の箇所に設けられてもよい。
クトルＬの、たとえば直径で２４０（ｍｍ）のほぼ１／
５程度で実現することができ、前述の図２で示すように
該直流リアクトルＬの中心にサーチコイル２２を配置し
ても、系統電位の直流リアクトルＬに対して、ほぼ大地
電位の該サーチコイル２２に特に絶縁を行う必要がな
く、安価な構成で前記リップル電流の検出を行うことが
できる。なお、サーチコイル２２は、良好な感度で、直
流リアクトルＬを流れる電流を検知することができる場
所であれば、前記直流リアクトルＬの中心に限らず、他
の箇所に設けられてもよい。
【００２６】図３は、上述のように構成された素子故障
検出装置２１の各部の動作波形を示す図である。前記図
５において、参照符ｉ１で示す経路の電流波形を、たと
えば図３（ａ）で示すとき、参照符ｉ２で示す経路の電
流波形は、図３（ｂ）で示すようになる。これらの電流
ｉ１，ｉ２を加算して、全波整流すると、図３（ｃ）で
示すようになる。
検出装置２１の各部の動作波形を示す図である。前記図
５において、参照符ｉ１で示す経路の電流波形を、たと
えば図３（ａ）で示すとき、参照符ｉ２で示す経路の電
流波形は、図３（ｂ）で示すようになる。これらの電流
ｉ１，ｉ２を加算して、全波整流すると、図３（ｃ）で
示すようになる。
【００２７】この電流は、電流減衰時定数が系統周波数
の２．５倍以上の前記直流リアクトルＬによって平滑化
されて図３（ｄ）で示すようになり、サイリスタＴＨ
１，ＴＨ２およびダイオードＤ１，Ｄ２の正常時におい
て、直流リアクトルＬを流れる電流には、該直流リアク
トルＬの充放電によって、１／２ｆのリップル成分が現
れることになる。
の２．５倍以上の前記直流リアクトルＬによって平滑化
されて図３（ｄ）で示すようになり、サイリスタＴＨ
１，ＴＨ２およびダイオードＤ１，Ｄ２の正常時におい
て、直流リアクトルＬを流れる電流には、該直流リアク
トルＬの充放電によって、１／２ｆのリップル成分が現
れることになる。
【００２８】これに対して、サイリスタＴＨ１，ＴＨ２
およびダイオードＤ１，Ｄ２のいずれか１つにでも導通
故障が生じると、その導通故障した素子が非導通である
べき期間には、直流リアクトルＬに電流が流れなくなっ
てしまう。たとえば、サイリスタＴＨ１に導通故障が生
じると、該サイリスタＴＨ１−直流リアクトルＬ−ダイ
オードＤ２の経路で流れる前記電流ｉ１は正常に流れる
けれども、ダイオードＤ１−直流リアクトルＬ−サイリ
スタＴＨ２の経路で流れるべき電流ｉ２が該サイリスタ
ＴＨ１で短絡されてしまい、この電流ｉ２が直流リアク
トルＬを流れなくなる。したがって、直流リアクトルＬ
を流れる電流には、図３（ｅ）で示すように、１／ｆの
リップル成分が現れることなる。
およびダイオードＤ１，Ｄ２のいずれか１つにでも導通
故障が生じると、その導通故障した素子が非導通である
べき期間には、直流リアクトルＬに電流が流れなくなっ
てしまう。たとえば、サイリスタＴＨ１に導通故障が生
じると、該サイリスタＴＨ１−直流リアクトルＬ−ダイ
オードＤ２の経路で流れる前記電流ｉ１は正常に流れる
けれども、ダイオードＤ１−直流リアクトルＬ−サイリ
スタＴＨ２の経路で流れるべき電流ｉ２が該サイリスタ
ＴＨ１で短絡されてしまい、この電流ｉ２が直流リアク
トルＬを流れなくなる。したがって、直流リアクトルＬ
を流れる電流には、図３（ｅ）で示すように、１／ｆの
リップル成分が現れることなる。
【００２９】これに対して、たとえばサイリスタＴＨ１
に非導通故障が発生すると、前記電流ｉ２は正常に流れ
るけれども、電流ｉ１が流れず、この場合も同様に、１
／ｆのリップル成分が現れることになる。
に非導通故障が発生すると、前記電流ｉ２は正常に流れ
るけれども、電流ｉ１が流れず、この場合も同様に、１
／ｆのリップル成分が現れることになる。
【００３０】このようにして、本発明では、直流リアク
トルＬを流れる電流をサーチコイル２２で検知し、その
検知結果に１／ｆのリップル成分が含まれているか否か
から、系統連系装置１１を構成するサイリスタＴＨ１，
ＴＨ２およびダイオードＤ１，Ｄ２の素子故障を検知す
るので、通電状態で、すなわち常時、監視を行うことが
でき、素子故障の発生を速やかに、かつ正確に検出する
ことができ、系統連系装置の信頼性を向上することがで
きる。
トルＬを流れる電流をサーチコイル２２で検知し、その
検知結果に１／ｆのリップル成分が含まれているか否か
から、系統連系装置１１を構成するサイリスタＴＨ１，
ＴＨ２およびダイオードＤ１，Ｄ２の素子故障を検知す
るので、通電状態で、すなわち常時、監視を行うことが
