JP3950340B2 - 系統切換装置 - Google Patents
系統切換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3950340B2 JP3950340B2 JP2002026622A JP2002026622A JP3950340B2 JP 3950340 B2 JP3950340 B2 JP 3950340B2 JP 2002026622 A JP2002026622 A JP 2002026622A JP 2002026622 A JP2002026622 A JP 2002026622A JP 3950340 B2 JP3950340 B2 JP 3950340B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching
- switch
- power supply
- command
- gate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２系統電源を切り換える系統切換装置、特に系統電源や負荷に制約を持たせない回路方式の系統切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の系統切換装置は、各電源を双方向で切り換える機械的開閉器を負荷との間に設け、開閉器と負荷との間にサイリスタスイッチとリアクトルとの直列回路を接続する回路構成で、手動切換および自動切換の区別なく、切換時に電源間ラップ切換を行なうことにより出力の無瞬断性能を実現させる方式か、またはサイリスタスイッチのみで回路を構成し、ラップ切換を行なわずに負荷に影響がない程度の出力瞬断切換を行なう方式としていた。
【０００３】
図１１は上述した従来の系統切換装置の一例を示す主回路結線図である。図において、２つの系統入力電源１Ａ，１Ｂが機械的切換開閉器２の両固定接点に接続され、その可動接点から導出される出力端１０が負荷５に接続されている。切換開閉器２のＡ側固定接点と出力端１０との間に、サイリスタスイッチ３Ａとリアクトル４Ａとの直列回路からなる半導体切換分路が並列に接続され、同様に切換開閉器２のＢ側固定接点と出力端１０との間に、サイリスタスイッチ３Ｂとリアクトル４Ｂとの直列回路からなる半導体切換分路が並列に接続されている。切換開閉器２は切換指令▲１▼によってＡ側固定接点へ切り換えられ、切換指令▲３▼によってＢ側固定接点へ切り換えられる。サイリスタスイッチ３Ａはオン指令▲２▼によってオン制御され、サイリスタスイッチ３Ｂはオン指令▲４▼によってオン制御される。
【０００４】
図１１の主回路には、各系統入力電源Ａ，Ｂの停電等の不足電圧を検出する不足電圧検出回路２７Ａ，２７Ｂが設けられ、両系統間の電圧の同期状態、すなわち周波数、電圧、および位相が一致していることを検出する同期検出回路２５が設けられている。
【０００５】
図１２は切換指令▲１▼，▲２▼およびオン指令▲３▼，▲４▼を発生するための論理ゲート回路１４の一構成例を示すものである。論理ゲート回路１４はＡＮＤゲート１４１〜１４４、ＯＲゲート１４５，１４６、およびＡＮＤゲート１４７，１４８を備えている。この論理ゲート回路１４には手動切換用の手動切換スイッチ１５１が付属しており、これをＡ側に切り換えることにより切換開閉器２に対し切換指令▲１▼を与えると共にサイリスタスイッチ３Ａにオン指令▲２▼を与え、Ｂ側に切り換えることにより切換開閉器２に対し切換指令▲３▼を与えると共にサイリスタスイッチ３Ｂにオン指令▲４▼を与える。
【０００６】
ＡＮＤゲート１４１には、手動切換スイッチ１５１からＡ側切換指令１５１Ａ、同期検出回路２５からの同期検出信号、および不足電圧検出回路２７Ａの不足電圧検出信号の反転信号が入力される。ＡＮＤゲート１４２には、不足電圧検出回路２７Ａの不足電圧検出信号、および不足電圧検出回路２７Ｂの不足電圧検出信号の反転信号が入力される。ＡＮＤゲート１４３には、手動切換スイッチ１５１からＢ側切換指令１５１Ｂ、同期検出回路２５からの同期検出信号、および不足電圧検出回路２７Ｂの不足電圧検出信号の反転信号が入力される。ＡＮＤゲート１４４には、不足電圧検出回路２７Ｂの不足電圧検出信号、および不足電圧検出回路２７Ａの不足電圧検出信号の反転信号が入力される。ＯＲゲート１４５には、ＡＮＤゲート１４１の出力信号、およびＡＮＤゲート１４４の出力信号が入力される。ＯＲゲート１４６には、ＡＮＤゲート１４２の出力信号、およびＡＮＤゲート１４３の出力信号が入力される。ＡＮＤゲート１４７には、ＯＲゲート１４５の出力信号、およびＯＲゲート１４６の出力信号の反転信号が入力される。最後に、ＡＮＤゲート１４８には、ＯＲゲート１４６の出力信号、およびＯＲゲート１４５の出力信号の反転信号が入力される。
【０００７】
常時は、機械的切換開閉器２の切換位置に応じて系統入力電源１Ａ，１Ｂのいずれかから負荷５に給電している。系統入力電源を手動で切り換える場合、例えば両系統入力電源とも正常な状態で系統入力電源１Ａから系統入力電源１Ｂへと切り換える場合、手動切換スイッチ１５１をＡ側からＢ側に切り換える。手動切換スイッチ１５１がＡ側にあったときは、ＡＮＤゲート１４１、ＯＲゲート１４５、およびＡＮＤゲート１４７を介して切換開閉器２に対し切換指令▲１▼が与えられ、サイリスタスイッチ３Ａに対しオン指令▲２▼が与えられている。このとき、ＡＮＤゲート１４８は不動作であり、Ｂ側の切換指令▲３▼およびオン指令▲４▼は出力されていない。手動切換スイッチ１５１がＢ側に切り換えられることにより、ＡＮＤゲート１４１は出力オフに、ＡＮＤゲート１４３が出力オンとなる。これによりＯＲゲート１４６を介してＡＮＤゲート１４８が出力オンに、ＡＮＤゲート１４７が出力オフになり、切換開閉器２に対しＢ側への切換指令▲３▼が、またサイリスタスイッチ３Ｂに対しオン指令▲４▼がそれぞれ与えられる。
【０００８】
周知のごとく機械的切換開閉器２は可動接点がＡ側固定接点からＢ側固定接点へと切り換わる切換動作に所定の切換時間を要するため、その可動接点がＡ側固定接点から開離され、Ｂ側固定接点に接触するまでの、いわゆる開極時間中は、Ｂ側のサイリスタスイッチ３Ｂとの間でラップして給電しながら切換を行なう、いわゆるラップ切換を行なう。このラップ切換により出力無瞬断切換、すなわち停電が全く無い切換を実現する。切換開閉器２の可動接点がＢ側固定接点に接触すると、再び切換開閉器２からの給電となり、切換動作が完了する。切換開閉器２の可動接点がＢ側固定接点に接触した状態では、負荷電流は切換開閉器２を介して流れ、サイリスタスイッチ３Ｂとリアクトル４Ｂとの直列回路にはほとんど流れなくなる。
【０００９】
系統入力電源１Ｂから１Ａへの切換動作の場合も、上記と同様に機械的切換開閉器２に対しＡ側への切換指令▲１▼を与える共に、Ａ側サイリスタスイッチ３Ａヘオン指令▲２▼を与える。このようにサイリスタスイッチ３Ａをオンさせることにより、無瞬断切換を実現させる。
【００１０】
自動切換の場合は、不足電圧検出回路２７Ａまたは２７Ｂの不足電圧検出により切換動作が開始される。例えば、Ａ系統入力電源１Ａが停電することによりＢ系統入力電源１Ｂへと自動切換を行なう場合、まず不足電圧検出回路２７Ａが動作し不足電圧検出信号を発生することにより、ＡＮＤゲート１４２が出力オンとなり、ＯＲゲート１４６およびＡＮＤゲート１４８を介して切換開閉器２に対し切換指令▲３▼を発すると共にサイリスタスイッチ３Ｂに対しオン指令▲４▼を与える。これにより、手動の場合と同様にＢ系統入力電源１Ｂへの切換を遂行することができる。このときＡ側は、ＡＮＤゲート１４１，１４４が共に出力オフになるので、切換指令▲１▼およびオン指令▲２▼は共にオフになっている。
