JPH0970138A - 限流装置 - Google Patents
限流装置Info
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- JPH0970138A JPH0970138A JP8128109A JP12810996A JPH0970138A JP H0970138 A JPH0970138 A JP H0970138A JP 8128109 A JP8128109 A JP 8128109A JP 12810996 A JP12810996 A JP 12810996A JP H0970138 A JPH0970138 A JP H0970138A
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- current
- limiting device
- current limiting
- semiconductor switch
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/08—Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
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- Power Engineering (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電力系統の過電流を抑制する限流装置にかかる
電圧を低減し、限流装置が大地間絶縁を確保するために
大型化するのを防ぐと共に、限流装置を系統に導入しや
すくする。 【解決手段】少なくとも１つのＹ結線の巻線を持つ三相
変圧器のＹ結線の巻き線の低圧側端子と接地点の間に、
限流器を挿入して構成する。 【効果】本発明によって、限流装置自体にかかる電圧を
低下させることができ、限流装置の構成を小型化するこ
とができる。また、冷却媒体の耐圧が低い超電導素子を
用いた限流器を使用する場合でも、装置の絶縁を容易に
できる。
電圧を低減し、限流装置が大地間絶縁を確保するために
大型化するのを防ぐと共に、限流装置を系統に導入しや
すくする。 【解決手段】少なくとも１つのＹ結線の巻線を持つ三相
変圧器のＹ結線の巻き線の低圧側端子と接地点の間に、
限流器を挿入して構成する。 【効果】本発明によって、限流装置自体にかかる電圧を
低下させることができ、限流装置の構成を小型化するこ
とができる。また、冷却媒体の耐圧が低い超電導素子を
用いた限流器を使用する場合でも、装置の絶縁を容易に
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力系統の安定制御
に用いられる限流装置にかかり、特に高電圧の電力系統
への適用を考えた限流装置に関するものである。
に用いられる限流装置にかかり、特に高電圧の電力系統
への適用を考えた限流装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電力系統に短絡あるいは地絡故障が発生
した場合、通常流れている電流に対して数倍以上の大き
さの過電流が流れ、系統の電圧が低下、送変電機器に対
する熱あるいは電磁力によるストレスが生じる。このよ
うな故障を防ぐために系統故障による過電流を素早く抑
制する手段として、限流装置がある。限流装置は、遮断
器が過電流を遮断するよりも高速で過電流を抑制する機
器であり、高速スイッチを用いて過電流を限流要素に転
流する方式や、超電導素子のクエンチ現象を応用したも
のなど、各種方式が検討されている。これらの限流装置
１００は、図３に示したように系統の送電線路３００に
挿入され、故障地点３０４に流れる故障電流４ａを抑制
する。
した場合、通常流れている電流に対して数倍以上の大き
さの過電流が流れ、系統の電圧が低下、送変電機器に対
する熱あるいは電磁力によるストレスが生じる。このよ
うな故障を防ぐために系統故障による過電流を素早く抑
制する手段として、限流装置がある。限流装置は、遮断
器が過電流を遮断するよりも高速で過電流を抑制する機
器であり、高速スイッチを用いて過電流を限流要素に転
流する方式や、超電導素子のクエンチ現象を応用したも
のなど、各種方式が検討されている。これらの限流装置
１００は、図３に示したように系統の送電線路３００に
挿入され、故障地点３０４に流れる故障電流４ａを抑制
する。
【０００３】また、従来の限料送置として特開昭60−20
7421号には静電誘導器に適用した限流装置の構成の従来
例が示されているが、使用される電力機器の装置自体が
非接地構成であるために、高電圧系統（例えば系統電圧
１５４ｋＶ以上の系統）は有効接地系であるために適用
できない。さらに、各相毎に電流を制御できる構成とは
なっておらず、このため一般的に電力系統に流れる故障
電流は、１線地絡故障が発生故障の大半（約８０％以
上）を占めているのが実情であるが、１線地絡の短絡故
障を保護することができなかった。
7421号には静電誘導器に適用した限流装置の構成の従来
例が示されているが、使用される電力機器の装置自体が
非接地構成であるために、高電圧系統（例えば系統電圧
１５４ｋＶ以上の系統）は有効接地系であるために適用
できない。さらに、各相毎に電流を制御できる構成とは
なっておらず、このため一般的に電力系統に流れる故障
電流は、１線地絡故障が発生故障の大半（約８０％以
上）を占めているのが実情であるが、１線地絡の短絡故
障を保護することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３に示したような限
流装置を用いて過電流抑制保護をした場合、限流装置に
は、少なくとも系統の大地間電圧相当の電圧３ｖがかか
っている。限流装置自体に系統の大地間電圧相当の耐圧
能力を持たせた場合、大地と装置との絶縁距離を長くす
る必要があるので、装置全体の大型化を招く。また、超
電導素子を用いた場合、超電導素子の冷却に用いる液体
ヘリウム等の耐圧が空気等に比べてもかなり低いので、
系統電圧相当の絶縁を確保することは難しい。
流装置を用いて過電流抑制保護をした場合、限流装置に
は、少なくとも系統の大地間電圧相当の電圧３ｖがかか
っている。限流装置自体に系統の大地間電圧相当の耐圧
能力を持たせた場合、大地と装置との絶縁距離を長くす
る必要があるので、装置全体の大型化を招く。また、超
電導素子を用いた場合、超電導素子の冷却に用いる液体
ヘリウム等の耐圧が空気等に比べてもかなり低いので、
系統電圧相当の絶縁を確保することは難しい。
【０００５】そこで、本発明の目的は、この問題を解決
し、限流装置の電力系統への適用を容易にすることにあ
る。
し、限流装置の電力系統への適用を容易にすることにあ
る。
【０００６】また、本発明は限流装置に流れる電子を制
御する場合に半導体スイッチを用いた場合でも、過大な
電流が流れた場合に半導体スイッチが破損することを防
ぐようにしたものである。
御する場合に半導体スイッチを用いた場合でも、過大な
電流が流れた場合に半導体スイッチが破損することを防
ぐようにしたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明では電力系統に流れる過電流を抑制する限流
装置において、少なくとも１つのＹ結線の巻線を持つ三
相変圧器のＹ結線の巻線の低圧側端子と接地点の間に、
限流器を挿入して構成したことを特徴としたものであ
る。
に、本発明では電力系統に流れる過電流を抑制する限流
装置において、少なくとも１つのＹ結線の巻線を持つ三
相変圧器のＹ結線の巻線の低圧側端子と接地点の間に、
限流器を挿入して構成したことを特徴としたものであ
る。
【０００８】また、本発明では電力系統中に設けられた
限流器と、該限流器に流れる電流を制御する限流装置に
おいて、限流器は、電力線の線路中に挿入された主回路
スイッチと、主回路スイッチと並列接続された半導体ス
イッチとからなり、電力線の線路中に発生した電力異常
を検出する電力線異常検出手段と、電力線異常検出手段
の検出出力に応答して主回路スイッチに開路を指令する
と共に半導体スイッチに閉路を指令する事故時指令手段
と、半導体スイッチに流れる電流を検出する転流電流検
出手段と、主回路スイッチが開かれる過程で転流検出手
段の検出電流が正常値を示すときに半導体スイッチを遮
断駆動する遮断駆動手段とを備えたようにしたものであ
る。
限流器と、該限流器に流れる電流を制御する限流装置に
おいて、限流器は、電力線の線路中に挿入された主回路
スイッチと、主回路スイッチと並列接続された半導体ス
イッチとからなり、電力線の線路中に発生した電力異常
を検出する電力線異常検出手段と、電力線異常検出手段
の検出出力に応答して主回路スイッチに開路を指令する
と共に半導体スイッチに閉路を指令する事故時指令手段
と、半導体スイッチに流れる電流を検出する転流電流検
出手段と、主回路スイッチが開かれる過程で転流検出手
