JP3399905B2 - 三相限流装置 - Google Patents
三相限流装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は三相限流装置に関
し、例えば送配電系統などの三相交流系統において、短
絡事故などにより発生した過電流の事故電流を抑制する
三相限流装置に関する。
し、例えば送配電系統などの三相交流系統において、短
絡事故などにより発生した過電流の事故電流を抑制する
三相限流装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば送配電系統などの三相交流系統に
おいては、短絡事故などにより発生した過電流の事故電
流を抑制する目的から、限流装置を設置するようにして
いる。このような限流装置の一例として、図５に示すよ
うな三相整流回路１および直流リアクトルＬを具備した
三相整流型限流装置がある。
おいては、短絡事故などにより発生した過電流の事故電
流を抑制する目的から、限流装置を設置するようにして
いる。このような限流装置の一例として、図５に示すよ
うな三相整流回路１および直流リアクトルＬを具備した
三相整流型限流装置がある。
【０００３】この限流装置は、三相交流電源２および電
源変圧器３からなる三相交流系統４と直列に遮断器ＣＢ
1〜3を介して三相各相に対応して設けられた変圧器Ｔ1
〜3に接続されている。つまり、各変圧器Ｔ1〜3の一次
側を三相交流系統４と直列にそれぞれ接続し、また、各
変圧器Ｔ1〜3の二次側の一方を短絡し、その二次側の他
方に正負逆極性に並列接続された一対のダイオードＤ1
〜6（Ａ相：Ｄ1〜2、Ｂ相：Ｄ3〜4、Ｃ相：Ｄ5〜6）を
各相に対応させてそれぞれ接続した三相整流回路１を備
え、三相を構成する三対のダイオードＤ1〜6の変圧器Ｔ
1〜3と接続された反対側を正側と負側に分けて接続し、
その正負間に直流リアクトルＬを接続した構成を有す
る。
源変圧器３からなる三相交流系統４と直列に遮断器ＣＢ
1〜3を介して三相各相に対応して設けられた変圧器Ｔ1
〜3に接続されている。つまり、各変圧器Ｔ1〜3の一次
側を三相交流系統４と直列にそれぞれ接続し、また、各
変圧器Ｔ1〜3の二次側の一方を短絡し、その二次側の他
方に正負逆極性に並列接続された一対のダイオードＤ1
〜6（Ａ相：Ｄ1〜2、Ｂ相：Ｄ3〜4、Ｃ相：Ｄ5〜6）を
各相に対応させてそれぞれ接続した三相整流回路１を備
え、三相を構成する三対のダイオードＤ1〜6の変圧器Ｔ
1〜3と接続された反対側を正側と負側に分けて接続し、
その正負間に直流リアクトルＬを接続した構成を有す
る。
【０００４】三相交流系統４の定常時、限流装置では、
直流リアクトルＬに概ね直流電流が流れダイオードＤ1
〜6がほとんどの期間オンとなり、変圧器Ｔ1〜3の二次
側が短絡された状態となるので、変圧器Ｔ1〜3の一次側
から見たインピーダンスは漏れインピーダンス相当の小
さな値となる。
直流リアクトルＬに概ね直流電流が流れダイオードＤ1
〜6がほとんどの期間オンとなり、変圧器Ｔ1〜3の二次
側が短絡された状態となるので、変圧器Ｔ1〜3の一次側
から見たインピーダンスは漏れインピーダンス相当の小
さな値となる。
【０００５】一方、三相交流系統４に短絡事故などが発
生して直流リアクトルＬに流れる直流電流より大きな事
故電流が流れようとすると、ダイオードＤ1〜6がオフし
て直流リアクトルＬの電流が急増しようとして直流リア
クトルＬのインダクタンスが有効となり、前記変圧器Ｔ
1〜3の二次側短絡が解消されることにより三相交流系統
４の事故電流を抑制することができる。
生して直流リアクトルＬに流れる直流電流より大きな事
故電流が流れようとすると、ダイオードＤ1〜6がオフし
て直流リアクトルＬの電流が急増しようとして直流リア
クトルＬのインダクタンスが有効となり、前記変圧器Ｔ
1〜3の二次側短絡が解消されることにより三相交流系統
４の事故電流を抑制することができる。
【０００６】前記各変圧器Ｔ1〜3の一次側のインピーダ
ンスは時間の経過と共に小さくなるので、前記事故電流
を検出して遮断器ＣＢ1〜3を動作させて速やかに系統を
解列する必要がある。
ンスは時間の経過と共に小さくなるので、前記事故電流
を検出して遮断器ＣＢ1〜3を動作させて速やかに系統を
解列する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の限流装置では、系統故障時、直流リアクトルＬ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限
流効果を発揮するが、各変圧器Ｔ1〜3の一次側のインピ
ーダンスは時間の経過と共に小さくなるので、前記事故
電流を検出して遮断器ＣＢ1〜3を動作させて速やかに系
統を解列して連系を遮断するようにしている。
来の限流装置では、系統故障時、直流リアクトルＬ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限
