JPH0491659A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH0491659A JPH0491659A JP2206715A JP20671590A JPH0491659A JP H0491659 A JPH0491659 A JP H0491659A JP 2206715 A JP2206715 A JP 2206715A JP 20671590 A JP20671590 A JP 20671590A JP H0491659 A JPH0491659 A JP H0491659A
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- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
- H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
- H02H7/1225—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to internal faults, e.g. shoot-through
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- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、直流回路を共通とする複数台の交直変換器か
ら成る電力変換装置に係り、特に交直変換器か直流短絡
事故を発生した場合に流れ込む故障電流を抑制出来る電
力変換装置に関する。
ら成る電力変換装置に係り、特に交直変換器か直流短絡
事故を発生した場合に流れ込む故障電流を抑制出来る電
力変換装置に関する。
(従来の技術)
従来、交直変換器の直流短絡に起因する故障電流を遮断
する第1の方法として、ヒユーズを用いる方法かある。
する第1の方法として、ヒユーズを用いる方法かある。
これは電力変換素子と直列にヒユーズを挿入し、ヒユー
ズの溶断により故障電流を遮断するものである。
ズの溶断により故障電流を遮断するものである。
又第2の方法として、健全な電力変換素子をオフするこ
とによって故障電流を遮断する方法がある。
とによって故障電流を遮断する方法がある。
以下にその動作をゲートターンオフサイリスタ(以下単
にGTOと記す)を用いた交直変換器を例にとり説明す
る。
にGTOと記す)を用いた交直変換器を例にとり説明す
る。
第4図において、交直変換器10はGTOIIU〜11
Zとその各々に逆並列に接続されているダイオード12
U〜12Zで構成され、変圧器40を介して交流系統5
0に接続される。今、GTOIIUが通電している状態
で何等かの原因によりGTOIIXが短絡したと仮定す
ると、GT011U及びGTOIIXに過大な故障電流
か流れ直流短絡となる。このときGTOIIUにオフゲ
ートを与え故障電流を遮断すれば交直変換器は保護され
る。しかしながら、この故障電流の電流増加率d i/
d tは極めて大きく、GTOの許容値を超えてしまう
ので、GTO11Uをオフさせることにより、それが破
壊され事故が拡大する結果となる。そこで直流回路に限
流リアクトル60を挿入して、故障電流の増加率d i
/ d tを抑制することによりTOIIUをオフ出
来るようにする必要がある。
Zとその各々に逆並列に接続されているダイオード12
U〜12Zで構成され、変圧器40を介して交流系統5
0に接続される。今、GTOIIUが通電している状態
で何等かの原因によりGTOIIXが短絡したと仮定す
ると、GT011U及びGTOIIXに過大な故障電流
か流れ直流短絡となる。このときGTOIIUにオフゲ
ートを与え故障電流を遮断すれば交直変換器は保護され
る。しかしながら、この故障電流の電流増加率d i/
d tは極めて大きく、GTOの許容値を超えてしまう
ので、GTO11Uをオフさせることにより、それが破
壊され事故が拡大する結果となる。そこで直流回路に限
流リアクトル60を挿入して、故障電流の増加率d i
/ d tを抑制することによりTOIIUをオフ出
来るようにする必要がある。
(発明が解決しようとする課題)
前述の故障電流を遮断する方法には次の問題がある。
(1)ヒユーズを用いる第1の方法は低圧回路には適用
可能であるが、回路電圧が高くなると、それに適用出来
るヒユーズがないので採用出来ない。
可能であるが、回路電圧が高くなると、それに適用出来
るヒユーズがないので採用出来ない。
(2)直流回路に限流リアクトルを挿入する第2の方法
では、平常運転時にも直流電流の変化を妨げるように作
用するので、交直変換器の過渡応答特性か悪化する。
では、平常運転時にも直流電流の変化を妨げるように作
用するので、交直変換器の過渡応答特性か悪化する。
従って、本発明の目的は、平常運転時の過渡応答特性を
悪化させることなく故障電流を抑制出来、又ヒュースも
省略することか可能な電力変換装置を提供することにあ
る。
悪化させることなく故障電流を抑制出来、又ヒュースも
省略することか可能な電力変換装置を提供することにあ