【００１１】
図１３は、図１１の回路から機械的開閉器２およびリアクトル４Ａ，４Ｂを省略し、単にサイリスタスイッチ３Ａ、３Ｂの切換のみによって系統入力電源の切換を行なうものである。系統切換の場合は、まず給電系統側のサイリスタスイッチにオフ指令を与え、わずかな停電時間（瞬断時間）の後に切換先系統側のサイリスタスイッチにオン指令を与える。すなわち、本方式では系統間に横流を生じる原因となるラップ時間を無くし、負荷５に大きな影響を及ぼさない数ｍｓ程度の出力瞬断時間を設けて切換を行なう。言うまでもなくこの回路はサイリスタスイッチ３Ａまたは３Ｂに常時、負荷電流を流す方式である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図１１，１２に示すように切換開閉器２とサイリスタスイッチ３Ａ，３Ｂによってラップ切換を行なう方式では、そのラップ期間中に両系統間の電圧差または位相差により両系統間に横流が流れる。そこで、同期検出の条件として、電圧差および位相差が無い状態条件のほかに、サイリスタスイッチ３Ａ，３Ｂと直列にリアクトル４Ａ，４Ｂを接続し、両系統間に流れる横流を抑制している。
【００１３】
図１３に示すようにサイリスタスイッチ３Ａ，３Ｂのみで構成する系統切換装置はサイリスタスイッチに負荷電流を連続通電するので、サイリスタ素子のオン電圧による出力電圧降下や、そのオン電圧と負荷電流との積に相当する損失熱が発生する。このため、強制冷却用の冷却装置が必要となる。
【００１４】
図１１に示すように開閉器とサイリスタスイッチの併用方式とした場合は、サイリスタスイッチの発生損失熱をほとんど皆無にすることができ、冷却装置が不要となるが、前述のようなラップ切換による装置適用上の制約が生じる。特に、給電系統の異常時に正常系統へ切り換える自動切換においては、上位電源系統に負荷が接続されている場合、系統切換装置の負荷電流とラップによる上位系統負荷への給電が重畳されるため、その系統に接続された負荷の容量によっては、出力電圧の低下や上位遮断器のシャントトリップにより負荷停止の可能性も発生する。リアクトル値の選定により横流の抑制もある程度は可能であるが、あらゆるシステムヘの適用に関しては、装置設計上の自由度が少ない。
【００１５】
本発明は、切換性能を低下させることなく、装置設計上の自由度の大きな系統切換装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に係る発明は、２つの電源系統のいずれか一方から他方へと負荷への給電系統を切り換える系統切換装置において、負荷と電源系統との間に接続され負荷への給電系統を機械的に切り換える切換開閉器と、それぞれサイリスタスイッチとリアクトルとの直列回路からなり切換開閉器の各系統側主接点と共通の可動主接点との間に並列に接続された半導体切換分路と、両電源系統間の手動切換を実施する際は、切換開閉器への切換指令と切換先の系統電源側に接続されたサイリスタスイッチとに同時にオン指令を与えて出力無瞬断切換を行ない、給電中の電源系統に異常が発生し不足電圧検出信号が出力されたときに実施される自動切換の場合は、第一に切換開閉器にのみ切換指令を与え、切換開閉器の主接点が異常系統側から切り離され装置出力端でゼロ電圧を検出した後または負荷に影響がない時間の瞬断時間の後に切換先の電源系統側のサイリスタスイッチにオン指令を与え、出力瞬断切換を行なう論理ゲート回路と、を備えたことを特徴とする。この発明によれば、自動切換における自動切換装置の適用上の制約を解消させることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明は、２つの電源系統のいずれか一方から他方へと負荷への給電系統を切り換える系統切換装置において、前記負荷と前記電源系統との間に接続され前記負荷への給電系統を機械的に切り換える切換開閉器と、それぞれサイリスタスイッチとリアクトルとの直列回路からなり前記切換開閉器の各系統側主接点と共通の可動主接点との間に並列に接続された半導体切換分路と、前記両電源系統間の手動切換を実施する際は、前記切換開閉器への切換指令と切換先の系統電源側に接続されたサイリスタスイッチとに同時にオン指令を与えて出力無瞬断切換を行ない、給電中の電源系統に異常が発生し不足電圧検出信号が出力されたときに実施される自動切換の場合は、異常系統側の給電電圧不足の検出によりまず前記切換開閉器にのみ切換指令を与え、切換開閉器の主接点が異常系統側から切り離され給電電流がゼロになったことを検出した後または負荷に影響がない時間の瞬断時間の後に切換先の電源系統側のサイリスタスイッチにオン指令を与え、出力瞬断切換を行なう論理ゲート回路と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の一形態を図１〜３を参照して説明する。図１，２において、図１１，１２と同一ないし対応する部分については同一符号を付してそれらの個々の説明を省略する。
【００２３】
図１の主回路構成は図１１のそれと同一である。ただし、ここには出力端１１の不足電圧を、計器用変圧器１２を介して検出する不足電圧検出回路（０Ｖ−ＤＥＴ）１３が設けられており、出力端電圧がゼロになると不足電圧検出回路１３はゼロ電圧検出信号Ｄ０を出力する。
【００２４】
図２に示す論理ゲート回路１４は、図１２のそれとの比較において、後者のＡＮＤゲート１４７，１４８を除去し、新たにＡＮＤゲート１４９，１５０、ＯＲゲート１５１，１５２、およびＡＮＤゲート１５３〜１５６を付加したものに相当する。ＡＮＤゲート１４９はＡＮＤゲート１４２の出力信号、およびゼロ電圧検出信号Ｄ０を入力とし、ＡＮＤゲート１５０はＡＮＤゲート１４４の出力信号、およびゼロ電圧検出信号Ｄ０を入力とする。ＯＲゲート１５１はＡＮＤゲート１４１，１５０の出力信号を入力とし、ＯＲゲート１５２はＡＮＤゲート１４３，１４９の出力信号を入力とする。ＡＮＤゲート１５３は切換開閉器２をＡ系統側に切り換えるための切換信号▲１▼を出力するためのゲートであって、ＯＲゲート１４５の出力信号、およびＯＲゲート１４６の出力信号の反転信号を入力とする。ＡＮＤゲート１５４は切換開閉器２をＢ系統側に切り換えるための切換信号▲３▼を出力するためのゲートであって、ＯＲゲート１４６の出力信号、およびＯＲゲート１４５の出力信号の反転信号を入力とする。ＡＮＤゲート１５５はサイリスタスイッチ３Ａにオン指令▲２▼を出力するためのゲートであって、ＯＲゲート１５１の出力信号、およびＯＲゲート１５２の出力信号の反転信号を入力とする。ＡＮＤゲート１５６はサイリスタスイッチ３Ｂにオン指令▲４▼を出力するためのゲートであって、ＯＲゲート１５２の出力信号、およびＯＲゲート１５１の出力信号の反転信号を入力とする。
【００２５】