流効果を発揮するが、各変圧器Ｔ1〜3の一次側のインピ
ーダンスは時間の経過と共に小さくなるので、前記事故
電流を検出して遮断器ＣＢ1〜3を動作させて速やかに系
統を解列して連系を遮断するようにしている。
【０００８】しかしながら、前記限流装置は、常時、系
統連系を維持する用途で適用される場合もある。このよ
うな用途で三相限流装置を使用する場合には、図６に示
すように変圧器Ｔ1〜3の一次側にバイパスリアクトルＢ
Ｌ1〜3を並列接続する必要があった。
統連系を維持する用途で適用される場合もある。このよ
うな用途で三相限流装置を使用する場合には、図６に示
すように変圧器Ｔ1〜3の一次側にバイパスリアクトルＢ
Ｌ1〜3を並列接続する必要があった。
【０００９】この限流装置では、系統故障発生時、事故
電流を直流リアクトルＬにより限流した上で、各変圧器
Ｔ1〜3の一次側のインピーダンスが時間経過と共に小さ
くなるので、前記事故電流を検出して遮断器ＣＢ1〜3を
動作させることになるが、バイパスリアクトルＢＬ1〜3
を設けておけば、前記遮断器ＣＢ1〜3を動作後も、その
バイパスリアクトルＢＬ1〜3に事故電流を転流させるこ
とができ、三相交流系統４との連系を解列させることな
く、事故電流を抑制する限流機能を継続させることがで
きる。
電流を直流リアクトルＬにより限流した上で、各変圧器
Ｔ1〜3の一次側のインピーダンスが時間経過と共に小さ
くなるので、前記事故電流を検出して遮断器ＣＢ1〜3を
動作させることになるが、バイパスリアクトルＢＬ1〜3
を設けておけば、前記遮断器ＣＢ1〜3を動作後も、その
バイパスリアクトルＢＬ1〜3に事故電流を転流させるこ
とができ、三相交流系統４との連系を解列させることな
く、事故電流を抑制する限流機能を継続させることがで
きる。
【００１０】しかしながら、三相交流系統４の変圧器Ｔ
1〜3の一次側にバイパスリアクトルＢＬ1〜3を並列接続
しなければならず、限流装置全体が大型化すると共にコ
ストアップを招来するという問題があった。
1〜3の一次側にバイパスリアクトルＢＬ1〜3を並列接続
しなければならず、限流装置全体が大型化すると共にコ
ストアップを招来するという問題があった。
【００１１】そこで、本発明の目的は、三相交流系統の
変圧器の一次側にバイパスリアクトルを設けることな
く、コンパクトで安価な三相限流装置を提供することに
ある。
変圧器の一次側にバイパスリアクトルを設けることな
く、コンパクトで安価な三相限流装置を提供することに
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段として、請求項１に係る発明は、一次巻線
と空心構造またはギャップ入り鉄心構造により互いに密
に磁気結合させた二次巻線を有する三相交流リアクトル
の一次側を三相交流系統に接続すると共に、その二次側
に、三相交流リアクトルの二次側に接続された三相整流
回路と、その三相整流回路の直流端子間に接続された直
流リアクトルとで構成したことにより過電流で高インピ
ーダンス化する限流素子を接続し、系統故障により前記
限流素子が限流効果を持続している間に前記二次側を開
放するようにしたことを特徴とする。
の技術的手段として、請求項１に係る発明は、一次巻線
と空心構造またはギャップ入り鉄心構造により互いに密
に磁気結合させた二次巻線を有する三相交流リアクトル
の一次側を三相交流系統に接続すると共に、その二次側
に、三相交流リアクトルの二次側に接続された三相整流
回路と、その三相整流回路の直流端子間に接続された直
流リアクトルとで構成したことにより過電流で高インピ
ーダンス化する限流素子を接続し、系統故障により前記
限流素子が限流効果を持続している間に前記二次側を開
放するようにしたことを特徴とする。
【００１３】請求項１に係る発明では、三相交流系統の
定常時、限流素子に直流電流が流れて見かけ上二次短絡
状態となっているので、三相交流リアクトルの一次側か
ら見たインピーダンスは一次巻線と二次巻線間の漏れイ
ンピーダンスとなり、その一次巻線と二次巻線とが空心
構造またはギャップ入り鉄心構造により互いに密に磁気
結合していることから、三相交流リアクトルの一次側は
非常に小さなインピーダンスとなっている。
定常時、限流素子に直流電流が流れて見かけ上二次短絡
状態となっているので、三相交流リアクトルの一次側か
ら見たインピーダンスは一次巻線と二次巻線間の漏れイ
ンピーダンスとなり、その一次巻線と二次巻線とが空心
構造またはギャップ入り鉄心構造により互いに密に磁気
結合していることから、三相交流リアクトルの一次側は
非常に小さなインピーダンスとなっている。
【００１４】一方、系統故障時には、短絡事故などによ
り過電流が流れようとすると限流素子が瞬時に高インピ
ーダンス化し、主に三相交流リアクトルの一次巻線と二
次巻線間にあった磁束が一次巻線全体と鎖交するように
なり、三相交流リアクトルの一次側から見たインピーダ