る。
[発明の構成コ
(課題を解決するための手段)
本発明は前記目的を達成するために、直流回路を共通と
する複数台の交直変換器から成る電力変換装置において
、前記交直変換器を夫々故障電流抑制装置を介して前記
直流回路に共通接続し、前記故障電流抑制装置を前記交
直変換器から前記直流回路に向かって電流が流れる方向
に挿入されるダイオードと、該ダイオードに並列接続さ
れるリアクトルと直流電源との直列回路で構成し且つ前
記直流電源で前記リアクトルとダイオードを介して少く
とも前記交直変換器の定格電流に対応した循環電流を流
すようにしたことを特徴としたものである。
する複数台の交直変換器から成る電力変換装置において
、前記交直変換器を夫々故障電流抑制装置を介して前記
直流回路に共通接続し、前記故障電流抑制装置を前記交
直変換器から前記直流回路に向かって電流が流れる方向
に挿入されるダイオードと、該ダイオードに並列接続さ
れるリアクトルと直流電源との直列回路で構成し且つ前
記直流電源で前記リアクトルとダイオードを介して少く
とも前記交直変換器の定格電流に対応した循環電流を流
すようにしたことを特徴としたものである。
(作用)
前記のように構成することにより、いずれかの交直変換
器に直流短絡事故か発生した場合、事故発生の交直変換
器へ流れ込む故障電流はダイオードによってブロックさ
れ、又故障電流は故障電流抑制装置のりアクドルによっ
てそのdi/dtが抑制されるため、事故発生の交直変
換器の健全なGTOをオフすることにより、故障電流を
遮断出来る。
器に直流短絡事故か発生した場合、事故発生の交直変換
器へ流れ込む故障電流はダイオードによってブロックさ
れ、又故障電流は故障電流抑制装置のりアクドルによっ
てそのdi/dtが抑制されるため、事故発生の交直変
換器の健全なGTOをオフすることにより、故障電流を
遮断出来る。
(実施例)
以下本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
第1図において、IOA、IOB・・・IONは直流回
路20を共通とする交直変換器で、夫々故障電流抑制装
置30A、30B・・・3ONを介して直流回路20に
接続される。
路20を共通とする交直変換器で、夫々故障電流抑制装
置30A、30B・・・3ONを介して直流回路20に
接続される。
故障電流抑制装置30A、30B・・3ONは前記交直
変換器ICIA、IOB・・・IONがら前記直流回路
20に向かって電流が流れる方向に挿入される夫々のダ
イオード31A、31B・・・31Nと、これらのダイ
オード31A、31B・・・31Nに夫々並列接続され
るリアクトル32Aと直流電源33A、リアクトル32
Bと直流電源33B及びリアクトル32Nと直流電源3
3Nの直列回路で構成されている。又前記直流電源33
A、33B・・・33Nは例えば商用交流電源を全波整
流する整流器等で構成される。
変換器ICIA、IOB・・・IONがら前記直流回路
20に向かって電流が流れる方向に挿入される夫々のダ
イオード31A、31B・・・31Nと、これらのダイ
オード31A、31B・・・31Nに夫々並列接続され
るリアクトル32Aと直流電源33A、リアクトル32
Bと直流電源33B及びリアクトル32Nと直流電源3
3Nの直列回路で構成されている。又前記直流電源33
A、33B・・・33Nは例えば商用交流電源を全波整
流する整流器等で構成される。
交直変換器10A、IOB・・・IONの交流側はそれ
ぞれ変圧器40A、40B・・・4ONを介して交流系
統50に接続されている。
ぞれ変圧器40A、40B・・・4ONを介して交流系
統50に接続されている。
次に前記構成から成る本発明の詳細な説明する。
今、交直変換器10A、IOB・・・IONの容量が等
しくその定格直流電流を1dOとすれば、直流電源33
A−リアクトル32A−ダイオード31A−直流回路2
0の閉回路で流れる循環電流かIdOより若干多めにな
るようにする。又、故障電流抑制装置30B・・・3O
Nについても同様である。そして各交直変換器10A、
IOB・・・IONの直流電流1dがIdOよりも小さ
く、順変換モードにあるときは、ダイオード31A、3
1B・・・31Nに流れる電流はほぼ(IdO+Id)
となる。また逆変換モードにあるときは各ダイオード3
1A、31B・・31Nのカソードからアノードに向っ
て(IdO−16)の電流が流れる。従って平常時には
りアクドル32A、32B・・・32Nに流れる電流は
常にIdOより若干多めの循環電流となる。
しくその定格直流電流を1dOとすれば、直流電源33
A−リアクトル32A−ダイオード31A−直流回路2
0の閉回路で流れる循環電流かIdOより若干多めにな
るようにする。又、故障電流抑制装置30B・・・3O
Nについても同様である。そして各交直変換器10A、
IOB・・・IONの直流電流1dがIdOよりも小さ
く、順変換モードにあるときは、ダイオード31A、3
1B・・・31Nに流れる電流はほぼ(IdO+Id)
となる。また逆変換モードにあるときは各ダイオード3
1A、31B・・31Nのカソードからアノードに向っ