図１，２に示す系統切換装置の作用について説明する。まず手動切換により、例えばＡ系統入力電源１ＡからＢ系統入力電源１Ｂへと切り換える場合について説明する。まず手動切換スイッチ１５１をＢ側に切り換える。これにより、ＡＮＤゲート１５３が“０”出力になるとともに、同期検出回路２５が同期状態を検出し（同期検出信号２５が“１”であり）、かつＢ系統入力電源１Ｂ側に不足電圧が発生していない（不足電圧検出回路２７Ｂが“０”出力である）ことを条件として、ＡＮＤゲート１４３が“１”出力となり、まずＯＲゲート１４６を介してＡＮＤゲート１５４から切換指令▲３▼が出力され、それと同時にサイリスタスイッチ３Ａのオン指令▲２▼がオフされ、サイリスタスイッチ３Ｂがオン指令▲４▼によりオン制御される。こうすることにより、前述のごとく切換開閉器２の切換期間中はサイリスタスイッチ３Ｂとのラップ切換により無瞬断切換が可能となる。切換開閉器２の切換完了後は切換開閉器２がサイリスタスイッチ３Ｂおよびリアクトル４Ｂを短絡し、負荷電流は切換開閉器２を介して流れ、サイリスタスイッチ３Ｂおよびリアクトル４Ｂからなる直列回路にはほとんど流れなくなる。
【００２６】
次に、給電系統に異常が発生し、正常系統への自動切換を行なう場合、例えばＡ系統入力電源１Ａに異常が発生し、正常なＢ系統入力電源１Ｂへと切り換える場合について説明する。この場合、図３に示すように、まずＡ系統の不足電圧検出回路２７Ａが不足電圧検出信号Ｄ０を出力し、これにより切換指令▲１▼およびオン指令▲２▼がオフになるとともに、ＡＮＤゲート１４２、ＯＲゲート１４６およびＡＮＤゲート１５４を介して切換指令▲３▼が発せられる。切換指令▲３▼により切換開閉器２がＢ系統入力電源１Ｂ側への切換動作を開始するが直ちに切換が行なわれる訳ではなく、当初はアーク放電の形でＡ系統入力電源１Ａから不完全ではあるが負荷電流を流し続ける。Ａ側の開極動作が進み、ある段階で不足電圧検出回路１３がゼロ電圧検出信号Ｄ０を出力すると、ＡＮＤゲート１４９が動作出力を発し、そこで初めてＯＲゲート１５２を介してＡＮＤゲート１５６が動作し、サイリスタスイッチ３Ｂにオン指令▲４▼を送出する。これによって負荷電流はＢ系統入力電源１Ｂからサイリスタスイッチ３Ｂおよびリアクトル４Ｂを介して給電されることになる。切換過程がさらに進行し、切換開閉器２のＢ系統側への切換動作が完了すると、負荷電流は切換開閉器２を介して流れ、サイリスタスイッチ３Ｂおよびリアクトル４Ｂからなる直列回路にはほとんど流れなくなる。このとき、サイリスタスイッチ３Ｂおよびリアクトル４Ｂの回路は切換開閉器２によって短絡され、負荷電流はほとんど流れない。以上により、系統入力電源間にラップ期間を設定することなく系統入力電源間の切換を遂行することができる。この実施の形態ではサイリスタスイッチのオン指令の送出を遅らせる時間は、出力端１０の電圧検出に依存し、切換開閉器２の機械的特性には依存しない。そのため、手動切換か自動切換かの切換方式を選択することにより、いかなるシステムヘも適用可能な系統切換装置を構成することができる。
【００２７】
＜実施の形態２＞
第２の実施の形態について、図４，５を参照して説明する。図４の主回路における各系統入力電源１Ａ，１Ｂの電流回路にはそれぞれ電流検出器１７Ａ，１７Ｂが配置され、それぞれ電流検出回路１８Ａ，１８Ｂを介して各系統入力電源の供給電流（Ｉ−Ａ），（Ｉ−Ｂ）を検出する。この検出電流を、図１，２の不足電圧検出信号Ｄ０の代わりに用いる。すなわちＡＮＤゲート１４９にはＡＮＤゲート１４２の出力およびＡ系統側の検出電流（Ｉ−Ａ）を入力し、ＡＮＤゲート１５０にはＡＮＤゲート１４４の出力およびＢ系統側の検出電流（Ｉ−Ｂ）を入力する。電流検出回路１８Ａ，１８Ｂは、それぞれ電流がゼロまたはほとんどゼロになったことを検出して動作出力“１”を発する。
【００２８】
この実施の形態は、第１の実施の形態における出力端１０の不足電圧検出回路１３によるゼロ電圧検出の条件を、互いに相手側系統のゼロ電流検出に置き換えたものに相当する。例えば、Ａ系統側からＢ系統側への自動切換を行なう場合、第１の実施の形態におけるゼロ電圧検出信号Ｄ０の発生条件が、ここではＡ系統側のゼロ電流検出信号の発生を条件とすることになる。他は、第１の実施の形態と実質的に異なることはない。
【００２９】
＜実施の形態３＞
図６〜８は第３の実施の形態を示すものである。図６に示す主回路においては、図１におけるリアクトル４Ａ，４Ｂを除去し、サイリスタスイッチ３Ａ，３Ｂの代わりにダイオードブリッジ回路２１Ａ、２１Ｂ、およびその直流端子間に接続された自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂ、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）からなる半導体切換分路を備えたものである。周知のように、自己消弧素子はゲート指令によりオン／オフ動作の制御が可能であり、これを用いることにより、切換のラップ時間を自在に調整することが可能となる。上述した機械的切換開閉器２の特性による切換時間に合わせた、自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂへの適正タイミングでのオン／オフ指令により、最短のラップ時間による切換動作が可能になる。
【００３０】
図７に示す論理ゲート回路１４は、図２のそれとの比較において、後者のオン指令▲２▼，▲４▼の発生のためのＯＲゲート１５１，１５２およびＡＮＤゲート１５５，１５６を省略し、それに代えて自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂに対しオン／オフ指令▲５▼，▲６▼を送出するためのゲート電圧制御回路１５８を設けたものに相当する。この論理ゲート回路１４では、ゲート電圧制御回路１５８に、ＡＮＤゲート１４９，１５０およびＯＲゲート１４５，１４６の各出力信号が導入され、前述のオン指令▲２▼，▲４▼の発生／消滅のタイミングで自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂに対してオン／オフ指令▲５▼，▲６▼を送出する。
【００３１】
この実施の形態においては、常時は切換開閉器２のみから給電しており、オン／オフ指令▲５▼，▲６▼はオフ状態にあって、自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂはオフ状態にある。手動切換、例えばＡ系統からＢ系統へと切り換える場合、切換スイッチ１５１をＢ系統側へと切り換えることから始まることは、すでに図１，図２を参照して述べたところと同様であり、同期検出回路２５の同期検出、および不足電圧検出回路２７Ｂの不動作を条件としてＡＮＤゲート１４３を動作させ、その動作出力によりＯＲゲート１４６を介してＡＮＤゲート１５４から切換開閉器２に対してまず切換指令▲３▼を与える。それと同時にゲート電圧制御回路１５８を介してオン／オフ指令▲５▼をオフにして自己消弧素子２２Ａをオフにし、オン／オフ指令▲６▼をオンにして自己消弧素子２２Ｂをオンにする。この後、機械的な切換開閉器２がＢ側入力電源系統１Ｂ側への切換が完了することにより切換動作が終了する。切換開閉器２の切換動作終了後、適当な時点でオン／オフ指令▲６▼をオフにする。
【００３２】
