JPH05328594A

JPH05328594A - サイリスタ変換装置の保護方法及びその装置

Info

Publication number: JPH05328594A
Application number: JP4148375A
Authority: JP
Inventors: Toru Sato; 徹佐藤
Original assignee: Aichi Electric Co Ltd
Current assignee: Aichi Electric Co Ltd
Priority date: 1992-05-14
Filing date: 1992-05-14
Publication date: 1993-12-10
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JP2727277B2

Abstract

(57)【要約】【目的】大容量の誘導性負荷を有したサイリスタ変換
装置を交流側または直流側の事故発生時、バイパスペア
運転の成否にかかわらず、交流側を短時間で確実に遮断
して、保護することができるようにしたものを提供す
る。【構成】交流側または直流側の事故発生時、バイパス
ペア運転への移行指令と交流遮断器にトリップ指令とを
送出し、上記交流遮断器の開極後、サイリスタ変換器の
すべてのサイリスタを一斉に点弧して、バイパスペア運
転の成功・失敗にかかわらず、安全に、かつ確実に交流
側を遮断すると共に、直流側の電流を上記すべてのサイ
リスタに分流させてサイリスタ変換器を保護するよう構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大容量の誘導性負荷を有
するサイリスタ変換装置の保護方法及びその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、強磁場を発生させるコイルに
直流大電流を供給するため、サイリスタ変換装置が多く
用いられている。特に、近時においては超電導コイルが
実用化され、強力な磁場が長時間発生できるようになっ
た。このような大容量の誘導性負荷においては、負荷時
定数が大きいため、直流電流の減衰時間が長くなり、特
に超電導コイルでは、減衰時間が数時間にも達する場合
がある。

【０００３】このため、従来より、誘導性負荷を有する
サイリスタ変換装置の保護には特別な方法が用いられて
いる。これを例示する図５によって説明すると、１は交
流電源、２は上記交流電源１に接続された交流遮断器、
３は上記交流遮断器２に、星形結線の１次側をそれぞれ
接続した変圧器である。４は、上記変圧器３の星形結線
の２次側に、６個のサイリスタＴｈｕ，Ｔｈｖ，Ｔｈ
ｗ，Ｔｈｘ，Ｔｈｙ，Ｔｈｚをブリッジ結線してその交
流入力端を、それぞれ接続したサイリスタ変換器であ
る。５は上記サイリスタ変換器４の直流出力端に直流遮
断器６を介して接続された超電導コイル等からなる大容
量の誘導性負荷（以下単に負荷という）である。そし
て、交流電源１を交流遮断器２及び変圧器３を介して受
電したサイリスタ変換器４は整流した直流電力を負荷５
に供給するようになっている。７は上記直流遮断器６と
並列に接続されて、直流遮断器６が開極したとき、負荷
５のエネルギーを消費するための抵抗である。

【０００４】負荷５にサイリスタ変換器４の整流した直
流電力が供給されている状態で、交流側または直流側に
事故が発生すると、図示しない制御装置によりサイリス
タ変換器４のサイリスタアームをバイパス運転に移行さ
せて直流電流ｉｄｃを、図６に示すように、上下ペア
（本例ではＴｈｗとＴｈｚ）のサイリスタアームに移し
てから交流遮断器２をトリップさせて交流を遮断し、そ
の後、直流遮断器６により直流電流を遮断してサイリス
タ変換器４を保護する方法が用いられている。

【０００５】このような保護方法が用いられているの
は、例えばゲートブロック運転にして（サイリスタＴｈ
ｕ〜Ｔｈｚに対する点弧指令を停止して）から交流を遮
断しようとした場合、図７に示すように、直流電流ｉｄ
ｃは５→４のＴｈｚ→３のｗ→３のｕ→４のＴｈｕ→５
の経路で変圧器３の２次巻線に流れつづける（負荷５の
負荷時定数が大きいため、直流電流の減衰時間が長いの
で）。この時、変圧器３の１次巻線にも図示矢印のよう
に電流が流れ続ける（交流電圧が反転しても電流は一定
方向）。このため、交流遮断器２は接点が開極しても電
流の零点が生じないので遮断不能となり、交流遮断器２
の接点間にはアークが持続してついには破壊に至ってし
まうからである。