段の検出電流が正常値を示すときに半導体スイッチを遮
断駆動する遮断駆動手段とを備えたようにしたものであ
る。
【０００９】そして、本発明では電力系統中に設けられ
た限流器と、該限流器に流れる電流を制御する限流装置
において、限流器は、電力線の線路中に挿入された主回
路スイッチと、主回路スイッチと並列接続された半導体
スイッチとからなり、電力線の線路中に発生した電力異
常を検出する電力線異常検出手段と、電力線異常検出手
段の検出出力に応答して主回路スイッチに開路を指令す
ると共に半導体スイッチに閉路を指令する電流異常時指
令手段と、主回路の電流を検出する主回路電流検出手段
と、半導体スイッチに流れる電流を検出する転流電流検
出手段と、主回路電流検出手段の検出出力が異常の設定
値を超えたか否かを判定する主回路電流判定手段と、転
流検出手段の検出出力が異常の設定値を超えたか否かを
判定する転流電流判定手段と、主回路電流判定手段と転
流電流判定手段の判定出力が共に否定の判定結果である
ことを条件に主回路スイッチが開かれる過程で半導体ス
イッチに遮断を指令する遮断指令手段とを備えているこ
とを特徴としたものである。
た限流器と、該限流器に流れる電流を制御する限流装置
において、限流器は、電力線の線路中に挿入された主回
路スイッチと、主回路スイッチと並列接続された半導体
スイッチとからなり、電力線の線路中に発生した電力異
常を検出する電力線異常検出手段と、電力線異常検出手
段の検出出力に応答して主回路スイッチに開路を指令す
ると共に半導体スイッチに閉路を指令する電流異常時指
令手段と、主回路の電流を検出する主回路電流検出手段
と、半導体スイッチに流れる電流を検出する転流電流検
出手段と、主回路電流検出手段の検出出力が異常の設定
値を超えたか否かを判定する主回路電流判定手段と、転
流検出手段の検出出力が異常の設定値を超えたか否かを
判定する転流電流判定手段と、主回路電流判定手段と転
流電流判定手段の判定出力が共に否定の判定結果である
ことを条件に主回路スイッチが開かれる過程で半導体ス
イッチに遮断を指令する遮断指令手段とを備えているこ
とを特徴としたものである。
【００１０】さらに、本発明では、電力系統中に設けら
れた限流器と、該限流器に流れる電流を制御する限流装
置において、限流器は電力線の線路中に挿入された半導
体スイッチと、半導体スイッチと並列接続された限流要
素と、電力線の電流異常を検出する異常電流検出手段
と、異常電流検出手段の検出出力に応答して半導体スイ
ッチに遮断を指令する遮断指令手段と、半導体スイッチ
に流れる電流を検出する主回路電流検出手段と、半導体
スイッチが遮断される過程で前記主回路電流検出手段の
検出電流が異常値を示すときには半導体スイッチの導通
状態を保持する保持手段とを備えたようにしたものであ
る。
れた限流器と、該限流器に流れる電流を制御する限流装
置において、限流器は電力線の線路中に挿入された半導
体スイッチと、半導体スイッチと並列接続された限流要
素と、電力線の電流異常を検出する異常電流検出手段
と、異常電流検出手段の検出出力に応答して半導体スイ
ッチに遮断を指令する遮断指令手段と、半導体スイッチ
に流れる電流を検出する主回路電流検出手段と、半導体
スイッチが遮断される過程で前記主回路電流検出手段の
検出電流が異常値を示すときには半導体スイッチの導通
状態を保持する保持手段とを備えたようにしたものであ
る。
【００１１】上記手段を用いることによって、限流装置
の限流器の部分に直接に系統電圧がかかることを防げ
る。また、限流器自体の大地間電圧は限流器の両端電圧
と等しくなり、系統電圧に比べて十分に低い。このよう
に、限流装置に高電圧をかけることなく故障電流を抑制
することができる。
の限流器の部分に直接に系統電圧がかかることを防げ
る。また、限流器自体の大地間電圧は限流器の両端電圧
と等しくなり、系統電圧に比べて十分に低い。このよう
に、限流装置に高電圧をかけることなく故障電流を抑制
することができる。
【００１２】また、主回路スイッチが開かれる過程で、
半導体スイッチに流れる電流が正常値を示す時に、半導
体スイッチを遮断駆動することにより、半導体スイッチ
が破損することを防ぐことが可能になる。
半導体スイッチに流れる電流が正常値を示す時に、半導
体スイッチを遮断駆動することにより、半導体スイッチ
が破損することを防ぐことが可能になる。
【００１３】そして、半導体スイッチに流れる電流が正
常状態であり、かつ、主回路の電流値が正常値であるこ
との条件で半導体スイッチを遮断駆動することにより、
より半導体スイッチの保護を高めるようにしたものであ
る。
常状態であり、かつ、主回路の電流値が正常値であるこ
との条件で半導体スイッチを遮断駆動することにより、
より半導体スイッチの保護を高めるようにしたものであ
る。
【００１４】さらに、半導体スイッチが遮断される過程
で主回路の検出電流が異常値を示すときには、半導体ス
イッチの導通状態を保持することにより、半導体スイッ
チがダメージを受けることを防ぐものである。
で主回路の検出電流が異常値を示すときには、半導体ス
イッチの導通状態を保持することにより、半導体スイッ
チがダメージを受けることを防ぐものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施例を示す。
【００１６】図１は、本発明である限流装置の構成例で
ある。限流装置は、限流器１１を変圧器１２のＹ結線の
巻線の低圧側端子と接地点の間に挿入して構成する。限
流器１１は、通常は低インピーダンスであるが、系統に
短絡あるいは地絡故障等が発生して過電流が流れた場
合、直ちにインピーダンスを増加して過電流を抑制す
る。変圧器１２には、少なくともひとつのＹ巻線があれ
ばよい。このＹ巻線と直列に限流器１１を接続すること
で、過電流を抑制できる。
ある。限流装置は、限流器１１を変圧器１２のＹ結線の
巻線の低圧側端子と接地点の間に挿入して構成する。限
流器１１は、通常は低インピーダンスであるが、系統に
短絡あるいは地絡故障等が発生して過電流が流れた場
合、直ちにインピーダンスを増加して過電流を抑制す
る。変圧器１２には、少なくともひとつのＹ巻線があれ
ばよい。このＹ巻線と直列に限流器１１を接続すること
で、過電流を抑制できる。
【００１７】本発明である限流装置の動作を図２に示
す。これは、３相回路を単相にして示したものである。
一次巻線１２ａと二次巻線１２ｂで構成した変圧器にお
いて、一次巻線１２ａの低圧側端子と接地点の間に限流
器１１を挿入している。今、送電線１３において、故障
点１５にて短絡故障が発生し、過電流１４ａが流れた場
合を考える。過電流１４ａは、限流器１１と変圧器の一
次巻線１２ａを経由して故障点１５に流れ込む。このと
き、限流器１１のインピーダンスを増加すれば、過電流
１４ａを小さくすることができる。系統が通常に運転し
ている場合、送電線１３には大地間電圧１３ｖがかかっ
ている。限流器１１の両端電圧１８ｖは、過電流１４ａ
を抑制するときに限流器１１のインピーダンスと流れる
過電流14ａによって発生する。
す。これは、３相回路を単相にして示したものである。
一次巻線１２ａと二次巻線１２ｂで構成した変圧器にお
いて、一次巻線１２ａの低圧側端子と接地点の間に限流
器１１を挿入している。今、送電線１３において、故障
点１５にて短絡故障が発生し、過電流１４ａが流れた場
合を考える。過電流１４ａは、限流器１１と変圧器の一
次巻線１２ａを経由して故障点１５に流れ込む。このと
き、限流器１１のインピーダンスを増加すれば、過電流
１４ａを小さくすることができる。系統が通常に運転し
ている場合、送電線１３には大地間電圧１３ｖがかかっ
ている。限流器１１の両端電圧１８ｖは、過電流１４ａ
を抑制するときに限流器１１のインピーダンスと流れる
過電流14ａによって発生する。
【００１８】系統の大地間電圧１３ｖと限流器の両端電
圧１８ｖの関係は次のようになる。系統の大地間電圧を
Ｖ，短絡電流をＩとしたとき、電源側のインピーダンス
Ｘは、Ｘ＝Ｖ／Ｉで表される。限流器１のインピーダン
スをＸ１とすると、限流器を用いて限流した短絡電流Ｉ
１は、Ｉ１＝Ｖ／（Ｘ＋Ｘ１）となる。よって、限流器
の両端電圧をＶ１としたとき、Ｖ１＝Ｘ１×Ｉ１と表さ
れる。例えば、５００ｋＶ系統で短絡電流６３ｋＡを５
０ｋＡに抑制する場合を考える。このとき、大地間電圧
３ｖはＶ＝５００／√３ｋＶ＝２８８.７ｋＶ，短絡電
流Ｉ＝６３ｋＡ,限流した短絡電流Ｉ１＝５０ｋＡであ
るから、電源側のインピーダンスＸ＝ ４.５８Ω，限
流器のインピーダンスＸ１＝１.１９Ωとなるので、限
流器の両端電圧１ｖはＶ１＝５９.６ｋＶ になる。この
例に見られるように大地間電圧Ｖ＞限流器の両端電圧Ｖ
１であり、一般的に、大地間電圧１３ｖは両端電圧１８
ｖよりも高い場合が多い。本発明による限流装置では、
限流器１１には高い大地間電圧１３ｖがかからない構成
になっていることが分かる。よって、限流器１１の耐圧
は両端電圧１８ｖを考えればよい。さらに、変圧器の一
次巻線１２ａの限流器１１との接続部である低圧端子の