次に、上記に準じてＡ系統の電圧低下によりＡ系統からＢ系統へと切り換える場合について説明する。この場合、図８に示すように、Ａ系統側の不足電圧検出回路２７Ａがゼロ電圧検出信号Ｄ０を出力することにより、ＡＮＤゲート１４２が動作出力を発し、それによりゲート電圧制御回路１５８を介してまずオン／オフ指令▲６▼をオンとし、自己消弧素子２２Ｂをオン動作させてＢ系統入力電源１Ｂからの給電とする。このオン時点ではＡ側自己消弧素子２２Ａもまだオン動作しており、両系統自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂによるラップ切換を行なう。予め内部設定されている極短時間のラップ時間の後、Ａ側自己消弧素子２２Ａのオン／オフ指令▲５▼をオフとしＡ側自己消弧素子２２Ａをオフとする。この後、切換開閉器２の可動主接点がＢ系統側に接触し、その後、適当な時点でオン／オフ指令▲６▼をオフにすることにより一連の切換過程が終了する。この実施の形態における切換過程は自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂのゲート制御により、切換中の極短時間の間だけ両系統からの給電がラップするラップ切換となり、横流抑制用のリアクトルを不要にすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、機械的切換開閉器を用い給電の発生損失や電圧降下を最小に抑え、かつ切換性能を向上させるために、手動切換の場合と自動切換の場合とで切換方式を変える方式とすることにより、システム設計の自由度の大きい系統切換装置を提供することができる。
【００３４】
また、半導体スイッチング素子のみによる無瞬断切換を実現する系統切換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による系統切換装置の第１の実施の形態を示す主回路結線図。
【図２】図１の装置の切換制御を実施する論理ゲート回路の一構成例を示す結線図。
【図３】図１，２の装置における自動切換動作時のタイムチャート。
【図４】本発明による系統切換装置の第２の実施の形態を示す主回路結線図。
【図５】図４の装置の切換制御のための論理ゲート回路の一構成例を示す結線図。
【図６】本発明による系統切換装置の第３の実施の形態を示す主回路結線図。
【図７】図６の装置の切換制御のための論理ゲート回路の一構成例を示す結線図。
【図８】図６，７の装置における自動切換動作時のタイムチャート。
【図９】本発明による系統切換装置の第４の実施の形態を示す主回路結線図。
【図１０】本発明による系統切換装置の第５の実施の形態を示す主回路結線図。
【図１１】従来の系統切換装置の一例を示す主回路結線図。
【図１２】図１１の装置の切換制御のための論理ゲート回路の一構成例を示す結線図。
【図１３】従来の系統切換装置の他の構成例を示す主回路結線図。
【符号の説明】
１Ａ Ａ系統入力電源
１Ｂ Ｂ系統入力電源
２ 切換開閉器
３Ａ Ａ系統サイリスタスイッチ
３Ｂ Ｂ系統サイリスタスイッチ
４Ａ，４Ｂ リアクトル
５ 負荷
１３ 不足電圧検出回路
１４ 論理ゲート回路
１８Ａ，１８Ｂ 電流検出回路
２１Ａ，２１Ｂ ダイオードブリッジ回路
２２Ａ，２２Ｂ 自己消弧素子
２５ 同期検出回路
２７Ａ，２７Ｂ 不足電圧検出回路
１５１ 手動切換スイッチ
１４１〜１４４ ＡＮＤゲート
１４５，１４６ ＯＲゲート
１４９，１５０ ＡＮＤゲート
１５１，１５２ ＯＲゲート
１５３〜１５６ ＡＮＤゲート
１５８ ゲート電圧制御回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、２系統電源を切り換える系統切換装置、特に系統電源や負荷に制約を持たせない回路方式の系統切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の系統切換装置は、各電源を双方向で切り換える機械的開閉器を負荷との間に設け、開閉器と負荷との間にサイリスタスイッチとリアクトルとの直列回路を接続する回路構成で、手動切換および自動切換の区別なく、切換時に電源間ラップ切換を行なうことにより出力の無瞬断性能を実現させる方式か、またはサイリスタスイッチのみで回路を構成し、ラップ切換を行なわずに負荷に影響がない程度の出力瞬断切換を行なう方式としていた。
【０００３】
図１１は上述した従来の系統切換装置の一例を示す主回路結線図である。図において、２つの系統入力電源１Ａ，１Ｂが機械的切換開閉器２の両固定接点に接続され、その可動接点から導出される出力端１０が負荷５に接続されている。切換開閉器２のＡ側固定接点と出力端１０との間に、サイリスタスイッチ３Ａとリアクトル４Ａとの直列回路からなる半導体切換分路が並列に接続され、同様に切換開閉器２のＢ側固定接点と出力端１０との間に、サイリスタスイッチ３Ｂとリアクトル４Ｂとの直列回路からなる半導体切換分路が並列に接続されている。切換開閉器２は切換指令▲１▼によってＡ側固定接点へ切り換えられ、切換指令▲３▼によってＢ側固定接点へ切り換えられる。サイリスタスイッチ３Ａはオン指令▲２▼によってオン制御され、サイリスタスイッチ３Ｂはオン指令▲４▼によってオン制御される。
【０００４】
図１１の主回路には、各系統入力電源Ａ，Ｂの停電等の不足電圧を検出する不足電圧検出回路２７Ａ，２７Ｂが設けられ、両系統間の電圧の同期状態、すなわち周波数、電圧、および位相が一致していることを検出する同期検出回路２５が設けられている。
【０００５】
図１２は切換指令▲１▼，▲２▼およびオン指令▲３▼，▲４▼を発生するための論理ゲート回路１４の一構成例を示すものである。論理ゲート回路１４はＡＮＤゲート１４１〜１４４、ＯＲゲート１４５，１４６、およびＡＮＤゲート１４７，１４８を備えている。この論理ゲート回路１４には手動切換用の手動切換スイッチ１５１が付属しており、これをＡ側に切り換えることにより切換開閉器２に対し切換指令▲１▼を与えると共にサイリスタスイッチ３Ａにオン指令▲２▼を与え、Ｂ側に切り換えることにより切換開閉器２に対し切換指令▲３▼を与えると共にサイリスタスイッチ３Ｂにオン指令▲４▼を与える。
【０００６】
ＡＮＤゲート１４１には、手動切換スイッチ１５１からＡ側切換指令１５１Ａ、同期検出回路２５からの同期検出信号、および不足電圧検出回路２７Ａの不足電圧検出信号の反転信号が入力される。ＡＮＤゲート１４２には、不足電圧検出回路２７Ａの不足電圧検出信号、および不足電圧検出回路２７Ｂの不足電圧検出信号の反転信号が入力される。ＡＮＤゲート１４３には、手動切換スイッチ１５１からＢ側切換指令１５１Ｂ、同期検出回路２５からの同期検出信号、および不足電圧検出回路２７Ｂの不足電圧検出信号の反転信号が入力される。ＡＮＤゲート１４４には、不足電圧検出回路２７Ｂの不足電圧検出信号、および不足電圧検出回路２７Ａの不足電圧検出信号の反転信号が入力される。ＯＲゲート１４５には、ＡＮＤゲート１４１の出力信号、およびＡＮＤゲート１４４の出力信号が入力される。ＯＲゲート１４６には、ＡＮＤゲート１４２の出力信号、およびＡＮＤゲート１４３の出力信号が入力される。ＡＮＤゲート１４７には、ＯＲゲート１４５の出力信号、およびＯＲゲート１４６の出力信号の反転信号が入力される。最後に、ＡＮＤゲート１４８には、ＯＲゲート１４６の出力信号、およびＯＲゲート１４５の出力信号の反転信号が入力される。
【０００７】
常時は、機械的切換開閉器２の切換位置に応じて系統入力電源１Ａ，１Ｂのいずれかから負荷５に給電している。系統入力電源を手動で切り換える場合、例えば両系統入力電源とも正常な状態で系統入力電源１Ａから系統入力電源１Ｂへと切り換える場合、手動切換スイッチ１５１をＡ側からＢ側に切り換える。手動切換スイッチ１５１がＡ側にあったときは、ＡＮＤゲート１４１、ＯＲゲート１４５、およびＡＮＤゲート１４７を介して切換開閉器２に対し切換指令▲１▼が与えられ、サイリスタスイッチ３Ａに対しオン指令▲２▼が与えられている。このとき、ＡＮＤゲート１４８は不動作であり、Ｂ側の切換指令▲３▼およびオン指令▲４▼は出力されていない。手動切換スイッチ１５１がＢ側に切り換えられることにより、ＡＮＤゲート１４１は出力オフに、ＡＮＤゲート１４３が出力オンとなる。これによりＯＲゲート１４６を介してＡＮＤゲート１４８が出力オンに、ＡＮＤゲート１４７が出力オフになり、切換開閉器２に対しＢ側への切換指令▲３▼が、またサイリスタスイッチ３Ｂに対しオン指令▲４▼がそれぞれ与えられる。