て(IdO−16)の電流が流れる。従って平常時には
りアクドル32A、32B・・・32Nに流れる電流は
常にIdOより若干多めの循環電流となる。
一方、交直変換器10A、IOB・・・IONのいずれ
かに直流短絡事故が発生すると、他の健全な交直変換器
及び直流回路から事故を起した交直変換器に向って故障
電流IPか流れようとする。この電流は各交直変換器の
定格電流1dOに比較して極めて大きい電流であるが、
事故を起した交直変換器の故障電流抑制装置のダイオー
ドには逆方向に故障電流IPは流れ得ないので、そのダ
イオードと並列に接続されたりアクドルに流れることに
なり、故障電流の電流増加率d i / d tか抑制
される。
かに直流短絡事故が発生すると、他の健全な交直変換器
及び直流回路から事故を起した交直変換器に向って故障
電流IPか流れようとする。この電流は各交直変換器の
定格電流1dOに比較して極めて大きい電流であるが、
事故を起した交直変換器の故障電流抑制装置のダイオー
ドには逆方向に故障電流IPは流れ得ないので、そのダ
イオードと並列に接続されたりアクドルに流れることに
なり、故障電流の電流増加率d i / d tか抑制
される。
故障電流の電流増加率d i / d tか抑制される
ため、事故を起こした交直変換器では健全なGTOをオ
フすることにより故障電流を遮断出来る。
ため、事故を起こした交直変換器では健全なGTOをオ
フすることにより故障電流を遮断出来る。
第2図は、本発明の他の実施例を示した構成図で、故障
電流抑制装置30A、30Bに循環電流を流す直流電源
37A、37Bにサイリスタ整流器を用いたものである
。
電流抑制装置30A、30Bに循環電流を流す直流電源
37A、37Bにサイリスタ整流器を用いたものである
。
この実施例における故障電流抑制装置は上記サイリスタ
整流器37A、37Bとその変圧器35A、35Bと、
補助電源36A、36B及び制御回路38A、38Bと
、交直変換器10A10Bの直流電流を検出するための
電流検出器391A、391B及び循環電流を検出する
電流検出器392A、392Bで構成される。
整流器37A、37Bとその変圧器35A、35Bと、
補助電源36A、36B及び制御回路38A、38Bと
、交直変換器10A10Bの直流電流を検出するための
電流検出器391A、391B及び循環電流を検出する
電流検出器392A、392Bで構成される。
サイリスタ整流器37A、37Bは交直変換器10A、
IOBの直流電流の大きさ応じて制御される。その制御
回路38A、38Bの構成を第3図に示す。
IOBの直流電流の大きさ応じて制御される。その制御
回路38A、38Bの構成を第3図に示す。
ここて交直変換器10A、IOBの直流電流Idは逆変
換モードのときに流れる電流の向きを正とする。従って
順変換モードではIdの値は負となる。
換モードのときに流れる電流の向きを正とする。従って
順変換モードではIdの値は負となる。
第3図において、381はリミッタ回路、382はその
出力とりアクドル電流ILの誤差を演算する減算回路、
383はりアクドル電流の電流制御回路、384はサイ
リスタの点弧パルスを出力する位相制御回路である。
出力とりアクドル電流ILの誤差を演算する減算回路、
383はりアクドル電流の電流制御回路、384はサイ
リスタの点弧パルスを出力する位相制御回路である。
交直変換器の直流電流Idはリミッタ回路381によっ
てその出力が、即ち、リアクトル電流の指令値か制限さ
れ、順変換モードの場合には常に零となり、逆変換モー
ドの場合には定格直流電流IdO以下の値となる。リア
クトル電流ILは減算回路382、電流制御回路383
、位相制御回路384の作用により定電流制御が行なわ
れ、リアクトル電流指令値(リミッタ回路381の出力
)と等しい電流値となる。従って、リアクトル電流IL
は平常時には順変換モードでは零、逆変換モードでは交
直変換器の直流電流Idに等しくなる。交直変換器に直
流短絡が発生しIdが大きくなると、リミッタ回路の作
用によってリアクトル電流ILはIdOに制限されよう
とするので、故障電流の電流増加率がリアトルにより抑
制される。
てその出力が、即ち、リアクトル電流の指令値か制限さ
れ、順変換モードの場合には常に零となり、逆変換モー
ドの場合には定格直流電流IdO以下の値となる。リア
クトル電流ILは減算回路382、電流制御回路383
、位相制御回路384の作用により定電流制御が行なわ
れ、リアクトル電流指令値(リミッタ回路381の出力
)と等しい電流値となる。従って、リアクトル電流IL
は平常時には順変換モードでは零、逆変換モードでは交
直変換器の直流電流Idに等しくなる。交直変換器に直
流短絡が発生しIdが大きくなると、リミッタ回路の作
用によってリアクトル電流ILはIdOに制限されよう
とするので、故障電流の電流増加率がリアトルにより抑
制される。
本実施例は上記の如く作用するので、故障電流抑制装置
の循環電流か交直変換器の直流電流に追従しているため
、不要な電流を流すことなく電力損失を低減出来る。
の循環電流か交直変換器の直流電流に追従しているため
