JP3756669B2 - 限流装置 - Google Patents
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば送配電系統等の３相の交流系統に用いられて、交流系統の事故電流を抑制する限流装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば送配電系統等の３相の交流系統においては、交流系統の事故電流を抑制することを目的として、限流装置が多く用いられてきている。
このような限流装置の一つとしては、例えば“特開平４−９１６５９号公報”に記載されているような、整流器により直流通電されるリアクトルによって限流を行なう限流装置が知られている。
【０００３】
この種の限流装置は、例えば直流回路を共通とする複数台の交直変換器と、直流回路との間に挿入して適用されるものであり、交直変換器から直流回路に向かって直流電流が流れる方向に挿入されるダイオードと、このダイオードに並列接続されるリアクトルと直流電源との直列回路とから構成され、かつ直流電源はリアクトルとダイオードを介して少なくとも交直変換器の定格電流に対応した循環電流を流すようにすることにより、定常時には、限流装置のリアクトルに一定電流が流れており、交流系統の事故時には、限流装置のリアクトルが事故電流の増加を妨げるように作用させて、事故電流を抑制することができるようにしたものである。
【０００４】
また、最近では、この種の限流装置の応用として、超電導リアクトルを適用した超電導限流装置が提案されてきている。
図２は、この種の従来の超電導限流装置の構成例を示す回路図である。
【０００５】
図２において、超電導リアクトル２ａは、３相の交流電源２ｆおよび電源変圧器２ｇからなる交流系統に、直接挿入されている。
すなわち、超電導リアクトル２ａは、３相各相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）に対応して設けられており、整流器である４つのダイオード２ｂ〜２ｅからなるブリッジ回路内に、図示のように接続されている。
【０００６】
なお、図２中、２ｈは電源側、２ｉは負荷側をそれぞれ示している。
さて、このような超電導限流装置において、超電導リアクトル２ａには、各整流器２ｂ〜２ｅにより直流に整流された電流が流れるため、定常状態における超電導リアクトル２ａのインピーダンスはゼロである。
【０００７】
一方、系統の事故時には、超電導リアクトル２ａを通過する電流にも変化を生じ、その電流変化として超電導リアクトル２ａのインピーダンスが有効となり、増加する短絡電流を抑制する。
【０００８】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、上述のような従来の超電導限流装置においては、超電導リアクトル２ａが交流系統に直接挿入されていることから、超電導リアクトル２ａに高電圧が印加され、かつ超電導リアクトル２ａは冷却するため、−２００゜Ｃに達する低温下での絶縁が問題となっている。
本発明の目的は、リアクトルに印加される電圧を低減し、低温下における絶縁確保を容易に行なうことが可能な限流装置を提供することにある。
【０００９】
【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本発明では、３相の交流系統の事故電流を抑制する限流装置において、交流系統と直列に、３相各相に対応して設けられた各変圧器の１次側をそれぞれ接続し、各変圧器の２次側の一方を短絡し、各変圧器の２次側の他方に、正負互いに逆極性に並列接続した整流器をそれぞれ接続し、各整流器の各変圧器と接続された反対側は、正側と負側とに分けて３相を接続し、かつ当該正負間に一つのリアクトルを接続している。
【００１０】
ここで、特に例えば請求項２に記載したように、上記リアクトルを超電導化することが好ましい。
従って、本発明の限流装置においては、整流器により整流した３相とも一つのリアクトル（超電導リアクトル）に接続することで、リアクトル（超電導リアクトル）には、整流器により整流した３相合成の直流電流が流れる。
【００１１】
よって、定常時には、各変圧器の２次側と整流器とリアクトル（超電導リアクトル）を流れる循環電流によって、各変圧器の１次側のインピーダンスを打ち消すことができる。
【００１２】
一方、交流系統に事故が発生して事故電流が流れようとすると、リアクトル（超電導リアクトル）に流れる電流にも変化が生じるため、リアクトル（超電導リアクトル）のインピーダンスが電流変化に対して有効となり、各変圧器の２次側と整流器とリアクトル（超電導リアクトル）を流れる循環電流によって各変圧器の１次側のインピーダンスを打ち消す効果をなくすことで、交流系統の事故電流変化を抑制することができる。
【００１３】
これにより、変圧器によって２次側を低電圧とし、リアクトル（超電導リアクトル）の絶縁耐圧を下げることが可能となるため、低温下における絶縁確保を容易に行なうことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態による超電導限流装置の構成例を示す回路図であり、図２と同一部分には同一符号を付して示している。
【００１５】
図１において、３相の交流電源 および電源変圧器 からなる交流系統と直列に、３相各相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）に対応して設けられた各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側をそれぞれ接続している。この各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃは、例えば銅ケーブルにより構成することができる。