【０００６】一方、負荷５の負荷時定数が小さい場合に
は、ゲートシフト運転（インバータ運転）を行い、出力
電圧を反転させることにより負荷電流を短時間に零にし
て、その後交流遮断器２で交流側を遮断する保護方法も
用いられている。しかし、この方法も負荷時定数が大き
い場合には適用できない。即ち、電流ｉｄｃが零になら
ない限り変圧器３の２次巻線のいずれかの相に電流ｉｄ
ｃが流れるため、上記バイパスペア運転に移行して変圧
器３の２次電流を零にした後でなければ交流遮断はでき
ない。

【０００７】また、交流側の事故時にはバイパスペア運
転への移行が失敗する可能性が高いことから、これを改
善するため、サイリスタ変換器よりも交流側の回路に短
絡用投入器を挿入して、交流側事故時の保護動作中バイ
パスペア運転への移行が失敗したとき、上記短絡用投入
器を投入し、その後交流遮断器を開放してサイリスタ変
換器を保護する方法も提案されている（特公昭６３−３
６２０６号）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記バイ
パスペア運転へ移行させて交流遮断器を開放してサイリ
スタ変換器を保護する方法にあっては、サイリスタ変換
器のバイパスペアとなった１組のアームに電流が流れつ
づけることになり、インバータ運転する場合にあっては
整流方式によって定まる期間（例えば電気角１２０°）
のみしか電流が流れないので、上記バイパスペアとなっ
たアームは過電流状態（３倍の電流（平均値））にな
る。特に超電導コイル負荷で、かつ、直流遮断しない場
合は長時間に亘って電流が流れつづける。このため、バ
イパスペア運転するサイリスタ変換器においては、全て
のサイリスタの電流定格を大きくしたり、特定相のサイ
リスタのみ電流定格を大きくしてバイパスペア運転は必
ずその相で運転するよう制御したりすることが必要とな
って、高価となり不経済である。しかも、特定相による
バイパスペア運転を行うものにあっては、バイパスペア
運転への移行失敗の可能性が高くなり、移行が失敗する
と他のアームに電流が流れつづけてサイリスタの過熱破
壊を惹起するという問題を有している。

【０００９】また、交流遮断器の制御は、バイパスペア
運転の移行を確認してからしか指令を出さないという複
雑な制御が必要となって、保護動作に大幅な時間遅れが
生じ、確実な保護ができなくなるという問題を有してい
る。

【００１０】また、交流側事故時、バイパスペア運転へ
の移行が失敗したとき、短絡用投入器を投入した後、交
流遮断器を開放して交流を遮断し、サイリスタ変換器を
保護する方法にあっては、保護動作中とは云え、交流遮
断器の開放前に短絡用投入器を投入させるため、電源短
絡事故を惹起するおそれを有するという安全性の問題を
内在しており、かつ、上記投入器も高速度投入が要求さ
れるため、高精度な構造・制御が必要となって装置を高
価なものにするという問題を有している。

【００１１】本発明は、上述した点にかんがみてなされ
たもので、その目的とするところは、サイリスタの電流
定格を大きくしたり、バイパスペア運転への移行に際
し、特定の相を選択制御する必要もなく、バイパスペア
運転への移行を確認することなく、かつ特別な短絡手段
を設けて移行失敗に対処することなく、短時間、かつ的
確にサイリスタ変換装置を保護することができる方法及
びその装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、保護装置に、事故時バイパスペア運転への移
行指令と交流遮断器にトリップ指令を送出する制御手段
と、交流遮断器の開極後すべてのサイリスタに一斉に連
続の点弧指令を送出する制御手段とを具備してバイパス
ペア運転の成功・失敗の如何にかかわらず安全に交流側
を遮断すると共に、直流側の電流をすべてのサイリスタ
に分流させてサイリスタ変換器を保護することを特徴と
する。

