JP3216731B2 - 半導体スイッチの異常検出方法及び系統切り換え制御方法 - Google Patents

半導体スイッチの異常検出方法及び系統切り換え制御方法

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JP3216731B2
JP3216731B2 JP19733292A JP19733292A JP3216731B2 JP 3216731 B2 JP3216731 B2 JP 3216731B2 JP 19733292 A JP19733292 A JP 19733292A JP 19733292 A JP19733292 A JP 19733292A JP 3216731 B2 JP3216731 B2 JP 3216731B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速遮断器等に用いら
れる半導体スイッチ(以下においてはACスイッチと呼
ぶ)の異常検出方法を用いた系統切り換え制御方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、2系統から同一の負荷に対して給
電を行う場合、各系統のそれぞれに、電源と負荷との間
に挿入され、負荷への給電を制御するACスイッチを設
けて電源系統の切り換えに用いることが行われており、
この場合ACスイッチの異常検出は、点弧制御装置のロ
ジックを監視し、点弧制御装置からOFF指令が出力さ
れるべきときにON指令が出力された場合に、これを異
常として検出していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、単に
点弧制御装置の指令出力を監視していたため、点弧制御
装置の異常は検出することができる。しかし、点弧制御
装置からは正しくOFF指令が出力されているにもかか
わらず、ACスイッチの異常によりACスイッチがOF
Fできない場合には、このACスイッチの異常を検出で
きなかった。
【0004】特に、2系統から同一の負荷に対して給電
を行う場合、各系統にそれぞれACスイッチを設けて電
源系統の切り換えに用いることが行われるが、一方のA
CスイッチにOFF指令を与え、もう一方のACスイッ
チにON指令を与えて系統の切り換えを行う場合、OF
FすべきACスイッチが異常によりOFFしないと、両
系統ともON状態になり、系統間のラップ状態が続き横
流が生じることにより両系統がダウンしてしまう場合が
あった。
【0005】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、第1の発明においては、系統間のラップ状態
を最小限に抑える処置方法を含むACスイッチによる系
統切り換え制御方法の提供を目的とする。また、第2の
発明においては、ACスイッチの点弧制御装置の異常だ
けでなく、ACスイッチの異常も検出できるACスイッ
チの異常検出方法を用いるものとする。また、第3の発
明においては、ACスイッチに用いる半導体素子の消弧
時間にかかわらず、誤動作のないACスイッチの異常検
出方法を用いるものとする。
【0006】
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明においては、各系統に設けたACスイ
ッチによる系統切り換え操作後、切り換え操作前のAC
スイッチにACスイッチがOFFできないという異常が
検出されると、再び系統を切り換えてOFFできないA
Cスイッチで給電を継続する。また、第2の発明におい
ては、電源と負荷との間に変流器を挿入し、前記変流器
からの電流を検出する検出器を設け、ACスイッチに流
れる電流を検出する。そして、前記ACスイッチを流れ
る電流が、点弧制御装置から出力されている指令信号と
対応しているかを見る。
【0008】また、第3の発明においては、前記ACス
イッチが消弧に時間のかかる素子で構成されたとき、異
常検出回路を一定時間ロックする。
【0009】
【作用】第1の発明においては、ACスイッチの異常検
出後、再度異常ACスイッチ側に切り換えることによ
り、負荷に対し両系統から同時に給電することを防ぎ、
あるいは最小限に抑えることにより両系ラップを防止
し、系統のダウンを防止する。第2の発明においては、
電源と負荷の間に変流器を挿入しACスイッチを流れる
電流を検出する。そして、ACスイッチを流れる電流が
点弧制御装置から出力される指令信号に対応していれば
ACスイッチは正常であるが、前記指令信号に対応して
いない場合に、ACスイッチの異常が検出される。
【0010】また、第3の発明においては、ACスイッ
チに用いた半導体素子の消弧に必要な時間異常検出回路
をロックすることにより、異常検出の誤動作を防止す
る。
【0011】
【実施例】図1は、ACスイッチの異常検出方法を説明
するための系統構成図である。図において、1は交流電
源、2はACスイッチ、3は負荷、4は変流器、5は電
流検出器、6は点弧制御装置、7は指令モニター、8は
ANDゲートを示している。交流電源1は、ACスイッ
チ2を介して負荷3に接続されており、負荷3への給電