【００１６】
また、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側の一方を短絡し、さらに各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側の他方に、正負互いに逆極性に並列接続した整流器であるダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆをそれぞれ接続している。
【００１７】
さらに、各ダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆの各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃと接続された反対側は、正側と負側とに分けて３相を接続し、かつこの正負間に一つの超電導リアクトル１ｇを接続している。
【００１８】
なお、図１中、１ｈは電源側、１ｉは負荷側をそれぞれ示している。
次に、以上のように構成した本実施の形態の超電導限流装置の作用について説明する。
【００１９】
図１において、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側と接続されたダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆの反対側では、正側と負側とに分けて３相を接続しており、その正負間に接続された超電導リアクトル１ｇには、ダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆにより整流した３相合成の直流電流が流れる。
【００２０】
超電導リアクトル１ｇには所定のインダクタンスを与えるが、直流通電に対してインピーダンスはゼロとなり、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側とダイオード１ｄ，１ｅ，ｌｆと超電導リアクトル１ｇを流れる循環電流によって、交流系統に直列に挿入された各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側のインピーダンスを打ち消すことができる。
【００２１】
従って、定常時には、系統負荷となる各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側とダイオード１ｄ，１ｅ，ｌｆと超電導リアクトル１ｇを流れる循環電流によって、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側のインピーダンスを打ち消すことができる（非常に小さくなる）。
【００２２】
一方、交流系統に事故が発生して、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側に事故電流（短絡電流）が流れようにすると、超電導リアクトル１ｇに流れる電流にも変化が生じる。
【００２３】
このため、超電導リアクトル１ｇのインピーダンスが電流変化に対して有効となるため、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側とダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆと超電導リアクトル１ｇを流れる循環電流は、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側の事故電流に応じて増加しない。
【００２４】
従って、交流系統に直列に挿入された各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側のインピーダンスは打ち消されず、交流系統を流れる事故電流変化を抑制することができる。
【００２５】
これにより、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃによって２次側を低電圧とし、超電導リアクトル１ｇの絶縁耐圧を下げることが可能となるため、低温下における絶縁確保を容易に行なうことができる。
【００２６】
上述したように、本実施の形態の超電導限流装置では、３相の交流系統に３相各相に対応した変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側を接続し、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側を介して超電導リアクトル１ｇを接続するようにしているので、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側のインピーダンスを打ち消すのに十分な循環電流を得ることができ、また超電導リアクトル１ｇにかかる電圧を、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃにより２次側の電圧として低減させるようにしているので、冷却システムと超電導リアクトル１ｇとの間の絶縁確保を容易に行なうことが可能となる、すなわち超電導リアクトル１ｇを冷却しかつ低温下での絶縁を確保するという従来の課題を容易に解決することが可能となる。
【００２７】
また、３相の交流系統に接続する各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃを銅ケーブルにより構成するようにしているので、超電導リアクトル１ｇの故障による交流系統の解列を防止することが可能となる。
【００２８】
換言すれば、３相の交流系統に、銅ケーブルを使用した変圧器１ａ，１ｂ，１ｃを接続するようにしているので、超電導限流装置の信頼性を確保することが可能となる。
