JP6042047B1 - DC circuit breaker test apparatus and test method - Google Patents

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    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection

Abstract

直流遮断器の試験装置(100)は、試験対象の直流遮断器(5)に流す第1の試験電流を生成する交流電源(1)と、直流遮断器に流す第2の試験電流を生成する電圧源回路(10)と、電圧源回路と直流遮断器との間に設けられ、交流電源から直流遮断器に第1の試験電流が流れ始める時点で開状態であり、直流遮断器が第1の試験電流の遮断を実行した後の規定のタイミングで閉状態となり電圧源回路を直流遮断器に接続する投入スイッチ(9)と、を備え、電圧源回路は、投入スイッチが閉じると、直流遮断器が備えているエネルギー吸収ユニット(8)の制限電圧よりも高い電圧まで充電された状態のコンデンサ(13)を放電させて第2の試験電流を生成する。The DC circuit breaker test device (100) generates an AC power source (1) that generates a first test current that flows through the DC circuit breaker (5) to be tested, and a second test current that flows through the DC circuit breaker. The voltage source circuit (10) is provided between the voltage source circuit and the DC circuit breaker, and is open when the first test current starts to flow from the AC power source to the DC circuit breaker. And a closing switch (9) for connecting the voltage source circuit to the DC circuit breaker, which is closed at a specified timing after the test current is cut off, and the voltage source circuit is turned off when the closing switch is closed. The capacitor (13) charged to a voltage higher than the limit voltage of the energy absorption unit (8) provided in the container is discharged to generate a second test current.

Description

本発明は、直流遮断器の試験装置および試験方法に関するものである。   The present invention relates to a test apparatus and a test method for a DC circuit breaker.

多端子高電圧直流(HVDC:High Voltage Direct Current)送電の実現に向け、近年、高電圧直流遮断器(DCCB:Direct Current Circuit Breakers)の開発が各国で加速している。しかし、高電圧DCCBについての工業規格は現状存在していない。また、高電圧DCCBの遮断性能の検証試験方法および形式試験方法も確立されていない。試験方法の規格化へ向けては、実際のHVDC系統と等価となるストレス、または包含するストレスを被試験機すなわち供試高電圧DCCBへ与えることが重要である。しかしながら、HVDC系統をそのまま再現するような理想的な試験回路による試験(以下、「理想DC電源法」と称する)を実施しようとすると、実系統相当の大規模試験設備が必要となる。そのため、どのような大電力試験所であっても、この方法の実現は事実上不可能である。   In recent years, development of high voltage direct current circuit breakers (DCCB) has been accelerated in various countries in order to realize multi-terminal high voltage direct current (HVDC) transmission. However, there are currently no industry standards for high voltage DCCB. In addition, a verification test method and a formal test method for the cutoff performance of the high voltage DCCB have not been established. For standardization of the test method, it is important to apply stress equivalent to or included in the actual HVDC system to the UUT, that is, the high voltage DCCB under test. However, if a test using an ideal test circuit that reproduces the HVDC system as it is (hereinafter referred to as “ideal DC power supply method”) is required, a large-scale test facility corresponding to the actual system is required. Therefore, this method is virtually impossible to realize in any high power laboratory.

一方、従来の試験方法として、交流短絡発電機による正弦波短絡電流波形の立ち上がり部を直流事故電流の立ち上がり部に見立て、その上昇過程で供試高電圧DCCBにより零点形成して遮断する試験方法(以下、「交流短絡発電機法」と称する)が存在する。交流電流を利用してDCCBの試験を行う方法としては非特許文献1および2に記載された方法が存在する。   On the other hand, as a conventional test method, the rising portion of the sine wave short-circuit current waveform by the AC short-circuit generator is regarded as the rising portion of the DC fault current, and a zero point is formed by the test high voltage DCCB in the rising process to cut off ( Hereinafter, it is referred to as “AC short-circuit generator method”. Non-Patent Documents 1 and 2 include methods for performing a DCCB test using an alternating current.

非特許文献1には、リアクトルの直流性放電を利用してDCCBの試験を行う方法が記載され、非特許文献2には、交流短絡発電機の低速運転による低周波電流を利用してDCCBの試験を行う方法が記載されている。   Non-Patent Document 1 describes a method of performing a DCCB test using a direct current discharge of a reactor, and Non-Patent Document 2 describes a DCCB using a low-frequency current due to low-speed operation of an AC short-circuit generator. The method of performing the test is described.

S.Tokoyoda, M.Sato, K.Kamei, D.Yoshida, M.Miyashita, K.Kikuchi, H.Ito, ”High Frequency Interruption Characteristics of VCB and its Application to High Voltage DC Circuit Breaker”, ICEPE-ST 2015, pp117-121(2015)S. Tokoyoda, M. Sato, K. Kamei, D. Yoshida, M. Miyashita, K. Kikuchi, H. Ito, “High Frequency Interruption Characteristics of VCB and its Application to High Voltage DC Circuit Breaker”, ICEPE-ST 2015 , pp117-121 (2015) R.P.P.Smeets, A.Yanushkevich, N.A.Belda, R.Scharrenberg, “Design of Test-Circuits for HVDC Circuit Breakers”, ICEPE-ST 2015, pp229-234(2015)R.P.P.Smeets, A.Yanushkevich, N.A.Belda, R.Scharrenberg, “Design of Test-Circuits for HVDC Circuit Breakers”, ICEPE-ST 2015, pp229-234 (2015)

従来の交流電流を利用して行う試験方法では、「遮断電流波形」はHVDC実系統とほぼ等価な波形が得られる。しかしながら、「電流遮断後にDCCB極間に発生する過渡回復電圧(TRV:Transient Recovery Voltage)波形および回復電圧波形」、および、DCCBに並列に装備される「避雷器の処理エネルギー」といったストレスは、HDVC実系統で想定されるよりも小さくなり、試験対象の直流遮断器へ実系統と等価なストレスを与えることができないという問題があった。   In the conventional test method using an alternating current, the “breaking current waveform” is a waveform that is substantially equivalent to that of the actual HVDC system. However, stresses such as “Transient Recovery Voltage (TRV) waveform and recovery voltage waveform generated between DCCB poles after current interruption” and “Processing energy of a lightning arrester” installed in parallel with DCCB are not suitable for HDVC. There was a problem that it was smaller than expected in the system, and stress equivalent to that in the actual system could not be applied to the DC breaker to be tested.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、試験対象の直流遮断器に対して実系統での動作時に近いストレスを与えることが可能な直流遮断器の試験装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a DC circuit breaker test apparatus capable of applying a stress close to a DC circuit breaker to be tested during operation in an actual system. To do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる直流遮断器の試験装置は、試験対象の直流遮断器である供試直流遮断器に流す第1の試験電流を生成する交流電源と、供試直流遮断器に流す第2の試験電流を生成する電圧源回路と、を備える。また、直流遮断器の試験装置は、電圧源回路と供試直流遮断器との間に設けられ、交流電源から供試直流遮断器に第1の試験電流が流れ始める時点で開状態であり、供試直流遮断器が第1の試験電流の遮断を実行した後の規定のタイミングで閉状態となり電圧源回路を供試直流遮断器に接続するスイッチを備え、電圧源回路は、スイッチが閉じると、供試直流遮断器が備えているエネルギー吸収ユニットの制限電圧よりも高い電圧まで充電された状態のコンデンサを放電させて第2の試験電流を生成する。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a test apparatus for a DC circuit breaker according to the present invention generates an AC current that generates a first test current that flows through a test DC circuit breaker that is a DC circuit breaker to be tested. A power source, and a voltage source circuit that generates a second test current that flows through the test DC circuit breaker. The DC circuit breaker test device is provided between the voltage source circuit and the test DC circuit breaker, and is open when the first test current starts flowing from the AC power source to the test DC circuit breaker. The test DC breaker is closed at a specified timing after the first test current is cut off, and includes a switch for connecting the voltage source circuit to the test DC breaker. The second test current is generated by discharging the capacitor charged to a voltage higher than the limit voltage of the energy absorption unit included in the test DC circuit breaker.