の制御は、点弧制御装置6からの指令に基づいてACス
イッチ2がON,OFF制御されることにより行われ
る。指令モニター7は、点弧制御装置6からACスイッ
チ2に出力されるON,OFF指令を監視し、OFF指
令を検出したときに所定時間継続される信号“1”をA
NDゲート8に送出する。また、変流器4は、ACスイ
ッチ2がONであるときに流れる電流に応じた信号を電
流検出器5に出力し、この電流検出器5は、変流器4に
おいて電流が検出されていると信号“1”をANDゲー
ト8に送出する。ANDゲート8からはACスイッチ2
の異常信号が出力される。
【0012】このような構成において、ACスイッチ2
が正常である場合、即ち、点弧制御装置6からのOFF
指令によりOFF状態となる場合には、指令モニター7
からはANDゲート8に信号“1”が出力されるが、電
流検出器5からはANDゲート8に“0”が出力される
ので、ANDゲート8からは異常信号が出力されない。
これに対して、ACスイッチ2が異常である場合、即
ち、点弧制御装置6からのOFF指令によってもON状
態のままである場合には、指令モニター7と電流検出器
5の両方からANDゲート8に“1”が出力されるた
め、ANDゲート8から異常信号が出力される。これに
より、ACスイッチ2が異常であると判断できる。
【0013】図2は、第1発明に係る系統切り換え制御
方法を説明するための系統構成図である。図において、
11a,11bは交流電源、12a,12bはACスイ
ッチ、13は負荷、14a,14bは変流器、15a,
15bは制御装置、16a,16bはロック信号、17
はORゲート、18はタイマを示している。タイマ18
はORゲート17から信号が与えられると、サイリスタ
等の消弧に必要とされる時間よりも長い時間だけロック
信号16a,16bを出力するように設定されている。
【0014】交流電源11aはA系統、交流電源11b
はB系統を構成しており、ACスイッチ12a,12b
のON,OFFを制御することにより、負荷13に接続
される系統の切り換えが行われる。制御装置15a,1
5bは図1に示す点弧制御装置6、指令モニター7、電
流検出器5、ANDゲート8等を含めた構成であり、A
Cスイッチ12a,12bの制御、A系とB系の切り換
え制御及びACスイッチ12a,12bの異常検出を行
う機能を有している。ORゲート17には、図1に示す
ANDゲート8からの異常信号が与えられる。また、制
御装置15a,15bはロック指令16a,16bが与
えられている期間中、ACスイッチ12a,12bの異
常検出動作を停止するように構成されている。
【0015】図3はACスイッチ12a,12bが共に
正常な場合の系統切り換え制御を説明するためのタイム
チャート、図4はACスイッチ12aが異常な場合の系
統切り換え制御を説明するためのタイムチャートであ
る。以下、図2、図3、図4を用いて第2発明による系
統切り換え制御方法を説明する。
【0016】まず、ACスイッチ12aが正常かつオン
状態で負荷13へはA系統から給電が行われている状態
から、負荷13への給電をB系統に切り換える場合を説
明する。時刻T1に制御装置15aから図3に示すよう
なA系へのOFF指令がACスイッチ12aに与えられ
る。図3のA系へのOFF指令において、実線の部分は
点弧制御装置6よりACスイッチ12aに送られるOF
F指令信号を示し、点線の部分は指令モニター7よりA
NDゲート8に送られるOFF状態表示信号である。さ
らに、制御装置15bから図3に示すようなB系へのO
N指令がACスイッチ12bに与えられる。この時、A
Cスイッチ12bは直ちにON状態となるためB系から
の給電が開始されるが、ACスイッチ12aがサイリス
タ等の素子で構成されていると、ACスイッチ12aは
時間T2後にOFF状態(消弧)となり、A系からの給
電が終了する。このようにしてA系からB系への切り換
え制御は行われ、A系とB系からの給電が重なり合うこ
とにより、無瞬断の給電系統切り換えが実現されてい
る。
【0017】ACスイッチ12aの消弧に時間がかかる
ことにより、A系へのOFF指令が出力されているとき
にACスイッチ12aがON状態のままであることが生
じる。この状態を異常と判断されないようにするため、
ACスイッチ12aの消弧に必要な時間T2よりも長い
時間T3の期間中はタイマ18からロック指令16aが
出力されるとともに、ロック指令16aの消滅後に異常
の判断ができるようにするために指令モニター7からの
OFF状態表示信号は時間T3より長く継続するように
構成される。このような構成により、図3の場合には、
A系からB系への切り換え時には時間T3の間だけ異常
判定動作がロックされるとともに、時間T3経過後の異
常判定動作により異常でないと判定される。
【0018】次に、ACスイッチ12aが異常かつON
状態で負荷13へはA系統から給電が行われている状態
から、負荷13への給電をB系統に切り換える場合を説
明する。ACスイッチ12aが異常かつON状態で給電
が行われている場合、給電中はOFF指令が与えられな
いので異常を検出することができない。
【0019】時刻T1に制御装置15aから図4に示す