でき、素子故障の発生を速やかに、かつ正確に検出する
ことができ、系統連系装置の信頼性を向上することがで
きる。
【００３１】なお、系統連系装置１１は、全素子がサイ
リスタで構成されていてもよい。
リスタで構成されていてもよい。
【００３２】
【発明の効果】請求項１の発明に係る系統連系装置にお
ける素子故障検出装置は、以上のように、２つの電力系
統の各相連系端子間に接続される２つの交流端子のう
ち、いずれか一方に一対の整流性スイッチング素子を接
続し、いずれか他方に一対の整流性素子を接続して単相
整流回路を構成し、その直流端子間に直流リアクトルを
接続して構成した系統連系装置の素子故障を検出するに
あたって、前記直流リアクトルに流れる電流中には、素
子の正常時には、半波毎、すなわち基本波周波数の２倍
のリップルが少量含まれており、素子故障時には、該直
流リアクトルを流れる電流がその素子でバイパスまたは
遮断されて基本波周波数のリップル成分が現れることを
利用する。
ける素子故障検出装置は、以上のように、２つの電力系
統の各相連系端子間に接続される２つの交流端子のう
ち、いずれか一方に一対の整流性スイッチング素子を接
続し、いずれか他方に一対の整流性素子を接続して単相
整流回路を構成し、その直流端子間に直流リアクトルを
接続して構成した系統連系装置の素子故障を検出するに
あたって、前記直流リアクトルに流れる電流中には、素
子の正常時には、半波毎、すなわち基本波周波数の２倍
のリップルが少量含まれており、素子故障時には、該直
流リアクトルを流れる電流がその素子でバイパスまたは
遮断されて基本波周波数のリップル成分が現れることを
利用する。
【００３３】それゆえ、通電状態で、すなわち常時、監
視を行うことができ、素子故障の発生を速やかに、かつ
正確に検出することができ、系統連系装置の信頼性を向
上することができる。
視を行うことができ、素子故障の発生を速やかに、かつ
正確に検出することができ、系統連系装置の信頼性を向
上することができる。
【００３４】また、請求項２の発明に係る系統連系装置
における素子故障検出装置は、以上のように、前記検出
手段を、前記直流リアクトルの磁界を検出するサーチコ
イルとする。
における素子故障検出装置は、以上のように、前記検出
手段を、前記直流リアクトルの磁界を検出するサーチコ
イルとする。
【００３５】それゆえ、通常、直流リアクトルに用いら
れる空芯コイルの中心に、比較的感度が良好な該サーチ
コイルを配置することができ、また系統電位の空芯コイ
ルに対して、ほぼ大地電位の該サーチコイルとの絶縁も
容易に確保することができる。
れる空芯コイルの中心に、比較的感度が良好な該サーチ
コイルを配置することができ、また系統電位の空芯コイ
ルに対して、ほぼ大地電位の該サーチコイルとの絶縁も
容易に確保することができる。
【図１】本発明の実施の一形態の素子故障検出装置の電
気的構成を示すブロック図である。
気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１で示す素子故障検出装置におけるサーチコ
イルの直流リアクトルへの設置状態を示す断面図であ
る。
イルの直流リアクトルへの設置状態を示す断面図であ
る。
【図３】図１で示す素子故障検出装置の各部の動作波形
図である。
図である。
【図４】従来からの系統連系装置を説明するための図で
ある。
ある。
【図５】本発明が適用される系統連系装置を説明するた
めの図である。
めの図である。
２ 商用電源線 ３ 受電母線 ４ 配電線 ５ コジェネ母線 ６ 自家発電装置 ７ 配電線 １１ 系統連系装置 １２ 母線 ２１ 素子故障検出装置 ２２ サーチコイル（検出手段） ２３ 検出抵抗 ２４ ツェナダイオード ２６ バンドパスフィルタ（抽出手段） ２７ 全波整流回路 ３０ 比較器（判定手段） ＡＣ１，ＡＣ２ 交流端子 Ｄ１，Ｄ２ ダイオード ＤＣ１，ＤＣ２ 直流端子 Ｌ 直流リアクトル ＴＨ１，ＴＨ２ サイリスタ（整流性スイッチング素
子）
子）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−285012（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02H 3/50 H02H 7/20 H02H 7/22
Claims (2)
- 【請求項１】２つの電力系統間に介在され、両系統の各
相連系端子間に接続される２つの交流端子のうち、いず
れか一方には一対の整流性スイッチング素子が接続さ
れ、いずれか他方には一対の整流性素子が接続されて構
成される単相整流回路と、前記整流性スイッチング素子