【０００８】
周知のごとく機械的切換開閉器２は可動接点がＡ側固定接点からＢ側固定接点へと切り換わる切換動作に所定の切換時間を要するため、その可動接点がＡ側固定接点から開離され、Ｂ側固定接点に接触するまでの、いわゆる開極時間中は、Ｂ側のサイリスタスイッチ３Ｂとの間でラップして給電しながら切換を行なう、いわゆるラップ切換を行なう。このラップ切換により出力無瞬断切換、すなわち停電が全く無い切換を実現する。切換開閉器２の可動接点がＢ側固定接点に接触すると、再び切換開閉器２からの給電となり、切換動作が完了する。切換開閉器２の可動接点がＢ側固定接点に接触した状態では、負荷電流は切換開閉器２を介して流れ、サイリスタスイッチ３Ｂとリアクトル４Ｂとの直列回路にはほとんど流れなくなる。
【０００９】
系統入力電源１Ｂから１Ａへの切換動作の場合も、上記と同様に機械的切換開閉器２に対しＡ側への切換指令▲１▼を与える共に、Ａ側サイリスタスイッチ３Ａヘオン指令▲２▼を与える。このようにサイリスタスイッチ３Ａをオンさせることにより、無瞬断切換を実現させる。
【００１０】
自動切換の場合は、不足電圧検出回路２７Ａまたは２７Ｂの不足電圧検出により切換動作が開始される。例えば、Ａ系統入力電源１Ａが停電することによりＢ系統入力電源１Ｂへと自動切換を行なう場合、まず不足電圧検出回路２７Ａが動作し不足電圧検出信号を発生することにより、ＡＮＤゲート１４２が出力オンとなり、ＯＲゲート１４６およびＡＮＤゲート１４８を介して切換開閉器２に対し切換指令▲３▼を発すると共にサイリスタスイッチ３Ｂに対しオン指令▲４▼を与える。これにより、手動の場合と同様にＢ系統入力電源１Ｂへの切換を遂行することができる。このときＡ側は、ＡＮＤゲート１４１，１４４が共に出力オフになるので、切換指令▲１▼およびオン指令▲２▼は共にオフになっている。
【００１１】
図１３は、図１１の回路から機械的開閉器２およびリアクトル４Ａ，４Ｂを省略し、単にサイリスタスイッチ３Ａ、３Ｂの切換のみによって系統入力電源の切換を行なうものである。系統切換の場合は、まず給電系統側のサイリスタスイッチにオフ指令を与え、わずかな停電時間（瞬断時間）の後に切換先系統側のサイリスタスイッチにオン指令を与える。すなわち、本方式では系統間に横流を生じる原因となるラップ時間を無くし、負荷５に大きな影響を及ぼさない数ｍｓ程度の出力瞬断時間を設けて切換を行なう。言うまでもなくこの回路はサイリスタスイッチ３Ａまたは３Ｂに常時、負荷電流を流す方式である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図１１，１２に示すように切換開閉器２とサイリスタスイッチ３Ａ，３Ｂによってラップ切換を行なう方式では、そのラップ期間中に両系統間の電圧差または位相差により両系統間に横流が流れる。そこで、同期検出の条件として、電圧差および位相差が無い状態条件のほかに、サイリスタスイッチ３Ａ，３Ｂと直列にリアクトル４Ａ，４Ｂを接続し、両系統間に流れる横流を抑制している。
【００１３】
図１３に示すようにサイリスタスイッチ３Ａ，３Ｂのみで構成する系統切換装置はサイリスタスイッチに負荷電流を連続通電するので、サイリスタ素子のオン電圧による出力電圧降下や、そのオン電圧と負荷電流との積に相当する損失熱が発生する。このため、強制冷却用の冷却装置が必要となる。
【００１４】
図１１に示すように開閉器とサイリスタスイッチの併用方式とした場合は、サイリスタスイッチの発生損失熱をほとんど皆無にすることができ、冷却装置が不要となるが、前述のようなラップ切換による装置適用上の制約が生じる。特に、給電系統の異常時に正常系統へ切り換える自動切換においては、上位電源系統に負荷が接続されている場合、系統切換装置の負荷電流とラップによる上位系統負荷への給電が重畳されるため、その系統に接続された負荷の容量によっては、出力電圧の低下や上位遮断器のシャントトリップにより負荷停止の可能性も発生する。リアクトル値の選定により横流の抑制もある程度は可能であるが、あらゆるシステムヘの適用に関しては、装置設計上の自由度が少ない。
【００１５】
本発明は、切換性能を低下させることなく、装置設計上の自由度の大きな系統切換装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に係る発明は、２つの電源系統のいずれか一方から他方へと負荷への給電系統を切り換える系統切換装置において、負荷と電源系統との間に接続され負荷への給電系統を機械的に切り換える切換開閉器と、それぞれサイリスタスイッチとリアクトルとの直列回路からなり切換開閉器の各系統側主接点と共通の可動主接点との間に並列に接続された半導体切換分路と、両電源系統間の手動切換を実施する際は、切換開閉器への切換指令と切換先の系統電源側に接続されたサイリスタスイッチとに同時にオン指令を与えて出力無瞬断切換を行ない、給電中の電源系統に異常が発生し不足電圧検出信号が出力されたときに実施される自動切換の場合は、第一に切換開閉器にのみ切換指令を与え、切換開閉器の主接点が異常系統側から切り離され装置出力端でゼロ電圧を検出した後または負荷に影響がない時間の瞬断時間の後に切換先の電源系統側のサイリスタスイッチにオン指令を与え、出力瞬断切換を行なう論理ゲート回路と、を備えたことを特徴とする。この発明によれば、自動切換における自動切換装置の適用上の制約を解消させることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明は、２つの電源系統のいずれか一方から他方へと負荷への給電系統を切り換える系統切換装置において、前記負荷と前記電源系統との間に接続され前記負荷への給電系統を機械的に切り換える切換開閉器と、それぞれサイリスタスイッチとリアクトルとの直列回路からなり前記切換開閉器の各系統側主接点と共通の可動主接点との間に並列に接続された半導体切換分路と、前記両電源系統間の手動切換を実施する際は、前記切換開閉器への切換指令と切換先の系統電源側に接続されたサイリスタスイッチとに同時にオン指令を与えて出力無瞬断切換を行ない、給電中の電源系統に異常が発生し不足電圧検出信号が出力されたときに実施される自動切換の場合は、異常系統側の給電電圧不足の検出によりまず前記切換開閉器にのみ切換指令を与え、切換開閉器の主接点が異常系統側から切り離され給電電流がゼロになったことを検出した後または負荷に影響がない時間の瞬断時間の後に切換先の電源系統側のサイリスタスイッチにオン指令を与え、出力瞬断切換を行なう論理ゲート回路と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の一形態を図１〜３を参照して説明する。図１，２において、図１１，１２と同一ないし対応する部分については同一符号を付してそれらの個々の説明を省略する。
【００２３】
図１の主回路構成は図１１のそれと同一である。ただし、ここには出力端１１の不足電圧を、計器用変圧器１２を介して検出する不足電圧検出回路（０Ｖ−ＤＥＴ）１３が設けられており、出力端電圧がゼロになると不足電圧検出回路１３はゼロ電圧検出信号Ｄ０を出力する。
【００２４】