ンスも急増することから限流効果を発揮する。この限流
素子の限流効果が持続している間に三相交流リアクトル
の二次側を開放すれば、それ以後、三相交流リアクトル
の一次巻線が限流効果を発揮するので、従来のようなバ
イパスリアクトルを設ける必要はなくなる。
り過電流が流れようとすると限流素子が瞬時に高インピ
ーダンス化し、主に三相交流リアクトルの一次巻線と二
次巻線間にあった磁束が一次巻線全体と鎖交するように
なり、三相交流リアクトルの一次側から見たインピーダ
ンスも急増することから限流効果を発揮する。この限流
素子の限流効果が持続している間に三相交流リアクトル
の二次側を開放すれば、それ以後、三相交流リアクトル
の一次巻線が限流効果を発揮するので、従来のようなバ
イパスリアクトルを設ける必要はなくなる。
【００１５】請求項２に係る発明は、請求項１に記載し
た前記系統故障により前記限流素子が限流効果を持続し
ている間に前記二次側を開放する手段として、三相交流
リアクトルの二次側と限流素子との間に遮断器を介挿し
たことを特徴とする。この遮断器の動作により三相交流
リアクトルの二次側を容易かつ速やかに遮断することが
できる。
た前記系統故障により前記限流素子が限流効果を持続し
ている間に前記二次側を開放する手段として、三相交流
リアクトルの二次側と限流素子との間に遮断器を介挿し
たことを特徴とする。この遮断器の動作により三相交流
リアクトルの二次側を容易かつ速やかに遮断することが
できる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載した前記直流リアクトルが、過電流でクエンチして
高抵抗となる超伝導リアクトルであることを特徴とす
る。
記載した前記直流リアクトルが、過電流でクエンチして
高抵抗となる超伝導リアクトルであることを特徴とす
る。
【００１９】この請求項３に係る発明では、系統故障
時、短絡事故などにより過電流が流れて超電導リアクト
ルがクエンチすると三相交流リアクトルの二次側が瞬時
に高インピーダンス化し、主に三相交流リアクトルの一
次巻線と二次巻線間にあった磁束が一次巻線全体と鎖交
するようになり、三相交流リアクトルの一次側から見た
インピーダンスも急増することから限流効果を発揮す
る。この超電導リアクトルを復帰させるために三相交流
リアクトルの二次側を開放すれば、それ以後、三相交流
リアクトルの一次巻線が限流効果を発揮する。
時、短絡事故などにより過電流が流れて超電導リアクト
ルがクエンチすると三相交流リアクトルの二次側が瞬時
に高インピーダンス化し、主に三相交流リアクトルの一
次巻線と二次巻線間にあった磁束が一次巻線全体と鎖交
するようになり、三相交流リアクトルの一次側から見た
インピーダンスも急増することから限流効果を発揮す
る。この超電導リアクトルを復帰させるために三相交流
リアクトルの二次側を開放すれば、それ以後、三相交流
リアクトルの一次巻線が限流効果を発揮する。
【００２０】請求項４に係る発明は、請求項１に記載し
た前記三相整流回路を構成する三対の整流素子のうち、
少なくとも二相を構成する二対の整流素子を整流スイッ
チング素子とし、その整流スイッチング素子により系統
故障で前記直流リアクトルが限流効果を持続している間
に前記二次側を開放するようにしたことを特徴とする。
た前記三相整流回路を構成する三対の整流素子のうち、
少なくとも二相を構成する二対の整流素子を整流スイッ
チング素子とし、その整流スイッチング素子により系統
故障で前記直流リアクトルが限流効果を持続している間
に前記二次側を開放するようにしたことを特徴とする。
【００２１】この請求項４に係る発明では、整流スイッ
チング素子の遮断機能により、系統故障時、三相交流リ
アクトルの二次側を開放することができ、請求項２に記
載した遮断器により三相交流リアクトルの二次側を開放
する場合と等価になる。
チング素子の遮断機能により、系統故障時、三相交流リ
アクトルの二次側を開放することができ、請求項２に記
載した遮断器により三相交流リアクトルの二次側を開放
する場合と等価になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明に係る三相限流装置の実施
形態について以下に詳述する。
形態について以下に詳述する。
【００２３】図１に示す実施形態の三相限流装置は、一
次巻線１５と空心構造またはギャップ入り鉄心構造（後
述）により互いに密に磁気結合させた二次巻線１６を有
する三相交流リアクトルＬ1〜3の一次側を三相交流系統
１４に接続し、その三相交流リアクトルＬ1〜3の二次側
に各相と対応した遮断器ＣＢ1〜3を介して三相整流回路
１１を接続し、その三相整流回路１１の直流端子間に直
流リアクトルＬを接続した構成を具備する。
次巻線１５と空心構造またはギャップ入り鉄心構造（後
述）により互いに密に磁気結合させた二次巻線１６を有
する三相交流リアクトルＬ1〜3の一次側を三相交流系統