大地間耐電圧は、電気学会電気規格調査会標準規格ＪＥ
Ｃ−２０４−１９７８に示されているように、標準的に
は交流７０ｋＶ以上で設計されている。よって、限流器
１１の両端電圧１８ｖは変圧器の低圧端子の大地間耐電
圧よりも低く、変圧器の巻線の大地間耐圧を確保するた
めに特別な加工をする必要がない。
圧１８ｖの関係は次のようになる。系統の大地間電圧を
Ｖ，短絡電流をＩとしたとき、電源側のインピーダンス
Ｘは、Ｘ＝Ｖ／Ｉで表される。限流器１のインピーダン
スをＸ１とすると、限流器を用いて限流した短絡電流Ｉ
１は、Ｉ１＝Ｖ／（Ｘ＋Ｘ１）となる。よって、限流器
の両端電圧をＶ１としたとき、Ｖ１＝Ｘ１×Ｉ１と表さ
れる。例えば、５００ｋＶ系統で短絡電流６３ｋＡを５
０ｋＡに抑制する場合を考える。このとき、大地間電圧
３ｖはＶ＝５００／√３ｋＶ＝２８８.７ｋＶ，短絡電
流Ｉ＝６３ｋＡ,限流した短絡電流Ｉ１＝５０ｋＡであ
るから、電源側のインピーダンスＸ＝ ４.５８Ω，限
流器のインピーダンスＸ１＝１.１９Ωとなるので、限
流器の両端電圧１ｖはＶ１＝５９.６ｋＶ になる。この
例に見られるように大地間電圧Ｖ＞限流器の両端電圧Ｖ
１であり、一般的に、大地間電圧１３ｖは両端電圧１８
ｖよりも高い場合が多い。本発明による限流装置では、
限流器１１には高い大地間電圧１３ｖがかからない構成
になっていることが分かる。よって、限流器１１の耐圧
は両端電圧１８ｖを考えればよい。さらに、変圧器の一
次巻線１２ａの限流器１１との接続部である低圧端子の
大地間耐電圧は、電気学会電気規格調査会標準規格ＪＥ
Ｃ−２０４−１９７８に示されているように、標準的に
は交流７０ｋＶ以上で設計されている。よって、限流器
１１の両端電圧１８ｖは変圧器の低圧端子の大地間耐電
圧よりも低く、変圧器の巻線の大地間耐圧を確保するた
めに特別な加工をする必要がない。
【００１９】本発明である限流装置で用いる限流器の適
用例を図４から図１７に示す。図４は、機械接点を用い
て構成した機械スイッチ４６と並列に限流インピーダン
ス４５を接続して構成した限流器である。通常は機械ス
イッチ４６を閉じた状態で、電流を機械スイッチに流
す。過電流を限流するときには、機械スイッチ４６を開
き、電流を限流インピーダンス４５に転流させる。この
ような機械スイッチを用いた方式の中には、機械スイッ
チの接点間距離を長くしたり、接点間に発生するアーク
をアークシュートに導入することによってアークの電圧
が高くなるようにし、過電流を抑制する方式も取ること
が可能になる。
用例を図４から図１７に示す。図４は、機械接点を用い
て構成した機械スイッチ４６と並列に限流インピーダン
ス４５を接続して構成した限流器である。通常は機械ス
イッチ４６を閉じた状態で、電流を機械スイッチに流
す。過電流を限流するときには、機械スイッチ４６を開
き、電流を限流インピーダンス４５に転流させる。この
ような機械スイッチを用いた方式の中には、機械スイッ
チの接点間距離を長くしたり、接点間に発生するアーク
をアークシュートに導入することによってアークの電圧
が高くなるようにし、過電流を抑制する方式も取ること
が可能になる。
【００２０】図５は、半導体スイッチ５７を用いて構成
した限流器の例である。半導体スイッチ５７を用いるこ
とで、機械スイッチに対して限流器の動作を動作時間を
高速にすることができる。特に半導体スイッチ５７とし
て、ゲートターンオフサイリスタの様な自己消弧型の半
導体素子を用いれば、動作時間を例えば１ｍｓ以下にす
ることも可能である。
した限流器の例である。半導体スイッチ５７を用いるこ
とで、機械スイッチに対して限流器の動作を動作時間を
高速にすることができる。特に半導体スイッチ５７とし
て、ゲートターンオフサイリスタの様な自己消弧型の半
導体素子を用いれば、動作時間を例えば１ｍｓ以下にす
ることも可能である。
【００２１】図５に示した限流器を本発明である限流装
置に適用した場合の具体的な回路構成例を図６に示す。
図６において、図５に示した限流器は変圧器巻線１２ａ
の低圧側端子に接地点との間に接続されている。さら
に、変圧器巻線１２ａの高圧側端子と送電線１３との間
には遮断器５４を挿入している。この遮断器５４は、系
統の短絡故障を限流器で保護した場合に、最終的には故
障電流を遮断して故障区間を系統から切り離す必要があ
る場合には、限流器自体には電流遮断能力がないので、
遮断器５４によって電流を遮断するためのものである。
置に適用した場合の具体的な回路構成例を図６に示す。
図６において、図５に示した限流器は変圧器巻線１２ａ
の低圧側端子に接地点との間に接続されている。さら
に、変圧器巻線１２ａの高圧側端子と送電線１３との間
には遮断器５４を挿入している。この遮断器５４は、系
統の短絡故障を限流器で保護した場合に、最終的には故
障電流を遮断して故障区間を系統から切り離す必要があ
る場合には、限流器自体には電流遮断能力がないので、
遮断器５４によって電流を遮断するためのものである。
【００２２】このような限流装置を構成した場合の限流
器とその制御系を図７に示す。本実施例では、主回路に
半導体スイッチ７７を挿入すると共に、半導体スイッチ
７７と並列に限流インピーダンス７５を接続したもので
ある。さらに半導体スイッチ両端に発生する過電圧を抑
制するために、エネルギー吸収素子３６を並列に接続し
ている。半導体スイッチ７７を構成する順方向電流，逆
方向電流の制御用の各素子には、各々のゲートにドライ
ブ回路６２，６４からスイッチング信号が供給されるよ
うになっている。
器とその制御系を図７に示す。本実施例では、主回路に
半導体スイッチ７７を挿入すると共に、半導体スイッチ
７７と並列に限流インピーダンス７５を接続したもので
ある。さらに半導体スイッチ両端に発生する過電圧を抑
制するために、エネルギー吸収素子３６を並列に接続し
ている。半導体スイッチ７７を構成する順方向電流，逆
方向電流の制御用の各素子には、各々のゲートにドライ
ブ回路６２，６４からスイッチング信号が供給されるよ
うになっている。
【００２３】一方、主回路には、主回路を流れる電流を
検出する主回路電流検出手段を構成する電流検出器７６
が遮断器５４の近くに設けられており、転流回路には半
導体スイッチ７７に流れる電流を検出する転流検出手段
としての電流検出器７８が半導体スイッチ７７の近くに
設けられている。そして、電流検出器７６，７８は一次
巻線１２ａをはさむより左位置に設けられている。各電
流検出器７６，７８の検出出力は事故検出回路７３，転
流検出回路７２に供給されている。
検出する主回路電流検出手段を構成する電流検出器７６
が遮断器５４の近くに設けられており、転流回路には半
導体スイッチ７７に流れる電流を検出する転流検出手段
としての電流検出器７８が半導体スイッチ７７の近くに
設けられている。そして、電流検出器７６，７８は一次
巻線１２ａをはさむより左位置に設けられている。各電
流検出器７６，７８の検出出力は事故検出回路７３，転
流検出回路７２に供給されている。
【００２４】本実施例においては、事故検出回路７３に
よって事故が検出された時に、制御回路７０から半導体
スイッチ７７に遮断が指令される構成であるが、半導体
スイッチ７７が遮断される過程で、半導体スイッチ７７
に流れる電流が過電流検出器７６によって監視され、電
流検出器７６の検出電流が異常値を示す時には半導体ス
イッチ７７の導通状態を保持するようになっている。こ
のため、本実施例においても、事故時に半導体スイッチ
７７が遮断能力を超えた時に遮断し、電流が流れること
を防止することができ、半導体スイッチ７７の信頼性の
向上を図ることができる。また、半導体スイッチ７７の
保持状態が設定時間以上継続された時には、遮断器５４
が遮断され、半導体スイッチ７７を保護することができ
る。
よって事故が検出された時に、制御回路７０から半導体
スイッチ７７に遮断が指令される構成であるが、半導体
スイッチ７７が遮断される過程で、半導体スイッチ７７
に流れる電流が過電流検出器７６によって監視され、電
流検出器７６の検出電流が異常値を示す時には半導体ス
イッチ７７の導通状態を保持するようになっている。こ
のため、本実施例においても、事故時に半導体スイッチ
７７が遮断能力を超えた時に遮断し、電流が流れること
を防止することができ、半導体スイッチ７７の信頼性の
向上を図ることができる。また、半導体スイッチ７７の
保持状態が設定時間以上継続された時には、遮断器５４
が遮断され、半導体スイッチ７７を保護することができ
る。
【００２５】事故検出回路７３は、図８に示すように、
電流モニタ部８４，過電流設定部８６，比較器８８を備
えて構成されている。電流モニタ部８４は、電流検出器
７６の検出電流に対して高調波成分をカットするための
フィルタ処理などの入力処理を施すように構成されてい
る。過電流設定部８６は、主回路の電力供給に関連する
事故、例えば短絡事故に対応した過電流値が設定されて
いる。比較器８８は、電流モニタ部８４の出力と過電流
設定部８６に設定された設定値とを比較し、電流モニタ
