JP6919497B2 - DC cutoff device - Google Patents

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Description

本発明は、直流遮断装置に関する。 The present invention relates to a DC cutoff device.

図7,図8は、従来の直流遮断装置の例を示す回路構成図である。直流電流には交流電流とは異なり零点が生じないため、機械遮断器を開極した際に発生するアークを消弧できないという課題がある。図7,図8に示す直流遮断装置は機械遮断器CB1,CB2,CBの開極時における電流を補助回路に迂回させることで、機械遮断器CB1,CB2,CBに流れる電流に零点を作り出し、アークを消弧する。 7 and 8 are circuit configuration diagrams showing an example of a conventional DC cutoff device. Unlike alternating current, direct current does not generate a zero, so there is the problem that the arc generated when the mechanical circuit breaker is opened cannot be extinguished. The DC circuit breaker shown in FIGS. 7 and 8 creates a zero point in the current flowing through the mechanical circuit breakers CB1, CB2 and CB by bypassing the current at the time of opening the mechanical circuit breakers CB1, CB2 and CB to the auxiliary circuit. Extinguish the arc.

図7の直流遮断装置は2台の機械遮断器CB1,CB2と、1台の共振コンデンサCとスイッチング素子T1,T2を有し、図8の直流遮断装置は1台の機械遮断器CBと2台の共振コンデンサC1,C2とスイッチング素子T1,T2を有し、どちらも双方向の電流遮断機能を有する。なお、図7、図8の各々のスイッチング素子には、図示していないゲート駆動回路が各々接続されている。各ゲート駆動回路の電源電力は外部から給電される。 The DC circuit breaker of FIG. 7 has two mechanical circuit breakers CB1 and CB2, one resonance capacitor C and switching elements T1 and T2, and the DC circuit breaker of FIG. 8 has one mechanical circuit breaker CB and 2 It has a stand of resonant capacitors C1 and C2 and switching elements T1 and T2, both of which have a bidirectional current cutoff function. A gate drive circuit (not shown) is connected to each of the switching elements of FIGS. 7 and 8. The power supply of each gate drive circuit is supplied from the outside.

図9は、特許文献1における交流遮断装置の回路構成図である。特許文献1の交流遮断装置は、系統電流を変流器18で検出し、変流器18の2次側電流をスイッチング素子のゲート端子に入力する。特許文献1はスイッチング素子のゲート駆動用電源を不要としている点に特徴がある。 FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the AC cutoff device in Patent Document 1. The AC cutoff device of Patent Document 1 detects the system current with the current transformer 18, and inputs the secondary side current of the current transformer 18 to the gate terminal of the switching element. Patent Document 1 is characterized in that it does not require a power supply for driving a gate of a switching element.

特開平09−274833号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-274833

図7,図8に示すように、直流遮断装置は、別途スイッチング素子のゲート駆動用に独立した電源電力が必要である。また、スイッチング素子のオンオフ指令信号であるゲート制御信号を別途外部の制御装置から入力する必要がある。そのため、図7,図8に示す直流遮断装置は、部品点数やコストが増加する。 As shown in FIGS. 7 and 8, the DC cutoff device separately requires an independent power supply for driving the gate of the switching element. Further, it is necessary to separately input a gate control signal, which is an on / off command signal of the switching element, from an external control device. Therefore, the number of parts and the cost of the DC cutoff device shown in FIGS. 7 and 8 increase.

特許文献1は交流遮断装置であるため、直流電流を遮断することはできない。また、スイッチング素子のゲート駆動用電源は変流器18により生成できるが、スイッチング素子のオンオフ指令信号であるゲート制御信号は、別途外部の制御装置23から入力する必要がある。このゲート制御信号にノイズが重畳するとスイッチング素子が誤動作するおそれがある。 Since Patent Document 1 is an alternating current blocking device, it cannot cut off a direct current. Further, although the power supply for driving the gate of the switching element can be generated by the current transformer 18, the gate control signal which is the on / off command signal of the switching element needs to be separately input from the external control device 23. If noise is superimposed on this gate control signal, the switching element may malfunction.

以上示したようなことから、直流遮断装置において、スイッチング素子のゲート駆動用の独立した電源、および、外部からのゲート制御信号を不要とすることが課題となる。 From the above, it is a problem that the DC cutoff device does not require an independent power supply for driving the gate of the switching element and a gate control signal from the outside.

本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、第1直流系統の正極と第2直流系統の正極との間に接続された第1機械遮断器と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点にアノード端子が接続された第3ダイオードと、前記第3ダイオードのカソード端子にコレクタ端子が接続された第1スイッチング素子と、前記第1機械遮断器と前記第2直流系統の正極の共通接続点と前記第1スイッチング素子のエミッタ端子との間に接続されたLC回路と、前記第1スイッチング素子のエミッタ端子と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第3抵抗と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器との間に一端が接続された第1抵抗と、前記第1抵抗の他端と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第1コンデンサと、前記第1抵抗と前記第1コンデンサの共通接続点と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点と、の間に直列接続された第2抵抗および第2ダイオードと、1次側が前記第2抵抗の通過電流を検出した時、2次側が前記第1スイッチング素子のゲート端子に電流を出力する第1変流器と、前記第1スイッチング素子のゲート端子とエミッタ端子間に接続された第3コンデンサと、前記第3コンデンサに対して並列接続された第4抵抗と、を備えたことを特徴とする。 The present invention has been devised in view of the above-mentioned conventional problems, and one aspect thereof is a first mechanical breaker connected between the positive electrode of the first direct current system and the positive electrode of the second direct current system. A third diode in which an anode terminal is connected to a common connection point between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical breaker, and a first switching element in which a collector terminal is connected to the cathode terminal of the third diode. The LC circuit connected between the common connection point of the first mechanical breaker and the positive electrode of the second DC system and the emitter terminal of the first switching element, the emitter terminal of the first switching element, and the first , A third resistor connected between the negative electrode of the second DC system, a first resistor having one end connected between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical breaker, and the first resistor. A first capacitor connected between the other end of the resistor and the negative electrode of the first and second DC systems, a common connection point between the first resistor and the first capacitor, and a positive electrode of the first DC system. When the second resistor and the second diode connected in series with the common connection point of the first mechanical breaker and the primary side detect the passing current of the second resistor, the secondary side is the first switching. A first current converter that outputs a current to the gate terminal of the element, a third capacitor connected between the gate terminal and the emitter terminal of the first switching element, and a fourth capacitor connected in parallel to the third capacitor. It is characterized by having resistance.