１４に接続し、その三相交流リアクトルＬ1〜3の二次側
に各相と対応した遮断器ＣＢ1〜3を介して三相整流回路
１１を接続し、その三相整流回路１１の直流端子間に直
流リアクトルＬを接続した構成を具備する。
【００２４】前記三相交流リアクトルＬ1〜3の一次側に
配置された一次巻線１５を各相に対応させて三相交流系
統１４に直列にそれぞれ接続している。また、三相交流
リアクトルＬ1〜3の二次側に配置された二次巻線１６の
一端を短絡し、その二次巻線１６の他端に各相と対応し
た遮断器ＣＢ1〜3を介して三相整流回路１１を接続す
る。
配置された一次巻線１５を各相に対応させて三相交流系
統１４に直列にそれぞれ接続している。また、三相交流
リアクトルＬ1〜3の二次側に配置された二次巻線１６の
一端を短絡し、その二次巻線１６の他端に各相と対応し
た遮断器ＣＢ1〜3を介して三相整流回路１１を接続す
る。
【００２５】この実施形態では、三相交流リアクトルＬ
1〜3の二次巻線１６の他端に正負逆極性に並列接続され
た一対の整流素子Ｄ1〜6を各相に対応させてそれぞれ接
続した三相整流回路１１を備え、三相を構成する三対の
整流素子Ｄ1〜6の三相交流リアクトルＬ1〜3と接続され
た反対側を正側と負側に分けて接続し、その正負間に直
流リアクトルＬを接続する。
1〜3の二次巻線１６の他端に正負逆極性に並列接続され
た一対の整流素子Ｄ1〜6を各相に対応させてそれぞれ接
続した三相整流回路１１を備え、三相を構成する三対の
整流素子Ｄ1〜6の三相交流リアクトルＬ1〜3と接続され
た反対側を正側と負側に分けて接続し、その正負間に直
流リアクトルＬを接続する。
【００２６】三相交流リアクトルＬ1〜3は、図２（ａ）
に示すようにその一次巻線１５と二次巻線１６間で漏れ
インピーダンスが極力小さくなるように密に磁気結合さ
れて巻回されたギャップ入り鉄心構造Ｘを具備する。同
図に示すコイルの巻回構造では、磁界の強さＨが軸方向
の正方向のみとなっている。一方、図２（ｂ）に示すよ
うに一次巻線１５ａ，１５ｂと二次巻線１６とを分割し
て交互に巻回した空心構造Ｙとすれば、磁界の強さＨが
軸方向の正負両方向となるので、さらに漏れインピーダ
ンスを小さくすることができる。同図の構造は、一次巻
線１５ａ，１５ｂを二分割したものを示すが、その分割
数を増やせば、より一層漏れインピーダンスを小さくす
ることが可能である。また、一次巻線１５ａ，１５ｂと
二次巻線１６との交互配置は、図示の場合と逆であって
もよい。なお、図２（ａ）はギャップ入り鉄心構造Ｘで
あるが、空心構造でもよく、また、図２（ｂ）は空心構
造Ｙであるが、ギャップ入り鉄心構造であってもよい。
に示すようにその一次巻線１５と二次巻線１６間で漏れ
インピーダンスが極力小さくなるように密に磁気結合さ
れて巻回されたギャップ入り鉄心構造Ｘを具備する。同
図に示すコイルの巻回構造では、磁界の強さＨが軸方向
の正方向のみとなっている。一方、図２（ｂ）に示すよ
うに一次巻線１５ａ，１５ｂと二次巻線１６とを分割し
て交互に巻回した空心構造Ｙとすれば、磁界の強さＨが
軸方向の正負両方向となるので、さらに漏れインピーダ
ンスを小さくすることができる。同図の構造は、一次巻
線１５ａ，１５ｂを二分割したものを示すが、その分割
数を増やせば、より一層漏れインピーダンスを小さくす
ることが可能である。また、一次巻線１５ａ，１５ｂと
二次巻線１６との交互配置は、図示の場合と逆であって
もよい。なお、図２（ａ）はギャップ入り鉄心構造Ｘで
あるが、空心構造でもよく、また、図２（ｂ）は空心構
造Ｙであるが、ギャップ入り鉄心構造であってもよい。
【００２７】三相交流系統１４の定常時、直流リアクト
ルＬに直流電流が流れてダイオードＤ1〜6が１サイクル
間のほとんどの期間オンして、見かけ上、二次短絡状態
となっているので、三相交流リアクトルＬ1〜3の一次側
から見たインピーダンスは一次巻線１５と二次巻線１６
間の漏れインピーダンスとなり、その一次巻線１５と二
次巻線１６とが空心構造またはギャップ入り鉄心構造に
より互いに密に磁気結合していることから、一次巻線１
５と二次巻線１６間の相互誘導作用により三相交流リア
クトルＬ1〜3の一次側は非常に小さなインピーダンスと
なっている。
ルＬに直流電流が流れてダイオードＤ1〜6が１サイクル
間のほとんどの期間オンして、見かけ上、二次短絡状態
となっているので、三相交流リアクトルＬ1〜3の一次側
から見たインピーダンスは一次巻線１５と二次巻線１６
間の漏れインピーダンスとなり、その一次巻線１５と二
次巻線１６とが空心構造またはギャップ入り鉄心構造に
より互いに密に磁気結合していることから、一次巻線１
５と二次巻線１６間の相互誘導作用により三相交流リア
クトルＬ1〜3の一次側は非常に小さなインピーダンスと
なっている。
【００２８】一方、系統故障時には、短絡事故などによ
り過電流が流れようとすると直流リアクトルＬのインダ
クタンスによって電流の急増が抑えられ三相交流リアク