【００２９】
さらに、３相の交流系統に接続する超電導リアクトル１ｇを１つとするようにしているので、高価である超電導リアクトル１ｇと冷却システムの製作コストの低減を図ることが可能となる。
【００３０】
（他の実施の形態）
前記実施の形態では、リアクトルとして、リアクトルを超電導化した超電導リアクトルを用いる場合について説明したが、これに限らず、超電導化しない通常のリアクトルを用いることも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の限流装置によれば、リアクトルに印加される電圧を低減し、低温下における絶縁確保を容易に行なうことが可能となり、またリアクトルの故障による交流系統の解列を防止することが可能となり、さらに特に高価である超電導リアクトルと冷却システムの製作コストの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超電導限流装置の一実施の形態を示す回路図。
【図２】従来の超電導限流装置の構成例を示す回路図。
【符号の説明】
１ａ…変圧器（Ｒ相）、
１ｂ…変圧器（Ｓ相）、
１ｃ…変圧器（Ｔ相）、
１ｄ…ダイオード（Ｒ相）、
１ｅ…ダイオード（Ｓ相）、
１ｆ…ダイオード（Ｔ相）、
１ｇ…超電導リアクトル、
１ｈ…電源側、
１ｉ…負荷側。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば送配電系統等の３相の交流系統に用いられて、交流系統の事故電流を抑制する限流装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば送配電系統等の３相の交流系統においては、交流系統の事故電流を抑制することを目的として、限流装置が多く用いられてきている。
このような限流装置の一つとしては、例えば“特開平４−９１６５９号公報”に記載されているような、整流器により直流通電されるリアクトルによって限流を行なう限流装置が知られている。
【０００３】
この種の限流装置は、例えば直流回路を共通とする複数台の交直変換器と、直流回路との間に挿入して適用されるものであり、交直変換器から直流回路に向かって直流電流が流れる方向に挿入されるダイオードと、このダイオードに並列接続されるリアクトルと直流電源との直列回路とから構成され、かつ直流電源はリアクトルとダイオードを介して少なくとも交直変換器の定格電流に対応した循環電流を流すようにすることにより、定常時には、限流装置のリアクトルに一定電流が流れており、交流系統の事故時には、限流装置のリアクトルが事故電流の増加を妨げるように作用させて、事故電流を抑制することができるようにしたものである。
【０００４】
また、最近では、この種の限流装置の応用として、超電導リアクトルを適用した超電導限流装置が提案されてきている。
図２は、この種の従来の超電導限流装置の構成例を示す回路図である。
【０００５】
図２において、超電導リアクトル２ａは、３相の交流電源２ｆおよび電源変圧器２ｇからなる交流系統に、直接挿入されている。
すなわち、超電導リアクトル２ａは、３相各相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）に対応して設けられており、整流器である４つのダイオード２ｂ〜２ｅからなるブリッジ回路内に、図示のように接続されている。
【０００６】
なお、図２中、２ｈは電源側、２ｉは負荷側をそれぞれ示している。
さて、このような超電導限流装置において、超電導リアクトル２ａには、各整流器２ｂ〜２ｅにより直流に整流された電流が流れるため、定常状態における超電導リアクトル２ａのインピーダンスはゼロである。
【０００７】
一方、系統の事故時には、超電導リアクトル２ａを通過する電流にも変化を生じ、その電流変化として超電導リアクトル２ａのインピーダンスが有効となり、増加する短絡電流を抑制する。
【０００８】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、上述のような従来の超電導限流装置においては、超電導リアクトル２ａが交流系統に直接挿入されていることから、超電導リアクトル２ａに高電圧が印加され、かつ超電導リアクトル２ａは冷却するため、−２００゜Ｃに達する低温下での絶縁が問題となっている。
本発明の目的は、リアクトルに印加される電圧を低減し、低温下における絶縁確保を容易に行なうことが可能な限流装置を提供することにある。
【０００９】
【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本発明では、３相の交流系統の事故電流を抑制する限流装置において、交流系統と直列に、３相各相に対応して設けられた各変圧器の１次側をそれぞれ接続し、各変圧器の２次側の一方を短絡し、各変圧器の２次側の他方に、正負互いに逆極性に並列接続した整流器をそれぞれ接続し、各整流器の各変圧器と接続された反対側は、正側と負側とに分けて３相を接続し、かつ当該正負間に一つのリアクトルを接続している。
【００１０】
ここで、特に例えば請求項２に記載したように、上記リアクトルを超電導化することが好ましい。
従って、本発明の限流装置においては、整流器により整流した３相とも一つのリアクトル（超電導リアクトル）に接続することで、リアクトル（超電導リアクトル）には、整流器により整流した３相合成の直流電流が流れる。
【００１１】
よって、定常時には、各変圧器の２次側と整流器とリアクトル（超電導リアクトル）を流れる循環電流によって、各変圧器の１次側のインピーダンスを打ち消すことができる。
【００１２】