また、他の態様として、第1直流系統の正極と第2直流系統の正極との間に接続された第1機械遮断器と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点にアノード端子が接続された第3ダイオードと、前記第3ダイオードのカソード端子にコレクタ端子が接続された第1スイッチング素子と、前記第1機械遮断器と前記第2直流系統の正極の共通接続点と前記第1スイッチング素子のエミッタ端子との間に接続されたLC回路と、前記第1スイッチング素子のエミッタ端子と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第3抵抗と、前記第2直流系統の正極と前記第1機械遮断器との間に一端が接続された第1抵抗と、前記第1抵抗の他端と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第1コンデンサと、前記第1抵抗と前記第1コンデンサの共通接続点と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点と、の間に直列接続された第2抵抗および第2ダイオードと、前記第1抵抗と前記第1コンデンサの共通接続点と前記第1,第2直流系統の負極との間に直列接続された第5,第6抵抗と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器との共通接続点と前記第5,第6抵抗の共通接続点との間に直列接続された第8抵抗および第1スイッチと、前記第5,第6抵抗の共通接続点と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第4コンデンサと、前記第4コンデンサに対して並列接続された第7抵抗および第2コイルと、1次側が前記第2抵抗の通過電流を検出した時、2次側が前記第1スイッチング素子のゲート端子に電流を出力する第1変流器と、前記第1スイッチング素子のゲート端子とエミッタ端子との間に接続された第3コンデンサと、前記第3コンデンサに対して並列接続された第4抵抗と、を備え、前記第2コイルは前記第1機械遮断器の操作コイルであり、前記第2コイルに所定の電流が流れた時に前記第1機械遮断器を閉極することを特徴とする。 Further, as another embodiment, the first mechanical breaker connected between the positive electrode of the first DC system and the positive electrode of the second DC system, and the positive electrode of the first DC system and the first mechanical breaker are common. A third diode with an anode terminal connected to the connection point, a first switching element with a collector terminal connected to the cathode terminal of the third diode, and a common commonality between the first mechanical breaker and the positive electrode of the second DC system. A third LC circuit connected between the connection point and the emitter terminal of the first switching element, and a third connected between the emitter terminal of the first switching element and the negative electrode of the first and second DC systems. A resistor, a first resistor having one end connected between the positive electrode of the second DC system and the first mechanical breaker, the other end of the first resistor, and the negative electrode of the first and second DC systems. In series between the first capacitor connected between the above, the common connection point of the first resistor and the first capacitor, and the common connection point of the positive electrode of the first DC system and the first mechanical breaker. The 5th and 6th resistors connected in series between the connected 2nd resistor and 2nd diode, the common connection point of the 1st resistor and the 1st capacitor, and the negative electrode of the 1st and 2nd DC systems. And the eighth resistor and the first switch connected in series between the common connection point between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical breaker and the common connection point of the fifth and sixth resistors. The fourth capacitor connected between the common connection point of the fifth and sixth resistors and the negative electrode of the first and second DC systems, and the seventh resistor and the seventh resistor connected in parallel to the fourth capacitor. The two coils, the first current transformer that outputs a current to the gate terminal of the first switching element when the primary side detects the passing current of the second resistance, and the gate terminal of the first switching element. A third capacitor connected between the and the emitter terminal and a fourth resistor connected in parallel to the third capacitor are provided, and the second coil is an operating coil of the first mechanical breaker. The first mechanical breaker is closed when a predetermined current flows through the second coil.

また、他の態様として、第1直流系統の正極と第2直流系統の正極との間に接続された第1機械遮断器および第2機械遮断器と、前記第1機械遮断器と前記第2機械遮断器との間と前記第1,第2直流系統の負極の間に順次直列接続されたLC回路および第3抵抗と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点にアノード端子が接続された第3ダイオードと、前記第3ダイオードのカソード端子にコレクタ端子が接続され、前記LC回路と前記第3抵抗の共通接続点にエミッタ端子が接続された第1スイッチング素子と、前記第2直流系統の正極と前記第2機械遮断器の共通接続点にアノード端子が接続された第6ダイオードと、前記第6ダイオードのカソード端子にコレクタ端子が接続され、前記LC回路と前記第3抵抗の共通接続点にエミッタ端子が接続された第2スイッチング素子と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器との共通接続点に一端が接続された第1抵抗と、前記第1抵抗の他端と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第1コンデンサと、前記第1抵抗と前記第1コンデンサの共通接続点と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点と、の間に直列接続された第2スイッチおよび第2抵抗および第2ダイオードと、1次側が前記第2抵抗の通過電流を検出した時、2次側が前記第1スイッチング素子のゲート端子に電流を出力する第1変流器と、前記第1スイッチング素子のゲート端子とエミッタ端子との間に接続された第3コンデンサと、前記第3コンデンサに対して並列接続された第4抵抗と、前記第2直流系統の正極と前記第2機械遮断器との共通接続点に一端が接続された第9抵抗と、前記第9抵抗の他端と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第5コンデンサと、前記第9抵抗と前記第5コンデンサの共通接続点と、前記第2直流系統の正極と前記第2機械遮断器の共通接続点と、の間に直列接続された第3スイッチおよび第10抵抗および第5ダイオードと、1次側が前記第10抵抗の通過電流を検出した時、2次側が前記第2スイッチング素子のゲート端子に電流を出力する第2変流器と、前記第2スイッチング素子のゲート端子とエミッタ端子との間に接続された第6コンデンサと、前記第6コンデンサに対して並列接続された第11抵抗と、を備え、電流が前記第1直流系統から前記第2直流系統へ流れている時は前記第2スイッチをON、前記第3スイッチをOFFし、電流が前記第2直流系統から前記第1直流系統へ流れている時は前記第2スイッチをOFF、前記第3スイッチをONとすることを特徴とする。 Further, as another embodiment, a first mechanical circuit breaker and a second mechanical circuit breaker connected between the positive electrode of the first DC system and the positive electrode of the second DC system, the first mechanical circuit breaker and the second mechanical circuit breaker. An LC circuit and a third resistor sequentially connected in series between the mechanical circuit breaker and the negative electrode of the first and second DC systems, and a common connection between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker. A first switching element in which a third diode with an anode terminal connected to a point, a collector terminal connected to the cathode terminal of the third diode, and an emitter terminal connected to a common connection point between the LC circuit and the third resistor. A sixth diode having an anode terminal connected to a common connection point between the positive electrode of the second DC system and the second mechanical circuit breaker, and a collector terminal connected to the cathode terminal of the sixth diode, and the LC circuit. A second switching element in which an emitter terminal is connected to a common connection point of the third resistor, and a first resistor in which one end is connected to a common connection point between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker. , The first capacitor connected between the other end of the first resistor and the negative electrode of the first and second DC systems, the common connection point between the first resistor and the first capacitor, and the first DC. When the second switch, the second resistor and the second diode connected in series between the positive electrode of the system and the common connection point of the first mechanical circuit breaker, and the primary side detect the passing current of the second resistor. A first circuit breaker whose secondary side outputs a current to the gate terminal of the first switching element, a third capacitor connected between the gate terminal and the emitter terminal of the first switching element, and the third A fourth resistor connected in parallel to the capacitor, a ninth resistor one end connected to a common connection point between the positive electrode of the second DC system and the second mechanical circuit breaker, and the other end of the ninth resistor. A fifth capacitor connected between the first and second DC systems, a common connection point between the ninth resistor and the fifth capacitor, a positive circuit breaker of the second DC system, and the second machine. When the third switch, the tenth resistor and the fifth diode connected in series between the common connection point of the circuit breaker and the passing current of the tenth resistor are detected by the primary side, the secondary side is the second switching. A second circuit breaker that outputs a current to the gate terminal of the element, a sixth capacitor connected between the gate terminal and the emitter terminal of the second switching element, and a sixth capacitor connected in parallel to the sixth capacitor. With an eleventh resistor, a current is flowing from the first DC system to the second DC system. When the time is, the second switch is turned on, the third switch is turned off, and when the current is flowing from the second DC system to the first DC system, the second switch is turned off and the third switch is turned on. It is characterized by doing.

本発明によれば、直流遮断装置において、スイッチング素子のゲート駆動用の独立した電源、および、外部からのゲート制御信号を不要とすること可能となる。 According to the present invention, in the DC cutoff device, it is possible to eliminate the need for an independent power supply for driving the gate of the switching element and a gate control signal from the outside.

実施形態1における直流遮断装置を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the DC cutoff device in Embodiment 1. FIG. 実施形態1における直流遮断装置の定常状態を示す図。The figure which shows the steady state of the DC cutoff device in Embodiment 1. FIG. 実施形態1における直流遮断装置の遮断状態を示す図。The figure which shows the cut-off state of the DC cut-off device in Embodiment 1. FIG. 実施形態1における直流遮断装置の機械遮断器アーク消弧後の状態を示す図。The figure which shows the state after the mechanical circuit breaker arc extinguishing of the DC circuit breaker in Embodiment 1. FIG. 実施形態2における直流遮断装置の回路構成図。The circuit block diagram of the DC cutoff device in Embodiment 2. 実施形態3における直流遮断装置の回路構成図。The circuit block diagram of the DC cutoff device in Embodiment 3. 従来の直流遮断装置の一例を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows an example of the conventional DC cutoff device. 従来の直流遮断装置の他例を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the other example of the conventional DC cutoff device. 特許文献1の交流遮断装置を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows the AC cutoff device of Patent Document 1. FIG.

