JP6525308B2 - 回路遮断器 - Google Patents
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Description
11 半導体電力変換器
12 単相変圧器
13 機械的遮断器
14 インダクタ
21 1次巻線
22 2次巻線
31 DCDCコンバータ
32 エネルギー蓄積部
33 非線形抵抗
41 過電流検出部
42 制御部
51 第1の指令手段
52 第2の指令手段
53 第3の指令手段
D 帰還ダイオード
G1 第1のグランド端子
G2 第2のグランド端子
G3 第3のグランド端子
G4 第4のグランド端子
S 半導体スイッチング素子
T1 第1の外部接続端子
T2 第2の外部接続端子
Claims (14)
- 1個もしくは互いにカスケード接続された複数個の半導体電力変換器であって、内部に設けられた半導体スイッチを指令に応じてスイッチング動作させることにより、所定の直流電流を出力する半導体電力変換器と、
一端に第1の外部接続端子を有する1次巻線と、前記半導体電力変換器と直列接続される2次巻線と、を有し、前記1次巻線の前記第1の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組に接続される単相変圧器と、
一端に第2の外部接続端子を有し、前記第2の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組と前記1次巻線との接続点に接続される機械的遮断器であって、指令に応じて開極して電流路を遮断する機械的遮断器と、
を備え、
前記半導体電力変換器は、
内部に設けられた半導体スイッチを指令に応じてスイッチング動作させることにより、第1の直流側および第2の直流側のうち一方から入力された直流電流を所望の大きさおよび極性の直流電流に変換してもう一方に出力するDCDCコンバータであって、直流電流の入出力方向を前記第1の直流側と前記第2の直流側との間で双方向に切換え可能なDCDCコンバータと、
前記2次巻線または当該半導体電力変換器とは異なる他の前記半導体電力変換器が接続される前記第1の直流側、とは反対側の前記第2の直流側に並列に接続されるエネルギー蓄積部と、
前記エネルギー蓄積部に並列に接続され、前記エネルギー蓄積部に印加された直流電圧が、予め設定された電圧以下の場合は所定の抵抗値を示し、それ以外の場合は前記所定の抵抗値よりも低い抵抗値を示す非線形抵抗と、
を有することを特徴とする回路遮断器。 - 1個もしくは互いにカスケード接続された複数個の半導体電力変換器であって、内部に設けられた半導体スイッチを指令に応じてスイッチング動作させることにより、所定の直流電流を出力する半導体電力変換器と、
一端に第1の外部接続端子を有する1次巻線と、前記半導体電力変換器と直列接続される2次巻線と、を有し、前記1次巻線の前記第1の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組に接続される単相変圧器と、
一端に第2の外部接続端子を有し、前記第2の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組と前記1次巻線との接続点に接続される機械的遮断器であって、指令に応じて開極して電流路を遮断する機械的遮断器と、
を備える回路遮断器であって、
前記回路遮断器に接続された外部配線上において過電流が発生したか否かを検知する過電流検知部と、
前記機械的遮断器に対する開極動作および前記半導体電力変換器の電力変換動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記過電流検知部が過電流を検知したとき、前記機械的遮断器に対して開極動作の開始を指令する開極指令を出力する第1の指令手段と、
前記開極指令が出力されてから前記機械的遮断器の開極動作が完了するまでの間に前記機械的遮断器に流れる電流をゼロに収束させる直流電流を、前記半導体電力変換器に出力させる電力変換指令を出力する第2の指令手段と、
前記機械的遮断器の開極動作が完了した時に、前記半導体電力変換器内の前記半導体スイッチをオフするオフ指令を出力する第3の指令手段と、
を有することを特徴とする回路遮断器。 - 1個もしくは互いにカスケード接続された複数個の半導体電力変換器であって、内部に設けられた半導体スイッチを指令に応じてスイッチング動作させることにより、所定の直流電流を出力する半導体電力変換器と、
一端に第1の外部接続端子を有する1次巻線と、前記半導体電力変換器と直列接続される2次巻線と、を有し、前記1次巻線の前記第1の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組に接続される単相変圧器と、
一端に第2の外部接続端子を有し、前記第2の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組と前記1次巻線との接続点に接続される機械的遮断器であって、指令に応じて開極して電流路を遮断する機械的遮断器と、
を備え、
互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組の、前記1次巻線が接続される側とは反対側の端子を、前記第1の外部接続端子および第2の外部接続端子の極性とは反対の極性の端子とし、または第1のグランド端子および第2のグランド端子とすることを特徴とする回路遮断器。 - 1個もしくは互いにカスケード接続された複数個の半導体電力変換器であって、内部に設けられた半導体スイッチを指令に応じてスイッチング動作させることにより、所定の直流電流を出力する半導体電力変換器と、
一端に第1の外部接続端子を有する1次巻線と、前記半導体電力変換器と直列接続される2次巻線と、を有し、前記1次巻線の前記第1の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組に接続される単相変圧器と、