【００１３】

【作用】交流側または直流側の事故時に、サイリスタ変
換器にバイパスペア運転への移行指令を送出すると共に
交流遮断器にトリップ指令を送出する。上記移行指令に
よってバイパスペアとなるサイリスタがサイリスタ変換
器の出力電圧の反転によって導通してバイパスペア運転
に移行する。移行後、上記トリップ指令により交流遮断
器が開極される。この時の交流電流は零になっているの
で、接点間のアークを持続させることなく、交流側の電
流は遮断される。次いで、サイリスタ変換器のすべての
サイリスタが一斉に連続した点弧指令をうけて点弧し、
直流側の電流をすべてのサイリスタに分流させる。この
分流によって直流側の電流は、各サイリスタアームに負
担されサイリスタ変換器を保護する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１によって説明す
る。なお、図５と同一部材は同一符号を付して説明する
こととする。図１において、８は交流側あるいは直流側
の事故の検出信号を入力させて、バイパスペア運転への
移行指令と交流遮断器２にトリップ指令を送出するよう
にした故障検出回路である。これは例えば交流側回路に
設けた図示しない不足電圧検出手段により交流側事故の
検出信号を、また直流側回路に設けた図示しない過電圧
検出手段により直流側の事故検出信号をそれぞれ入力さ
せ、これら検出信号が入力したとき、交流遮断器２の図
示しないトリップコイルの励磁回路を閉成すると共に、
“Ｈ”レベルの出力信号を移行指令としてサイリスタ変
換器４の各サイリスタＴｈｕ〜Ｔｈｚにパルス信号を点
弧指令として送出するようにした点弧制御回路９に送出
するようになっている。そして、上記点弧制御回路９
は、例えば上記移行指令と送出している点弧指令との論
理積によりバイパスペアを判別する判別回路と、この判
別回路の出力信号によりバイパスペアアームを選択する
ペア選択回路とを備え、この選択回路の出力信号によ
り、バイパスペアアームのサイリスタ（例えばＴｈｗ）
にゲート駆動回路を介してバイパスペア運転への点弧指
令を送出するように構成されておる。また、この点弧制
御回路９は、後述のアンド回路１１から送出する一斉点
弧指令をうけたとき、上記サイリスタＴｈｕ〜Ｙｈｚに
対応して設けた上記ゲート駆動回路のゲートシフト制御
を解除せしめて該ゲート駆動回路をすべて応動せしめ、
上記すべてのサイリスタＴｈｕ〜Ｙｈｚのゲートに一斉
に連続した点弧信号を送出するようになっている。ま
た、上記アンド回路１１の入力端の一方に上記故障検出
回路８の移行指令を送出する出力端を接続し、入力端の
他方には、上記交流遮断器の主接点と連動して開閉する
補助接点により、主接点の開極を検出して“Ｈ”レベル
の出力信号を開極検出信号として送出するようにした、
遮断器開極検出回路１０の出力端を接続して、両信号が
入力したとき、該アンド回路１１の出力端から一斉点弧
指令を送出するようになっている。１２は、上記故障検
出回路８に接続されて、“Ｈ”レベルの入力信号により
応動して所定時限後に“Ｈ”レベルの出力信号をＤＣト
リップ指令として直流遮断器６に送出するようにした遅
延回路である。

【００１５】次に、その動作を図２乃至図４と共に説明
する。今、交流遮断器２、直流遮断器６が閉路されて、
交流電源１を、交流遮断器２、変圧器３を介して、サイ
リスタ変換器４で受電し、これを整流した直流電力を、
直流遮断器６を介して、負荷５に供給して、正常運転を
行われている。

【００１６】この正常運転中に、例えば交流電源１側に
事故が発生し、交流電源１の電圧が大幅に低下したとす
ると、この事故を不足電圧継電器等により検出し、この
検出信号が故障検出回路８に出力される。これをうけた
故障検出回路８は“Ｈ”レベルの出力信号を点弧制御回
路９にバイパスペア運転への移行指令として送出すると
共に、アンド回路１１及び遅延回路１２に送出し、か
つ、交流遮断器２にトリップ指令を送出する。上記事故
発生時におけるサイリスタ変換器４の通電アームが図７
に示すようにサイリスタＴｈｕとＴｈｚであったとする
と、バイパスペアアームは、サイリスタＴｈｕ−Ｔｈｘ
またはＴｈｗ−Ｔｈｚが可能となる。そこで上記移行指
令をうけた点弧制御回路９は判別回路で上記２組のバイ
パスペア（即ち、Ｔｈｕ−ＴｈｘとＴｈｗ−Ｔｈｚ）を
判別し、この判別信号をうけたペア選択回路より例えば
サイリスタＴｈｗ−Ｔｈｚを選択した出力信号をゲート
駆動回路を介して点弧指令としてサイリスタＴｈｗのゲ
ートに送出すると共に、他のサイリスタＴｈｕ，Ｔｈ
ｖ，Ｔｈｘ，Ｔｈｙへの点弧指令を停止する（即ち、ゲ
ートブロック運転に入る。）上記点弧指令をうけたサイ
リスタＴｈｗはサイリスタ変換器４の出力電圧が負に反
転した時点で導通する。その時点で出力電圧が負であっ
たから交流の電圧極性は、変圧器３の２次巻線のｕ相が
負、ｗ相が正である。このため、サイリスタＴｈｕの電
流は減少し、サイリスタＴｈｗの電流は増大して（Ｔｈ
ｕ−Ｔｈｗ間の転流）、サイリスタＴｈｕはターンオフ
し、負荷電流ｉｄｃは図６に示すように、サイリスタＴ
ｈｗ，Ｔｈｚのバイパスペアアームのみに流れる（即
ち、バイパスペア運転に入る。）このバイパスペア運転
によって交流側電流は零になるので、交流遮断器２はア
ークを生ずることなく開極し、交流を遮断してサイリス
タ変換器４を保護する。