と整流性素子との各接続点である２つの直流端子間に接
続される直流リアクトルとを備え、両系統を相互に連系
させて電力の融通を行うための系統連系装置における素
子故障検出装置であって、 前記直流リアクトルに流れる電流中のリップル電流を検
出する検出手段と、 前記リップル電流の基本波成分を抽出する抽出手段と、 前記抽出手段の出力が予め定める弁別レベル以上である
ときには、前記整流性スイッチング素子および整流性素
子が故障であると判定する判定手段とを含むことを特徴
とする系統連系装置における素子故障検出装置。 - 【請求項２】前記検出手段は、前記直流リアクトルの磁
界を検出するサーチコイルであることを特徴とする請求
項１記載の系統連系装置における素子故障検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09106289A JP3137029B2 (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 系統連系装置における素子故障検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09106289A JP3137029B2 (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 系統連系装置における素子故障検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10304556A JPH10304556A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3137029B2 true JP3137029B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=14429908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09106289A Expired - Fee Related JP3137029B2 (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 系統連系装置における素子故障検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3137029B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294601B1 (en) | 1997-10-29 | 2001-09-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silica glass composition |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10021602A1 (de) | 2000-05-04 | 2001-11-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung einer Unterbrechung in der Ladeleitung zwischen einen Generator und einer elektrischen Batterie in einem Kraftfahrzeug |
| DE102011078672A1 (de) | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Robert Bosch Gmbh | Elektronisch kommutierter Elektromotor mit einer Defektabschaltung |
-
1997
- 1997-04-23 JP JP09106289A patent/JP3137029B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294601B1 (en) | 1997-10-29 | 2001-09-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silica glass composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10304556A (ja) | 1998-11-13 |
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