部８４の出力が設定値を超えた時に、事故が発生したと
してハイレベルの事故検出信号を制御回路８４へ出力す
るようになっている。すなわち、電流検出器８６，事故
検出回路７３は事故検出手段を構成するようになってい
る。なお、事故を判定するに際しては、電流のレベルを
判定する方式の代わりに、電流の変化分を検出する方式
を採用することもできる。すなわち電流モニタ部８４で
電流変化分を監視し、過電流設定部８６に事故時の電流
変化分に対応した設定値を設定することによって、電流
の変化分から事故を検出することもできる。
電流モニタ部８４，過電流設定部８６，比較器８８を備
えて構成されている。電流モニタ部８４は、電流検出器
７６の検出電流に対して高調波成分をカットするための
フィルタ処理などの入力処理を施すように構成されてい
る。過電流設定部８６は、主回路の電力供給に関連する
事故、例えば短絡事故に対応した過電流値が設定されて
いる。比較器８８は、電流モニタ部８４の出力と過電流
設定部８６に設定された設定値とを比較し、電流モニタ
部８４の出力が設定値を超えた時に、事故が発生したと
してハイレベルの事故検出信号を制御回路８４へ出力す
るようになっている。すなわち、電流検出器８６，事故
検出回路７３は事故検出手段を構成するようになってい
る。なお、事故を判定するに際しては、電流のレベルを
判定する方式の代わりに、電流の変化分を検出する方式
を採用することもできる。すなわち電流モニタ部８４で
電流変化分を監視し、過電流設定部８６に事故時の電流
変化分に対応した設定値を設定することによって、電流
の変化分から事故を検出することもできる。
【００２６】転流検出回路７２は、図９に示すように、
電流モニタ部９２，過電流設定部９５，比較器９６，電
流モニタ部９８，過電流設定部９９，比較器９３，ＯＲ
回路９４から構成されている。電流モニタ部９２は、電
流検出器７６の検出電流を取り込み、この電流の高調波
成分をカットするフィルタ処理などの入力処理を施すよ
うになっている。過電流設定部９５は、転流動作時の過
電流値を設定するようになっている。すなわち、転流動
作時における主回路の電流の異常を示す設定値を設定す
るようになっている。この設定値は過電流設定部８６に
設定された設定値よりも大きい値に設定されている。そ
して比較器９６は電流モニタ部９２の出力と過電流設定
部９５の設定値とを比較し、電流モニタ部９２の出力が
設定値を超えた時に、転流異常を示すハイレベルの信号
をＯＲ回路９４へ出力するようになっている。すなわ
ち、電流モニタ部９２，過電流設定部９４，比較器９６
は主回路電流判定手段を構成するようになっている。
電流モニタ部９２，過電流設定部９５，比較器９６，電
流モニタ部９８，過電流設定部９９，比較器９３，ＯＲ
回路９４から構成されている。電流モニタ部９２は、電
流検出器７６の検出電流を取り込み、この電流の高調波
成分をカットするフィルタ処理などの入力処理を施すよ
うになっている。過電流設定部９５は、転流動作時の過
電流値を設定するようになっている。すなわち、転流動
作時における主回路の電流の異常を示す設定値を設定す
るようになっている。この設定値は過電流設定部８６に
設定された設定値よりも大きい値に設定されている。そ
して比較器９６は電流モニタ部９２の出力と過電流設定
部９５の設定値とを比較し、電流モニタ部９２の出力が
設定値を超えた時に、転流異常を示すハイレベルの信号
をＯＲ回路９４へ出力するようになっている。すなわ
ち、電流モニタ部９２，過電流設定部９４，比較器９６
は主回路電流判定手段を構成するようになっている。
【００２７】一方、電流モニタ部９８は、電流検出器７
８の検出電流を取り込み、この電流に対して高調波成分
をカットするフィルタ処理などの入力処理を施すように
なっている。過電流設定部９９には、半導体スイッチ７
７に流れる電流の異常値を示す過電流値が設定されてい
る。そして比較器９３は電流モニタ部９８の出力と過電
流設定部９９に設定された設定値とを比較し、電流モニ
タ部９８の出力が設定値を超えたときに転流の異常を示
すハイレベルの信号をＯＲ回路９４へ出力するようにな
っている。すなわち電流モニタ部９８，過電流設定部９
９，比較器９３は転流判定手段を構成するようになって
いる。
８の検出電流を取り込み、この電流に対して高調波成分
をカットするフィルタ処理などの入力処理を施すように
なっている。過電流設定部９９には、半導体スイッチ７
７に流れる電流の異常値を示す過電流値が設定されてい
る。そして比較器９３は電流モニタ部９８の出力と過電
流設定部９９に設定された設定値とを比較し、電流モニ
タ部９８の出力が設定値を超えたときに転流の異常を示
すハイレベルの信号をＯＲ回路９４へ出力するようにな
っている。すなわち電流モニタ部９８，過電流設定部９
９，比較器９３は転流判定手段を構成するようになって
いる。
【００２８】ＯＲ回路９４は、比較器９６または比較器
９３からハイレベルの信号が入力されたときにハイレベ
ルの転流異常信号を制御回路７０へ出力し、それ以外の
ときにはローレベルの信号を出力するようになってい
る。
９３からハイレベルの信号が入力されたときにハイレベ
ルの転流異常信号を制御回路７０へ出力し、それ以外の
ときにはローレベルの信号を出力するようになってい
る。
【００２９】図１０は、図４で示した限流器において転
流回路４８を設けた限流器の例である。機械スイッチ４
６を用いて限流器を構成した場合、このスイッチに流れ
る電流は、基本的には電流に零点が生じるまでは遮断で
きない。そのため、交流５０Ｈｚの電流を遮断するとき
には、スイッチを電流遮断操作させてから電流遮断まで
に最長で１０ｍｓの時間がかかることになる。そこで、
電流遮断時間を短縮して過電流の高速限流を実現するに
は、図１０に示したように機械スイッチ４６と並列に、
スイッチに流れる電流に強制的に電流の零点を作る転流
回路４８を接続しておけばよい。転流回路４８の方式と
しては、スイッチに流れる電流の逆電流を注入する電流
回路を設け電流の零点を作る方法、スイッチに振動性の
電流を流す電流回路を設け電流の零点を作る方法などが
ある。
流回路４８を設けた限流器の例である。機械スイッチ４
６を用いて限流器を構成した場合、このスイッチに流れ
る電流は、基本的には電流に零点が生じるまでは遮断で
きない。そのため、交流５０Ｈｚの電流を遮断するとき
には、スイッチを電流遮断操作させてから電流遮断まで
に最長で１０ｍｓの時間がかかることになる。そこで、
電流遮断時間を短縮して過電流の高速限流を実現するに
は、図１０に示したように機械スイッチ４６と並列に、
スイッチに流れる電流に強制的に電流の零点を作る転流
回路４８を接続しておけばよい。転流回路４８の方式と
しては、スイッチに流れる電流の逆電流を注入する電流
回路を設け電流の零点を作る方法、スイッチに振動性の
電流を流す電流回路を設け電流の零点を作る方法などが
ある。
【００３０】図１１に転流回路４８の具体的な回路例を
示す。この回路はコンデンサＣ３２を予め充電してお
き、短絡故障を検出するとスイッチＳ３６を閉じ、遮断
器４６に逆電流を注入して、電流零点を短絡電流本来の
零点よりも早く作り、電流を遮断する。この回路によ
り、従来では異常が起きた場合に異常電流の第１波が過
ぎてから初めて零点になったときに遮断器４６で電流を
遮断し、その後に限流インピーダンス４５が動作してい
たため、この期間は異常電流が流れてしまっていたが、
本発明によれば異常状態の検出後、直ちに遮断器４６が
開き限流インピーダンス４５が動作するようになる。
示す。この回路はコンデンサＣ３２を予め充電してお
き、短絡故障を検出するとスイッチＳ３６を閉じ、遮断
器４６に逆電流を注入して、電流零点を短絡電流本来の
零点よりも早く作り、電流を遮断する。この回路によ
り、従来では異常が起きた場合に異常電流の第１波が過
ぎてから初めて零点になったときに遮断器４６で電流を
遮断し、その後に限流インピーダンス４５が動作してい
たため、この期間は異常電流が流れてしまっていたが、
本発明によれば異常状態の検出後、直ちに遮断器４６が
開き限流インピーダンス４５が動作するようになる。
【００３１】また、図１２は転流回路４８の効果を示し
たグラフであり、図１２(ａ)は遮断器４６に流れる電流
ｉ1 を示し、また、図１２(ｂ)は転流回路により流れる
電流ｉ2 を示している。そして、図１２(ｃ)はこれら電
流ｉ2＋ｉ2の合成した実際の遮断器４６に流れる電流を
示しており、強制的に零点を作成できるため時刻Ｔ1で
遮断器４６を作動させ、開路させることが可能になり、
この後、限流インピーダンス４５が動作可能となる。そ
して、図１２(ｄ)は限流装置が働かない場合の短絡電流
Ｉ1 と、限流装置が動作した場合の装置全体に流れる限
流された電流Ｉ2 とを比較したものである。時刻Ｔ2 に
おいて上述したように遮断器４６、および限流インピー
ダンス４５が動作するようになる。短絡電流Ｉ1 は時刻
Ｔ3 を経過しなければ遮断器４６が動作し、限流動作が
行えなかったが、本実施例によって、短絡状態を検出し