以下、本願発明における直流遮断装置の実施形態1〜3を図1〜図6に基づいて詳述する。 Hereinafter, embodiments 1 to 3 of the DC blocking device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.

[実施形態1]
図1に本実施形態1における直流遮断装置を示す。本実施形態1の直流遮断装置は、第1直流系統1の正極と第2直流系統2の正極との間に第1機械遮断器CB1が接続される。
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows a DC cutoff device according to the first embodiment. In the DC circuit breaker of the first embodiment, the first mechanical circuit breaker CB1 is connected between the positive electrode of the first DC system 1 and the positive electrode of the second DC system 2.

第1直流系統1の正極と第1機械遮断器CB1との間に第1抵抗R1の一端が接続される。第1抵抗R1の他端と第1,第2直流系統1,2の負極との間に第1コンデンサC1が接続される。 One end of the first resistor R1 is connected between the positive electrode of the first DC system 1 and the first mechanical circuit breaker CB1. The first capacitor C1 is connected between the other end of the first resistor R1 and the negative electrode of the first and second DC systems 1 and 2.

第1抵抗R1と第1コンデンサC1の共通接続点と、第1直流系統1の正極と第1機械遮断器CB1の共通接続点と、の間に第2抵抗R2および第2ダイオードD2が直列接続される。第2ダイオードD2のアノード端子は第2抵抗R2に接続され、カソード端子は第1直流系統1の正極と第1機械遮断器CB1の共通接続点に接続される。 The second resistor R2 and the second diode D2 are connected in series between the common connection point of the first resistor R1 and the first capacitor C1 and the common connection point of the positive electrode of the first DC system 1 and the first mechanical circuit breaker CB1. Will be done. The anode terminal of the second diode D2 is connected to the second resistor R2, and the cathode terminal is connected to the common connection point of the positive electrode of the first DC system 1 and the first mechanical circuit breaker CB1.

第1機械遮断器CB1と第2直流系統2の正極との間に第1リアクトルL1の一端が接続される。第1リアクトルL1の他端に第2コンデンサC2の一端が接続される。第1リアクトルL1と第2コンデンサC2でLC回路を構成する。第2コンデンサC2の他端と第1,第2直流系統1,2の負極との間に第3抵抗R3が接続される。 One end of the first reactor L1 is connected between the first mechanical circuit breaker CB1 and the positive electrode of the second DC system 2. One end of the second capacitor C2 is connected to the other end of the first reactor L1. The LC circuit is composed of the first reactor L1 and the second capacitor C2. A third resistor R3 is connected between the other end of the second capacitor C2 and the negative electrode of the first and second DC systems 1 and 2.

第1直流系統1の正極と第1機械遮断器CB1との間に第3ダイオードD3のアノード端子が接続される。第3ダイオードD3のカソード端子に第1スイッチング素子T1のコレクタ端子が接続される。第1スイッチング素子T1のエミッタ端子は、第2コンデンサC2と第3抵抗R3の共通接続点に接続される。このように、第1スイッチング素子T1は第1機械遮断器CB1に対して並列に接続される。 The anode terminal of the third diode D3 is connected between the positive electrode of the first DC system 1 and the first mechanical circuit breaker CB1. The collector terminal of the first switching element T1 is connected to the cathode terminal of the third diode D3. The emitter terminal of the first switching element T1 is connected to a common connection point between the second capacitor C2 and the third resistor R3. In this way, the first switching element T1 is connected in parallel to the first mechanical circuit breaker CB1.

第1変流器CT1の1次側は第2抵抗R2の通過電流を検出する。よって、第1変流器CT1の1次側は、第1直流系統1の正極と第2ダイオードD2のカソードとの共通接続点と第1抵抗R1と第1コンデンサC1との共通接続点との間を接続する、第2ダイオードD2と第1抵抗R1との直列回路からなる経路内に挿入される。 The primary side of the first current transformer CT1 detects the passing current of the second resistor R2. Therefore, the primary side of the first transformer CT1 has a common connection point between the positive electrode of the first DC system 1 and the cathode of the second diode D2 and a common connection point between the first resistor R1 and the first capacitor C1. It is inserted in a path consisting of a series circuit of a second diode D2 and a first resistor R1 connecting between them.

第1変流器CT1の2次側の一端と他端との間に第1ツェナーダイオードZD1が接続される。第1変流器CT1の2次側の一端に第1スイッチング素子T1のエミッタ端子が接続される。第1変流器CT1の2次側の他端に第4ダイオードD4のアノード端子が接続される。第4ダイオードD4のカソード端子は第1スイッチング素子T1のゲート端子に接続される。 The first Zener diode ZD1 is connected between one end and the other end of the secondary side of the first current transformer CT1. The emitter terminal of the first switching element T1 is connected to one end on the secondary side of the first current transformer CT1. The anode terminal of the fourth diode D4 is connected to the other end of the secondary side of the first current transformer CT1. The cathode terminal of the fourth diode D4 is connected to the gate terminal of the first switching element T1.

第1スイッチング素子T1のゲート端子とエミッタ端子との間に第3コンデンサC3が接続される。第3コンデンサC3に対して第4抵抗R4が並列接続される。 A third capacitor C3 is connected between the gate terminal and the emitter terminal of the first switching element T1. The fourth resistor R4 is connected in parallel to the third capacitor C3.

図2に、本実施形態1における直流遮断装置の定常状態を示す。第1機械遮断器CB1は閉極状態であり、電流は単方向(第1直流系統1→第2直流系統2)にのみ流れることを想定する。本実施形態1では単方向の遮断しかできない。 FIG. 2 shows a steady state of the DC cutoff device according to the first embodiment. It is assumed that the first mechanical circuit breaker CB1 is in a closed pole state, and the current flows only in one direction (first DC system 1 → second DC system 2). In the first embodiment, only unidirectional blocking is possible.

このとき、第1コンデンサC1には第1抵抗R1を介して充電電流が流れる。また、第2コンデンサC2には第3抵抗R3と第1リアクトルL1を介して充電電流が流れる。図2の点線が充電電流の経路である。 At this time, a charging current flows through the first capacitor C1 via the first resistor R1. Further, a charging current flows through the second capacitor C2 via the third resistor R3 and the first reactor L1. The dotted line in FIG. 2 is the charging current path.

電流は、第1機械遮断器CB1および第1抵抗R1,第1リアクトルL1,第3抵抗R3を通過するが、第1,第2コンデンサC1,C2の充電が完了すると(すなわち、第1,第2コンデンサC1,C2の電圧が第1直流系統1の電圧と同値となると)、第1抵抗R1,第3抵抗R3に電流は流れない。よって、第1抵抗R1と第3抵抗R3には電力損失は発生しない。また、第1機械遮断器CB1の閉極時の両極間の抵抗は非常に小さい。よって、第1機械遮断器CB1の閉極時、第1機械遮断器CB1で発生する電力損失はほとんどない。 The current passes through the first mechanical breaker CB1 and the first resistor R1, the first reactor L1, and the third resistor R3, but when the charging of the first and second capacitors C1 and C2 is completed (that is, the first and first ones). (When the voltage of the two capacitors C1 and C2 becomes the same value as the voltage of the first DC system 1), no current flows through the first resistor R1 and the third resistor R3. Therefore, no power loss occurs in the first resistor R1 and the third resistor R3. Further, the resistance between the two poles when the first mechanical circuit breaker CB1 is closed is very small. Therefore, when the first mechanical circuit breaker CB1 is closed, there is almost no power loss generated in the first mechanical circuit breaker CB1.

図3に第2直流系統2側で短絡事故が発生した場合における本実施形態1の直流遮断装置を示す。短絡事故発生時には、第2直流系統2の電圧が降下するため、第1コンデンサC1の電荷が第2抵抗R2→第2ダイオードD2を通って第1,第2直流系統1,2側に放電される。この放電電流を第1変流器CT1の1次側によって検出する。 FIG. 3 shows the DC cutoff device of the first embodiment when a short circuit accident occurs on the second DC system 2 side. When a short-circuit accident occurs, the voltage of the second DC system 2 drops, so the charge of the first capacitor C1 is discharged to the first and second DC systems 1 and 2 through the second resistor R2 → the second diode D2. NS. This discharge current is detected by the primary side of the first current transformer CT1.

第1変流器CT1の2次側から電流が出力され、第4ダイオードD4→第1スイッチング素子T1のゲート容量(第1スイッチング素子T1のゲート端子、エミッタ端子間の容量)および第3コンデンサC3を経由し、第3コンデンサC3と第1スイッチング素子T1のゲート容量(第1スイッチング素子T1のゲート端子、エミッタ端子間の容量)が充電され、第1スイッチング素子T1のゲート電圧(すなわち第3コンデンサC3印加電圧)がターンONレベルとなり、第1スイッチング素子T1がONする。 A current is output from the secondary side of the first transformer CT1, and the fourth diode D4 → the gate capacitance of the first switching element T1 (the capacitance between the gate terminal and the emitter terminal of the first switching element T1) and the third capacitor C3. The gate capacitance of the third capacitor C3 and the first switching element T1 (the capacitance between the gate terminal and the emitter terminal of the first switching element T1) is charged, and the gate voltage of the first switching element T1 (that is, the third capacitor) is charged. The C3 applied voltage) becomes the turn ON level, and the first switching element T1 is turned ON.

第1スイッチング素子T1がONした後、ゲート電圧が第1ツェナーダイオードZD1の降伏電圧まで上昇すると、出力電流は第1スイッチング素子T1のゲート容量と第3コンデンサC3の代わりに第1ツェナーダイオードZD1を通過し、第1スイッチング素子T1のゲートの過充電を防ぐ。 When the gate voltage rises to the breakdown voltage of the first Zener diode ZD1 after the first switching element T1 is turned on, the output current uses the first Zener diode ZD1 instead of the gate capacitance of the first switching element T1 and the third capacitor C3. It passes through and prevents overcharging of the gate of the first switching element T1.

第1スイッチング素子T1がONした後は、第2コンデンサC2からの放電電流が第1リアクトルL1→第1機械遮断器CB1→第3ダイオードD3→第1スイッチング素子T1を経由して流れ、第1直流系統1から第1機械遮断器CB1に流れる短絡電流を打ち消す。この短絡電流が小さくなったら、外部からの開閉指令信号によって、第1機械遮断器CB1を開極する。なお、短絡電流が小さくなったことは、第1機械遮断器CB1と直列接続された電流検出器(図示省略)の出力値より判定する。 After the first switching element T1 is turned on, the discharge current from the second capacitor C2 flows through the first reactor L1 → the first mechanical circuit breaker CB1 → the third diode D3 → the first switching element T1. The short-circuit current flowing from the DC system 1 to the first mechanical circuit breaker CB1 is canceled. When this short-circuit current becomes small, the first mechanical circuit breaker CB1 is opened by an opening / closing command signal from the outside. The reduction in the short-circuit current is determined from the output value of the current detector (not shown) connected in series with the first mechanical circuit breaker CB1.

図4に第1機械遮断器CB1開極後の直流遮断装置を示す。第1機械遮断器CB1開極後は、第3ダイオードD3→第1スイッチング素子T1→第2コンデンサC2→第1リアクトルL1を介して短絡電流が流れ、第2コンデンサC2が逆極性に充電される。 FIG. 4 shows a DC circuit breaker after opening the first mechanical circuit breaker CB1. After opening the first mechanical circuit breaker CB1, a short-circuit current flows through the third diode D3 → the first switching element T1 → the second capacitor C2 → the first reactor L1, and the second capacitor C2 is charged in the opposite polarity. ..

第2コンデンサC2の充電が完了すると(第2コンデンサC2の電圧が第1直流系統1の電圧と同値になると)、第2直流系統2へ流れる電流が零となり、電流遮断が完了する。 When the charging of the second capacitor C2 is completed (when the voltage of the second capacitor C2 becomes the same value as the voltage of the first DC system 1), the current flowing to the second DC system 2 becomes zero, and the current cutoff is completed.

電流遮断が完了し、第1コンデンサC1の放電が終わると、第1変流器CT1の検出電流は零になり、第1変流器CT1の2次側の出力電流も零になる。そのため、第1スイッチング素子T1のゲート容量、および、第3コンデンサC3に充電された電荷は第4抵抗R4を通して放電される。 When the current cutoff is completed and the discharge of the first capacitor C1 is completed, the detection current of the first current transformer CT1 becomes zero, and the output current on the secondary side of the first current transformer CT1 also becomes zero. Therefore, the gate capacitance of the first switching element T1 and the electric charge charged in the third capacitor C3 are discharged through the fourth resistor R4.

放電が進むと、第1スイッチング素子T1のゲート電圧(すなわち、第1コンデンサC1の印加電圧)がターンOFFレベルまで下がり、第1スイッチング素子T1はターンOFFする。その後、第1抵抗R1→第1コンデンサC1を介して第1コンデンサC1が第1直流系統1の電圧に再充電される。 As the discharge progresses, the gate voltage of the first switching element T1 (that is, the applied voltage of the first capacitor C1) drops to the turn-off level, and the first switching element T1 turns off. After that, the first capacitor C1 is recharged to the voltage of the first DC system 1 via the first resistor R1 → the first capacitor C1.

第1機械遮断器CB1開極後の復旧作業によって第2直流系統2側の短絡要因を排除した後の系統再投入時は、まず、外部からの開閉指令信号によって第1機械遮断器CB1を閉極する。これによって、第1直流系統1側から第1機械遮断器CB1を介し第2直流系統2側へ電流が流れる。 When the system is restarted after eliminating the short-circuit factor on the second DC system 2 side by the restoration work after opening the first mechanical circuit breaker CB1, first, the first mechanical circuit breaker CB1 is closed by an open / close command signal from the outside. Extreme. As a result, a current flows from the first DC system 1 side to the second DC system 2 side via the first mechanical circuit breaker CB1.

また、第1機械遮断器CB1→第1リアクトルL1→第2コンデンサC2→第3抵抗R3を介して充電電流が流れ、逆極性に充電されていた第2コンデンサC2を元の極性に充電し直す。充電が完了すると、図2の状態になり再投入が完了する。後述する実施形態3も同様の動作となる。 Further, a charging current flows through the first mechanical circuit breaker CB1 → the first reactor L1 → the second capacitor C2 → the third resistor R3, and the second capacitor C2 charged in the opposite polarity is recharged to the original polarity. .. When charging is completed, the state shown in FIG. 2 is reached and re-loading is completed. The same operation is performed in the third embodiment, which will be described later.

本実施形態1の直流遮断器装置の設計上の注意点について説明する。 The design precautions for the DC circuit breaker device of the first embodiment will be described.

第1コンデンサC1の容量は、短絡発生時に第1スイッチング素子T1のゲートをONさせるのに十分な容量のものとする。第3コンデンサC3は、第1スイッチング素子T1のゲートの誤点弧を防止するためのものである。正常な範囲内での系統電圧変動に対して、第1スイッチング素子T1がONしないようにする。 The capacitance of the first capacitor C1 is sufficient to turn on the gate of the first switching element T1 when a short circuit occurs. The third capacitor C3 is for preventing an erroneous ignition of the gate of the first switching element T1. The first switching element T1 is prevented from being turned ON in response to a system voltage fluctuation within a normal range.

第1ツェナーダイオードZD1はゲート過充電を防ぐためのものである。例えば、第1スイッチング素子T1が定格ゲート電圧ON電圧=15VのIGBTならば、降伏電圧15Vのツェナーダイオードを使用する。 The first Zener diode ZD1 is for preventing gate overcharging. For example, if the first switching element T1 is an IGBT having a rated gate voltage ON voltage = 15V, a Zener diode having a yield voltage of 15V is used.

第1抵抗R1は、第1コンデンサC1の充電時の電流を制限する。第2抵抗R2は、短絡事故発生時における第1コンデンサC1の放電電流の大きさと放電時間を決定する。この放電電流を第1変流器CT1で検出するため、第1変流器CT1の2次側に第1スイッチング素子T1をONするのに十分な電流が流れるよう第2抵抗R2を設計しなければならない。 The first resistor R1 limits the current during charging of the first capacitor C1. The second resistor R2 determines the magnitude and discharge time of the discharge current of the first capacitor C1 when a short-circuit accident occurs. In order to detect this discharge current with the first current transformer CT1, the second resistor R2 must be designed so that a current sufficient to turn on the first switching element T1 flows on the secondary side of the first current transformer CT1. Must be.

第1変流器CT1の2次側に、第1スイッチング素子T1のゲートを駆動させるのに十分な電流を流す必要がある。第2抵抗R2の通過電流の値から、第1変流器CT1の巻き数比(すなわち、第1変流器CT1の変流比)を決める必要がある。 It is necessary to pass a sufficient current on the secondary side of the first current transformer CT1 to drive the gate of the first switching element T1. It is necessary to determine the turns ratio of the first current transformer CT1 (that is, the current transformer ratio of the first current transformer CT1) from the value of the passing current of the second resistor R2.

第2直流系統2に短絡が発生して第1機械遮断器CB1を開極した後、第1スイッチング素子T1のターンOFF速度はゲートの放電速度、すなわち、第3コンデンサC3と第4抵抗R4の時定数に依存する。第1機械遮断器CB1の遮断動作中は第1スイッチング素子T1がONを維持でき、第1機械遮断器CB1の遮断が完了した後で第1スイッチング素子T1がOFFするように第3コンデンサC3と第4抵抗R4の時定数を設計する。 After a short circuit occurs in the second DC system 2 and the first mechanical circuit breaker CB1 is opened, the turn-off speed of the first switching element T1 is the discharge speed of the gate, that is, the third capacitor C3 and the fourth resistor R4. It depends on the time constant. During the shutoff operation of the first mechanical circuit breaker CB1, the first switching element T1 can be kept ON, and after the shutoff of the first mechanical circuit breaker CB1 is completed, the first switching element T1 is turned off with the third capacitor C3. Design the time constant of the 4th resistor R4.

以上示したように、本実施形態1は、図7,図8に示す直流遮断装置とは異なり、第1スイッチング素子T1のゲート駆動用電源が不要なため、直流遮断装置を小型化、低コスト化できる。 As shown above, unlike the DC cutoff device shown in FIGS. 7 and 8, the present embodiment 1 does not require a power supply for driving the gate of the first switching element T1, so that the DC cutoff device is downsized and low in cost. Can be converted.

また、特許文献1と異なり、第1スイッチング素子T1用のゲート信号を外部から入力する必要がなく、図9に示す制御装置23が不要である。制御装置が不要なため、直流遮断装置を小型化、低コスト化することが可能となる。 Further, unlike Patent Document 1, it is not necessary to input the gate signal for the first switching element T1 from the outside, and the control device 23 shown in FIG. 9 is unnecessary. Since no control device is required, it is possible to reduce the size and cost of the DC cutoff device.

また、第1スイッチング素子T1用のゲート信号を外部から入力する必要がないため、外部から入力する信号にノイズが重畳して第1スイッチング素子T1が誤動作する恐れがなくなる。これにより、直流遮断装置の信頼性が向上する。 Further, since it is not necessary to input the gate signal for the first switching element T1 from the outside, there is no possibility that noise is superimposed on the signal input from the outside and the first switching element T1 malfunctions. This improves the reliability of the DC cutoff device.

また、本実施形態1の直流遮断装置は、定常時、第1,第2コンデンサC1,C2の充電完了後、電流は抵抗の非常に小さい第1機械遮断器CB1を通過するため、電力損失を低減することが可能となる。 Further, the DC circuit breaker of the first embodiment causes a power loss because the current passes through the first mechanical circuit breaker CB1 having a very small resistance after the charging of the first and second capacitors C1 and C2 is completed in the steady state. It is possible to reduce it.

[実施形態2]
図5は、本実施形態2における直流遮断装置を示す回路構成図である。実施形態1と同様の箇所は同一の符号を付してその説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a DC cutoff device according to the second embodiment. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

第1直流系統1側に接続されていた第1抵抗R1の一端を第1機械遮断器CB1と第2直流系統2の正極との共通接続点に接続する。第1抵抗R1の他端と第1,第2直流系統1,2の負極との間に第1コンデンサC1を接続する。 One end of the first resistor R1 connected to the first DC system 1 side is connected to a common connection point between the first mechanical circuit breaker CB1 and the positive electrode of the second DC system 2. The first capacitor C1 is connected between the other end of the first resistor R1 and the negative electrode of the first and second DC systems 1 and 2.

第1抵抗R1と第1コンデンサC1の共通接続点に第1ダイオードD1のアノード端子が接続される。第1ダイオードD1のカソード端子と第1,第2直流系統1,2の負極との間に第5,第6抵抗R5,R6が直列接続される。 The anode terminal of the first diode D1 is connected to the common connection point of the first resistor R1 and the first capacitor C1. The fifth and sixth resistors R5 and R6 are connected in series between the cathode terminal of the first diode D1 and the negative electrodes of the first and second DC systems 1 and 2.

第1直流系統1の正極と第1機械遮断器CB1との間に第8抵抗R8の一端が接続される。第8抵抗R8の他端と第5,第6抵抗R5,R6の共通接続点との間に第1スイッチSW1が接続される。第1スイッチSW1は機械式スイッチとし、手動でオンオフの切り換えを行う。 One end of the eighth resistor R8 is connected between the positive electrode of the first DC system 1 and the first mechanical circuit breaker CB1. The first switch SW1 is connected between the other end of the eighth resistor R8 and the common connection point of the fifth and sixth resistors R5 and R6. The first switch SW1 is a mechanical switch and is manually switched on and off.

第5,第6抵抗R5,R6の共通接続点と第1,第2直流系統1,2の負極との間に第4コンデンサC4が接続される。第4コンデンサC4に対して第7抵抗R7と第2コイルL2との直列回路が並列接続される。第2コイルL2に電流が流れると、第1機械遮断器CB1の接点が閉極される
本実施形態2では、実施形態1に対して第1機械遮断器CB1開極用の回路を追加したものである。以下、第1機械遮断器CB1の開閉動作について説明する。
The fourth capacitor C4 is connected between the common connection points of the fifth and sixth resistors R5 and R6 and the negative electrodes of the first and second DC systems 1 and 2. A series circuit of the seventh resistor R7 and the second coil L2 is connected in parallel to the fourth capacitor C4. When a current flows through the second coil L2, the contacts of the first mechanical circuit breaker CB1 are closed. In the second embodiment, a circuit for opening the first mechanical circuit breaker CB1 is added to the first embodiment. Is. Hereinafter, the opening / closing operation of the first mechanical circuit breaker CB1 will be described.

第1機械遮断器CB1が開極している状態から第1直流系統1側から第2直流系統2側へ電流が流れる正常状態にするには、系統投入後、第1スイッチSW1を手動にてオンする。この動作により、第8抵抗R8を介して第4コンデンサC4が充電されるとともに、第1機械遮断器CB1の第2コイルL2に電流が流れ、第1機械遮断器CB1が閉極する。 To return to the normal state in which current flows from the first DC system 1 side to the second DC system 2 side from the state in which the first mechanical circuit breaker CB1 is open, manually press the first switch SW1 after the system is turned on. Turn on. By this operation, the fourth capacitor C4 is charged via the eighth resistor R8, a current flows through the second coil L2 of the first mechanical circuit breaker CB1, and the first mechanical circuit breaker CB1 is closed.

次に、第1機械遮断器CB1の閉極を確認した後に、手動で第1スイッチSW1をオフする。第1機械遮断器CB1が閉極すると第2直流系統2側から第1抵抗R1→第1ダイオードD1→第5抵抗R5を介して第4コンデンサC4が充電される。よって、第1スイッチSW1をオフしても、第1機械遮断器CB1の第2コイルL2に電流が流れるため、第1機械遮断器CB1の閉極状態は保持される。 Next, after confirming that the first mechanical circuit breaker CB1 is closed, the first switch SW1 is manually turned off. When the first mechanical circuit breaker CB1 is closed, the fourth capacitor C4 is charged from the second DC system 2 side via the first resistor R1 → the first diode D1 → the fifth resistor R5. Therefore, even if the first switch SW1 is turned off, the current flows through the second coil L2 of the first mechanical circuit breaker CB1, so that the closed state of the first mechanical circuit breaker CB1 is maintained.

第2直流系統2側で短絡事故が発生した場合、実施形態1で説明した動作と並行して、以下のように動作する。 When a short-circuit accident occurs on the second DC system 2 side, the operation is as follows in parallel with the operation described in the first embodiment.

第2直流系統2の電圧が降下して第1コンデンサC1の電荷が放電し、第1ダイオードD1のアノードが低電位となって第1ダイオードD1が遮断状態となるため、第4コンデンサC4の電荷が第6抵抗R6を介して放電される。第4コンデンサC4の放電が完了し、第4コンデンサC4の電圧が零となると、第2コイルL2に流れる電流が零となり第1機械遮断器CB1が開極する。 The voltage of the second DC system 2 drops, the charge of the first capacitor C1 is discharged, the anode of the first diode D1 becomes low potential, and the first diode D1 is cut off. Therefore, the charge of the fourth capacitor C4 Is discharged via the sixth resistor R6. When the discharge of the fourth capacitor C4 is completed and the voltage of the fourth capacitor C4 becomes zero, the current flowing through the second coil L2 becomes zero and the first mechanical circuit breaker CB1 opens.

第2直流系統2側で事故が発生してから第1機械遮断器CB1が開極するまでの時間は第6抵抗R6と第4コンデンサC4の時定数により決まる。第1機械遮断器CB1開極のタイミングは短絡電流が十分小さくなったときに開極できるよう第6抵抗R6と第4コンデンサC4の時定数を設計する必要がある。 The time from the occurrence of an accident on the second DC system 2 side to the opening of the first mechanical circuit breaker CB1 is determined by the time constants of the sixth resistor R6 and the fourth capacitor C4. It is necessary to design the time constants of the sixth resistor R6 and the fourth capacitor C4 so that the first mechanical circuit breaker CB1 can be opened when the short-circuit current becomes sufficiently small.

本実施形態2では、第1スイッチSW1を手動スイッチとして説明した。この手動スイッチを、直流系統の正常/異常状態や第1機械遮断器CB1の開閉状態に応じて第1スイッチSW1の開閉指令信号を生成し、この開閉指令信号に応じて第1スイッチSW1を開閉させる自動スイッチに置き換えてもよい。 In the second embodiment, the first switch SW1 has been described as a manual switch. This manual switch generates an open / close command signal for the first switch SW1 according to the normal / abnormal state of the DC system and the open / close state of the first mechanical circuit breaker CB1, and opens / closes the first switch SW1 according to the open / close command signal. It may be replaced with an automatic switch to make it.

以上示したように、本実施形態2によれば、実施形態1と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態2は、実施形態1および後述する実施形態3と比較して、第1機械遮断器CB1の開閉指令信号を外部から入力する必要がなく、システム構成が簡素になる。 As shown above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained. Further, in the second embodiment, as compared with the first embodiment and the third embodiment described later, it is not necessary to input the opening / closing command signal of the first mechanical circuit breaker CB1 from the outside, and the system configuration is simplified.

[実施形態3]
図6は、本実施形態3における直流遮断装置を示す回路図である。実施形態1と同様の箇所は同一の符号を付してその説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a circuit diagram showing a DC cutoff device according to the third embodiment. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

第1,第2抵抗R1,R2間に第2スイッチSW2を接続する。第2スイッチSW2は、機械式スイッチとする。 The second switch SW2 is connected between the first and second resistors R1 and R2. The second switch SW2 is a mechanical switch.

図1の回路から第1リアクトルL1,第2コンデンサC2、第3抵抗R3を除いた回路を、第1リアクトルL1,第2コンデンサC2,第3抵抗R3を軸に線対称になるように配置する。 The circuit excluding the first reactor L1, the second capacitor C2, and the third resistor R3 from the circuit of FIG. 1 is arranged so as to be line-symmetrical with respect to the first reactor L1, the second capacitor C2, and the third resistor R3. ..

具体的には、第1機械遮断器CB1と第1リアクトルL1の共通接続点と第2直流系統2の正極との間に第2機械遮断器CB2を接続する。第2直流系統2の正極と第2機械遮断器CB2との間に第9抵抗9の一端が接続される。第9抵抗R9の他端と第1,第2直流系統1,2の負極との間に第5コンデンサC5が接続される。 Specifically, the second mechanical circuit breaker CB2 is connected between the common connection point of the first mechanical circuit breaker CB1 and the first reactor L1 and the positive electrode of the second DC system 2. One end of the ninth resistor 9 is connected between the positive electrode of the second DC system 2 and the second mechanical circuit breaker CB2. The fifth capacitor C5 is connected between the other end of the ninth resistor R9 and the negative electrode of the first and second DC systems 1 and 2.

第9抵抗R9と第5コンデンサC5の共通接続点と、第2直流系統2の正極と第2機械遮断器CB2の共通接続点と、の間に第3スイッチS3および第10抵抗R10および第5ダイオードD5が直列接続される。 Between the common connection point of the 9th resistor R9 and the 5th capacitor C5 and the common connection point of the positive electrode of the 2nd DC system 2 and the 2nd mechanical circuit breaker CB2, the 3rd switch S3 and the 10th resistor R10 and the 5th The diode D5 is connected in series.

第2直流系統2の正極と第2機械遮断器CB2との共通接続点に第6ダイオードD6のアノード端子が接続される。第6ダイオードD6のカソード端子に第2スイッチング素子T2のコレクタ端子が接続される。第2スイッチング素子T2のエミッタ端子は、第2コンデンサC2と第3抵抗R3の共通接続点に接続される。 The anode terminal of the sixth diode D6 is connected to the common connection point between the positive electrode of the second DC system 2 and the second mechanical circuit breaker CB2. The collector terminal of the second switching element T2 is connected to the cathode terminal of the sixth diode D6. The emitter terminal of the second switching element T2 is connected to a common connection point between the second capacitor C2 and the third resistor R3.

第2変流器CT2は、1次側が第10抵抗R10の通過電流を検出し、2次側が第2スイッチング素子のゲート端子に電流を出力する。第2変流器CT2の一端と他端との間には第2ツェナーダイオードZD2が接続される。第2変流器CT2の2次側の一端には第2スイッチング素子T2のエミッタ端子が接続される。第2変流器CT2の2次側の他端には第7ダイオードD7のアノード端子が接続される。第7ダイオードD7のカソード端子は第2スイッチング素子T2のゲート端子に接続される。 In the second current transformer CT2, the primary side detects the passing current of the tenth resistor R10, and the secondary side outputs the current to the gate terminal of the second switching element. A second Zener diode ZD2 is connected between one end and the other end of the second current transformer CT2. The emitter terminal of the second switching element T2 is connected to one end on the secondary side of the second current transformer CT2. The anode terminal of the 7th diode D7 is connected to the other end of the secondary side of the second current transformer CT2. The cathode terminal of the seventh diode D7 is connected to the gate terminal of the second switching element T2.

第2スイッチング素子T2のゲート端子とエミッタ端子との間に第6コンデンサC6が接続される。第6コンデンサC6に対して並列に第11抵抗R11が接続される。 A sixth capacitor C6 is connected between the gate terminal and the emitter terminal of the second switching element T2. The 11th resistor R11 is connected in parallel with the 6th capacitor C6.

本実施形態3は、双方向の電流遮断に対応するための回路である。電流が第1直流系統1から第2直流系統2へ流れている時は第2スイッチSW2をON、第3スイッチSW3をOFFする。逆に、第2直流系統2から第1直流系統1へ電流が流れている時は、第2スイッチSW2をOFF、第3スイッチSW3をONとする。 The third embodiment is a circuit for dealing with bidirectional current interruption. When the current is flowing from the first DC system 1 to the second DC system 2, the second switch SW2 is turned on and the third switch SW3 is turned off. On the contrary, when a current is flowing from the second DC system 2 to the first DC system 1, the second switch SW2 is turned off and the third switch SW3 is turned on.

電流の向きは別途検出器により検出し、検出した電流の向きに応じて外部からの指令によって第1,第2スイッチSW1,SW2をON,OFFさせる。また、正常時は、電流の向きに関わらず第1,第2機械遮断器CB1、CB2の両方を、外部からの閉極指令によって閉極する。 The direction of the current is separately detected by a detector, and the first and second switches SW1 and SW2 are turned ON and OFF by an external command according to the direction of the detected current. In the normal state, both the first and second mechanical circuit breakers CB1 and CB2 are closed by an external closing command regardless of the direction of the current.

電流が第1直流系統1から第2直流系統2へ流れている時に第2直流系統2側で短絡事故が発生した場合(第2スイッチSW2はON、第3スイッチSW3はOFF)、第3スイッチSW3はOFFであるため、第5コンデンサC5は放電されず、第2スイッチング素子T2はONしない。すなわち、第2機械遮断器CB2開極のための共振回路が機能しないので実施形態1と同じ動作となる。 If a short-circuit accident occurs on the 2nd DC system 2 side while the current is flowing from the 1st DC system 1 to the 2nd DC system 2 (2nd switch SW2 is ON, 3rd switch SW3 is OFF), the 3rd switch Since SW3 is OFF, the fifth capacitor C5 is not discharged and the second switching element T2 is not ON. That is, since the resonance circuit for opening the second mechanical circuit breaker CB2 pole does not function, the operation is the same as that of the first embodiment.

電流が第2直流系統2から第1直流系統1へ流れている時に第1直流系統1側で短絡事故が発生した場合は、(第2スイッチSW2はOFF、第3スイッチSW3はON)回路は左右対称なので第2直流系統2側の短絡事故時と動作は変わらない。 If a short-circuit accident occurs on the 1st DC system 1 side while the current is flowing from the 2nd DC system 2 to the 1st DC system 1, the circuit (2nd switch SW2 is OFF, 3rd switch SW3 is ON) Since it is symmetrical, the operation is the same as in the case of a short-circuit accident on the 2nd DC system 2 side.

また、短絡事故発生時、第1直流系統1から第2直流系統2へ流れている時は外部からの第1機械遮断器CB1開極指令によって第1機械遮断器CB1を開極する。第2直流系統2から第1直流系統1へ流れている時は、外部からの第2機械遮断器CB2開極指令によって第2機械遮断器CB2を開極する。なお、第1機械遮断器CB1(または、第2機械遮断器CB2)の開極は、実施形態1と同様に、第1機械遮断器CB1(または、第2機械遮断器CB2)に流れる短絡電流が小さくなった時に行う。 Further, when a short-circuit accident occurs and the flow is flowing from the first DC system 1 to the second DC system 2, the first mechanical circuit breaker CB1 is opened by an external first mechanical circuit breaker CB1 opening command. When flowing from the second DC system 2 to the first DC system 1, the second mechanical circuit breaker CB2 is opened by the second mechanical circuit breaker CB2 opening command from the outside. The opening of the first mechanical circuit breaker CB1 (or the second mechanical circuit breaker CB2) is a short-circuit current flowing through the first mechanical circuit breaker CB1 (or the second mechanical circuit breaker CB2) as in the first embodiment. Do this when becomes smaller.

そして、第1直流系統1側もしくは第2直流系統2側の短絡要因を排除した後に、外部からの閉極指令によって第1,第2機械遮断器CB1、CB2の両方を閉じる。 Then, after eliminating the short-circuit factor on the first DC system 1 side or the second DC system 2 side, both the first and second mechanical circuit breakers CB1 and CB2 are closed by an external closing command.

以上示したように、本実施形態3によれば、実施形態1と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態3は、双方向の電流遮断が可能となる。 As shown above, according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained. Further, in the third embodiment, bidirectional current interruption is possible.

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。 Although the above description has been made in detail only with respect to the specific examples described in the present invention, it is clear to those skilled in the art that various modifications and modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. It goes without saying that such modifications and modifications fall within the scope of the claims.

CB1,CB2…第1,第2機械遮断器
T1,T2…第1,第2スイッチング素子
CT1,CT2…第1,第2変流器
R1〜R11…第1〜第11抵抗
C1〜C6…第1〜第6コンデンサ
L1,L2…第1,第2リアクトル
D1〜D7…第1〜第7ダイオード
ZD1,ZD2…第1,第2ツェナーダイオード
SW1〜SW3…第1〜第3スイッチ
CB1, CB2 ... 1st and 2nd mechanical circuit breakers T1, T2 ... 1st and 2nd switching elements CT1, CT2 ... 1st and 2nd current transformers R1 to R11 ... 1st to 11th resistors C1 to C6 ... 1st 1st to 6th capacitors L1, L2 ... 1st and 2nd reactors D1 to D7 ... 1st to 7th diodes ZD1, ZD2 ... 1st and 2nd Zener diodes SW1 to SW3 ... 1st to 3rd switches

Claims (3)

第1直流系統の正極と第2直流系統の正極との間に接続された第1機械遮断器と、
前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点にアノード端子が接続された第3ダイオードと、
前記第3ダイオードのカソード端子にコレクタ端子が接続された第1スイッチング素子と、
前記第1機械遮断器と前記第2直流系統の正極の共通接続点と前記第1スイッチング素子のエミッタ端子との間に接続されたLC回路と、
前記第1スイッチング素子のエミッタ端子と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第3抵抗と、
前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器との間に一端が接続された第1抵抗と、
前記第1抵抗の他端と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第1コンデンサと、
前記第1抵抗と前記第1コンデンサの共通接続点と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点と、の間に直列接続された第2抵抗および第2ダイオードと、
1次側が前記第2抵抗の通過電流を検出した時、2次側が前記第1スイッチング素子のゲート端子に電流を出力する第1変流器と、
前記第1スイッチング素子のゲート端子とエミッタ端子間に接続された第3コンデンサと、
前記第3コンデンサに対して並列接続された第4抵抗と、
を備えたことを特徴とする直流遮断装置。
A first mechanical circuit breaker connected between the positive electrode of the first DC system and the positive electrode of the second DC system,
A third diode having an anode terminal connected to a common connection point between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker,
A first switching element in which a collector terminal is connected to the cathode terminal of the third diode, and
An LC circuit connected between the common connection point of the first mechanical circuit breaker and the positive electrode of the second DC system and the emitter terminal of the first switching element.
A third resistor connected between the emitter terminal of the first switching element and the negative electrode of the first and second DC systems, and
A first resistor having one end connected between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker,
A first capacitor connected between the other end of the first resistor and the negative electrode of the first and second DC systems,
A second resistor and a second diode connected in series between the common connection point of the first resistor and the first capacitor, and the common connection point of the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker. ,
When the primary side detects the passing current of the second resistor, the secondary side outputs the current to the gate terminal of the first switching element, and the first transformer.
A third capacitor connected between the gate terminal and the emitter terminal of the first switching element,
With the 4th resistor connected in parallel to the 3rd capacitor,
A DC cutoff device characterized by being equipped with.
第1直流系統の正極と第2直流系統の正極との間に接続された第1機械遮断器と、
前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点にアノード端子が接続された第3ダイオードと、
前記第3ダイオードのカソード端子にコレクタ端子が接続された第1スイッチング素子と、
前記第1機械遮断器と前記第2直流系統の正極の共通接続点と前記第1スイッチング素子のエミッタ端子との間に接続されたLC回路と、
前記第1スイッチング素子のエミッタ端子と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第3抵抗と、
前記第2直流系統の正極と前記第1機械遮断器との間に一端が接続された第1抵抗と、
前記第1抵抗の他端と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第1コンデンサと、
前記第1抵抗と前記第1コンデンサの共通接続点と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点と、の間に直列接続された第2抵抗および第2ダイオードと、
前記第1抵抗と前記第1コンデンサの共通接続点と前記第1,第2直流系統の負極との間に直列接続された第5,第6抵抗と、
前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器との共通接続点と前記第5,第6抵抗の共通接続点との間に直列接続された第8抵抗および第1スイッチと、
前記第5,第6抵抗の共通接続点と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第4コンデンサと、
前記第4コンデンサに対して並列接続された第7抵抗および第2コイルと、
1次側が前記第2抵抗の通過電流を検出した時、2次側が前記第1スイッチング素子のゲート端子に電流を出力する第1変流器と、
前記第1スイッチング素子のゲート端子とエミッタ端子との間に接続された第3コンデンサと、
前記第3コンデンサに対して並列接続された第4抵抗と、
を備え、
前記第2コイルは前記第1機械遮断器の操作コイルであり、前記第2コイルに所定の電流が流れた時に前記第1機械遮断器を閉極することを特徴とする直流遮断装置。
A first mechanical circuit breaker connected between the positive electrode of the first DC system and the positive electrode of the second DC system,
A third diode having an anode terminal connected to a common connection point between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker,
A first switching element in which a collector terminal is connected to the cathode terminal of the third diode, and
An LC circuit connected between the common connection point of the first mechanical circuit breaker and the positive electrode of the second DC system and the emitter terminal of the first switching element.
A third resistor connected between the emitter terminal of the first switching element and the negative electrode of the first and second DC systems, and
A first resistor having one end connected between the positive electrode of the second DC system and the first mechanical circuit breaker,
A first capacitor connected between the other end of the first resistor and the negative electrode of the first and second DC systems,
A second resistor and a second diode connected in series between the common connection point of the first resistor and the first capacitor, and the common connection point of the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker. ,
The fifth and sixth resistors connected in series between the common connection point of the first resistor and the first capacitor and the negative electrode of the first and second DC systems, and
The eighth resistor and the first switch connected in series between the common connection point between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker and the common connection point of the fifth and sixth resistors,
A fourth capacitor connected between the common connection point of the fifth and sixth resistors and the negative electrode of the first and second DC systems, and
The 7th resistor and the 2nd coil connected in parallel to the 4th capacitor,
When the primary side detects the passing current of the second resistor, the secondary side outputs the current to the gate terminal of the first switching element, and the first transformer.
A third capacitor connected between the gate terminal and the emitter terminal of the first switching element,
With the 4th resistor connected in parallel to the 3rd capacitor,
With
The second coil is an operating coil of the first mechanical circuit breaker, and is a DC circuit breaker characterized in that the first mechanical circuit breaker is closed when a predetermined current flows through the second coil.
第1直流系統の正極と第2直流系統の正極との間に接続された第1機械遮断器および第2機械遮断器と、
前記第1機械遮断器と前記第2機械遮断器との間と前記第1,第2直流系統の負極の間に順次直列接続されたLC回路および第3抵抗と、
前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点にアノード端子が接続された第3ダイオードと、
前記第3ダイオードのカソード端子にコレクタ端子が接続され、前記LC回路と前記第3抵抗の共通接続点にエミッタ端子が接続された第1スイッチング素子と、
前記第2直流系統の正極と前記第2機械遮断器の共通接続点にアノード端子が接続された第6ダイオードと、
前記第6ダイオードのカソード端子にコレクタ端子が接続され、前記LC回路と前記第3抵抗の共通接続点にエミッタ端子が接続された第2スイッチング素子と、
前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器との共通接続点に一端が接続された第1抵抗と、
前記第1抵抗の他端と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第1コンデンサと、
前記第1抵抗と前記第1コンデンサの共通接続点と、前記第1直流系統の正極と前記第1機械遮断器の共通接続点と、の間に直列接続された第2スイッチおよび第2抵抗および第2ダイオードと、
1次側が前記第2抵抗の通過電流を検出した時、2次側が前記第1スイッチング素子のゲート端子に電流を出力する第1変流器と、
前記第1スイッチング素子のゲート端子とエミッタ端子との間に接続された第3コンデンサと、
前記第3コンデンサに対して並列接続された第4抵抗と、
前記第2直流系統の正極と前記第2機械遮断器との共通接続点に一端が接続された第9抵抗と、
前記第9抵抗の他端と前記第1,第2直流系統の負極との間に接続された第5コンデンサと、
前記第9抵抗と前記第5コンデンサの共通接続点と、前記第2直流系統の正極と前記第2機械遮断器の共通接続点と、の間に直列接続された第3スイッチおよび第10抵抗および第5ダイオードと、
1次側が前記第10抵抗の通過電流を検出した時、2次側が前記第2スイッチング素子のゲート端子に電流を出力する第2変流器と、
前記第2スイッチング素子のゲート端子とエミッタ端子との間に接続された第6コンデンサと、
前記第6コンデンサに対して並列接続された第11抵抗と、
を備え、
電流が前記第1直流系統から前記第2直流系統へ流れている時は前記第2スイッチをON、前記第3スイッチをOFFし、
電流が前記第2直流系統から前記第1直流系統へ流れている時は前記第2スイッチをOFF、前記第3スイッチをONとすることを特徴とする直流遮断装置。
The first mechanical circuit breaker and the second mechanical circuit breaker connected between the positive electrode of the first DC system and the positive electrode of the second DC system, and
An LC circuit and a third resistor sequentially connected in series between the first mechanical circuit breaker and the second mechanical circuit breaker and between the negative electrodes of the first and second DC systems.
A third diode having an anode terminal connected to a common connection point between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker,
A first switching element in which a collector terminal is connected to the cathode terminal of the third diode and an emitter terminal is connected to a common connection point between the LC circuit and the third resistor.
A sixth diode having an anode terminal connected to a common connection point between the positive electrode of the second DC system and the second mechanical circuit breaker,
A second switching element in which a collector terminal is connected to the cathode terminal of the sixth diode and an emitter terminal is connected to a common connection point between the LC circuit and the third resistor.
A first resistor having one end connected to a common connection point between the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker.
A first capacitor connected between the other end of the first resistor and the negative electrode of the first and second DC systems,
A second switch and a second resistor connected in series between the common connection point of the first resistor and the first capacitor, and the common connection point of the positive electrode of the first DC system and the first mechanical circuit breaker. With the second diode
When the primary side detects the passing current of the second resistor, the secondary side outputs the current to the gate terminal of the first switching element, and the first transformer.
A third capacitor connected between the gate terminal and the emitter terminal of the first switching element,
With the 4th resistor connected in parallel to the 3rd capacitor,
A ninth resistor having one end connected to a common connection point between the positive electrode of the second DC system and the second mechanical circuit breaker.
A fifth capacitor connected between the other end of the ninth resistor and the negative electrode of the first and second DC systems,
The third switch and the tenth resistor connected in series between the common connection point of the ninth resistor and the fifth capacitor, and the common connection point of the positive electrode of the second DC system and the second mechanical circuit breaker, and With the 5th diode
When the primary side detects the passing current of the 10th resistor, the secondary side outputs a current to the gate terminal of the 2nd switching element, and a second current transformer.
A sixth capacitor connected between the gate terminal and the emitter terminal of the second switching element,
With the 11th resistor connected in parallel to the 6th capacitor,
With
When the current is flowing from the first DC system to the second DC system, the second switch is turned on and the third switch is turned off.
A DC cutoff device characterized in that when a current is flowing from the second DC system to the first DC system, the second switch is turned off and the third switch is turned on.
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