【００１７】この際、上記交流遮断器２の動作時間は一
般に５０〜１００ｍｓ程度要するので、事故発生時、バ
イパスペア運転への移行指令とトリップ指令を同時に送
出しても、バイパスペア運転への移行の方が早いので、
バイパスペア移行後に交流遮断器２が開極することにな
って、問題を生ずることなく交流の遮断が行われること
になる。

【００１８】上記バイパスペア運転状態のままでは、負
荷電流ｉｄｃが特定アーム（本例ではＴｈｗ−Ｔｈｚ）
に流れつづけることなり、通常のインバータ運転では１
／３周期（１２０°）しか流れないという条件でサイリ
スタが選定されているため、過熱破壊される恐れがあ
る。

【００１９】そこで、本発明は、交流遮断器２の開極
後、サイリスタ変換器４のすべてのサイリスタＴｈｕ〜
Ｔｈｚのゲートに一斉に連続の点弧指令を送出する。図
６に示すバイパスペア運転時には、出力電圧Ｖ₀はサイ
リスタの降下電圧や図示しない、ヒューズ、リアクトル
や配線の電圧降下が現れ、数Ｖ〜１０数Ｖの負電圧が発
生する。この電圧は他のアーム（サイリスタＴｈｕ，Ｔ
ｈｖ，Ｔｈｘ，Ｔｈｙ）を点弧するに十分な電圧である
ため、他のサイリスタに一斉に点弧指令が与えれば一斉
に導通状態になり、各回路間の電位差、配線等のインダ
クタンス等によって決まる電流立上り率（ｄｉ／ｄｔ＝
Ｖ／Ｌ）により、負荷電流ｉｄｃは各サイリスタアーム
に分流する。この結果、各サイリスタアームには１／３
づつの電流が流れることになって、このままの状態が長
時間続いてもサイリスタＴｈｕ〜Ｔｈｚは過熱すること
なく上記負荷電流ｉｄｃの減衰に対応することができ
る。

【００２０】次にバイパスペア運転への移行が失敗した
場合について説明する。図７に示す通電状態において、
出力電圧Ｖ₀が正の時に、サイリスタＴｈｗに点弧指令
が送出されると、サイリスタＴｈｗの印加電圧が逆であ
るため、サイリスタＴｈｗは導通しない。このようなと
きにはバイパスペア運転への移行が失敗することにな
る。従って、バイパスペア運転への移行を成功させるた
めには、実際の通電アームのサイリスタ（本例ではＴｈ
ｕ，Ｔｈｚ）の検知と、バイパスペアとなるアームのサ
イリスタ（本例ではＴｈｕ−ＴｈｘあるいはＴｈｗ−Ｔ
ｈｚ）の印加電圧の検出が必要となる。しかし、事故時
には交流側の電圧及びその波形も正常でない場合が多
く、相当みだれた波形となり、バイパスペア運転への移
行条件の的確な検出が困難となって、いきおい、バイパ
スペア運転への移行の失敗する可能性が高くなる。