一方、交流系統に事故が発生して事故電流が流れようとすると、リアクトル（超電導リアクトル）に流れる電流にも変化が生じるため、リアクトル（超電導リアクトル）のインピーダンスが電流変化に対して有効となり、各変圧器の２次側と整流器とリアクトル（超電導リアクトル）を流れる循環電流によって各変圧器の１次側のインピーダンスを打ち消す効果をなくすことで、交流系統の事故電流変化を抑制することができる。
【００１３】
これにより、変圧器によって２次側を低電圧とし、リアクトル（超電導リアクトル）の絶縁耐圧を下げることが可能となるため、低温下における絶縁確保を容易に行なうことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態による超電導限流装置の構成例を示す回路図であり、図２と同一部分には同一符号を付して示している。
【００１５】
図１において、３相の交流電源 および電源変圧器 からなる交流系統と直列に、３相各相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）に対応して設けられた各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側をそれぞれ接続している。この各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃは、例えば銅ケーブルにより構成することができる。
【００１６】
また、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側の一方を短絡し、さらに各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側の他方に、正負互いに逆極性に並列接続した整流器であるダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆをそれぞれ接続している。
【００１７】
さらに、各ダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆの各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃと接続された反対側は、正側と負側とに分けて３相を接続し、かつこの正負間に一つの超電導リアクトル１ｇを接続している。
【００１８】
なお、図１中、１ｈは電源側、１ｉは負荷側をそれぞれ示している。
次に、以上のように構成した本実施の形態の超電導限流装置の作用について説明する。
【００１９】
図１において、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側と接続されたダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆの反対側では、正側と負側とに分けて３相を接続しており、その正負間に接続された超電導リアクトル１ｇには、ダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆにより整流した３相合成の直流電流が流れる。
【００２０】
超電導リアクトル１ｇには所定のインダクタンスを与えるが、直流通電に対してインピーダンスはゼロとなり、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側とダイオード１ｄ，１ｅ，ｌｆと超電導リアクトル１ｇを流れる循環電流によって、交流系統に直列に挿入された各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側のインピーダンスを打ち消すことができる。
【００２１】
従って、定常時には、系統負荷となる各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側とダイオード１ｄ，１ｅ，ｌｆと超電導リアクトル１ｇを流れる循環電流によって、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側のインピーダンスを打ち消すことができる（非常に小さくなる）。
【００２２】
一方、交流系統に事故が発生して、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側に事故電流（短絡電流）が流れようにすると、超電導リアクトル１ｇに流れる電流にも変化が生じる。
【００２３】
このため、超電導リアクトル１ｇのインピーダンスが電流変化に対して有効となるため、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側とダイオード１ｄ，１ｅ，１ｆと超電導リアクトル１ｇを流れる循環電流は、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側の事故電流に応じて増加しない。
【００２４】
従って、交流系統に直列に挿入された各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側のインピーダンスは打ち消されず、交流系統を流れる事故電流変化を抑制することができる。
【００２５】
これにより、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃによって２次側を低電圧とし、超電導リアクトル１ｇの絶縁耐圧を下げることが可能となるため、低温下における絶縁確保を容易に行なうことができる。
【００２６】