た後に直ちに遮断器４６に電圧零点が作られ、時刻Ｔ2
で限流動作が行えるようになる。
たグラフであり、図１２(ａ)は遮断器４６に流れる電流
ｉ1 を示し、また、図１２(ｂ)は転流回路により流れる
電流ｉ2 を示している。そして、図１２(ｃ)はこれら電
流ｉ2＋ｉ2の合成した実際の遮断器４６に流れる電流を
示しており、強制的に零点を作成できるため時刻Ｔ1で
遮断器４６を作動させ、開路させることが可能になり、
この後、限流インピーダンス４５が動作可能となる。そ
して、図１２(ｄ)は限流装置が働かない場合の短絡電流
Ｉ1 と、限流装置が動作した場合の装置全体に流れる限
流された電流Ｉ2 とを比較したものである。時刻Ｔ2 に
おいて上述したように遮断器４６、および限流インピー
ダンス４５が動作するようになる。短絡電流Ｉ1 は時刻
Ｔ3 を経過しなければ遮断器４６が動作し、限流動作が
行えなかったが、本実施例によって、短絡状態を検出し
た後に直ちに遮断器４６に電圧零点が作られ、時刻Ｔ2
で限流動作が行えるようになる。
【００３２】図１３は、図５に示した限流器において転
流回路４８を設けた限流器の例である。半導体スイッチ
７７としてサイリスタのような自己消弧能力のない半導
体素子を用いて限流器を構成した場合、図１０に示した
機械スイッチを用いて構成した限流器と同様に半導体ス
イッチ７７の電流遮断時間が長くなり、過電流の限流が
遅くなる。電流遮断時間の短縮化のためには、図１０に
て上述した回路と同様に半導体スイッチ７７と並列に、
スイッチに流れる電流に強制的に電流の零点を作る転流
回路４８を接続しておけばよい。
流回路４８を設けた限流器の例である。半導体スイッチ
７７としてサイリスタのような自己消弧能力のない半導
体素子を用いて限流器を構成した場合、図１０に示した
機械スイッチを用いて構成した限流器と同様に半導体ス
イッチ７７の電流遮断時間が長くなり、過電流の限流が
遅くなる。電流遮断時間の短縮化のためには、図１０に
て上述した回路と同様に半導体スイッチ７７と並列に、
スイッチに流れる電流に強制的に電流の零点を作る転流
回路４８を接続しておけばよい。
【００３３】さらに、図１４は、限流インピーダンス４
５，機械スイッチ４６，半導体スイッチ７７を並列に接
続して構成した限流器の例である。この方式では、常時
の電流は機械スイッチ４６に流して通電損失を最小限に
抑え、過電流が流れたときには機械スイッチ４６を開い
て半導体スイッチ７７に電流を転流し、半導体スイッチ
７７で過電流を高速遮断して限流する。このとき、半導
体スイッチ７７に自己消弧型素子を用いるとより高速に
動作できる。
５，機械スイッチ４６，半導体スイッチ７７を並列に接
続して構成した限流器の例である。この方式では、常時
の電流は機械スイッチ４６に流して通電損失を最小限に
抑え、過電流が流れたときには機械スイッチ４６を開い
て半導体スイッチ７７に電流を転流し、半導体スイッチ
７７で過電流を高速遮断して限流する。このとき、半導
体スイッチ７７に自己消弧型素子を用いるとより高速に
動作できる。
【００３４】図１４に示した限流器を本発明である限流
装置に適用した場合の具体的な回路構成例を図１５に示
す。図１５において、図１４に示した限流器は変圧器巻
線１２ａの低圧側端子に接地点との間に接続されてい
る。さらに、変圧器巻線12ａの高圧側端子と送電線１３
との間には遮断器５４を挿入している。この遮断器５４
は、図６に示したものと同様に、故障電流遮断するため
のものである。
装置に適用した場合の具体的な回路構成例を図１５に示
す。図１５において、図１４に示した限流器は変圧器巻
線１２ａの低圧側端子に接地点との間に接続されてい
る。さらに、変圧器巻線12ａの高圧側端子と送電線１３
との間には遮断器５４を挿入している。この遮断器５４
は、図６に示したものと同様に、故障電流遮断するため
のものである。
【００３５】このような限流装置を構成した場合の限流
器とその制御系を図１６に示す。本実施例では、主回路
に半導体スイッチ７７を挿入すると共に、半導体スイッ
チ７７と並列に限流インピーダンス４５と機械スイッチ
４６を接続したものである。半導体スイッチ７７を構成
する順方向電流，逆方向電流の制御用の各素子６６，６
８には、各々のゲートにドライブ回路６２，６４からス
イッチング信号が供給されるようになっている。一方、
主回路には、主回路を流れる電流を検出する主回路電流
検出手段を構成する電流検出器７６が遮断器５４の近く
に設けられており、転流回路には半導体スイッチ７７に
流れる電流を検出する転流検出手段としての電流検出器
７８が半導体スイッチ７７の近くに設けられている。そ
して、電流検出器７６，７８は一次巻線１２ａをはさむ
位置に設けられている。各電流検出器７６，７８の検出
出力は事故検出回路７３，転流検出回路７２に供給され
ている。
器とその制御系を図１６に示す。本実施例では、主回路
に半導体スイッチ７７を挿入すると共に、半導体スイッ
チ７７と並列に限流インピーダンス４５と機械スイッチ
４６を接続したものである。半導体スイッチ７７を構成
する順方向電流，逆方向電流の制御用の各素子６６，６
８には、各々のゲートにドライブ回路６２，６４からス
イッチング信号が供給されるようになっている。一方、
主回路には、主回路を流れる電流を検出する主回路電流
検出手段を構成する電流検出器７６が遮断器５４の近く
に設けられており、転流回路には半導体スイッチ７７に
流れる電流を検出する転流検出手段としての電流検出器
７８が半導体スイッチ７７の近くに設けられている。そ
して、電流検出器７６，７８は一次巻線１２ａをはさむ
位置に設けられている。各電流検出器７６，７８の検出
出力は事故検出回路７３，転流検出回路７２に供給され
ている。
【００３６】事故検出回路７３および転流検出回路７２
は、それぞれ図８および図９に示したような構成であ
る。図１６における制御回路７０には、図７に示した実
施例の場合と異なり、機械スイッチ４６を半導体スイッ
チ７７と協調を取って制御する必要がある。制御回路７
０は、事故検出回路７３からハイレベルの信号を入力し
た時に、この信号に応答して、機械スイッチ４６へ開路
を指令すると共に、半導体スイッチ７７に閉路を指令す
る事故時指令手段を構成するようになっている。更に、
制御回路７０は、機械スイッチ４６が開かれる過程で、
転流検出回路７２の検出出力を監視し、転流検出回路７
２からハイレベルの転流異常信号が出力されている間
は、半導体スイッチ７７の導通状態を保持する保持手段
を構成するようになっていると共に、この保持状態が設
定時間を超えた時には、遮断器５４へ遮断指令を出力す
る補助遮断指令手段を構成するようになっている。また
更に、制御回路７０は、転流検出回路７２の検出出力を
監視し、機械スイッチ４６が開かれる過程で、転流検出
回路７２の検出出力がローレベルにある時には転流が正
常状態にあるとして、ドライブ回路６２，６４を介して
半導体スイッチ７７に遮断を指令する遮断指令手段を構
成するようになっている。
は、それぞれ図８および図９に示したような構成であ
る。図１６における制御回路７０には、図７に示した実
施例の場合と異なり、機械スイッチ４６を半導体スイッ
チ７７と協調を取って制御する必要がある。制御回路７
０は、事故検出回路７３からハイレベルの信号を入力し
た時に、この信号に応答して、機械スイッチ４６へ開路
を指令すると共に、半導体スイッチ７７に閉路を指令す
る事故時指令手段を構成するようになっている。更に、
制御回路７０は、機械スイッチ４６が開かれる過程で、
転流検出回路７２の検出出力を監視し、転流検出回路７
２からハイレベルの転流異常信号が出力されている間
は、半導体スイッチ７７の導通状態を保持する保持手段
を構成するようになっていると共に、この保持状態が設
定時間を超えた時には、遮断器５４へ遮断指令を出力す
る補助遮断指令手段を構成するようになっている。また
更に、制御回路７０は、転流検出回路７２の検出出力を
監視し、機械スイッチ４６が開かれる過程で、転流検出
回路７２の検出出力がローレベルにある時には転流が正
常状態にあるとして、ドライブ回路６２，６４を介して
半導体スイッチ７７に遮断を指令する遮断指令手段を構
成するようになっている。
【００３７】次に、本実施例の作用を図１７および図１
８に従って説明する。
８に従って説明する。
【００３８】まず、事故検出回路７３の出力を取り込み
（ステップ１００）、主回路に接続された系統で事故が
発生したか否かを判定する（ステップ１０１）。事故で
ないと判定された時には初期状態へ戻る（ステップ１０
２）。
（ステップ１００）、主回路に接続された系統で事故が
発生したか否かを判定する（ステップ１０１）。事故で
ないと判定された時には初期状態へ戻る（ステップ１０
２）。
【００３９】一方、事故と判定された時には、転流動作
を開始する（ステップ１０３）。すなわち機械スイッチ
４６に開路を指令すると共に、半導体スイッチ７７に閉
路を指令する。この時、機械スイッチ４６に流れる電流
は、図１８（ａ）の特性Ａで示すように、徐々に増加す