一端に第2の外部接続端子を有し、前記第2の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組と前記1次巻線との接続点に接続される機械的遮断器であって、指令に応じて開極して電流路を遮断する機械的遮断器と、
を備える回路遮断器であって、
互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組と、前記機械的遮断器と、は並列に接続され、
前記回路遮断器は、前記第1の外部接続端子の極性とは反対側の端子もしくは第3のグランド端子と、前記第2の外部接続端子の極性とは反対側の端子もしくは第4のグランド端子とを備えることを特徴とする回路遮断器。 - 1個もしくは互いにカスケード接続された複数個の半導体電力変換器であって、内部に設けられた半導体スイッチを指令に応じてスイッチング動作させることにより、所定の直流電流を出力する半導体電力変換器と、
一端に第1の外部接続端子を有する1次巻線と、前記半導体電力変換器と直列接続される2次巻線と、を有し、前記1次巻線の前記第1の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組に接続される単相変圧器と、
一端に第2の外部接続端子を有し、前記第2の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組と前記1次巻線との接続点に接続される機械的遮断器であって、指令に応じて開極して電流路を遮断する機械的遮断器と、
を備え、
互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組において、前記2次巻線は、互いにカスケード接続された複数個の前記半導体電力変換器のうちのいずれかの半導体電力変換器に直列接続されることを特徴とする回路遮断器。 - 1個もしくは互いにカスケード接続された複数個の半導体電力変換器であって、内部に設けられた半導体スイッチを指令に応じてスイッチング動作させることにより、所定の直流電流を出力する半導体電力変換器と、
一端に第1の外部接続端子を有する1次巻線と、前記半導体電力変換器と直列接続される2次巻線と、を有し、前記1次巻線の前記第1の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組に接続される単相変圧器と、
一端に第2の外部接続端子を有し、前記第2の外部接続端子とは反対側にある他の一端が、互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組と前記1次巻線との接続点に接続される機械的遮断器であって、指令に応じて開極して電流路を遮断する機械的遮断器と、
互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組において、前記半導体電力変換器もしくは前記2次巻線に直列接続されるインダクタとを備えることを特徴とする回路遮断器。 - 前記回路遮断器に接続された外部配線上において過電流が発生したか否かを検知する過電流検知部と、
前記機械的遮断器に対する開極動作および前記半導体電力変換器の電力変換動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記過電流検知部が過電流を検知したとき、前記機械的遮断器に対して開極動作の開始を指令する開極指令を出力する第1の指令手段と、
前記開極指令が出力されてから前記機械的遮断器の開極動作が完了するまでの間に前記機械的遮断器に流れる電流をゼロに収束させる直流電流を、前記半導体電力変換器に出力させる電力変換指令を出力する第2の指令手段と、
前記機械的遮断器の開極動作が完了した時に、前記半導体電力変換器内の前記半導体スイッチをオフするオフ指令を出力する第3の指令手段と、
を有する請求項1に記載の回路遮断器。 - 互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組の、前記1次巻線が接続される側とは反対側の端子を、前記第1の外部接続端子および第2の外部接続端子の極性とは反対の極性の端子とし、または第1のグランド端子および第2のグランド端子とする請求項1または2に記載の回路遮断器。
- 互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組と、前記機械的遮断器と、は並列に接続され、
前記回路遮断器は、前記第1の外部接続端子の極性とは反対側の端子もしくは第3のグランド端子と、前記第2の外部接続端子の極性とは反対側の端子もしくは第4のグランド端子とを備える請求項1または2に記載の回路遮断器。 - 互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組において、前記2次巻線は、互いにカスケード接続された複数個の前記半導体電力変換器のうちのいずれかの半導体電力変換器に直列接続される請求項1〜4のいずれか一項に記載の回路遮断器。
- 互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組において、前記半導体電力変換器もしくは前記2次巻線に直列接続されるインダクタをさらに備える請求項1〜5のいずれか一項に記載の回路遮断器。
- 互いに直列接続された前記2次巻線と前記半導体電力変換器とからなる組において、前記インダクタは、互いにカスケード接続された複数個の前記半導体電力変換器のうちのいずれかの半導体電力変換器に直列接続される請求項6または11に記載の回路遮断器。
- 前記半導体スイッチは、オン時に一方向に電流を通す半導体スイッチング素子と、
該半導体スイッチング素子に逆並列に接続された帰還ダイオードと、を有する請求項1〜12のいずれか一項に記載の回路遮断器。 - 前記機械的遮断器は、固定接触子と、前記固定接触子に接触する閉路位置と前記固定接触子から分離される開路位置との間を移動可能な可動接触子と、を有し、指令に応じて前記可動接触子が前記開路位置に移動することにより開極して電流路を遮断する請求項1〜13のいずれか一項に記載の回路遮断器。
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