トルＬ1〜3の二次側が瞬時に高インピーダンス化し、主
に三相交流リアクトルＬ1〜3の一次巻線１５と二次巻線
１６間にあった磁束が一次巻線全体と鎖交するようにな
り、三相交流リアクトルＬ1〜3の一次側から見たインピ
ーダンスも急増することから限流効果を発揮する。
り過電流が流れようとすると直流リアクトルＬのインダ
クタンスによって電流の急増が抑えられ三相交流リアク
トルＬ1〜3の二次側が瞬時に高インピーダンス化し、主
に三相交流リアクトルＬ1〜3の一次巻線１５と二次巻線
１６間にあった磁束が一次巻線全体と鎖交するようにな
り、三相交流リアクトルＬ1〜3の一次側から見たインピ
ーダンスも急増することから限流効果を発揮する。
【００２９】この直流リアクトルＬの限流効果が持続し
ている間、つまり、発生した高インピーダンスは時間の
経過と共に小さくなるので、所定の高インピーダンスを
呈している間に前記過電流または直流リアクトルＬの端
子間電圧を検出回路（図示せず）により検出し、その検
出信号に基づいて制御回路（図示せず）により遮断器Ｃ
Ｂ1〜3を動作させることにより三相交流リアクトルＬ1
〜3の二次側を開放すれば、それ以後、三相交流リアク
トルＬ1〜3の一次巻線１５が限流効果を発揮するので、
従来のようなバイパスリアクトルＢＬ1〜3（図６参照）
を設ける必要はなくなる。
ている間、つまり、発生した高インピーダンスは時間の
経過と共に小さくなるので、所定の高インピーダンスを
呈している間に前記過電流または直流リアクトルＬの端
子間電圧を検出回路（図示せず）により検出し、その検
出信号に基づいて制御回路（図示せず）により遮断器Ｃ
Ｂ1〜3を動作させることにより三相交流リアクトルＬ1
〜3の二次側を開放すれば、それ以後、三相交流リアク
トルＬ1〜3の一次巻線１５が限流効果を発揮するので、
従来のようなバイパスリアクトルＢＬ1〜3（図６参照）
を設ける必要はなくなる。
【００３０】前記三相交流リアクトルＬ1〜3の動作を図
３に示す等価回路に基づいて以下に説明する。なお、図
３は簡略化のために単相の等価回路を示すが、原理的に
は三相の場合も同様である。また、図４（ａ）は鉄心２
１に一次巻線２２及び二次巻線２３を巻回した変圧器２
４を示し、同図（ｂ）はエアギャップ２５を有する鉄心
２６に一次巻線２２及び二次巻線２３を巻回した鉄心リ
アクトル２７を示すが、二次巻線を有するリアクトルが
鉄心入りの変圧器２４と酷似した等価回路で表わされる
ことは、エアギャップ２５を有する鉄心リアクトル２７
のエアギャップ２５が変圧器２４の励磁インピーダンス
分に相当することから容易に理解することができる。
３に示す等価回路に基づいて以下に説明する。なお、図
３は簡略化のために単相の等価回路を示すが、原理的に
は三相の場合も同様である。また、図４（ａ）は鉄心２
１に一次巻線２２及び二次巻線２３を巻回した変圧器２
４を示し、同図（ｂ）はエアギャップ２５を有する鉄心
２６に一次巻線２２及び二次巻線２３を巻回した鉄心リ
アクトル２７を示すが、二次巻線を有するリアクトルが
鉄心入りの変圧器２４と酷似した等価回路で表わされる
ことは、エアギャップ２５を有する鉄心リアクトル２７
のエアギャップ２５が変圧器２４の励磁インピーダンス
分に相当することから容易に理解することができる。
【００３１】図３に示すように系統の定常時には前述し
たように見かけ上二次側短絡状態なので、交流リアクト
ルＬ1〜3の一次側から見たインピーダンスは、漏れイン
ピーダンス１７と主インダクタンス１８の並列回路とな
り、漏れインピーダンス１７程度の小さな値となる。こ
れに対して、短絡事故などの系統故障により過電流が流
れようとして交流リアクトルＬ1〜3の二次側が高インピ
ーダンス化すると、交流リアクトルＬ1〜3の一次側から
見たインピーダンスも増加し、主インダクタンス１８側
に電流が分流し出す。この限流動作中に交流リアクトル
Ｌ1〜3の二次側に設けられた遮断器ＣＢ1〜3を開放すれ
ば、電流は主インダクタンス１８のみに流れ、限流リア
クトル（図６に示す従来のバイパスリアクトルＢＬ1〜3
に相当）として機能する。
たように見かけ上二次側短絡状態なので、交流リアクト
ルＬ1〜3の一次側から見たインピーダンスは、漏れイン
ピーダンス１７と主インダクタンス１８の並列回路とな
り、漏れインピーダンス１７程度の小さな値となる。こ
れに対して、短絡事故などの系統故障により過電流が流
れようとして交流リアクトルＬ1〜3の二次側が高インピ
ーダンス化すると、交流リアクトルＬ1〜3の一次側から
見たインピーダンスも増加し、主インダクタンス１８側
に電流が分流し出す。この限流動作中に交流リアクトル
Ｌ1〜3の二次側に設けられた遮断器ＣＢ1〜3を開放すれ
ば、電流は主インダクタンス１８のみに流れ、限流リア
クトル（図６に示す従来のバイパスリアクトルＢＬ1〜3
に相当）として機能する。
【００３２】なお、前記実施形態では、三相整流回路１
１を構成する三対の整流素子としてダイオードＤ1〜6を