、不要な電流を流すことなく電力損失を低減出来る。
尚、第2図において、リアクトルの電流指令値として交
直変換器の直流電流指令値又は電力指令値等を換算して
用いる方法も考えられる。
直変換器の直流電流指令値又は電力指令値等を換算して
用いる方法も考えられる。
[発明の効果コ
以上述べたように本発明によれば、交直変換器が平常時
には故障電流抑制装置のりアクドルに一定電流か流れて
おり、故障時にはそのリアクトルか故障電流の増加を妨
げるように作用するので、平常運転時の過度応答特性を
悪化させることなく故障電流を抑制することができる。
には故障電流抑制装置のりアクドルに一定電流か流れて
おり、故障時にはそのリアクトルか故障電流の増加を妨
げるように作用するので、平常運転時の過度応答特性を
悪化させることなく故障電流を抑制することができる。
又これにより健全なGTOをオフすることによって故障
電流の遮断か可能となり、交直変換器に設けられる過電
流保護のヒユーズを省略することも出来る。
電流の遮断か可能となり、交直変換器に設けられる過電
流保護のヒユーズを省略することも出来る。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は本発
明の他の実施例を示す構成図、第3図は第2図の実施例
における制御回路の具体的−例を示すブロック図、第4
図は交直変換器の構成図である。 10A、IOB・・・1ON、交直変換器、20:直流
回路、30A、30B・・・3ON=故障電流抑制装置
、31A、BIB・・・31N、ダイオード、32A
32B・・・32N:リアクトル、33A。 33B・・・33N:直流電源、40A、40B・・・
4ON:変圧器、50:交流系統、35A。 35B:変圧器、36A、36B:補助電源、37A、
37B:サイリスタ整流器、38A。 83B、制御回路、391A、392A、391B、3
92B:電流検出器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 図
明の他の実施例を示す構成図、第3図は第2図の実施例
における制御回路の具体的−例を示すブロック図、第4
図は交直変換器の構成図である。 10A、IOB・・・1ON、交直変換器、20:直流
回路、30A、30B・・・3ON=故障電流抑制装置
、31A、BIB・・・31N、ダイオード、32A
32B・・・32N:リアクトル、33A。 33B・・・33N:直流電源、40A、40B・・・
4ON:変圧器、50:交流系統、35A。 35B:変圧器、36A、36B:補助電源、37A、
37B:サイリスタ整流器、38A。 83B、制御回路、391A、392A、391B、3
92B:電流検出器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 図
Claims (1)
- 直流回路を共通とする複数台の交直変換器から成る電力
変換装置において、前記交直変換器は夫々故障電流抑制
装置を介して前記直流回路に共通接続され、前記故障電
流抑制装置は前記交直変換器から前記直流回路に向かっ
て電流が流れる方向に挿入されるダイオードと、該ダイ
オードに並列接続されるリアクトルと直流電源との直列
回路で構成され且つ前記直流電源は前記リアクトルとダ
イオードを介して少くとも前記交直変換器の定格電流に
対応した循環電流を流すようにしたことを特徴とした電
力変換装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2206715A JPH0491659A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 電力変換装置 |
EP91113055A EP0470525B1 (en) | 1990-08-06 | 1991-08-02 | Power converter with shoot-through protection |
CA002048370A CA2048370C (en) | 1990-08-06 | 1991-08-02 | Power converting apparatus |
DE69103358T DE69103358T2 (de) | 1990-08-06 | 1991-08-02 | Leistungswandler mit Querstrom-Schutz. |
US07/741,073 US5179510A (en) | 1990-08-06 | 1991-08-06 | Power converting apparatus capable of suppressing a fault current |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2206715A JPH0491659A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 電力変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0491659A true JPH0491659A (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=16527913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2206715A Pending JPH0491659A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 電力変換装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5179510A (ja) |