本発明によれば、試験対象の直流遮断器に対して実系統での動作時に近いストレスを与えることが可能となる、という効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that it is possible to apply a stress close to the DC breaker to be tested during operation in the actual system.

実施の形態1にかかる直流遮断器の試験装置の概略構成の一例を示す図The figure which shows an example of schematic structure of the testing apparatus of the DC circuit breaker concerning Embodiment 1. 実施の形態1にかかる直流遮断装置の試験装置の回路構成例を示す図The figure which shows the circuit structural example of the testing apparatus of the DC circuit breaker concerning Embodiment 1. 実施の形態1にかかる直流遮断装置の試験装置が試験を行う直流遮断器の具体的な構成例を示す図The figure which shows the specific structural example of the DC circuit breaker which the testing apparatus of the DC circuit breaker concerning Embodiment 1 tests. 実施の形態1にかかる直流遮断装置の試験装置の動作例を示す図The figure which shows the operation example of the testing apparatus of the DC circuit breaker concerning Embodiment 1. 交流短絡発電機法を実現するための試験回路を示す図Diagram showing a test circuit for realizing the AC short-circuit generator method 交流短絡発電機法を実現するための試験回路の動作を示す図Diagram showing the operation of the test circuit to realize the AC short circuit generator method 理想DC電源法を実現するための試験回路を示す図The figure which shows the test circuit for realizing the ideal DC power supply method 理想DC電源法を実現するための試験回路の動作を示す図The figure which shows operation | movement of the test circuit for implement | achieving an ideal DC power supply method 実施の形態2にかかる直流遮断装置の試験装置の回路構成例を示す図The figure which shows the circuit structural example of the testing apparatus of the DC circuit breaker concerning Embodiment 2.

以下に、本発明の実施の形態にかかる直流遮断器の試験装置および試験方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a test apparatus and a test method for a DC circuit breaker according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる直流遮断器の試験装置の概略構成の一例を示す図である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a test apparatus for a DC circuit breaker according to a first exemplary embodiment of the present invention.

直流遮断器の試験装置100は、図1では記載を省略している被試験装置の直流遮断器(DCCB)に流すための第1の試験電流を生成する第1の試験電流生成部101と、被試験装置の直流遮断器に流すための第2の試験電流を生成する第2の試験電流生成部102と、被試験装置の直流遮断器を接続するための端子103A、103B、103Cおよび103Dを備えて構成された被試験装置接続部103と、第2の試験電流生成部102の図1では記載を省略しているコンデンサを充電する充電回路104と、第1の試験電流生成部101、第2の試験電流生成部102、被試験装置接続部103に接続された直流遮断器、および充電回路104を制御する制御装置105と、を備える。   The DC circuit breaker test apparatus 100 includes a first test current generation unit 101 that generates a first test current to flow through a DC circuit breaker (DCCB) of a device under test, which is not shown in FIG. A second test current generator 102 for generating a second test current for flowing through the DC breaker of the device under test and terminals 103A, 103B, 103C and 103D for connecting the DC breaker of the device under test The device under test connecting part 103, the charging circuit 104 for charging the capacitor not shown in FIG. 1 of the second test current generating part 102, the first test current generating part 101, 2, a control circuit 105 that controls the charging circuit 104, and a DC circuit breaker connected to the device under test connection unit 103.

充電回路104は、例えば、交流電源から供給された交流電力をトランスで所望の電圧まで昇圧した後、整流および平滑化を行うことにより、充電用の直流電力を生成する回路と、充電対象のコンデンサへの充電用電力の供給開始および停止を行うスイッチとにより実現され、このスイッチは制御装置105により制御される。   The charging circuit 104 includes, for example, a circuit that generates DC power for charging by boosting AC power supplied from an AC power source to a desired voltage with a transformer, and then performing rectification and smoothing, and a capacitor to be charged. This switch is realized by a switch for starting and stopping the supply of charging power to the, and this switch is controlled by the control device 105.

制御装置105は、例えば、プロセッサ、メモリおよび周辺回路により実現される。すなわち、第1の試験電流生成部101、第2の試験電流生成部102、被試験装置接続部103に接続された直流遮断器、および充電回路104を制御するためのプログラムをメモリが保持しておき、メモリで保持されているプログラムをプロセッサが実行することにより制御装置105を実現することが可能である。   The control device 105 is realized by, for example, a processor, a memory, and a peripheral circuit. That is, the memory stores a program for controlling the first test current generation unit 101, the second test current generation unit 102, the DC circuit breaker connected to the device under test connection unit 103, and the charging circuit 104. In addition, the control device 105 can be realized by the processor executing the program held in the memory.

試験装置100は、制御装置105が第1の試験電流生成部101および第2の試験電流生成部102の動作を制御することにより、被試験装置の直流遮断器、すなわち被試験装置接続部103に接続された直流遮断器に対して第1の試験電流および第2の試験電流を流すタイミングを制御し、実系統での動作時に近いストレスを与える。   In the test apparatus 100, the control device 105 controls the operation of the first test current generation unit 101 and the second test current generation unit 102, so that the DC circuit breaker of the device under test, that is, the device under test connection unit 103 is connected. The timing at which the first test current and the second test current are supplied to the connected DC circuit breaker is controlled, and stress close to that during operation in the actual system is applied.

図2は、実施の形態1にかかる直流遮断装置の試験装置100の回路構成例を示す図である。なお、図2では、図1に示した充電回路104の記載を省略している。また、図2では、供試直流遮断器、すなわち、被試験装置としての直流遮断器5も併せて記載している。   FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration example of the test apparatus 100 for the DC interrupter according to the first embodiment. In FIG. 2, the description of the charging circuit 104 shown in FIG. 1 is omitted. FIG. 2 also shows a test DC circuit breaker, that is, a DC circuit breaker 5 as a device under test.

試験装置100の第1の試験電流生成部101は、短絡発電機などである交流電源1と、補助遮断器4とを備えて構成されている。なお、図2には、第1の試験電流生成部101を構成する試験回路が有している抵抗成分およびインダクタンス成分を抵抗2およびインダクタ3として示している。   The first test current generation unit 101 of the test apparatus 100 includes an AC power source 1 that is a short-circuit generator and the like, and an auxiliary circuit breaker 4. In FIG. 2, the resistance component and the inductance component included in the test circuit constituting the first test current generation unit 101 are shown as a resistor 2 and an inductor 3.

第1の試験電流生成部101は、試験状態に応じて、交流電源1の出力電圧を変圧器で変圧する構成としてもよい。すなわち、補助遮断器4を介して直流遮断器5に印加する直流電圧を変圧する変圧器を第1の試験電流生成部101に設けてもよい。また、電源容量アップのために、並列に接続された複数の交流電源が交流電源1を構成するようにしてもよい。なお、交流電源1の運転周波数については特に規定しない。本実施の形態にかかる直流遮断器の試験装置は、交流電源の運転周波数によらず適用できる。   The first test current generator 101 may be configured to transform the output voltage of the AC power supply 1 with a transformer according to the test state. That is, a transformer that transforms a DC voltage applied to the DC circuit breaker 5 through the auxiliary circuit breaker 4 may be provided in the first test current generation unit 101. Further, in order to increase the power capacity, a plurality of AC power supplies connected in parallel may constitute the AC power supply 1. The operating frequency of the AC power supply 1 is not particularly specified. The DC breaker testing apparatus according to the present embodiment can be applied regardless of the operating frequency of the AC power supply.