図２に示す論理ゲート回路１４は、図１２のそれとの比較において、後者のＡＮＤゲート１４７，１４８を除去し、新たにＡＮＤゲート１４９，１５０、ＯＲゲート１５１，１５２、およびＡＮＤゲート１５３〜１５６を付加したものに相当する。ＡＮＤゲート１４９はＡＮＤゲート１４２の出力信号、およびゼロ電圧検出信号Ｄ０を入力とし、ＡＮＤゲート１５０はＡＮＤゲート１４４の出力信号、およびゼロ電圧検出信号Ｄ０を入力とする。ＯＲゲート１５１はＡＮＤゲート１４１，１５０の出力信号を入力とし、ＯＲゲート１５２はＡＮＤゲート１４３，１４９の出力信号を入力とする。ＡＮＤゲート１５３は切換開閉器２をＡ系統側に切り換えるための切換信号▲１▼を出力するためのゲートであって、ＯＲゲート１４５の出力信号、およびＯＲゲート１４６の出力信号の反転信号を入力とする。ＡＮＤゲート１５４は切換開閉器２をＢ系統側に切り換えるための切換信号▲３▼を出力するためのゲートであって、ＯＲゲート１４６の出力信号、およびＯＲゲート１４５の出力信号の反転信号を入力とする。ＡＮＤゲート１５５はサイリスタスイッチ３Ａにオン指令▲２▼を出力するためのゲートであって、ＯＲゲート１５１の出力信号、およびＯＲゲート１５２の出力信号の反転信号を入力とする。ＡＮＤゲート１５６はサイリスタスイッチ３Ｂにオン指令▲４▼を出力するためのゲートであって、ＯＲゲート１５２の出力信号、およびＯＲゲート１５１の出力信号の反転信号を入力とする。
【００２５】
図１，２に示す系統切換装置の作用について説明する。まず手動切換により、例えばＡ系統入力電源１ＡからＢ系統入力電源１Ｂへと切り換える場合について説明する。まず手動切換スイッチ１５１をＢ側に切り換える。これにより、ＡＮＤゲート１５３が“０”出力になるとともに、同期検出回路２５が同期状態を検出し（同期検出信号２５が“１”であり）、かつＢ系統入力電源１Ｂ側に不足電圧が発生していない（不足電圧検出回路２７Ｂが“０”出力である）ことを条件として、ＡＮＤゲート１４３が“１”出力となり、まずＯＲゲート１４６を介してＡＮＤゲート１５４から切換指令▲３▼が出力され、それと同時にサイリスタスイッチ３Ａのオン指令▲２▼がオフされ、サイリスタスイッチ３Ｂがオン指令▲４▼によりオン制御される。こうすることにより、前述のごとく切換開閉器２の切換期間中はサイリスタスイッチ３Ｂとのラップ切換により無瞬断切換が可能となる。切換開閉器２の切換完了後は切換開閉器２がサイリスタスイッチ３Ｂおよびリアクトル４Ｂを短絡し、負荷電流は切換開閉器２を介して流れ、サイリスタスイッチ３Ｂおよびリアクトル４Ｂからなる直列回路にはほとんど流れなくなる。
【００２６】
次に、給電系統に異常が発生し、正常系統への自動切換を行なう場合、例えばＡ系統入力電源１Ａに異常が発生し、正常なＢ系統入力電源１Ｂへと切り換える場合について説明する。この場合、図３に示すように、まずＡ系統の不足電圧検出回路２７Ａが不足電圧検出信号Ｄ０を出力し、これにより切換指令▲１▼およびオン指令▲２▼がオフになるとともに、ＡＮＤゲート１４２、ＯＲゲート１４６およびＡＮＤゲート１５４を介して切換指令▲３▼が発せられる。切換指令▲３▼により切換開閉器２がＢ系統入力電源１Ｂ側への切換動作を開始するが直ちに切換が行なわれる訳ではなく、当初はアーク放電の形でＡ系統入力電源１Ａから不完全ではあるが負荷電流を流し続ける。Ａ側の開極動作が進み、ある段階で不足電圧検出回路１３がゼロ電圧検出信号Ｄ０を出力すると、ＡＮＤゲート１４９が動作出力を発し、そこで初めてＯＲゲート１５２を介してＡＮＤゲート１５６が動作し、サイリスタスイッチ３Ｂにオン指令▲４▼を送出する。これによって負荷電流はＢ系統入力電源１Ｂからサイリスタスイッチ３Ｂおよびリアクトル４Ｂを介して給電されることになる。切換過程がさらに進行し、切換開閉器２のＢ系統側への切換動作が完了すると、負荷電流は切換開閉器２を介して流れ、サイリスタスイッチ３Ｂおよびリアクトル４Ｂからなる直列回路にはほとんど流れなくなる。このとき、サイリスタスイッチ３Ｂおよびリアクトル４Ｂの回路は切換開閉器２によって短絡され、負荷電流はほとんど流れない。以上により、系統入力電源間にラップ期間を設定することなく系統入力電源間の切換を遂行することができる。この実施の形態ではサイリスタスイッチのオン指令の送出を遅らせる時間は、出力端１０の電圧検出に依存し、切換開閉器２の機械的特性には依存しない。そのため、手動切換か自動切換かの切換方式を選択することにより、いかなるシステムヘも適用可能な系統切換装置を構成することができる。
【００２７】
＜実施の形態２＞
第２の実施の形態について、図４，５を参照して説明する。図４の主回路における各系統入力電源１Ａ，１Ｂの電流回路にはそれぞれ電流検出器１７Ａ，１７Ｂが配置され、それぞれ電流検出回路１８Ａ，１８Ｂを介して各系統入力電源の供給電流（Ｉ−Ａ），（Ｉ−Ｂ）を検出する。この検出電流を、図１，２の不足電圧検出信号Ｄ０の代わりに用いる。すなわちＡＮＤゲート１４９にはＡＮＤゲート１４２の出力およびＡ系統側の検出電流（Ｉ−Ａ）を入力し、ＡＮＤゲート１５０にはＡＮＤゲート１４４の出力およびＢ系統側の検出電流（Ｉ−Ｂ）を入力する。電流検出回路１８Ａ，１８Ｂは、それぞれ電流がゼロまたはほとんどゼロになったことを検出して動作出力“１”を発する。
【００２８】
この実施の形態は、第１の実施の形態における出力端１０の不足電圧検出回路１３によるゼロ電圧検出の条件を、互いに相手側系統のゼロ電流検出に置き換えたものに相当する。例えば、Ａ系統側からＢ系統側への自動切換を行なう場合、第１の実施の形態におけるゼロ電圧検出信号Ｄ０の発生条件が、ここではＡ系統側のゼロ電流検出信号の発生を条件とすることになる。他は、第１の実施の形態と実質的に異なることはない。
【００２９】
＜実施の形態３＞
図６〜８は第３の実施の形態を示すものである。図６に示す主回路においては、図１におけるリアクトル４Ａ，４Ｂを除去し、サイリスタスイッチ３Ａ，３Ｂの代わりにダイオードブリッジ回路２１Ａ、２１Ｂ、およびその直流端子間に接続された自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂ、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）からなる半導体切換分路を備えたものである。周知のように、自己消弧素子はゲート指令によりオン／オフ動作の制御が可能であり、これを用いることにより、切換のラップ時間を自在に調整することが可能となる。上述した機械的切換開閉器２の特性による切換時間に合わせた、自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂへの適正タイミングでのオン／オフ指令により、最短のラップ時間による切換動作が可能になる。
【００３０】
図７に示す論理ゲート回路１４は、図２のそれとの比較において、後者のオン指令▲２▼，▲４▼の発生のためのＯＲゲート１５１，１５２およびＡＮＤゲート１５５，１５６を省略し、それに代えて自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂに対しオン／オフ指令▲５▼，▲６▼を送出するためのゲート電圧制御回路１５８を設けたものに相当する。この論理ゲート回路１４では、ゲート電圧制御回路１５８に、ＡＮＤゲート１４９，１５０およびＯＲゲート１４５，１４６の各出力信号が導入され、前述のオン指令▲２▼，▲４▼の発生／消滅のタイミングで自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂに対してオン／オフ指令▲５▼，▲６▼を送出する。
【００３１】