上述したように、本実施の形態の超電導限流装置では、３相の交流系統に３相各相に対応した変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側を接続し、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの２次側を介して超電導リアクトル１ｇを接続するようにしているので、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃの１次側のインピーダンスを打ち消すのに十分な循環電流を得ることができ、また超電導リアクトル１ｇにかかる電圧を、各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃにより２次側の電圧として低減させるようにしているので、冷却システムと超電導リアクトル１ｇとの間の絶縁確保を容易に行なうことが可能となる、すなわち超電導リアクトル１ｇを冷却しかつ低温下での絶縁を確保するという従来の課題を容易に解決することが可能となる。
【００２７】
また、３相の交流系統に接続する各変圧器１ａ，１ｂ，１ｃを銅ケーブルにより構成するようにしているので、超電導リアクトル１ｇの故障による交流系統の解列を防止することが可能となる。
【００２８】
換言すれば、３相の交流系統に、銅ケーブルを使用した変圧器１ａ，１ｂ，１ｃを接続するようにしているので、超電導限流装置の信頼性を確保することが可能となる。
【００２９】
さらに、３相の交流系統に接続する超電導リアクトル１ｇを１つとするようにしているので、高価である超電導リアクトル１ｇと冷却システムの製作コストの低減を図ることが可能となる。
【００３０】
（他の実施の形態）
前記実施の形態では、リアクトルとして、リアクトルを超電導化した超電導リアクトルを用いる場合について説明したが、これに限らず、超電導化しない通常のリアクトルを用いることも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の限流装置によれば、リアクトルに印加される電圧を低減し、低温下における絶縁確保を容易に行なうことが可能となり、またリアクトルの故障による交流系統の解列を防止することが可能となり、さらに特に高価である超電導リアクトルと冷却システムの製作コストの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超電導限流装置の一実施の形態を示す回路図。
【図２】従来の超電導限流装置の構成例を示す回路図。
【符号の説明】
１ａ…変圧器（Ｒ相）、
１ｂ…変圧器（Ｓ相）、
１ｃ…変圧器（Ｔ相）、
１ｄ…ダイオード（Ｒ相）、
１ｅ…ダイオード（Ｓ相）、
１ｆ…ダイオード（Ｔ相）、
１ｇ…超電導リアクトル、
１ｈ…電源側、
１ｉ…負荷側。
Claims (2)
- ３相の交流系統の事故電流を抑制する限流装置において、
前記交流系統と直列に、３相各相に対応して設けられた各変圧器の１次側をそれぞれ接続し、
前記各変圧器の２次側の一方を短絡し、
前記各変圧器の２次側の他方に、正負互いに逆極性に並列接続した整流器をそれぞれ接続し、
前記各整流器の前記各変圧器と接続された反対側は、正側と負側とに分けて３相を接続し、かつ当該正負間に一つのリアクトルを接続して成ることを特徴とする限流装置。 - 前記請求項１に記載の限流装置において、
前記リアクトルを超電導化したことを特徴とする限流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13662998A JP3756669B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 限流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13662998A JP3756669B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 限流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11332090A JPH11332090A (ja) | 1999-11-30 |
| JP3756669B2 true JP3756669B2 (ja) | 2006-03-15 |
Family
ID=15179784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13662998A Expired - Fee Related JP3756669B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 限流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3756669B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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| JP4861035B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2012-01-25 | 株式会社東芝 | 超電導限流装置 |
| CN102035197B (zh) * | 2011-01-06 | 2013-07-17 | 山东大学 | 一种三相电流限制装置及方法 |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP13662998A patent/JP3756669B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11332090A (ja) | 1999-11-30 |
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