補助遮断器4は、交流電源1と直流遮断器5との間に設けられ、直流遮断器5の過渡回復電圧の継続期間(TRV継続期間)において、交流電源1を直流遮断器5から切り離し、過渡回復電圧および回復電圧に対して交流電源1が及ぼす影響を低減する。また、補助遮断器4は、直流遮断器5が遮断失敗した場合には、交流電源1から供給される試験電流である第1の試験電流の電流零点において、交流電源1と直流遮断器5との間に流れる電流を遮断する。補助遮断器4は、制御装置105により制御される。補助遮断器4は、高周波消弧性能が高い真空遮断器(VCB:Vacuum Circuit Breaker)を使用することが望ましい。   The auxiliary circuit breaker 4 is provided between the AC power source 1 and the DC circuit breaker 5, and disconnects the AC power source 1 from the DC circuit breaker 5 in the duration of the transient recovery voltage of the DC circuit breaker 5 (TRV duration). The influence of the AC power supply 1 on the transient recovery voltage and the recovery voltage is reduced. In addition, the auxiliary circuit breaker 4 is configured such that when the DC circuit breaker 5 fails to break, the AC power supply 1, the DC circuit breaker 5, and the current zero point of the first test current that is the test current supplied from the AC power supply 1. Cut off the current flowing between. The auxiliary circuit breaker 4 is controlled by the control device 105. As the auxiliary circuit breaker 4, it is desirable to use a vacuum circuit breaker (VCB) with high frequency arc extinguishing performance.

第2の試験電流生成部102は、直流遮断器5に第2の試験電流を流すための投入スイッチ9および第2の試験電流を生成する電圧源回路10を備える。電圧源回路10は、波形調整用のリアクトル11、波形調整用の抵抗12およびコンデンサ13が直列に接続された構成の回路であり、直流性の電流である第2の試験電流を生成する。   The second test current generator 102 includes a closing switch 9 for allowing the second test current to flow through the DC circuit breaker 5 and a voltage source circuit 10 for generating a second test current. The voltage source circuit 10 is a circuit in which a waveform adjusting reactor 11, a waveform adjusting resistor 12 and a capacitor 13 are connected in series, and generates a second test current which is a direct current.

投入スイッチ9は、電圧源回路10と直流遮断器5とを適切なタイミングで接続するためのスイッチであり、例えば放電ギャップ装置で実現される。投入スイッチ9は制御装置105により制御される。すなわち、投入スイッチ9は、制御装置105からの指示に従って電路の開閉を行う。   The closing switch 9 is a switch for connecting the voltage source circuit 10 and the DC circuit breaker 5 at an appropriate timing, and is realized by, for example, a discharge gap device. The closing switch 9 is controlled by the control device 105. That is, the closing switch 9 opens and closes the electric circuit according to instructions from the control device 105.

電圧源回路10が生成する第2の試験電流は、直流遮断器5が遮断動作を実行した後の過渡回復電圧期間において直流遮断器5へ注入するためのエネルギーである。直流遮断器5の試験を開始する前の状態、具体的には、投入スイッチ9が開放された状態においてコンデンサ13が充電され、直流遮断器5の試験が開始された後の過渡回復電圧期間において制御装置105が投入スイッチ9を投入することにより、コンデンサ13に蓄積されたエネルギーが直流遮断器5に注入される。波形調整用のリアクトル11および抵抗12は、投入スイッチ9が投入されることによりコンデンサ13が放電するときの放電電流波形および電圧波形を調整する。第2の試験電流生成部102から直流遮断器5に注入されるエネルギーは、主に、後述するエネルギー吸収ユニット8に注入される。   The second test current generated by the voltage source circuit 10 is energy to be injected into the DC circuit breaker 5 during the transient recovery voltage period after the DC circuit breaker 5 performs the circuit breaking operation. In the state before starting the test of the DC circuit breaker 5, specifically, in the transient recovery voltage period after the capacitor 13 is charged in the state where the closing switch 9 is opened and the test of the DC circuit breaker 5 is started. When the control device 105 turns on the making switch 9, the energy accumulated in the capacitor 13 is injected into the DC circuit breaker 5. The reactor 11 and the resistor 12 for adjusting the waveform adjust the discharge current waveform and the voltage waveform when the capacitor 13 is discharged when the closing switch 9 is turned on. The energy injected into the DC circuit breaker 5 from the second test current generator 102 is mainly injected into the energy absorption unit 8 described later.

直流遮断器5は、被試験装置接続部103の端子103Aおよび103Bを介して第1の試験電流生成部101に接続されるとともに、端子103Cおよび103Dを介して第2の試験電流生成部102に接続される。図2に示した直流遮断器5は、直流遮断器が備えている一般的な構成要素、具体的には、遮断ユニット6、転流ユニット7およびエネルギー吸収ユニット8を備えている。エネルギー吸収ユニット8は、一般的には避雷器である。   The DC circuit breaker 5 is connected to the first test current generator 101 via the terminals 103A and 103B of the device under test connection 103, and to the second test current generator 102 via the terminals 103C and 103D. Connected. The DC circuit breaker 5 shown in FIG. 2 includes general components included in the DC circuit breaker, specifically, a circuit breaker unit 6, a commutation unit 7, and an energy absorption unit 8. The energy absorption unit 8 is generally a lightning arrester.

図3は、直流遮断器5の具体的な構成例を示す図である。直流遮断器5の遮断ユニット6は、主遮断部61により構成される。主遮断部61は、直流遮断器5が投入されている直流線路で事故が発生すると、事故電流を遮断する。直流遮断器5の転流ユニット7は、投入スイッチ71、インダクタンス72およびコンデンサ73により構成される。転流ユニット7は、直流遮断器5が投入されている直流線路で事故が発生した場合、事故電流に重畳させて電流零点を形成するための共振性電流を生成する。エネルギー吸収ユニット8は、上述したように避雷器である。図3に示した構成は一例であり、その他の構成の直流遮断器であっても供試直流遮断器とすることができる。すなわち、本発明にかかる直流遮断器の試験装置の試験対象となりうる直流遮断器は図3に示した構成のものに限定されない。   FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration example of the DC circuit breaker 5. The breaker unit 6 of the DC breaker 5 is constituted by a main breaker 61. The main breaker 61 cuts off the accident current when an accident occurs on the DC line in which the DC breaker 5 is inserted. The commutation unit 7 of the DC breaker 5 includes a closing switch 71, an inductance 72, and a capacitor 73. The commutation unit 7 generates a resonance current for forming a current zero point by superimposing it on the accident current when an accident occurs on the DC line in which the DC circuit breaker 5 is inserted. The energy absorption unit 8 is a lightning arrester as described above. The configuration shown in FIG. 3 is an example, and a DC circuit breaker having another configuration can be used as a test DC circuit breaker. That is, the DC circuit breaker that can be a test target of the DC circuit breaker test apparatus according to the present invention is not limited to the one shown in FIG.

遮断ユニット6の主遮断部61は、通常時、すなわち、直流遮断器5が実系統に投入され、かつ事故が発生していない状態において、閉極状態となっている。また、転流ユニット7の投入スイッチ71は、通常時は開いた状態となっている。なお、コンデンサ73は、直流遮断器5が実系統に投入された後、図3では記載を省略している充電回路により充電が速やかに行われる。コンデンサ73に電荷が蓄積された状態において投入スイッチ71が閉じられると、コンデンサ73が放電し、転流ユニット7から遮断ユニット6に向けて共振性電流が流れる。   The main breaker 61 of the breaker unit 6 is in a closed state at normal times, that is, in a state where the DC breaker 5 is put into the actual system and no accident has occurred. Further, the closing switch 71 of the commutation unit 7 is normally open. The capacitor 73 is quickly charged by the charging circuit, which is not shown in FIG. 3, after the DC circuit breaker 5 is put into the actual system. When the closing switch 71 is closed in a state where charges are accumulated in the capacitor 73, the capacitor 73 is discharged and a resonant current flows from the commutation unit 7 toward the cutoff unit 6.