るが、機械スイッチ４６が開極を開始し、極間で発生し
たアークの起電圧で時刻Ｔ１に転流が開始されると、主
回路電流（特性Ａ）は徐々に減少する。このとき、主回
路電流が減少する代わりに、半導体スイッチ７７には特
性Ｂで示されるような電流が流れる。そして時刻Ｔ２で
完全に転流する。このように、転流動作が開始された
後、主回路電流と各半導体スイッチ７７に流れる電流が
監視される。すなわち、転流検出回路７２の出力が監視
され（ステップ１０４）、転流異常が生じたか否かの判
定が行われる(ステップ１０５)。この時、図１８（ａ）
に示すように、主回路電流（特性Ａ）の値と半導体スイ
ッチ７７に流れる電流（特性Ｂ）が共に過電流設定値を
超えないと判定された時には、すなわちＯＲ回路９４か
らローレベルの信号が発生している時には、時刻Ｔ３で
半導体スイッチ７７に遮断が指令され、時刻Ｔ４で半導
体スイッチ７７による遮断が確実に実行される。この時
のレベルは各半導体スイッチ７７の遮断能力を示す可制
御電流レベルＬ以下であるため、半導体スイッチ７７を
確実に保護した状態で遮断することができる。
を開始する（ステップ１０３）。すなわち機械スイッチ
４６に開路を指令すると共に、半導体スイッチ７７に閉
路を指令する。この時、機械スイッチ４６に流れる電流
は、図１８（ａ）の特性Ａで示すように、徐々に増加す
るが、機械スイッチ４６が開極を開始し、極間で発生し
たアークの起電圧で時刻Ｔ１に転流が開始されると、主
回路電流（特性Ａ）は徐々に減少する。このとき、主回
路電流が減少する代わりに、半導体スイッチ７７には特
性Ｂで示されるような電流が流れる。そして時刻Ｔ２で
完全に転流する。このように、転流動作が開始された
後、主回路電流と各半導体スイッチ７７に流れる電流が
監視される。すなわち、転流検出回路７２の出力が監視
され（ステップ１０４）、転流異常が生じたか否かの判
定が行われる(ステップ１０５)。この時、図１８（ａ）
に示すように、主回路電流（特性Ａ）の値と半導体スイ
ッチ７７に流れる電流（特性Ｂ）が共に過電流設定値を
超えないと判定された時には、すなわちＯＲ回路９４か
らローレベルの信号が発生している時には、時刻Ｔ３で
半導体スイッチ７７に遮断が指令され、時刻Ｔ４で半導
体スイッチ７７による遮断が確実に実行される。この時
のレベルは各半導体スイッチ７７の遮断能力を示す可制
御電流レベルＬ以下であるため、半導体スイッチ７７を
確実に保護した状態で遮断することができる。
【００４０】一方、図１８（ｂ）の特性グラフＣ，Ｄで
示すように、転流が開始されるまでの時間が長かった
り、図１８（ｃ）の特性Ｅ，Ｆで示すように、転流時間
ΔＴ2が長かったりして、主回路電流が過電流設定値を
超えたり、あるいは半導体スイッチ７７に流れる電流が
過電流設定値を超えたりした時には、転流検出回路７２
からハイレベルの信号が出力され、転流異常と判定され
る。このような時には、可制御電流レベルＬ以下での遮
断が不可能であるため、半導体スイッチ７７の導通状態
が保持される（ステップ１０７）。この状態は、事故電
流の位相が反転する次の電流半波まで継続される（ステ
ップ１０８）。そしてこの後再び転流異常か否かを判定
し（ステップ１０９）、転流異常がない時に半導体スイ
ッチ７７に遮断を指令する（ステップ１１０）。
示すように、転流が開始されるまでの時間が長かった
り、図１８（ｃ）の特性Ｅ，Ｆで示すように、転流時間
ΔＴ2が長かったりして、主回路電流が過電流設定値を
超えたり、あるいは半導体スイッチ７７に流れる電流が
過電流設定値を超えたりした時には、転流検出回路７２
からハイレベルの信号が出力され、転流異常と判定され
る。このような時には、可制御電流レベルＬ以下での遮
断が不可能であるため、半導体スイッチ７７の導通状態
が保持される（ステップ１０７）。この状態は、事故電
流の位相が反転する次の電流半波まで継続される（ステ
ップ１０８）。そしてこの後再び転流異常か否かを判定
し（ステップ１０９）、転流異常がない時に半導体スイ
ッチ７７に遮断を指令する（ステップ１１０）。
【００４１】一方、再び転流異常と判定された時には、
半導体スイッチ７７を保持した状態で、遮断器５４へ遮
断を指令し（ステップ１１１）、転流異常に伴って半導
体スイッチ７７が破壊されるのを未然に防止する。
半導体スイッチ７７を保持した状態で、遮断器５４へ遮
断を指令し（ステップ１１１）、転流異常に伴って半導
体スイッチ７７が破壊されるのを未然に防止する。
【００４２】この様に、本実施例においては、事故が発
生した時に、機械スイッチ４６を開く過程で転流が正常
状態にある時にのみ半導体スイッチ７７を遮断するよう
にしたため、機械スイッチ４６の開極時に発生するアー
クの不安定性で転流開始時間が遅れたり、転流時間が長
くかかったりした時でも、半導体スイッチ７７の破壊を
未然に防止することができる。
生した時に、機械スイッチ４６を開く過程で転流が正常
状態にある時にのみ半導体スイッチ７７を遮断するよう
にしたため、機械スイッチ４６の開極時に発生するアー
クの不安定性で転流開始時間が遅れたり、転流時間が長
くかかったりした時でも、半導体スイッチ７７の破壊を
未然に防止することができる。
【００４３】また前記実施例においては、転流異常時
に、半導体スイッチ７７を共に同じ条件で動作させてい
るようにしているが、電流が流れているアームの半導体
スイッチだけの状態を保留し、電流が流れていないアー
ムの半導体スイッチは遮断動作すると、次の電流半波で
の遮断が確実となる。
に、半導体スイッチ７７を共に同じ条件で動作させてい
るようにしているが、電流が流れているアームの半導体
スイッチだけの状態を保留し、電流が流れていないアー
ムの半導体スイッチは遮断動作すると、次の電流半波で
の遮断が確実となる。
【００４４】以上のような限流器に用いる限流インピー
ダンス４５として、抵抗体，リアクトル，非線形特性を
有する抵抗体が考えられる。抵抗体を用いると、機械ス
イッチ４６や半導体スイッチ７７から過電流を転流した
ときに、過電圧の発生が比較的少ない。他方、限流イン
ピーダンス４５としてリアクトルを用いると、過電流が
継続して流れるような場合にはリアクトルにおける熱損
失は抵抗体に比べて少ないので、長時間電流を流すこと
が容易にできる。また、限流インピーダンス４５として
抵抗値に非線形特性のある抵抗体を用いると、特に過電
圧が発生するような場合には、抵抗体の抵抗値が下がる
ことで自然に過電圧の発生を防止することができる。
ダンス４５として、抵抗体，リアクトル，非線形特性を
有する抵抗体が考えられる。抵抗体を用いると、機械ス
イッチ４６や半導体スイッチ７７から過電流を転流した
ときに、過電圧の発生が比較的少ない。他方、限流イン
ピーダンス４５としてリアクトルを用いると、過電流が
継続して流れるような場合にはリアクトルにおける熱損
失は抵抗体に比べて少ないので、長時間電流を流すこと
が容易にできる。また、限流インピーダンス４５として
抵抗値に非線形特性のある抵抗体を用いると、特に過電
圧が発生するような場合には、抵抗体の抵抗値が下がる
ことで自然に過電圧の発生を防止することができる。
【００４５】図１９は、本発明である限流装置に用いる
限流器として超電導素子３９を用いて構成した例であ
る。超電導素子を用いたときの限流動作は、超電導素子
自体に過電流を流してクエンチさせることでインピーダ
ンスを増加させて限流する方法や、超電導素子を用いて
磁気遮蔽をしてインダクタンスを減少させたリアクトル
において、超電導素子をクエンチさせることで磁気遮蔽
を解除してリアクトルのインダクタンスを増加させる方
式などがある。超電導素子３９を用いて構成した限流器
の場合、超電導素子を冷却するために液体ヘリウム等の
冷媒を用いなくてならない。これらの冷媒は絶縁耐力が
低く、高圧系統に用いる限流装置における絶縁面での弱
点となっている。しかしながら、本発明である限流装置
の構成では、限流器自体には系統の大地間電圧が直接か
からないので、超電導素子を用いた限流器にとって絶縁
面で有利である。さらに、過大な電流が流れる場合で
も、この電流異常状態を高速検出し、そして、高速に開
閉器、または半導体スイッチを動作させることが可能に
なるため、異常発生後限流装置が耐えきれないような過
大電流、また電圧が発生することを未然に防ぐことが可
能になるという効果がある。
限流器として超電導素子３９を用いて構成した例であ
る。超電導素子を用いたときの限流動作は、超電導素子
自体に過電流を流してクエンチさせることでインピーダ
ンスを増加させて限流する方法や、超電導素子を用いて
磁気遮蔽をしてインダクタンスを減少させたリアクトル
において、超電導素子をクエンチさせることで磁気遮蔽
を解除してリアクトルのインダクタンスを増加させる方
式などがある。超電導素子３９を用いて構成した限流器
の場合、超電導素子を冷却するために液体ヘリウム等の
冷媒を用いなくてならない。これらの冷媒は絶縁耐力が
低く、高圧系統に用いる限流装置における絶縁面での弱
点となっている。しかしながら、本発明である限流装置
の構成では、限流器自体には系統の大地間電圧が直接か
からないので、超電導素子を用いた限流器にとって絶縁
面で有利である。さらに、過大な電流が流れる場合で
も、この電流異常状態を高速検出し、そして、高速に開
閉器、または半導体スイッチを動作させることが可能に
なるため、異常発生後限流装置が耐えきれないような過
大電流、また電圧が発生することを未然に防ぐことが可
能になるという効果がある。
【００４６】また、本発明は図２０に示したＹ結線２，
Ｙ結線２０２，△結線２０４から構成される変圧器に対
しても適用できる。この場合においても、変圧器を構成
するどちらか片方のＹ結線に対して本発明の限流装置を
設けることによって、送電線の異常時の過電流を防ぐこ
とが可能になるという効果がある。
Ｙ結線２０２，△結線２０４から構成される変圧器に対
しても適用できる。この場合においても、変圧器を構成
するどちらか片方のＹ結線に対して本発明の限流装置を
設けることによって、送電線の異常時の過電流を防ぐこ
とが可能になるという効果がある。
【００４７】さらに、本発明は送電線用の変圧器に限ら
ず、一般的な電力線用の変圧器であれば、いろいろな種
類のものに適用できる。
ず、一般的な電力線用の変圧器であれば、いろいろな種
類のものに適用できる。
【００４８】
【発明の効果】本発明によって、限流装置自体にかかる
電圧を低下させることができる。これによって、限流装
置の構成を小型化することができる。また、冷却媒体の
絶縁耐圧電圧が低い超電導素子を用いた限流器を使用す
る場合でも、装置の絶縁を容易にできる。以上のよう
に、本発明を適用することで、特に有効接地系である高
電圧の電力系統へも限流装置を導入しやすくできる。
電圧を低下させることができる。これによって、限流装
置の構成を小型化することができる。また、冷却媒体の
絶縁耐圧電圧が低い超電導素子を用いた限流器を使用す
る場合でも、装置の絶縁を容易にできる。以上のよう
に、本発明を適用することで、特に有効接地系である高
電圧の電力系統へも限流装置を導入しやすくできる。
【図１】本発明である限流装置の構成例。
【図２】本発明である限流装置の動作例。
【図３】従来の限流装置の動作例。
【図４】本発明である限流装置に用いる限流器の例。
【図５】本発明である限流装置に用いる限流器の例。
【図６】図５に示した限流器を適用した本発明である限
流装置の具体的な回路構成例。
流装置の具体的な回路構成例。
【図７】図５に示した限流器とその制御系の例。
【図８】本発明である限流装置に用いる限流器の電流検
出回路のブロック構成の例。
出回路のブロック構成の例。
【図９】本発明である限流装置に用いる限流器の転流検
出回路のブロック構成の例。
出回路のブロック構成の例。
【図１０】本発明である限流装置に用いる限流器の例。
【図１１】本発明である限流装置に用いる転流回路の一
実施例。
実施例。
【図１２】本発明の限流装置に用いる転流回路を採用し
た場合の電流波形。
た場合の電流波形。
【図１３】本発明である限流装置に用いる限流器の例。
【図１４】本発明である限流装置に用いる限流器の例。
【図１５】図１４に示した限流器を適用した本発明であ
る限流装置の具体的な回路構成例。
る限流装置の具体的な回路構成例。
【図１６】図１４に示した限流器とその制御系の例。
【図１７】図１５に示した本発明である限流装置の構成
例における作用を説明するためのフローチャート。
例における作用を説明するためのフローチャート。
【図１８】図１５に示した本発明である限流装置の構成
例における各部の動作を説明するためのタイムチャー
ト。
例における各部の動作を説明するためのタイムチャー
ト。
【図１９】本発明である限流装置に用いる限流器の例。
【図２０】本発明である限流装置の構成例。
Claims (23)
- 【請求項１】電力系統に流れる過電流を抑制する限流装
置において、 少なくとも１つのＹ結線の巻線を持つ三相変圧器のＹ結
線の巻線の低圧側端子と接地点の間に、限流器を挿入し
て構成したことを特徴とする限流装置。 - 【請求項２】請求項１における限流装置において、 前記限流器を前記変圧器のＹ巻線の各相の巻線に挿入し
たことを特徴とする限流装置。 - 【請求項３】請求項１における限流装置において、 前記限流器は、機械接点で構成した開閉装置と、該開閉
装置と並列に接続された限流要素とで構成されることを
特徴とする限流装置。 - 【請求項４】請求項１記載の限流装置において、 前記限流器は、機械接点で構成した開閉装置と、半導体
素子を用いて構成したスイッチと、限流要素とを並列に
接続して構成したことを特徴とする限流装置。 - 【請求項５】請求項３における限流装置において、 前記限流器の機械接点で構成した開閉装置は、前記接点
に流れる電流に強制的に零点を作る回路を備えたことを
特徴とする限流装置。 - 【請求項６】請求項１における限流装置において、 前記限流器は半導体素子を用いて構成したスイッチ，該
スイッチと並列に限流要素を接続して構成したことを特
徴とする限流装置。 - 【請求項７】請求項６における限流装置において、 前記限流器の半導体素子を用いて構成したスイッチに
は、前記接点に流れる電流に強制的に零点を作る回路を
備えたことを特徴とする限流装置。 - 【請求項８】請求項１の限流装置において、 前記限流器は、前記電力線の線路中に挿入された主回路
スイッチと、 該主回路スイッチと並列接続された半導体スイッチとか
らなり、 前記電力線の線路中に発生した電力異常を検出する電力
線異常検出手段と、 該電力線異常検出手段の検出出力に応答して主回路スイ
ッチに開路を指令すると共に半導体スイッチに閉路を指
令する事故時指令手段と、 前記半導体スイッチに流れる電流を検出する転流電流検
出手段と、 前記主回路スイッチが開かれる過程で前記転流検出手段
の検出電流が正常値を示すときに前記半導体スイッチを
遮断駆動する遮断駆動手段とを備えていることを特徴と
する限流装置。 - 【請求項９】請求項８記載の限流装置において、 前記電力線異常検出手段の指令により前記半導体スイッ
チが導通したときに転流電流検出手段の検出電流が異常
値を示すときには前記半導体スイッチの導通状態を保持
する保持手段を備えていることを特徴とする限流装置。 - 【請求項１０】請求項８記載の限流装置において、 前記電力線異常検出手段の指令により半導体スイッチが
導通したときに転流電流検出手段の検出電流が異常値を
示すときには前記半導体スイッチの導通状態を保持する
保持手段と、 該保持手段による前記半導体スイッチの保持状態が設定
時間を超えたときに主回路スイッチと直列に接続された
遮断器に遮断指令を出力する補助遮断指令手段とを備え
ていることを特徴とする限流装置。 - 【請求項１１】請求項１記載の限流装置において、 前記限流器は、前記電力線の線路中に挿入された主回路
スイッチと、 該主回路スイッチと並列接続された半導体スイッチとか
らなり、 前記電力線の線路中に発生した電力異常を検出する電力
線異常検出手段と、 該電力線異常検出手段の検出出力に応答して主回路スイ
ッチに開路を指令すると共に半導体スイッチに閉路を指
令する電流異常時指令手段と、 主回路の電流を検出する主回路電流検出手段と、 前記半導体スイッチに流れる電流を検出する転流電流検
出手段と、 主回路電流検出手段の検出出力が異常の設定値を超えた
か否かを判定する主回路電流判定手段と、 転流検出手段の検出出力が異常の設定値を超えたか否か
を判定する転流電流判定手段と、 主回路電流判定手段と転流電流判定手段の判定出力が共
に否定の判定結果であることを条件に主回路スイッチが
開かれる過程で半導体スイッチに遮断を指令する遮断指
令手段とを備えていることを特徴とする限流装置。 - 【請求項１２】請求項１１記載の限流装置において、 電流異常時指令手段の指令により半導体スイッチが導通
したときに前記主回路電流判定手段と前記転流電流判定
手段のうちいずれか一方の判定出力が肯定の判定結果で
あるときには前記半導体スイッチの導通状態を保持する
保持手段を備えている限流装置。 - 【請求項１３】請求項１１記載の限流装置において、 電流異常時指令手段の指令により前記半導体スイッチが
導通したときに、前記主回路電流判定手段と、前記転流
判定手段のうちいずれか一方の判定出力が肯定の判定結
果であるときには前記半導体スイッチの導通状態を保持
する保持手段と、該保持手段による前記半導体スイッチ
の保持状態が設定時間を超えたときに前記主回路スイッ
チと直列接続された遮断器に遮断指令を出力する補助遮
断指令手段とを備えている限流装置。 - 【請求項１４】請求項１の限流装置において、 前記限流器は、超電導素子の超電導状態が崩壊すること
によりインピーダンスが増加する限流要素を用いて構成
したことを特徴とする限流装置。 - 【請求項１５】請求項１の限流装置において、 前記限流器の限流要素として抵抗値が非線形特性を持つ
抵抗素子を用いたことを特徴とする限流装置。 - 【請求項１６】請求項３の限流装置において、 前記開閉装置は、前記機械接点間に発生するアークによ