適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定
されることなく、三対の整流素子のうち、二相を構成す
る二対の整流素子を整流スイッチング素子、例えばサイ
リスタとすることも可能である。
１を構成する三対の整流素子としてダイオードＤ1〜6を
適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定
されることなく、三対の整流素子のうち、二相を構成す
る二対の整流素子を整流スイッチング素子、例えばサイ
リスタとすることも可能である。
【００３３】このように二相を構成する整流素子をサイ
リスタとすることにより、このサイリスタの遮断機能に
より、系統故障時、三相交流リアクトルＬ1〜3の二次側
を開放することができ、前記実施形態で説明した遮断器
ＣＢ1〜3により三相交流リアクトルＬ1〜3の二次側を開
放する場合と等価になり、その結果、交流リアクトルＬ
1〜3と三相整流回路１１間に遮断器ＣＢ1〜3を設ける必
要はなくなる。
リスタとすることにより、このサイリスタの遮断機能に
より、系統故障時、三相交流リアクトルＬ1〜3の二次側
を開放することができ、前記実施形態で説明した遮断器
ＣＢ1〜3により三相交流リアクトルＬ1〜3の二次側を開
放する場合と等価になり、その結果、交流リアクトルＬ
1〜3と三相整流回路１１間に遮断器ＣＢ1〜3を設ける必
要はなくなる。
【００３４】ここで、前記サイリスタのオフは、三相を
構成する三対の整流素子のうち、一相の整流素子をダイ
オードとしたことにより可能となっている。すなわち、
一相の整流素子をダイオードとすることにより、直流リ
アクトルＬの短絡回路を構成することができるため、系
統故障の発生により直流リアクトルＬに流れ込んだ充電
電流により蓄積されたエネルギーを回生してダイオード
により還流させることによって、二相のサイリスタを速
やかにオフすることが可能となっている。
構成する三対の整流素子のうち、一相の整流素子をダイ
オードとしたことにより可能となっている。すなわち、
一相の整流素子をダイオードとすることにより、直流リ
アクトルＬの短絡回路を構成することができるため、系
統故障の発生により直流リアクトルＬに流れ込んだ充電
電流により蓄積されたエネルギーを回生してダイオード
により還流させることによって、二相のサイリスタを速
やかにオフすることが可能となっている。
【００３５】なお、整流スイッチング素子とするのは、
少なくとも二相の整流素子であればよく、したがって、
三相すべての整流素子をサイリスタとすることも可能で
ある。ただし、系統故障発生時にオフした二相のサイリ
スタに対して、残り一相のサイリスタはオン状態にして
ダイオード運転させる必要がある。なお、前記整流スイ
ッチング素子としては、サイリスタ以外にＧＴＯなどが
使用可能である。
少なくとも二相の整流素子であればよく、したがって、
三相すべての整流素子をサイリスタとすることも可能で
ある。ただし、系統故障発生時にオフした二相のサイリ
スタに対して、残り一相のサイリスタはオン状態にして
ダイオード運転させる必要がある。なお、前記整流スイ
ッチング素子としては、サイリスタ以外にＧＴＯなどが
使用可能である。
【００３６】また、前記三相整流回路１１の直流端子間
に接続した直流リアクトルＬに超電導リアクトルを使用
することも可能である。この超電導リアクトルを使用し
た場合、過電流が超電導リアクトルに流れると瞬時にク
エンチして高抵抗化し、これによって三相交流リアクト
ルＬ1〜3の一次側に高インピーダンスが発生し、過電流
を限流することが可能となる。この超電導リアクトルに
常時流れる電流は直流となるので交流損が発生せず、超
電導リアクトルの冷凍機の簡素化や、安価な直流超電導
線材の利用が可能であること、高価な超電導リアクトル
が一台で済むこと等が挙げられる。なお、超電導リアク
トルはクエンチすると温度が上がるので、超電導リアク
トルを復帰させるためには一度回路から切り離し冷却す
る必要があり、通常、前述した遮断器と併用して使用さ
れる。
に接続した直流リアクトルＬに超電導リアクトルを使用
することも可能である。この超電導リアクトルを使用し
た場合、過電流が超電導リアクトルに流れると瞬時にク
エンチして高抵抗化し、これによって三相交流リアクト
ルＬ1〜3の一次側に高インピーダンスが発生し、過電流
を限流することが可能となる。この超電導リアクトルに
常時流れる電流は直流となるので交流損が発生せず、超
電導リアクトルの冷凍機の簡素化や、安価な直流超電導
線材の利用が可能であること、高価な超電導リアクトル
が一台で済むこと等が挙げられる。なお、超電導リアク
トルはクエンチすると温度が上がるので、超電導リアク
トルを復帰させるためには一度回路から切り離し冷却す
る必要があり、通常、前述した遮断器と併用して使用さ
れる。
【００３７】
【発明の効果】請求項１の発明に係る三相限流装置によ