ようなA系へのOFF指令がACスイッチ12aに与え
られる。図4のA系へのOFF指令において、図3と同
様に実線はACスイッチ12aへ、点線は制御装置15
a内のANDゲートへ出力される信号を示す。さらに、
制御装置15bから図4に示すようなB系へのON指令
がACスイッチ12bに与えられる。この時、ACスイ
ッチ12bは直ちにON状態となるためB系からの給電
が開始されるが、ACスイッチ12aは異常であるので
消弧時間T2を経過してもOFF状態とならない。この
ため、異常検出ロック時間T3が経過し、ロック指令1
6aの消滅と同時に異常信号が出力される。
【0020】ところで、このままの状態ではA系とB系
からの給電が継続し、横流により両系統をダウンさせる
場合がある。そこで、異常が検出されると、制御装置1
5aから制御装置15bに対してACスイッチ12aが
異常であることを知らせる信号19を送る。そして、制
御装置15bからB系のACスイッチ12bにOFF指
令を与え(この時、A系のACスイッチ12aにはON
指令を与えても、与えなくても良い)、B系からの給電
を停止させる。ここで示した図4のB系へのOFF指令
についてもA系の場合と同様に、実線はACスイッチ1
2bへ、点線は制御装置15b内のANDゲートへ出力
される信号を示す。これによりB系からの給電は停止
し、A系からの給電のみとなり、異常が生じてもA系と
B系からの給電が継続する時間を短くすることができ
る。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように第1の発明によれば、
電源系統切り換えをACスイッチによって行うとき、切
り換えたACスイッチに異常が検出された場合でも、速
やかに再度切り換えを行うことにより系統間のラップ状
態を最小限に抑え、両系統のダウンを防ぐことができ
る。また、第2の発明によれば、電源と負荷の間に変流
器、電流検出器を設けたことにより、ACスイッチを流
れる電流の有無を読み取ることができ、点弧制御装置か
らの指令に対するACスイッチの反応を確認できるよう
になった。したがって、ACスイッチをOFFする際の
異常検出が可能となる。
【0022】さらに、第3の発明によれば、サイリスタ
等の素子が消弧に要する時間、異常検出をロックするこ
とにより、異常検出の誤動作がなくなり無瞬断で電源の
切り換えができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ACスイッチの異常検出方法を説明するための
系統構成図
【図2】本発明に係る系統切り換え制御方法を説明する
ための系統構成図
【図3】図2に示す系統構成図における系統切り換えの
タイムチャート
【図4】図2に示す系統構成図における系統切り換えの
タイムチャート
【符号の説明】
1 交流電源 2 ACスイッチ 3 負荷 4 変流器 5 電流検出器 6 点弧制御装置 7 指令モニター 8 ANDゲート 11a A系電源 11b B系電源 12a A系ACスイッチ 12b B系ACスイッチ 13 負荷 14a A系変流器 14b B系変流器 15a A系制御装置 15b B系制御装置 16a A系ロック信号 16b B系ロック信号 17 ORゲート 18 タイマ 19 信号 T1 切り換え開始時刻 T2 ACスイッチの消弧時間 T3 異常検出ロック時間

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の電源と1つの負荷との間の各系統に
    それぞれ半導体スイッチを挿入し、各半導体スイッチを
    切り換え制御して前記負荷への給電を、1つの系統から
    行う系統切り換え制御方法において、 給電を行っている第1系統の半導体スイッチにオフ指令
    を与え、他の第2系統の半導体スイッチにオン指令を与
    えて系統切り換えを行う際、前記第1系統の半導体スイ
    ッチがオフしない異常を検出した場合、前記第2系統の
    半導体スイッチにオフ指令を与え、第1系統からの給電
    のみを継続させることを特徴とする系統切り換え制御方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の系統切り替え制御方法に
    おいて、 前記系統に設置される変流器と、前記変流器からの電流
    を検出する検出器とを設け、 前記半導体スイッチをオフにする指令を出したのちに
    も、前記検出器が前記半導体スイッチに流れる電流を検
    出する場合をもって、前記半導体スイッチの異常を検出
    することを特徴とする系統切り替え制御方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の系統切り替え制
    御方法において、 前記半導体スイッチが消弧に時間のかかる素子で構成さ
    れた場合、前記半導体スイッチが消弧に要する期間、前
    記異常の検出をロックすることを特徴とする系統切り替
    え制御方法。
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