【００２１】バイパスペア運転への移行が失敗すると、
図７で示すサイリスタＴｈｕ，Ｔｈｚが通電状態を続け
るため、交流遮断器２が開極しても変圧器３の１次巻線
のＵ−Ｗ相は遮断不能となる。この際、Ｖ相は電流が零
であるので、遮断でき、図２に示すようにＵ−Ｗ相の２
相通電となり、交流電圧Ｖｉｎが反転しても電流ｉａｃ
は反転しない。このためこの状態が長時間続けば、交流
遮断器２の接点がアークの持続によって破壊することに
なる。そこで、本発明は上述したように、交流遮断器２
の開極後、バイパスペア運転の成功・失敗にかかわらず
サイリスタ変換器４のすべてのサイリスタＴｈｕ〜Ｔｈ
ｚに一斉に連続の点弧指令を送出する。即ち、バイパス
ペア運転失敗→２相通電→全サイリスタの一斉点弧とな
る。

【００２２】上記すべてのサイリスタＴｈｕ〜Ｔｈｚに
一斉点弧の連続した点弧指令が送出されることによっ
て、サイリスタ変換器４はダイオード変換器と等価にな
り、交流電圧が反転した時点から、サイリスタＴｈｗが
導通しはじめる。

【００２３】これを図３によってさらに説明すると、サ
イリスタＴｈｗに対するバイパスペア運転への移行が失
敗すると、Ｕ相とＷ相の交流遮断器２は開極してもアー
クが持続しているので、図３の破線で示すように転流が
行われることになるが、上述したように交流遮断器２の
開極後、すべてのサイリスタＴｈｕ〜Ｔｈｚに一斉に連
続した点弧指令が点弧制御回路９から送出されているた
め、交流電圧Ｖｉｎが反転した時点（図３ｔ₁時点）
で、サイリスタＴｈｗが導通して電流が増加しはじめ、
サイリスタＴｈｕの電流が減少しはじめる。そして交流
電流（図３変圧器の２次電流）がｔ₂時点で零になるの
で、交流遮断器２の接点間に生じたアークは減少し、交
流側が遮断される。このため、変圧器３は電圧がなくな
り、転流は、サイリスタＴｈｕとＴｈｗ及びＴｈｘとＴ
ｈｚがそれぞれ負荷電流ｉｄｃの１／２を分担した点で
終了する（図３サイリスタ電流）。この際、交流側は交
流電流の零点で遮断されるので、変圧器３の巻線にはエ
ネルギー（１／２ＬＩ²）が残っておらず、特に遮断に
よる過電圧は発生しない。

【００２４】次いで、出力電圧Ｖ₀は２相通電によっ
て、サイリスタＴｈｕとＴｈｘ及びＴｈｗとＴｈｚの降
下電圧等により数Ｖ〜１０数Ｖの負電圧を発生するので
（図３出力電圧Ｖ₀）、残りのアーム、サイリスタＴｈ
ｖ，Ｔｈｙが導通して電流が流れ、すべてのアームで１
／３づつ負荷電流ｉｄｃを分担する（図３サイリスタ電
流）。

【００２５】上述の動作は、直流側の事故に対しても同
様に行われるので説明を省略し、出力電圧Ｖ₀の全体の
波形を示す図４によって補足すれば、交流側または直流
側で事故が発生し、Ｔ₁時点でサイリスタ変換器４のサ
イリスタ（例えばＴｈｗ）にバイパスペア運転への移行
指令を送出すると共に、交流遮断器２にトリップ指令を
送出する。上記移行指令により、バイパスペア運転が成
功した場合、出力電圧Ｖ₀は瞬時に零になってＡで示す
ようにサイリスタの降下電圧等による負電圧が生じ、交
流電流も零になってＴ₂時点で交流遮断器２が開極し交
流も遮断され、交流遮断器２の開極後の一斉点弧指令に
よりすべてのサイリスタＴｈｕ〜Ｔｈｚが導通し、負荷
電流が各サイリスタに分流する。また、上記移行指令に
よりバイパスペア運転が失敗した場合、出力電圧Ｖ₀は
交流電圧がそのまま出力されることによりＢで示す波形
となる。一方、上述同様、交流遮断器２の開極（図４Ｔ
₂時点）後には一斉の連続した点弧指令をＴ₃時点で送
出される。この一斉の点弧指令送出後、出力電圧Ｖ₀の
零点で交流が遮断される（図４Ｔ₄時点）。この交流の
遮断後、上述したように、サイリスタ変換器４は２相通
電（即ち、２つのバイパスペア運転）に移行し、この
後、出力電圧Ｖ₀が負電圧になって（図４Ｃ）残りのア
ームのサイリスタも導通して、すべてのアームで負荷電
流ｉｄｃを１／３づつ分担してサイリスタ変換器４を保
護することになる。