って電流を限流することを特徴とする限流装置。 - 【請求項１７】請求項１の限流装置において、 前記限流器が限流動作をしたときに発生する両端電圧
は、前記限流器が接続された変圧器の巻線の低圧端子の
大地間耐電圧以下であることを特徴とする限流装置。 - 【請求項１８】請求項１の限流装置において、 前記限流器は前記電力線の線路中に挿入された半導体ス
イッチと、 該半導体スイッチと並列接続された限流要素と、 前記電力線の電流異常を検出する異常電流検出手段と、 異常電流検出手段の検出出力に応答して前記半導体スイ
ッチに遮断を指令する遮断指令手段と、 前記半導体スイッチに流れる電流を検出する主回路電流
検出手段と、 前記半導体スイッチが遮断される過程で前記主回路電流
検出手段の検出電流が異常値を示すときには前記半導体
スイッチの導通状態を保持する保持手段とを備えている
ことを特徴とする限流装置。 - 【請求項１９】請求項１８記載の限流装置において、 前記保持手段による半導体スイッチの保持状態が設定時
間を超えたときに半導体スイッチと直列接続された遮断
器に遮断指令を出力する補助遮断指令手段とを備えてい
ることを特徴とする限流装置。 - 【請求項２０】請求項１９記載の限流装置において、 前記保持手段の保持状態を監視するための設定時間は、
事故検出手段により事故が検出されたときから事故検出
時点の電流の位相が反転するに要する時間に対応づけて
設定されていることを特徴とする限流装置。 - 【請求項２１】電力系統中に設けられた限流器と、該限
流器に流れる電流を制御する限流装置において、 前記限流器は、前記電力線の線路中に挿入された主回路
スイッチと、 該主回路スイッチと並列接続された半導体スイッチとか
らなり、 前記電力線の線路中に発生した電力異常を検出する電力
線異常検出手段と、 該電力線異常検出手段の検出出力に応答して主回路スイ
ッチに開路を指令すると共に半導体スイッチに閉路を指
令する事故時指令手段と、 前記半導体スイッチに流れる電流を検出する転流電流検
出手段と、 前記主回路スイッチが開かれる過程で前記転流検出手段
の検出電流が正常値を示すときに前記半導体スイッチを
遮断駆動する遮断駆動手段とを備えていることを特徴と
する限流装置。 - 【請求項２２】電力系統中に設けられた限流器と、該限
流器に流れる電流を制御する限流装置において、 前記限流器は、前記電力線の線路中に挿入された主回路
スイッチと、 該主回路スイッチと並列接続された半導体スイッチとか
らなり、 前記電力線の線路中に発生した電力異常を検出する電力
線異常検出手段と、 該電力線異常検出手段の検出出力に応答して主回路スイ
ッチに開路を指令すると共に半導体スイッチに閉路を指
令する電流異常時指令手段と、 主回路の電流を検出する主回路電流検出手段と、 前記半導体スイッチに流れる電流を検出する転流電流検
出手段と、 主回路電流検出手段の検出出力が異常の設定値を超えた
か否かを判定する主回路電流判定手段と、 転流検出手段の検出出力が異常の設定値を超えたか否か
を判定する転流電流判定手段と、 主回路電流判定手段と転流電流判定手段の判定出力が共
に否定の判定結果であることを条件に主回路スイッチが
開かれる過程で半導体スイッチに遮断を指令する遮断指
令手段とを備えていることを特徴とする限流装置。 - 【請求項２３】電力系統中に設けられた限流器と、該限
流器に流れる電流を制御する限流装置において、 前記限流器は前記電力線の線路中に挿入された半導体ス
イッチと、 該半導体スイッチと並列接続された限流要素と、 前記電力線の電流異常を検出する異常電流検出手段と、 異常電流検出手段の検出出力に応答して前記半導体スイ
ッチに遮断を指令する遮断指令手段と、 前記半導体スイッチに流れる電流を検出する主回路電流
検出手段と、 前記半導体スイッチが遮断される過程で前記主回路電流
検出手段の検出電流が異常値を示すときには前記半導体
スイッチの導通状態を保持する保持手段とを備えている
ことを特徴とする限流装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12810996A JP3239754B2 (ja) | 1995-06-20 | 1996-05-23 | 限流装置 |
| CA002178356A CA2178356C (en) | 1995-06-20 | 1996-06-06 | A high voltage electric power line current limiter |
| US08/665,413 US5883774A (en) | 1995-06-20 | 1996-06-18 | Current limiter |
| KR1019960022234A KR970004208A (ko) | 1995-06-20 | 1996-06-19 | 한류장치 |
| US09/243,478 US6067217A (en) | 1995-06-20 | 1999-02-03 | Current limiter |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15296795 | 1995-06-20 | ||
| JP7-152967 | 1995-06-20 | ||
| JP12810996A JP3239754B2 (ja) | 1995-06-20 | 1996-05-23 | 限流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0970138A true JPH0970138A (ja) | 1997-03-11 |
| JP3239754B2 JP3239754B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=26463875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12810996A Expired - Fee Related JP3239754B2 (ja) | 1995-06-20 | 1996-05-23 | 限流装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5883774A (ja) |
| JP (1) | JP3239754B2 (ja) |
| KR (1) | KR970004208A (ja) |
| CA (1) | CA2178356C (ja) |
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| JP2000188825A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-04 | Meidensha Corp | 受配電設備の接地方式及び保護方式 |
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| KR100441955B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2004-07-27 | 한국전력공사 | 하이브리드형 초전도한류기의 직렬연결에 대한 괜치시점조절장치 |
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| KR100823848B1 (ko) * | 2006-11-07 | 2008-04-21 | 엘에스산전 주식회사 | 반파 한류형 초전도 한류기 |
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| WO2014107854A1 (zh) * | 2013-01-09 | 2014-07-17 | 宁夏电力公司电力科学研究院 | 电网限流装置及电网限流器和电网限流系统 |
| EP2790285B1 (en) | 2013-04-12 | 2020-07-08 | General Electric Technology GmbH | Current limiter |
| KR101506581B1 (ko) * | 2013-08-14 | 2015-03-27 | 주식회사 효성 | 고전압 ｄｃ 차단기 |
| KR20150078491A (ko) * | 2013-12-30 | 2015-07-08 | 주식회사 효성 | 고전압 ｄｃ 차단기 |
| CN107947173B (zh) * | 2017-12-20 | 2024-02-02 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种串联补偿器及控制方法 |
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1996
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