EP (1) | EP0470525B1 (ja) |
JP (1) | JPH0491659A (ja) |
CA (1) | CA2048370C (ja) |
DE (1) | DE69103358T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
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JP3437685B2 (ja) * | 1995-09-12 | 2003-08-18 | 株式会社東芝 | 交直変換装置の制御保護システム |
JPH10127065A (ja) * | 1996-10-18 | 1998-05-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 電力変換装置 |
US5894415A (en) * | 1997-12-05 | 1999-04-13 | Lucent Technologies, Inc. | Fault tolerant power supply including a switching mechanism for controlling the operation of plural voltage converters in response to changing input voltage levels |
US5986909A (en) * | 1998-05-21 | 1999-11-16 | Robicon Corporation | Multiphase power supply with plural series connected cells and failed cell bypass |
US6087738A (en) * | 1998-08-20 | 2000-07-11 | Robicon Corporation | Variable output three-phase transformer |
US6262555B1 (en) | 1998-10-02 | 2001-07-17 | Robicon Corporation | Apparatus and method to generate braking torque in an AC drive |
US6278624B1 (en) * | 1999-12-01 | 2001-08-21 | Hewlett-Packard Company | High availability DC power supply with isolated inputs, diode-or-connected outputs, and power factor correction |
US6741482B2 (en) * | 2001-09-14 | 2004-05-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power conversion device |
WO2012119645A1 (de) * | 2011-03-08 | 2012-09-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Anlage zum übertragen elektrischer energie von einer gleichstromleitung zu einem wechselspannungsnetz |
US9912151B2 (en) | 2015-01-23 | 2018-03-06 | General Electric Company | Direct current power system |
CN105730248B (zh) * | 2016-03-03 | 2017-10-13 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种兼有融冰功能的机车再生电能回馈系统及控制方法 |
US11770066B2 (en) | 2021-06-11 | 2023-09-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Protection circuitry for power converters |
Family Cites Families (8)
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