遮断ユニット6の主遮断部61および転流ユニット7の投入スイッチ71は、直流遮断器5内の図3では記載を省略している制御装置により制御される。主遮断部61および投入スイッチ71を制御する制御装置は、直流遮断器5が挿入されている直流線路で事故が発生したことを検知すると、主遮断部61に対して開極を指示し、また、投入スイッチ71に対して閉路を指示する。投入スイッチ71が閉じることにより、転流ユニット7から主遮断部61に共振性電流が流れて電流零点が形成され、主遮断部61による事故電流の遮断が完了する。図3では、直流遮断器5が投入されている直流線路において事故が発生した場合の主遮断部61および投入スイッチ71の端子の接続状態の変化を矢印で示している。   The main breaker 61 of the breaker unit 6 and the closing switch 71 of the commutation unit 7 are controlled by a controller in the DC breaker 5 that is not shown in FIG. When the control device that controls the main breaker 61 and the closing switch 71 detects that an accident has occurred in the DC line in which the DC breaker 5 is inserted, it instructs the main breaker 61 to open the circuit. The closing switch 71 is instructed to close. When the closing switch 71 is closed, a resonant current flows from the commutation unit 7 to the main cutoff unit 61 to form a current zero point, and the cutoff of the accident current by the main cutoff unit 61 is completed. In FIG. 3, a change in the connection state of the main breaker 61 and the terminals of the closing switch 71 when an accident occurs in the DC line where the DC breaker 5 is turned on is indicated by an arrow.

実施の形態1にかかる直流遮断装置の試験装置100が図3に示した直流遮断器5の試験を行う場合の動作の詳細は図4に示したものとなる。なお、直流遮断器5の試験を行う場合、例えば、試験装置100の制御装置105から直流遮断器5内の制御装置に対して遮断動作の開始を指示し、この指示を受けた直流遮断器5内の制御装置は、主遮断部61を開極するとともに投入スイッチ71を投入する。   The details of the operation when the test apparatus 100 for the DC circuit breaker according to the first embodiment tests the DC circuit breaker 5 shown in FIG. 3 are as shown in FIG. When the test of the DC circuit breaker 5 is performed, for example, the control device 105 of the test apparatus 100 instructs the control device in the DC circuit breaker 5 to start the breaking operation, and the DC circuit breaker 5 that has received this instruction. The internal control device opens the main blocking unit 61 and turns on the closing switch 71.

ここで、実施の形態1にかかる試験装置100の詳しい動作を説明する前に、比較例として、上述した交流短絡発電機法を実現するための試験回路および動作と、理想DC電源法を実現するための試験回路について説明する。   Here, before explaining the detailed operation of the test apparatus 100 according to the first embodiment, as a comparative example, the test circuit and operation for realizing the above-described AC short-circuit generator method and the ideal DC power supply method are realized. A test circuit will be described.

図5は、交流短絡発電機法を実現するための試験回路を示す図である。なお、被試験装置としての直流遮断器5も併せて記載している。直流遮断器5の構成および動作は図2および図3に示した直流遮断器5と同様である。   FIG. 5 is a diagram showing a test circuit for realizing the AC short-circuit generator method. A DC circuit breaker 5 as a device under test is also shown. The configuration and operation of the DC circuit breaker 5 are the same as those of the DC circuit breaker 5 shown in FIGS.

図5に示した試験回路は、交流電源21および遮断部24を備える。図5に示した抵抗22は試験回路が有している抵抗成分であり、インダクタ23は試験回路が有しているインダクタンス成分である。交流電源21は交流短絡発電機とすることができる。   The test circuit shown in FIG. 5 includes an AC power supply 21 and a cutoff unit 24. The resistor 22 shown in FIG. 5 is a resistance component that the test circuit has, and the inductor 23 is an inductance component that the test circuit has. The AC power source 21 can be an AC short-circuit generator.

図6は、図5に示した交流短絡発電機法の試験回路の動作を示す図である。図6は、図5に示した試験回路で直流遮断器5の遮断試験を実施した場合の各部の電流(icb,iar)および電圧(Vt)の波形と、エネルギー吸収ユニット8が吸収するエネルギー(Ear)の波形と、試験回路の各機器および直流遮断器5の動作シーケンスとを示している。なお、最下段に記載したエネルギー吸収ユニット8については、そのインピーダンスの変化を示している。FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of the test circuit of the AC short-circuit generator method illustrated in FIG. FIG. 6 shows the waveforms of the current (i cb , i ar ) and voltage (V t ) of each part when the interruption test of the DC breaker 5 is carried out with the test circuit shown in FIG. The waveform of the energy (E ar ) and the operation sequence of each device of the test circuit and the DC circuit breaker 5 are shown. In addition, about the energy absorption unit 8 described in the lowest stage, the change of the impedance is shown.

また、図7は、理想DC電源法を実現するための試験回路を示す図である。なお、被試験装置としての直流遮断器5も併せて記載している。直流遮断器5の構成および動作は図2および図3に示した直流遮断器5と同様である。   FIG. 7 is a diagram showing a test circuit for realizing the ideal DC power supply method. A DC circuit breaker 5 as a device under test is also shown. The configuration and operation of the DC circuit breaker 5 are the same as those of the DC circuit breaker 5 shown in FIGS.

図7に示した試験回路は、直流電源31および遮断部34を備える。図7に示した抵抗32は試験回路が有している抵抗成分であり、インダクタ33は試験回路が有しているインダクタンス成分である。   The test circuit shown in FIG. 7 includes a DC power supply 31 and a blocking unit 34. The resistor 32 shown in FIG. 7 is a resistance component that the test circuit has, and the inductor 33 is an inductance component that the test circuit has.

図8は、図7に示した理想DC電源法の試験回路の動作を示す図である。図8は、図7に示した試験回路で直流遮断器5の遮断試験を実施した場合の各部の電流(icb,iar)および電圧(Vt)の波形と、エネルギー吸収ユニット8が吸収するエネルギー(Ear)の波形と、試験回路の各機器および直流遮断器5の動作シーケンスとを示している。図6と同様に、最下段に記載したエネルギー吸収ユニット8については、そのインピーダンスの変化を示している。すでに説明したとおり、理想DC電源法は、大電力試験所の設備で構成することは事実上不可能であるが、HVDC実系統の基本的な現象をそのまま再現しているため、ここでは理想DC電源法によって得られる各部の電流、電圧およびエネルギー波形を理想基準波形とする。FIG. 8 is a diagram showing the operation of the ideal DC power supply method test circuit shown in FIG. FIG. 8 shows the waveforms of the current (i cb , i ar ) and voltage (V t ) of each part when the interruption test of the DC circuit breaker 5 is performed by the test circuit shown in FIG. The waveform of the energy (E ar ) and the operation sequence of each device of the test circuit and the DC circuit breaker 5 are shown. Similar to FIG. 6, the energy absorption unit 8 described in the lowermost stage shows a change in impedance. As already explained, the ideal DC power supply method is virtually impossible to configure with the equipment of a high power laboratory, but it reproduces the basic phenomenon of an actual HVDC system as it is. The current, voltage, and energy waveform of each part obtained by the power supply method is an ideal reference waveform.