れば、一次巻線と空心構造またはギャップ入り鉄心構造
により互いに密に磁気結合させた二次巻線を有する三相
交流リアクトルの一次側を三相交流系統に接続すると共
に、その二次側に、三相交流リアクトルの二次側に接続
された三相整流回路と、その三相整流回路の直流端子間
に接続された直流リアクトルとで構成したことにより過
電流で高インピーダンス化する限流素子を接続し、系統
故障により前記限流素子が限流効果を持続している間に
前記二次側を開放するようにしたことから、系統故障
時、三相交流リアクトルの一次巻線が限流効果を発揮す
るので、従来のようなバイパスリアクトルを設ける必要
はなくなることで、コンパクトで安価な三相限流装置を
提供することができる。
れば、一次巻線と空心構造またはギャップ入り鉄心構造
により互いに密に磁気結合させた二次巻線を有する三相
交流リアクトルの一次側を三相交流系統に接続すると共
に、その二次側に、三相交流リアクトルの二次側に接続
された三相整流回路と、その三相整流回路の直流端子間
に接続された直流リアクトルとで構成したことにより過
電流で高インピーダンス化する限流素子を接続し、系統
故障により前記限流素子が限流効果を持続している間に
前記二次側を開放するようにしたことから、系統故障
時、三相交流リアクトルの一次巻線が限流効果を発揮す
るので、従来のようなバイパスリアクトルを設ける必要
はなくなることで、コンパクトで安価な三相限流装置を
提供することができる。
【００３８】請求項２に係る発明のように、請求項１に
記載した前記系統故障により前記限流素子が限流効果を
持続している間に前記二次側を開放する手段として、三
相交流リアクトルの二次側と限流素子との間に遮断器を
介挿すれば、三相交流リアクトルの二次側を容易かつ速
やかに遮断することができる。
記載した前記系統故障により前記限流素子が限流効果を
持続している間に前記二次側を開放する手段として、三
相交流リアクトルの二次側と限流素子との間に遮断器を
介挿すれば、三相交流リアクトルの二次側を容易かつ速
やかに遮断することができる。
【００３９】
【００４０】請求項３に係る発明のように、請求項１又
は２に記載した前記直流リアクトルを、過電流でクエン
チして高抵抗となる超電導リアクトルとすれば、交流損
が発生せず、超電導リアクトルの冷凍機の簡素化や、安
価な直流超電導線材の利用が可能であり、高価な超電導
リアクトルが一台で済む。
は２に記載した前記直流リアクトルを、過電流でクエン
チして高抵抗となる超電導リアクトルとすれば、交流損
が発生せず、超電導リアクトルの冷凍機の簡素化や、安
価な直流超電導線材の利用が可能であり、高価な超電導
リアクトルが一台で済む。
【００４１】請求項４に係る発明のように、請求項１に
記載した前記三相整流回路を構成する三対の整流素子の
うち、少なくとも二相を構成する二対の整流素子を整流
スイッチング素子とし、その整流スイッチング素子によ
り系統故障で前記直流リアクトルが限流効果を持続して
いる間に前記二次側を開放するようにすれば、三相交流
リアクトルの二次側と限流素子との間に遮断器を介挿す
る必要がないので、より一層コンパクトで安価な三相限
流装置を提供できる。
記載した前記三相整流回路を構成する三対の整流素子の
うち、少なくとも二相を構成する二対の整流素子を整流
スイッチング素子とし、その整流スイッチング素子によ
り系統故障で前記直流リアクトルが限流効果を持続して
いる間に前記二次側を開放するようにすれば、三相交流
リアクトルの二次側と限流素子との間に遮断器を介挿す
る必要がないので、より一層コンパクトで安価な三相限
流装置を提供できる。
【図１】本発明に係る三相限流装置の一実施形態を示す
回路図である。
回路図である。
【図２】（ａ）は交流リアクトルのギャップ入り鉄心構
造を示す構成図で、（ｂ）は交流リアクトルの空心構造
を示す構成図である。
造を示す構成図で、（ｂ）は交流リアクトルの空心構造
を示す構成図である。
【図３】三相交流リアクトルの動作を説明するための単
相等価回路である。
相等価回路である。
【図４】（ａ）は単相変圧器の構造例を示す構成図で、
（ｂ）はエアギャップを有する鉄心リアクトルの構造を
示す構成図である。
（ｂ）はエアギャップを有する鉄心リアクトルの構造を
示す構成図である。
【図５】三相限流装置の従来例を示す回路図である。
【図６】バイパスリアクトルを設けた三相限流装置の一
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
１１ 三相整流回路
１４ 三相交流系統
１５ 一次巻線
１６ 二次巻線
Ｄ1〜6 整流素子（ダイオード）
Ｌ 直流リアクトル
Ｌ1〜3 二次巻線を有する三相交流リアクトル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭60−207420（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−81039（ＪＰ，Ａ)