【００２６】この際、出力電圧Ｖ₀は上記交流が遮断さ
れるまで、図４に示すように交流電圧がそのまま出力さ
れることになるが、負荷時定数が大きいので出力電流は
増加しない。また、点弧制御回路９からすべてのサイリ
スタＴｈｕ〜Ｔｈｚに一斉に送出する連続した点弧指令
は交流遮断器２の開極を該遮断器２の主接点と連動して
開閉する補助接点の開路の検出信号によりアンド回路１
１を介して送出するようになっているから、交流遮断器
２の開極後直ちに送出することができ、バイパスペア運
転が失敗しても交流遮断器２のアーク時間を半サイクル
以下に抑制することができ、交流遮断器のアーク時間
（例えば１〜３サイクル）に比してきわめて短時間とな
って接点を破壊に至らせるようなことは全くなく、交流
を遮断することができる。

【００２７】そして、故障検出回路８の出力信号をうけ
て応動する遅延回路１２が所望時限後に遮断指令を送出
し、これをうけた直流遮断器６が負荷電流ｉｄｃを遮断
する。なお、運転状況や故障の重・軽の程度により、負
荷電流ｉｄｃを直流遮断器６で遮断することなく、その
まま保持させることがあっても、負荷電流ｉｄｃはすべ
てのサイリスタＴｈｕ〜Ｔｈｚに分流しているので、過
熱破壊等の問題は全く生じない。

【００２８】このように、交流側または直流側の事故発
生時、バイパスペア運転の成功・失敗にかかわらず、サ
イリスタ変換装置を的確に保護することができる。

【００２９】図８は本発明の他の実施例を示したもの
で、図１、図５と対応する部材は同一符号を付して重複
する説明を省略して説明する。図８において、変圧器３
は２次側が２重星形結線となっており、その中性点相互
にリアクトル１３が挿入されている。そして、一方の２
次巻線ｕ，ｖ，ｗ相の各端子にはサイリスタＴｈｕ，Ｔ
ｈｖ，Ｔｈｗのアノードを、また他方を２次巻線ｘ，
ｙ，ｚ相の各端子にはサイリスタＴｈｘ，Ｔｈｙ，Ｔｈ
ｚのアノードをそれぞれ接続すると共に、これらサイリ
スタＴｈｕ〜Ｔｈｚのカソードを共通接続してサイリス
タ変換器４を形成し、上記共通接続端子とリアクトル１
３の出力端との間に負荷５を挿入されている。また、上
記２次巻線は、鉄心の各同一脚にｗとｚ相、ｖとｙ相、
ｕとｘ相が位相が同じで極性が互いに逆極性となるよう
それぞれ巻装されている。

【００３０】このように構成されたサイリスタ変換装置
において、交流側または直流側に事故が発生し、バイパ
ス運転を行う場合は、図５におけるブリッジ結線と同
様、例えばサイリスタＴｈｗとＴｈｚを導通させれば、
（即ち、点弧制御回路９から上記ペアとするサイリスタ
ＴｈｗとＴｈｚに点弧信号を送出して導通させれば）変
圧器３の２次巻線ｗとｚ相に電流が流れることになる。
ところが上記２次巻線ｗとｚ相は鉄心の同一脚に位相が
同じで逆極性となるよう巻装されておるので、ｗ相に流
れる電流ｉｄとｚ相に流れる電流ｉｄは互いに磁束を打
ち消し合って変圧器３の１次側電流は零になる。従っ
て、２次巻線に電流が流れ続けても変圧器３の１次側で
交流遮断が可能になる。

【００３１】バイパスペア運転が失敗した後も上述した
ブリッジ結線の場合と同様動作し、各２次巻線が２相通
電、たとえば、変圧器２次巻線のｕ，ｗ相に電流が１／
２づつ流れれば、ｘ，ｚ相にも１／２づつ流れて互いに
磁束を打ち消すため、変圧器３の１次電流が零となって
交流遮断が可能となる。また残りのアームにも順方向の
電圧が印加されるため、一斉の連続した点弧指令がすべ
てのサイリスタＴｈｕ〜Ｔｈｚに送出されれば、すべて
のサイリスタが導通して、上述同様、負荷電流を１／３
づつ分担してサイリスタ変換器４を保護することにな
る。