この実施の形態においては、常時は切換開閉器２のみから給電しており、オン／オフ指令▲５▼，▲６▼はオフ状態にあって、自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂはオフ状態にある。手動切換、例えばＡ系統からＢ系統へと切り換える場合、切換スイッチ１５１をＢ系統側へと切り換えることから始まることは、すでに図１，図２を参照して述べたところと同様であり、同期検出回路２５の同期検出、および不足電圧検出回路２７Ｂの不動作を条件としてＡＮＤゲート１４３を動作させ、その動作出力によりＯＲゲート１４６を介してＡＮＤゲート１５４から切換開閉器２に対してまず切換指令▲３▼を与える。それと同時にゲート電圧制御回路１５８を介してオン／オフ指令▲５▼をオフにして自己消弧素子２２Ａをオフにし、オン／オフ指令▲６▼をオンにして自己消弧素子２２Ｂをオンにする。この後、機械的な切換開閉器２がＢ側入力電源系統１Ｂ側への切換が完了することにより切換動作が終了する。切換開閉器２の切換動作終了後、適当な時点でオン／オフ指令▲６▼をオフにする。
【００３２】
次に、上記に準じてＡ系統の電圧低下によりＡ系統からＢ系統へと切り換える場合について説明する。この場合、図８に示すように、Ａ系統側の不足電圧検出回路２７Ａがゼロ電圧検出信号Ｄ０を出力することにより、ＡＮＤゲート１４２が動作出力を発し、それによりゲート電圧制御回路１５８を介してまずオン／オフ指令▲６▼をオンとし、自己消弧素子２２Ｂをオン動作させてＢ系統入力電源１Ｂからの給電とする。このオン時点ではＡ側自己消弧素子２２Ａもまだオン動作しており、両系統自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂによるラップ切換を行なう。予め内部設定されている極短時間のラップ時間の後、Ａ側自己消弧素子２２Ａのオン／オフ指令▲５▼をオフとしＡ側自己消弧素子２２Ａをオフとする。この後、切換開閉器２の可動主接点がＢ系統側に接触し、その後、適当な時点でオン／オフ指令▲６▼をオフにすることにより一連の切換過程が終了する。この実施の形態における切換過程は自己消弧素子２２Ａ，２２Ｂのゲート制御により、切換中の極短時間の間だけ両系統からの給電がラップするラップ切換となり、横流抑制用のリアクトルを不要にすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、機械的切換開閉器を用い給電の発生損失や電圧降下を最小に抑え、かつ切換性能を向上させるために、手動切換の場合と自動切換の場合とで切換方式を変える方式とすることにより、システム設計の自由度の大きい系統切換装置を提供することができる。
【００３４】
また、半導体スイッチング素子のみによる無瞬断切換を実現する系統切換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による系統切換装置の第１の実施の形態を示す主回路結線図。
【図２】図１の装置の切換制御を実施する論理ゲート回路の一構成例を示す結線図。
【図３】図１，２の装置における自動切換動作時のタイムチャート。
【図４】本発明による系統切換装置の第２の実施の形態を示す主回路結線図。
【図５】図４の装置の切換制御のための論理ゲート回路の一構成例を示す結線図。
【図６】本発明による系統切換装置の第３の実施の形態を示す主回路結線図。
【図７】図６の装置の切換制御のための論理ゲート回路の一構成例を示す結線図。
【図８】図６，７の装置における自動切換動作時のタイムチャート。
【図９】本発明による系統切換装置の第４の実施の形態を示す主回路結線図。
【図１０】本発明による系統切換装置の第５の実施の形態を示す主回路結線図。
【図１１】従来の系統切換装置の一例を示す主回路結線図。
【図１２】図１１の装置の切換制御のための論理ゲート回路の一構成例を示す結線図。
【図１３】従来の系統切換装置の他の構成例を示す主回路結線図。
【符号の説明】
１Ａ Ａ系統入力電源
１Ｂ Ｂ系統入力電源
２ 切換開閉器
３Ａ Ａ系統サイリスタスイッチ
３Ｂ Ｂ系統サイリスタスイッチ
４Ａ，４Ｂ リアクトル
５ 負荷
１３ 不足電圧検出回路
１４ 論理ゲート回路
１８Ａ，１８Ｂ 電流検出回路
２１Ａ，２１Ｂ ダイオードブリッジ回路
２２Ａ，２２Ｂ 自己消弧素子
２５ 同期検出回路
２７Ａ，２７Ｂ 不足電圧検出回路
１５１ 手動切換スイッチ
１４１〜１４４ ＡＮＤゲート
１４５，１４６ ＯＲゲート
１４９，１５０ ＡＮＤゲート
１５１，１５２ ＯＲゲート
１５３〜１５６ ＡＮＤゲート
１５８ ゲート電圧制御回路
Claims (2)
- ２つの電源系統のいずれか一方から他方へと負荷への給電系統を切り換える系統切換装置において、
前記負荷と前記電源系統との間に接続され前記負荷への給電系統を機械的に切り換える切換開閉器と、
それぞれサイリスタスイッチとリアクトルとの直列回路からなり前記切換開閉器の各系統側主接点と共通の可動主接点との間に並列に接続された半導体切換分路と、
前記両電源系統間の手動切換を実施する際は、前記切換開閉器への切換指令と切換先の系統電源側に接続されたサイリスタスイッチとに同時にオン指令を与えて出力無瞬断切換を行ない、給電中の電源系統に異常が発生し不足電圧検出信号が出力されたときに実施される自動切換の場合は、第一に前記切換開閉器にのみ切換指令を与え、切換開閉器の主接点が異常系統側から切り離され装置出力端でゼロ電圧を検出した後または負荷に影響がない時間の瞬断時間の後に切換先の電源系統側のサイリスタスイッチにオン指令を与え、出力瞬断切換を行なう論理ゲート回路と、
を備えたことを特徴とする系統切換装置。 - ２つの電源系統のいずれか一方から他方へと負荷への給電系統を切り換える系統切換装置において、
前記負荷と前記電源系統との間に接続され前記負荷への給電系統を機械的に切り換える切換開閉器と、
それぞれサイリスタスイッチとリアクトルとの直列回路からなり前記切換開閉器の各系統側主接点と共通の可動主接点との間に並列に接続された半導体切換分路と、
前記両電源系統間の手動切換を実施する際は、前記切換開閉器への切換指令と切換先の系統電源側に接続されたサイリスタスイッチとに同時にオン指令を与えて出力無瞬断切換を行ない、給電中の電源系統に異常が発生し不足電圧検出信号が出力されたときに実施される自動切換の場合は、異常系統側の給電電圧不足の検出によりまず前記切換開閉器にのみ切換指令を与え、切換開閉器の主接点が異常系統側から切り離され給電電流がゼロになったことを検出した後または負荷に影響がない時間の瞬断時間の後に切換先の電源系統側のサイリスタスイッチにオン指令を与え、出力瞬断切換を行なう論理ゲート回路と、
を備えたことを特徴とする系統切換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002026622A JP3950340B2 (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 系統切換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002026622A JP3950340B2 (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 系統切換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003235160A JP2003235160A (ja) | 2003-08-22 |