図6に示した、交流短絡発電機法の試験回路によって得られると想定される試験波形と、図8に示した理想基準波形とを比較すると、図6に示した試験波形は、TRV継続期間(図6の場合は時刻t1〜時刻t2、図8の場合は時刻t1〜時刻t3)およびその後の回復電圧期間において、直流遮断器5の極間電圧(Vt)が図8の理想基準波形を包含していない。また、そのことに起因して、直流遮断器5のエネルギー吸収ユニットの吸収エネルギー(Ear)も理想基準波形よりも小さい。これは、交流短絡発電機法による試験では、実環境に近い条件のもとで試験を行うことができないことを示している。When the test waveform assumed to be obtained by the test circuit of the AC short-circuit generator method shown in FIG. 6 is compared with the ideal reference waveform shown in FIG. 8, the test waveform shown in FIG. In the case of FIG. 6 (time t 1 to time t 2 , in the case of FIG. 8 time t 1 to time t 3 ) and in the subsequent recovery voltage period, the inter-electrode voltage (V t ) of the DC breaker 5 is shown in FIG. Does not include the ideal reference waveform. Also, due to that, the absorbed energy (E ar ) of the energy absorption unit of the DC circuit breaker 5 is also smaller than the ideal reference waveform. This indicates that the test using the AC short-circuit generator method cannot be performed under conditions close to the actual environment.

上記の非特許文献2には、HVDC実系統における事故電流遮断現象を大電力試験設備によって再現する場合における、試験対象の直流遮断器に与えるストレスについて記載されている。非特許文献2の記載によれば、遮断試験の遮断過程で直流遮断器に課せられる全ストレスは、以下の(ア)〜(ウ)の項目で定義できるとされている。
(ア)直流遮断器の遮断ユニットに流れる遮断電流波形
(イ)遮断ユニットが電流を遮断した後の直流遮断器極間に発生する過渡回復電圧(TRV)波形、および、その後の回復電圧波形
(ウ)直流遮断器の遮断ユニットおよび転流ユニットと並列に装備されるエネルギー吸収ユニットの処理エネルギー
Non-Patent Document 2 described above describes the stress applied to the DC breaker to be tested when the fault current interruption phenomenon in the HVDC real system is reproduced by a high power test facility. According to the description of Non-Patent Document 2, the total stress imposed on the DC circuit breaker during the interruption process of the interruption test can be defined by the following items (a) to (c).
(A) Breaking current waveform flowing in the breaker unit of the DC breaker (A) Transient recovery voltage (TRV) waveform generated between the DC breaker poles after the breaking unit cuts off the current, and the subsequent recovery voltage waveform ( C) Processing energy of the energy absorption unit installed in parallel with the breaker unit and commutation unit of the DC breaker

図5に示した交流短絡発電機法の試験回路を使用した場合、上記(ア)、すなわち、図6に示したicbの波形については、交流短絡発電機の運転周波数、電流波高値および直流分含有率などを調整することにより、実系統と等価な波形、すなわち、図8に示したicbの波形に相当する波形を再現することができるため、問題とならない。しかし、前記(イ)、すなわち、図6に示したVtの波形については、特に過渡回復電圧の継続時間(TRV継続時間)が、HVDC実系統現象よりも短くなり、実系統と等価なストレスを試験対象の直流遮断器に対して与えることができない。When the test circuit of the AC short-circuit generator method shown in FIG. 5 is used, the above (a), that is, the waveform of icb shown in FIG. By adjusting the content ratio and the like, a waveform equivalent to the actual system, that is, a waveform corresponding to the waveform of icb shown in FIG. However, the (i), i.e., the waveform of V t shown in FIG. 6, in particular the duration of the transient recovery voltage (TRV duration) is shorter than HVDC actual system behavior, the real system and equivalent stress Cannot be applied to the DC breaker under test.

ここで、過渡回復電圧の継続時間は以下の(1)〜(4)の要素によって決まる。
(1)直流電流遮断時に、試験回路のインダクタンスに残留した0.5×L×I2で決まるエネルギー(Lは系統のインダクタンス、Iは遮断時の電流瞬時値)
(2)直流遮断器の電源側電圧
(3)エネルギー吸収ユニットの特性
(4)直流遮断器の極間(遮断ユニットの極間)の静電容量
Here, the duration of the transient recovery voltage is determined by the following elements (1) to (4).
(1) When DC current is interrupted, the energy determined by 0.5 × L × I 2 remaining in the inductance of the test circuit (L is the inductance of the system, I is the instantaneous current value at the time of interruption)
(2) DC breaker power supply side voltage (3) Energy absorption unit characteristics (4) Capacitance between the DC breaker poles (between breaker poles)

(1)、(3)および(4)を一定とした場合には、(2)の電源側電圧波形が、HVDC実系統(直流一定電圧)に対して差が大きくなるほど、すなわち、交流短絡発電機法による試験で言えば、電源である短絡発電機の運転周波数が高くなるほど、一般的に過渡回復電圧の継続時間は短くなり、HVDC実系統に対する(イ)の等価性が低くなる。   When (1), (3), and (4) are constant, the power supply side voltage waveform of (2) becomes larger as compared to the HVDC actual system (DC constant voltage), that is, AC short-circuit power generation. In terms of tests by the method, generally, the higher the operating frequency of the short-circuit generator that is the power source, the shorter the duration of the transient recovery voltage, and the lower the equivalence of (a) to the HVDC actual system.

また、上記(ウ)についても、吸収されるエネルギーは上記(イ)の回復電圧継続時間、すなわちエネルギー吸収ユニットの動作時間が短いほど小さくなり、HVDC実系統に対する等価性が低くなる。   As for the above (c), the absorbed energy becomes smaller as the recovery voltage duration of (a), that is, the operation time of the energy absorption unit is shorter, and the equivalence to the HVDC actual system becomes lower.

非特許文献2に記載の試験方法においては、交流短絡発電機の運転周波数を極力低くして電源電圧を直流電圧波形に近づけることで、上記の(イ)および(ウ)の等価性向上を図っている。この場合、交流短絡発電機の運転周波数を低くするほど、発電機の出力電圧も低下する。そのため、高電圧かつ大電流の試験を実施するためには、発電機電圧を充分に昇圧する短絡変圧器と、昇圧しても十分な大電流が供給できる電源容量が必要となり、結果的に莫大な設備が必要となるという問題がある。また、たとえ低周波電源を用いた試験であっても、電源側電圧はその周波数で振動するため、直流遮断器の極間電圧も、過渡回復電圧継続時間の後の回復電圧領域において振動する波形となる。HVDC実系統においては、回復電圧は直流で一定の波形であるため、回復電圧領域について、HVDC実系統と等価なストレスを与えることができない。   In the test method described in Non-Patent Document 2, the equivalence of the above (a) and (c) is improved by reducing the operating frequency of the AC short-circuit generator as much as possible to bring the power supply voltage closer to the DC voltage waveform. ing. In this case, the lower the operating frequency of the AC short-circuit generator, the lower the output voltage of the generator. Therefore, in order to perform a high voltage and large current test, a short-circuit transformer that sufficiently boosts the generator voltage and a power supply capacity that can supply a sufficiently large current even when boosted are required. There is a problem that it requires a lot of equipment. Also, even in a test using a low frequency power supply, the power supply side voltage vibrates at that frequency, so the voltage across the DC circuit breaker also oscillates in the recovery voltage region after the transient recovery voltage duration. It becomes. In the HVDC real system, the recovery voltage is a direct current and has a constant waveform, and therefore, a stress equivalent to that in the HVDC real system cannot be applied to the recovery voltage region.