【００３２】なお、この場合、変圧器の磁束を互いに打
消し合うように電流が増加するため、残りのアーム電流
増加に対しては変圧器３の励磁インダクタンスは打消さ
れ、他アームの電位差とリーケージインダクタンスによ
って立上り率が決まり、短時間に分流が完了する。例え
ば、出力３０ｋＡ（＝２ｉｄ）の装置で、インダクタン
ス１０μＨ，電位差が２Ｖとすれば、転流完了時間ｔは
１／３ｉｄ＝５ｋＡからｔ＝ＬＩ／Ｖ＝１０×１０^-6×５×１０³／２＝２５ｍｓという時間になる。負荷５が超電導コイル等では数１０
分から数時間負荷電流が流れつづけるため、この時間は
ほんの一瞬と考えられ、サイリスタを過熱することなく
短時間で負荷電流をすべてのアームで分担してサイリス
タ変換装置を保護することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、交流側または直流側の
事故発生時には、交流遮断器の開極後、サイリスタ変換
器のすべてのサイリスタに一斉の連続した点弧指令を送
出して、すべてのサイリスタを導通せしめて大容量の誘
導性負荷の負荷電流をすべてのアームのサイリスタで分
担せしめて保護するようにしてあるから、バイパスペア
運転を行うために、サイリスタの電流定格を上げたり、
特定バイパスペアアームのサイリスタのみ特別電流定格
の素子を設けたりする必要は全くなく、サイリスタを過
電流破壊させることなくサイリスタ変換器を構成するこ
とができる。しかも、負荷電流をすべてのアームで分担
するため、バイパスペア運転が失敗しても交流側に短絡
投入器を設けたり、この短絡投入器を開閉する複雑な制
御手段を設けたりする必要は全くなく、交流遮断器のア
ーク時間を短時間に抑制して交流遮断を行うことができ
る。

【００３４】また、交流側に短絡用投入器を設けること
なく構成できるので、バイパスペア運転の成否に関係な
く、単純なシーケンス制御による保護を行うことがで
き、保護装置を簡略化し、安価で、かつ安全性、信頼性
を一段と向上せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図。

【図２】バイパスペア運転失敗時における２相通電の動
作説明図。

【図３】一斉点弧時における電圧・電流波形図。

【図４】出力電圧波形による保護動作の説明図。

【図５】従来のサイリスタ変換装置を示す回路図。

【図６】図５におけるバイパスペア運転状態を示す図。

【図７】図５におけるゲートブロック運転状態を示す
図。

【図８】本発明の他の実施例を示すブロック図。

【符号の説明】

１交流電源２交流遮断器３変圧器４サイリスタ変換器５誘導性負荷６直流遮断器８故障検出回路９点弧制御回路１０遮断器開極検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源を交流遮断器及び変圧器を介し
て受電し、複数のサイリスタで整流して誘導性負荷に直
流電力を供給すると共に、交流側または直流側の事故時
には、上記複数のサイリスタをバイパスペア運転させて
から交流遮断器を開極する保護装置を備えたサイリスタ
変換装置において、上記交流遮断器の開極後に、上記複
数のサイリスタを一斉に点弧せしめることを特徴とする
サイリスタ変換装置の保護方法。
【請求項２】交流電源に、交流遮断器及び変圧器を介
して、接続された複数のサイリスタからなるサイリスタ
変換器と、このサイリスタ変換器に接続されて直流電力
が供給される誘導性負荷と、交流側または直流側の事故
時、上記サイリスタ変換器にバイパスペア運転指令を、
上記交流遮断器にトリップ指令を送出するようにした保
護装置とを備えたサイリスタ変換装置において、上記保
護装置は、交流側または直流側の事故を検出する事故検
出手段と、上記交流遮断器の開極を検出するトリップ検
出手段と、上記両検出手段の出力信号により、一斉に連
続した点弧指令を送出するようにした点弧手段とを具備
してなることを特徴とするサイリスタ変換装置の保護装
置。