| JP3950340B2 true JP3950340B2 (ja) | 2007-08-01 |
Family
ID=27773351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002026622A Expired - Fee Related JP3950340B2 (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 系統切換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3950340B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4725010B2 (ja) * | 2003-10-31 | 2011-07-13 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | ２系統相互バックアップ式電源装置 |
| JP2006254522A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 系統切換装置 |
| KR101079900B1 (ko) | 2007-10-31 | 2011-11-04 | 주식회사 케이티 | 선택스위치 장치, 이를 이용한 전원공급장치 및 그 스위칭 방법 |
| IN2015DN01716A (ja) * | 2012-08-06 | 2015-05-22 | Toshiba Kk | |
| JP5886732B2 (ja) * | 2012-12-04 | 2016-03-16 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電源切換装置 |
| CN111711261A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-09-25 | 陕西榆林能源集团横山煤电有限公司 | 一种厂用电源为异网电源进行手动切换自动判断的方法 |
| CN113725997A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-30 | 北京泓慧国际能源技术发展有限公司 | 安全倒闸电路、方法及装置 |
-
2002
- 2002-02-04 JP JP2002026622A patent/JP3950340B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003235160A (ja) | 2003-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6190059B2 (ja) | 無停電電源装置 | |
| US7061141B2 (en) | Parallel operation method for an uninterruptible power supply apparatus | |
| JP4462230B2 (ja) | 無停電電源システム | |
| US8115339B2 (en) | Isolation control high speed transfer switch for uninterruptible power supply, power supply system using the switch and isolation control high speed transfer switching method | |
| JP4476980B2 (ja) | 無瞬断切替装置 | |
| JP3950340B2 (ja) | 系統切換装置 | |
| JP2004048964A (ja) | 無停電電源装置及び無瞬断系統切換装置 | |
| JP2017011811A (ja) | 変圧器の無停電切替装置及び無停電切替方法 | |
| JP2007215344A (ja) | 無停電電源システム | |
| JP2000184602A (ja) | 分散型電源装置 | |
| JP2011107807A (ja) | プロセス制御装置 | |
| JPS60102878A (ja) | 並列冗長同期運転方式インバ−タ装置 | |
| JP2006254522A (ja) | 系統切換装置 | |
| JP2020039236A (ja) | 無停電電源システム | |
| JP6618081B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| US10069298B2 (en) | Inverter and control method thereof | |
| JP2010220339A (ja) | 無停電電源システム | |
| JP5324151B2 (ja) | 無停電電源システム | |
| JP2000201440A (ja) | 無停電電源システム及びその給電方法 | |
| JP2012239249A (ja) | 無停電電源システム | |
| KR20140084791A (ko) | 전원 절환 장치 | |
| JP6492745B2 (ja) | 無停電電源装置 | |
| WO2014008857A1 (zh) | 控制与保护开关电器的保护模块 | |
| TWI754909B (zh) | 具有自動切換開關之電源供電系統 | |
| JP3587768B2 (ja) | 出力切換装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040922 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040924 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060524 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060602 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060801 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070130 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070320 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070413 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070420 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100427 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110427 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120427 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140427 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |