JP7101921B1 - 電力変換システム - Google Patents
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Abstract
Description
[電力変換システムの全体構成]
まず、電力変換システムの電気的な接続関係について説明する。図1は、本実施の形態の電力変換システムの電気的構成を示すブロック図である。
図1を参照して、電力変換装置2Aは、互いにカスケード接続された複数のサブモジュール(SM)20を含むモジュラーマルチレベル変換器(MMC)によって構成されている。なお、「サブモジュール」は、「変換器セル」または「単位変換器」とも呼ばれる。
図2は、電力変換器を構成するサブモジュールの構成例を示す回路図である。
次に、各アームを構成する多数のサブモジュール20の具体的な配置例について説明する。以下に示すように、各サブモジュール20は、タワー状に積層された複数の絶縁性容器に収納される。
以下、図5~図7を参照して図1の電力変換システム2の実際上の配置例について説明する。電力変換システム2の各構成要素は、保守性を考慮して配置されている。
以上のとおり、上記の実施の形態の電力変換システム2によれば、事故時の波及が大きくかつ保守頻度が比較的高い直流母線14P,14Nおよび複数のサブモジュール20が清浄な収納室40内に配置される。一方、絶縁油によって汚染されやすいリアクトル7A,7B,8A,8Bが収納室40の室外に配置される。これによって、保守頻度が比較的高い重要部位である直流母線14P,14Nおよび複数のサブモジュール20の保守を実行しやすくなる。
Claims (8)
- 第1の交流電力系統と第2の交流電力系統との間で電力変換を行う電力変換システムであって、
正側直流母線および負側直流母線と、
前記第1の交流電力系統のそれぞれの相と前記正側直流母線との間に接続された複数の第1の上アームと、
前記第1の交流電力系統のそれぞれの相と前記負側直流母線との間に接続された複数の第1の下アームと、
前記第2の交流電力系統のそれぞれの相と前記正側直流母線との間に接続された複数の第2の上アームと、
前記第2の交流電力系統のそれぞれの相と前記負側直流母線との間に接続された複数の第2の下アームとを備え、
各第1の上アーム、各第1の下アーム、各第2の上アーム、および各第2の下アームの各々は、
互いにカスケード接続され、各々が交流電力と直流電力とを変換する単位変換器である複数のサブモジュールと、
前記複数のサブモジュールと直列に接続されたリアクトルとを含み、
各第1の上アームおよび各第2の上アームの各々において、前記複数のサブモジュールは前記リアクトルと前記正側直流母線との間に接続され、
各第1の下アームおよび各第2の下アームの各々において、前記複数のサブモジュールは前記リアクトルと前記負側直流母線との間に接続され、
前記電力変換システムは、さらに、各第1の上アーム、各第1の下アーム、各第2の上アーム、および各第2の下アームの各々の前記複数のサブモジュールと、前記正側直流母線および負側直流母線とを収納する少なくとも1つの収納室をさらに備え、
各第1の上アーム、各第1の下アーム、各第2の上アーム、および各第2の下アームの各々の前記リアクトルは、前記少なくとも1つの収納室の室外に設けられ、
前記正側直流母線および前記負側直流母線の各々は、平面視して略一方向に延在して配置され、
各第1の上アームの前記複数のサブモジュールと、各第2の上アームの前記複数のサブモジュールとは、平面視して、前記正側直流母線に対して互いに反対側に配置され、
各第1の下アームの前記複数のサブモジュールと、各第2の下アームの前記複数のサブモジュールとは、平面視して、前記負側直流母線に対して互いに反対側に配置される 、電力変換システム。 - 前記少なくとも1つの収納室の温度、湿度、および清浄度を設定範囲内に制御するための空気調和機をさらに備える、請求項1に記載の電力変換システム。
- 前記少なくとも1つの収納室は、単一の収納室であり、
前記単一の収納室の床面は、第1の領域と、前記第1の領域と異なる第2の領域とを含み、
各第1の上アームの前記複数のサブモジュールと、各第2の上アームの前記複数のサブモジュールと、前記正側直流母線とは、前記第1の領域に配置され、
各第1の下アームの前記複数のサブモジュールと、各第2の下アームの前記複数のサブモジュールと、前記負側直流母線とは、前記第2の領域に配置され、
各第1の上アームの前記複数のサブモジュールは、前記単一の収納室を規定する第1壁と前記正側直流母線との間に配置され、
各第2の上アームの前記複数のサブモジュールは、前記単一の収納室を規定し且つ前記第1壁に対向する第2壁と、前記正側直流母線との間に配置され、
各第1の下アームの前記複数のサブモジュールは、前記第1壁と前記負側直流母線との間に配置され、
各第2の下アームの前記複数のサブモジュールは、前記第2壁と前記負側直流母線との間に配置される、請求項1または2に記載の電力変換システム。 - 同一の前記第1の上アームを構成する前記リアクトルと前記複数のサブモジュールとは、前記第1壁を間に挟んで互いに隣り合って配置され、前記第1壁を貫通する第1の貫通ブッシングを介して互いに接続され、
同一の前記第2の上アームを構成する前記リアクトルと前記複数のサブモジュールとは、前記第2壁を間に挟んで互いに隣り合って配置され、前記第2壁を貫通する第2の貫通ブッシングを介して互いに接続され、
同一の前記第1の下アームを構成する前記リアクトルと前記複数のサブモジュールとは、前記第1壁を間に挟んで互いに隣り合って配置され、前記第1壁を貫通する第3の貫通ブッシングを介して互いに接続され、
同一の前記第2の下アームを構成する前記リアクトルと前記複数のサブモジュールとは、前記第2壁を間に挟んで互いに隣り合って配置され、前記第2壁を貫通する第4の貫通ブッシングを介して互いに接続される、請求項3に記載の電力変換システム。 - 前記少なくとも1つの収納室は、第1の収納室と第2の収納室とを含み、
各第1の上アームの前記複数のサブモジュールと、各第2の上アームの前記複数のサブモジュールと、前記正側直流母線とは、前記第1の収納室に収納され、
各第1の下アームの前記複数のサブモジュールと、各第2の下アームの前記複数のサブモジュールと、前記負側直流母線とは、前記第2の収納室に収納され、
各第1の上アームの前記複数のサブモジュールは、前記第1の収納室を規定する第1壁と前記正側直流母線との間に配置され、
各第2の上アームの前記複数のサブモジュールは、前記第1の収納室を規定し且つ前記第1壁に対向する第2壁と、前記正側直流母線との間に配置され、
各第1の下アームの前記複数のサブモジュールは、前記第2の収納室を規定し且つ前記第1壁の延在方向に位置する第3壁と、前記負側直流母線との間に配置され、
各第2の下アームの前記複数のサブモジュールは、前記第2の収納室を規定し且つ前記第2壁の延在方向に位置し且つ前記第3壁に対向する第4壁と、前記負側直流母線との間に配置される、請求項1または2に記載の電力変換システム。 - 同一の前記第1の上アームを構成する前記リアクトルと前記複数のサブモジュールとは、前記第1壁を間に挟んで互いに隣り合って配置され、前記第1壁を貫通する第1の貫通ブッシングを介して互いに接続され、
同一の前記第2の上アームを構成する前記リアクトルと前記複数のサブモジュールとは、前記第2壁を間に挟んで互いに隣り合って配置され、前記第2壁を貫通する第2の貫通ブッシングを介して互いに接続され、
同一の前記第1の下アームを構成する前記リアクトルと前記複数のサブモジュールとは、前記第3壁を間に挟んで互いに隣り合って配置され、前記第3壁を貫通する第3の貫通ブッシングを介して互いに接続され、
同一の前記第2の下アームを構成する前記リアクトルと前記複数のサブモジュールとは、前記第4壁を間に挟んで互いに隣り合って配置され、前記第4壁を貫通する第4の貫通ブッシングを介して互いに接続される、請求項5に記載の電力変換システム。 - 前記第1の貫通ブッシングの下端は、対応する前記第1の上アームの前記リアクトルの上端と、対応する前記第1の上アームの前記複数のサブモジュールを収納するラックの上端との少なくとも一方よりも高く、
前記第2の貫通ブッシングの下端は、対応する前記第2の上アームの前記リアクトルの上端と、対応する前記第2の上アームの前記複数のサブモジュールを収納するラックの上端との少なくとも一方よりも高く、
前記第3の貫通ブッシングの下端は、対応する前記第1の下アームの前記リアクトルの上端と、対応する前記第1の下アームの前記複数のサブモジュールを収納するラックの上端との少なくとも一方よりも高く、
前記第4の貫通ブッシングの下端は、対応する前記第2の下アームの前記リアクトルの上端と、対応する前記第2の下アームの前記複数のサブモジュールを収納するラックの上端の少なくとも一方よりも高い、請求項4または6に記載の電力変換システム。 - 前記第1の交流電力系統の交流母線は、前記少なくとも1つの収納室の室外に、前記第1壁およびその延在方向に沿って配置され、各第1の上アームの前記リアクトルおよび各第1の下アームの前記リアクトルと接続され、
前記第2の交流電力系統の交流母線は、前記少なくとも1つの収納室の室外に、前記第2壁およびその延在方向に沿って配置され、各第2の上アームの前記リアクトルおよび各第2の下アームの前記リアクトルと接続される、請求項4、6および7のいずれか1項に記載の電力変換システム。
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