特開 昭48−97042（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−316534（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−130966（ＪＰ，Ａ)
特開2000−13993（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02H 9/02
H01F 6/06
H01F 30/08
H01F 37/00
Claims (4)
- 【請求項１】 一次巻線と空心構造またはギャップ入り
鉄心構造により互いに密に磁気結合させた二次巻線を有
する三相交流リアクトルの一次側を三相交流系統に接続
すると共に、その二次側に、三相交流リアクトルの二次
側に接続された三相整流回路と、その三相整流回路の直
流端子間に接続された直流リアクトルとで構成したこと
により過電流で高インピーダンス化する限流素子を接続
し、系統故障により前記限流素子が限流効果を持続して
いる間に前記二次側を開放するようにしたことを特徴と
する三相限流装置。 - 【請求項２】 前記系統故障により前記限流素子が限流
効果を持続している間に前記二次側を開放する手段とし
て、三相交流リアクトルの二次側と限流素子との間に遮
断器を介挿したことを特徴とする請求項１に記載の三相
限流装置。 - 【請求項３】 前記直流リアクトルが、過電流でクエン
チして高抵抗となる超電導リアクトルであることを特徴
とする請求項１又は２に記載の三相限流装置。 - 【請求項４】 前記三相整流回路を構成する三対の整流
素子のうち、少なくとも二相を構成する二対の整流素子
を整流スイッチング素子とし、その整流スイッチング素
子により系統故障で前記直流リアクトルが限流効果を持
続している間に前記二次側を開放するようにしたことを
特徴とする請求項１に記載の三相限流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000088643A JP3399905B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 三相限流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000088643A JP3399905B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 三相限流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001275249A JP2001275249A (ja) | 2001-10-05 |
| JP3399905B2 true JP3399905B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=18604491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000088643A Expired - Fee Related JP3399905B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 三相限流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3399905B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102420422A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-04-18 | 铜陵浩岩节能科技有限公司 | 智能短路限流器 |
| CN102868153A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-01-09 | 吴加林 | 一种基于igbt的三相短路故障限流器 |
| CN107611929B (zh) * | 2017-08-17 | 2019-02-26 | 国家电网公司 | 一种高阻抗变压器旁路开关失灵判断和解决方法 |
| KR102122146B1 (ko) * | 2019-01-14 | 2020-06-11 | 숭실대학교산학협력단 | 이중?치를 이용한 삼상 변압기형 초전도 한류기 |
-
2000
- 2000-03-28 JP JP2000088643A patent/JP3399905B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2001275249A (ja) | 2001-10-05 |
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