以上のように、従来の交流短絡発電機法では、実環境に近い条件のもとで試験を行うことができない、または、実環境に近い条件のもとで試験を行うためには莫大な設備が必要となり実現が難しい、という問題がある。   As described above, with the conventional AC short-circuit generator method, testing cannot be performed under conditions close to the actual environment, or a vast amount of equipment is required for testing under conditions close to the actual environment. Is necessary and difficult to implement.

これに対して、実施の形態1にかかる直流遮断装置の試験装置100においては、図1に示したように、電圧源回路10を試験対象の直流遮断器5に対して並列に接続した構成としている。これにより、従来の交流短絡発電機法の試験により得られる上記(イ)の過渡回復電圧の継続時間を理想基準波形相当まで延長するとともに、上記(ウ)のエネルギー吸収ユニットの処理エネルギーを理想基準波形相当まで補填することができ、試験の等価性向上を図ることができる。   On the other hand, in the test apparatus 100 for the DC circuit breaker according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the voltage source circuit 10 is connected in parallel to the DC circuit breaker 5 to be tested. Yes. As a result, the duration of the transient recovery voltage (b) obtained by the conventional AC short-circuit generator method test is extended to the equivalent of the ideal reference waveform, and the processing energy of the energy absorption unit (c) is changed to the ideal standard. It is possible to compensate to the waveform equivalent, and to improve the equivalence of the test.

図4に示したように、試験装置100は、直流遮断器5の電流遮断試験を行う場合、補助遮断器4がONすなわち閉じた状態、かつ投入スイッチ9がOFFすなわち開いた状態において、時刻t0で交流電源1の動作を開始して第1の試験電流を直流遮断器5が挿入されている線路に流し始め、試験を開始する。なお、試験開始時点では、直流遮断器5の主遮断部61は閉じた状態、投入スイッチ71は開いた状態である。As shown in FIG. 4, when the test apparatus 100 performs a current interruption test of the DC breaker 5, the test apparatus 100 operates at time t in the state where the auxiliary breaker 4 is ON or closed and the closing switch 9 is OFF or opened. At 0 , the operation of the AC power source 1 is started and the first test current starts to flow through the line in which the DC breaker 5 is inserted, and the test is started. At the start of the test, the main circuit breaker 61 of the DC circuit breaker 5 is closed and the closing switch 71 is opened.

試験を開始後、時刻t1で第1の試験電流がピークに達すると、制御装置105から直流遮断器5に対して指示が出され、この指示を受けた直流遮断器5は、事故検知と判断し、主遮断部61を開くとともに、投入スイッチ71を閉じる。この結果、転流ユニット7のコンデンサ73が放電を開始し、投入ユニット7から遮断ユニット6へ共振性電流が流れ出す。その後、遮断ユニット6に流れる共振性電流の作用により電流零点が形成されると主遮断部61による電流の遮断が完了し、エネルギー吸収ユニット8への第1の試験電流の注入が開始となる。その後、試験装置100において、過渡回復電圧の継続期間(TRV継続期間)内の規定のタイミングである時刻t4になると、制御装置105が投入スイッチ9を閉じる。これにより、第2の試験電流生成部102の電圧源回路10が投入され、電圧源回路10のコンデンサ13に蓄積されているエネルギーが、第2の試験電流である電流ihとして直流遮断器5のエネルギー吸収ユニット8に注入される。また、試験装置100は、時刻t2に電流零点を迎える電流isを、補助遮断器4を閉じることによって、時刻t2で、または、その前後で、交流電源1を直流遮断器5から切り離す。すなわち、補助遮断器4が、交流電源1から直流遮断器5に流れる第1の試験電流である交流電流を遮断する。このように、TRV継続期間内の時刻t4において、コンデンサ13に蓄積されているエネルギーのエネルギー吸収ユニット8への注入を開始することにより、TRV継続時間およびエネルギー吸収ユニット8の電流通電時間が延長する。また、TRV継続時間およびエネルギー吸収ユニット8の電流通電時間の延長に起因してエネルギー吸収ユニット8が吸収するエネルギーが増加する。図4では、図6に示した、従来の交流短絡発電機法の試験回路により直流遮断器5を試験した場合の直流遮断器5の極間の電圧(DCCB極間電圧)Vtおよびエネルギー吸収ユニット8が吸収するエネルギーEarの波形を併せて記載するとともに、図8に示した、理想DC電源法の試験回路により直流遮断器5を試験した場合の電圧Vtを併せて記載している。When the first test current reaches a peak at time t 1 after the test is started, an instruction is issued from the control device 105 to the DC circuit breaker 5. Judgment is made, the main shut-off portion 61 is opened, and the closing switch 71 is closed. As a result, the capacitor 73 of the commutation unit 7 starts discharging, and a resonant current starts to flow from the closing unit 7 to the cutoff unit 6. Thereafter, when the current zero point is formed by the action of the resonant current flowing through the interruption unit 6, the interruption of the current by the main interruption unit 61 is completed, and the injection of the first test current into the energy absorption unit 8 is started. Then, the test apparatus 100, at time t 4 is a timing defined within the duration of the transient recovery voltage (TRV duration), the control device 105 closes the start switch 9. As a result, the voltage source circuit 10 of the second test current generator 102 is turned on, and the energy accumulated in the capacitor 13 of the voltage source circuit 10 is used as the current i h that is the second test current. The energy absorption unit 8 is injected. Also, the test apparatus 100, the current i s greet current zero point in time t 2, the by closing the auxiliary circuit breaker 4, in time t 2, the, or at its front and rear, disconnect the AC power supply 1 from the DC circuit breaker 5 . That is, the auxiliary circuit breaker 4 blocks the AC current that is the first test current flowing from the AC power source 1 to the DC circuit breaker 5. Thus, at time t 4 within the TRV continuation period, the injection of the energy stored in the capacitor 13 into the energy absorption unit 8 is started, thereby extending the TRV continuation time and the current conduction time of the energy absorption unit 8. To do. Further, the energy absorbed by the energy absorption unit 8 increases due to the TRV duration and the extension of the current conduction time of the energy absorption unit 8. In Figure 4, shown in FIG. 6, the machining gap voltage of the DC circuit breaker 5 when tested with DC circuit breaker 5 through the test circuit of a conventional AC shorted generator method (DCCB inter-electrode voltage) V t and energy absorption The waveform of the energy E ar absorbed by the unit 8 is also described, and the voltage V t when the DC circuit breaker 5 is tested by the ideal DC power method test circuit shown in FIG. 8 is also described. .

TRV継続時間およびエネルギー吸収ユニット8が吸収するエネルギーの量は、試験開始時点のコンデンサ13の電圧と投入スイッチ9を投入するタイミングとに依存する。そのため、投入スイッチ9を投入する時刻t4、および、試験開始時点のコンデンサ13の電圧、すなわち、試験開始までに図1に示した充電回路104がコンデンサ13を予め充電しておく電圧は、図8に示したTRV継続時間と同じかそれ以上となり、かつ、エネルギー吸収ユニット8が吸収するエネルギー(吸収エネルギーEar)が図8に示した吸収エネルギーEarと同じかそれ以上となるように、シミュレーションにより決定しておく。ただし、試験開始時点のコンデンサ13の電圧は、少なくとも、エネルギー吸収ユニット8である避雷器の制限電圧よりも大きい値とする。試験開始時点のコンデンサ13の電圧を避雷器の制限電圧よりも大きい値とすることにより、コンデンサ13から放電されるエネルギーが避雷器に注入されるようになる。The TRV duration and the amount of energy absorbed by the energy absorption unit 8 depend on the voltage of the capacitor 13 at the start of the test and the timing at which the closing switch 9 is turned on. Therefore, the time t 4 at which the closing switch 9 is turned on, and the voltage of the capacitor 13 at the time of starting the test, that is, the voltage at which the charging circuit 104 shown in FIG. 8 is equal to or longer than the TRV duration shown in FIG. 8, and the energy absorbed by the energy absorption unit 8 (absorbed energy E ar ) is equal to or greater than the absorbed energy E ar shown in FIG. Determined by simulation. However, the voltage of the capacitor 13 at the start of the test is set to a value larger than at least the limit voltage of the lightning arrester that is the energy absorption unit 8. By setting the voltage of the capacitor 13 at the start of the test to a value larger than the limit voltage of the lightning arrester, the energy discharged from the capacitor 13 is injected into the lightning arrester.

このように、本実施の形態にかかる試験装置100は、第1の試験電流生成部101および第2の試験電流生成部102を備え、直流遮断器の試験を行う際、まず、第1の試験電流生成部101から第1の試験電流を被試験装置の直流遮断器5に流し、その後、規定のタイミングで第2の試験電流生成部102から直流性の第2の試験電流を被試験装置の直流遮断器5に流すこととした。これにより、従来の交流短絡発電機法で試験を行う試験回路と同様の試験電流である第1の試験電流により得られる過渡回復電圧(TRV)の波形を、理想基準波形相当まで延長するとともに、エネルギー吸収ユニット8に注入するエネルギーを増加させることができる。よって、被試験装置の直流遮断器に対して、実系統での動作時に近いストレスを与えることが可能となる。   As described above, the test apparatus 100 according to the present embodiment includes the first test current generation unit 101 and the second test current generation unit 102, and first performs the first test when the DC circuit breaker is tested. A first test current is supplied from the current generator 101 to the DC circuit breaker 5 of the device under test, and then a DC second test current is supplied from the second test current generator 102 at a specified timing to the device under test. It was decided to flow through the DC breaker 5. As a result, the waveform of the transient recovery voltage (TRV) obtained by the first test current that is the same test current as the test circuit that performs the test by the conventional AC short-circuit generator method is extended to the equivalent of the ideal reference waveform, The energy injected into the energy absorption unit 8 can be increased. Therefore, it is possible to apply a stress close to the DC circuit breaker of the device under test during operation in the actual system.

実施の形態2.
図9は、実施の形態2にかかる直流遮断器の試験装置の構成例を示す図である。図9に示した実施の形態2にかかる試験装置100aは、実施の形態1にかかる試験装置100の第2の試験電流生成部102を第2の試験電流生成部102aに置き換えたものである。なお、図9では記載を省略しているが、試験装置100aは、実施の形態1にかかる試験装置100と同様に、第2の試験電流生成部102a内部のコンデンサを充電するための充電回路を備えている。第2の試験電流生成部102a以外は実施の形態1と同様であるため、本実施の形態では、第2の試験電流生成部102aの説明を行い、その他の構成については説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a test apparatus for a DC circuit breaker according to the second embodiment. The test apparatus 100a according to the second embodiment illustrated in FIG. 9 is obtained by replacing the second test current generation unit 102 of the test apparatus 100 according to the first embodiment with a second test current generation unit 102a. Although not shown in FIG. 9, the test apparatus 100a includes a charging circuit for charging a capacitor inside the second test current generation unit 102a, similarly to the test apparatus 100 according to the first embodiment. I have. Since the second test current generation unit 102a is the same as that of the first embodiment except for the second test current generation unit 102a, the second test current generation unit 102a will be described in this embodiment, and the description of the other components will be omitted.

第2の試験電流生成部102aは、第2の試験電流生成部102に対して、投入スイッチ9aおよび電圧源回路10aからなる回路を追加したものである。電圧源回路10aは、投入スイッチ9aは投入スイッチ9と同様のスイッチである。電圧源回路10aは、波形調整用のリアクトル11a、波形調整用の抵抗12aおよびコンデンサ13aが直列に接続された構成の回路であり、電圧源回路10と同様の回路である。リアクトル11a、抵抗12aおよびコンデンサ13aの定数はリアクトル11、抵抗12およびコンデンサ13と同様とするが必須ではない。電圧源回路10と電圧源回路10aとで異なる定数としても構わない。   The second test current generator 102a is obtained by adding a circuit composed of a switch 9a and a voltage source circuit 10a to the second test current generator 102. In the voltage source circuit 10 a, the closing switch 9 a is the same switch as the closing switch 9. The voltage source circuit 10 a is a circuit having a configuration in which a waveform adjusting reactor 11 a, a waveform adjusting resistor 12 a, and a capacitor 13 a are connected in series, and is the same circuit as the voltage source circuit 10. The constants of reactor 11a, resistor 12a and capacitor 13a are the same as reactor 11, resistor 12 and capacitor 13, but are not essential. Different constants may be used for the voltage source circuit 10 and the voltage source circuit 10a.

第2の試験電流生成部102aにおいて、投入スイッチ9aおよび電圧源回路10aからなる回路は、投入スイッチ9および電圧源回路10からなる回路である直流性電流生成回路と同様の回路である。また、投入スイッチ9aおよび電圧源回路10aからなる直流性電流生成回路は、投入スイッチ9および電圧源回路10からなる直流性電流生成回路と並列に接続されている。よって、第2の試験電流生成部102aは、実施の形態1で説明した第2の試験電流生成部102を2段にしたものに相当する。   In the second test current generator 102a, the circuit composed of the making switch 9a and the voltage source circuit 10a is the same circuit as the DC current producing circuit that is a circuit comprising the making switch 9 and the voltage source circuit 10. In addition, the direct current generating circuit including the closing switch 9 a and the voltage source circuit 10 a is connected in parallel with the direct current generating circuit including the closing switch 9 and the voltage source circuit 10. Therefore, the second test current generation unit 102a corresponds to the second test current generation unit 102 described in Embodiment 1 in two stages.

実施の形態にかかる試験装置100aにおいては、被試験装置の直流遮断器5に対して、第2の試験電流を2回に分けて注入する。試験装置100aにおいては、例えば、直流遮断器5に対して第1の試験電流の注入を開始した後、TRV継続期間内の第1の規定時間に投入スイッチ9を閉じ、コンデンサ13に蓄積されているエネルギーを第2の試験電流として直流遮断器5のエネルギー吸収ユニット8に注入する。その後、TRV継続期間内の第2の規定時間に投入スイッチ9aを閉じ、コンデンサ13aに蓄積されているエネルギーを第2の試験電流として直流遮断器5のエネルギー吸収ユニット8に注入する。投入スイッチ9および9aを閉じる順番は逆であっても構わない。   In the test apparatus 100a according to the embodiment, the second test current is injected into the DC circuit breaker 5 of the device under test in two portions. In the test apparatus 100a, for example, after the injection of the first test current to the DC circuit breaker 5 is started, the closing switch 9 is closed at the first specified time within the TRV duration, and accumulated in the capacitor 13. Is injected into the energy absorption unit 8 of the DC circuit breaker 5 as a second test current. Thereafter, the closing switch 9a is closed at the second specified time within the TRV duration, and the energy stored in the capacitor 13a is injected into the energy absorption unit 8 of the DC circuit breaker 5 as the second test current. The order of closing the closing switches 9 and 9a may be reversed.

第1の規定時間および第2の規定時間と、試験開始時点のコンデンサ13および13aの電圧は、実施の形態1と同様に、シミュレーションにより決定する。試験開始時点のコンデンサ13および13aの電圧は、少なくとも、エネルギー吸収ユニット8である避雷器の制限電圧よりも大きい値とする。   The first specified time, the second specified time, and the voltages of the capacitors 13 and 13a at the start of the test are determined by simulation, as in the first embodiment. The voltage of the capacitors 13 and 13a at the start of the test is set to a value that is at least larger than the limit voltage of the lightning arrester that is the energy absorption unit 8.

なお、図9では、第2の試験電流を生成する回路(投入スイッチおよび電圧源回路)を2段構成とした例を示しているが、3段以上の構成としてもよい。   Although FIG. 9 shows an example in which the circuit (the input switch and the voltage source circuit) for generating the second test current has a two-stage configuration, a three-stage or more configuration may be used.

このように、本実施の形態にかかる試験装置100aは、第2の試験電流を生成する電圧源回路を複数段備え、第2の試験電流を2回以上に分けて注入することとした。これにより、電圧源回路が一段の場合よりも、過渡回復電圧期間を更に延長することが可能となる。よって、例えば、一段目の電圧源回路から直流遮断器5のエネルギー吸収ユニット8へ第2の試験電流を注入しただけでは、過渡回復電圧の継続期間(TRV継続期間)が理想基準波形よりも短い場合に、TRV継続期間をさらに延長することができる。すなわち、1段目の電圧源回路から直流遮断器5のエネルギー吸収ユニット8へ第2の試験電流を注入し、そのTRV継続期間が終了するよりも前のタイミングで二段目の電圧源回路から直流遮断器5のエネルギー吸収ユニット8へ第2の試験電流を注入することによって、TRV継続期間をさらに延長し、理想基準波形へ近づけることができる。   Thus, the test apparatus 100a according to the present embodiment includes a plurality of stages of voltage source circuits that generate the second test current, and injects the second test current in two or more times. As a result, it is possible to further extend the transient recovery voltage period as compared with the case where the voltage source circuit has one stage. Therefore, for example, the transient recovery voltage duration (TRV duration) is shorter than the ideal reference waveform simply by injecting the second test current from the first-stage voltage source circuit to the energy absorption unit 8 of the DC circuit breaker 5. In some cases, the TRV duration can be further extended. That is, the second test current is injected from the first-stage voltage source circuit to the energy absorption unit 8 of the DC circuit breaker 5, and the second-stage voltage source circuit is at a timing before the end of the TRV duration. By injecting the second test current into the energy absorption unit 8 of the DC circuit breaker 5, the TRV duration can be further extended to approach the ideal reference waveform.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

1,21 交流電源、2,12,12a,22,32 抵抗、3,23,33 インダクタ、11,11a リアクトル、4,24,34 補助遮断器、5 直流遮断器、6 遮断ユニット、7 転流ユニット、8 エネルギー吸収ユニット、9,9a 投入スイッチ、10,10a 電圧源回路、13,13a,73 コンデンサ、31 直流電源、61 主遮断部、71 投入スイッチ、72 インダクタンス、100,100a 試験装置、101 第1の試験電流生成部、102,102a 第2の試験電流生成部、103 被試験装置接続部、103A〜103D 端子、104 充電回路、105 制御装置。   1,21 AC power supply, 2,12,12a, 22,32 resistance, 3,23,33 inductor, 11,11a reactor, 4,24,34 Auxiliary circuit breaker, 5 DC circuit breaker, 6 circuit breaker unit, 7 commutation Unit, 8 Energy absorption unit, 9, 9a Input switch, 10, 10a Voltage source circuit, 13, 13a, 73 Capacitor, 31 DC power source, 61 Main cutoff unit, 71 Input switch, 72 Inductance, 100, 100a Test device, 101 First test current generation unit, 102, 102a Second test current generation unit, 103 device under test connection unit, 103A to 103D terminals, 104 charging circuit, 105 control device.

Claims (6)

試験対象の直流遮断器である供試直流遮断器に流す第1の試験電流を生成する交流電源と、
前記供試直流遮断器に流す第2の試験電流を生成する電圧源回路と、
前記電圧源回路と前記供試直流遮断器との間に設けられ、前記交流電源から前記供試直流遮断器に前記第1の試験電流が流れ始める時点で開状態であり、前記供試直流遮断器が前記第1の試験電流の遮断を実行した後の規定のタイミングで閉状態となり前記電圧源回路を前記供試直流遮断器に接続するスイッチと、
を備え、
前記電圧源回路は、前記スイッチが閉じると、前記供試直流遮断器が備えているエネルギー吸収ユニットの制限電圧よりも高い電圧まで充電された状態のコンデンサを放電させて前記第2の試験電流を生成する、
ことを特徴とする直流遮断器の試験装置。
An AC power source that generates a first test current that flows through a test DC circuit breaker that is a DC circuit breaker to be tested;
A voltage source circuit for generating a second test current flowing through the DC breaker;
Provided between the voltage source circuit and the test DC circuit breaker, and open when the first test current starts to flow from the AC power source to the test DC circuit breaker, and the test DC circuit breaker A switch that enters a closed state at a specified timing after the circuit breaks the first test current and connects the voltage source circuit to the DC circuit breaker;
With
When the switch is closed, the voltage source circuit discharges a capacitor charged to a voltage higher than a limit voltage of an energy absorption unit included in the DC breaker to be used to generate the second test current. Generate,
DC breaker testing device characterized by the above.
前記スイッチを放電ギャップとすることを特徴とする請求項1に記載の直流遮断器の試験装置。   2. The DC circuit breaker testing device according to claim 1, wherein the switch is a discharge gap. 前記交流電源と前記供試直流遮断器との間に設けられ、前記スイッチが閉じた後に前記交流電源から前記供試直流遮断器に流れる前記第1の試験電流を遮断する補助遮断器、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の直流遮断器の試験装置。
An auxiliary circuit breaker provided between the AC power source and the test DC circuit breaker, and configured to interrupt the first test current flowing from the AC power source to the test DC circuit breaker after the switch is closed;
The test apparatus for a DC circuit breaker according to claim 1, comprising:
前記補助遮断器を真空遮断器とすることを特徴とする請求項3に記載の直流遮断器の試験装置。   4. The DC circuit breaker testing device according to claim 3, wherein the auxiliary circuit breaker is a vacuum circuit breaker. 前記電圧源回路および前記スイッチからなる直流性電流生成回路を複数備え、
前記直流性電流生成回路の各々は、前記供試直流遮断器が前記第1の試験電流の遮断を実行した後の異なる規定のタイミングで順番に、前記供試直流遮断器に前記第2の試験電流を流す、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の直流遮断器の試験装置。
A plurality of DC current generation circuits comprising the voltage source circuit and the switch,
Each of the DC current generation circuits is configured to apply the second test to the test DC circuit breaker in turn at different specified timings after the test DC circuit breaker performs the first test current interrupt. Current flow,
5. The DC circuit breaker testing device according to claim 1, wherein the DC circuit breaker is tested.
直流遮断器を試験するための試験方法であって、
交流電源が生成する第1の試験電流を試験対象の直流遮断器である供試直流遮断器に流す第1のステップと、
前記供試直流遮断器が前記第1の試験電流を遮断する第2のステップと、
電圧源回路が生成する第2の試験電流を前記第2のステップを実行した後の規定のタイミングで前記供試直流遮断器に流す第3のステップと、
を含み、
前記電圧源回路は、前記供試直流遮断器が備えているエネルギー吸収ユニットの制限電圧よりも高い電圧まで充電した状態のコンデンサを放電させて前記第2の試験電流を生成する、
ことを特徴とする試験方法。
A test method for testing a DC circuit breaker,
A first step of flowing a first test current generated by an AC power source to a test DC circuit breaker that is a DC circuit breaker to be tested;
A second step in which the DC breaker under test interrupts the first test current;
A third step in which a second test current generated by the voltage source circuit is caused to flow through the test DC breaker at a specified timing after the second step is executed;
Including
The voltage source circuit generates the second test current by discharging a capacitor charged to a voltage higher than a limit voltage of an energy absorption unit included in the test DC breaker;
A test method characterized by the above.
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