JPH0984254A

JPH0984254A - 電源装置、インバータ装置および分散型電源装置

Info

Publication number: JPH0984254A
Application number: JP7236646A
Authority: JP
Inventors: Shiyougo Kawasaki; 章護川崎; Yoshihiro Ueda; 佳弘上田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】直流ラインでの地絡を広範囲で確実に検出でき
るようにする。【解決手段】インバータ回路１４入力側が直流ラインｄ
ｃ１，ｄｃ２を介して直流電源２に、インバータ回路１
４出力側が交流ラインａｃ１，ａｃ２を介してトランス
８の二次側８ｂにそれぞれ接続される。電流センサとし
ての零相変流器２０を交流ラインａｃ１，ａｃ２内に設
け、昇圧回路１２によって、直流ラインの地絡に伴う前
記各ラインを流れる電流ループ内に電位差が生じるよう
に制御し、零相変流器２０出力からインバータ回路１４
のインバータ動作に伴う高周波成分を除去するフィルタ
回路２２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置、インバ
ータ装置および分散型電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】分散型電源装置は太陽光発電システムな
どでよく知られているように太陽電池からの直流出力を
インバータ回路で交流に変換しこの交流を例えばエアコ
ンなどの負荷に供給することができる一方で、電力会社
側交流電源に一次側が接続されたトランス二次側からも
交流をその負荷に供給することができるものである。

【０００３】このような分散型電源装置について図７を
参照して説明する。この分散型電源装置は、太陽電池等
の互いに直列に接続された２つの直流電源２ａ，２ｂと
インバータ装置４とトランス８とを有している。インバ
ータ装置４内において、インバータ回路１４は、第１な
いし第４のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ４と、図示してい
ないインバータ駆動回路とから構成されている。第１お
よび第２のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２それぞれのコレ
クタは入力側ｉｎ１として共通に一方の直流電源２ａの
正極側に接続されている。第３および第４のトランジス
タＴＲ３，ＴＲ４それぞれのエミッタは入力側ｉｎ２と
して共通に他方の直流電源２ｂの負極側に接続されてい
る。第１のトランジスタＴＲ１のエミッタと第３のトラ
ンジスタＴＲ３のコレクタは出力側ｏｕｔ１として互い
に接続されている。第２のトランジスタＴＲ２のエミッ
タと第４のトランジスタＴＲ４のコレクタとは出力側ｏ
ｕｔ２として互いに接続されている。これらトランジス
タはインバータ駆動回路によって第１のトランジスタＴ
Ｒ１と第４のトランジスタＴＲ４とが同時にオンオフ
し、このオンオフのタイミングとは反対のタイミングで
第２のトランジスタＴＲ２と第３のトランジスタＴＲ３
とが同時にオンオフする。この駆動回路によるオンオフ
の制御は１０〜４０ｋＨｚ程度の周波数信号で行われ
る。このようにして、インバータ回路１４の２つの入力
側ｉｎ１，ｉｎ２それぞれは直流ラインｄｃ１，ｄｃ２
を介して２つの直流電源２ａ，２ｂそれぞれの正負の極
にそれぞれ接続されている。インバータ回路１４の一方
の出力側ｏｕｔ１は平滑リアクトル１６ａおよび遮断器
２８ａを介してトランス８の二次側８ｂの一端に接続さ
れている。インバータ回路１４の他方の出力側ｏｕｔ２
は平滑リアクトル１６ｂおよび遮断器２８ｃを介してト
ランス二次側８ｂの他端に接続されている。トランス一
次側８ａは電力会社からの交流電源１０に接続されてい
る。トランス二次側８ｂの中点８ｃは接地されていると
ともに、遮断器２８ｂを介して２つの直流電源２ａ，２
ｂの共通接続部に接続されている。トランス二次側８ｂ
はこのように構成されることで単相３線式となることに
よってトランス二次側８ｂの一端側と中点８ｃとの間に
負荷６ａ、他端側と中点８ｃとの間に負荷６ｂがそれぞ
れ接続され、いずれの負荷６ａ，６ｂにも例えば１００
Ｖの交流が供給されるようになっている。インバータ回
路１４の入力側ｉｎ１，ｉｎ２の直流ラインｄｃ１，ｄ
ｃ２には地絡検出手段として電流センサを構成する零相
変流器２０が配備され、この零相変流器２０の出力は地
絡検出回路２０ａに与えられる。地絡検出回路２０ａ
は、零相変流器２０出力に応答して遮断器２８ａ〜２８
ｃをオンオフするようになっている。

【０００４】上記構成において、直流電源２ａ，２ｂ出
力はインバータ回路１４で１０〜４０ｋＨｚの高周波出
力に変換される。この高周波出力は平滑リアクトル１６
ａ，１６ｂで平滑化されて５０または６０Ｈｚの低周波
出力に生成される。この低周波出力は交流電源として遮
断器２８ａ，２８ｂを介して負荷６ａ，６ｂに供給され
る。一方、トランス二次側８ｂからの交流電源も負荷６
ａ，６ｂに供給される。このような電源装置において、
直流ラインｄｃ１，ｄｃ２に地絡が無い場合は、直流電
源２ａの正極から直流ラインｄｃ１を介してインバータ
回路１４の入力側ｉｎ１に流れ込む電流（流出電流）
と、インバータ回路１４の入力側ｉｎ２から直流電源２
ｂの負極に直流ラインｄｃ２を介して流れ込む電流（流
入電流）とは閉ループ内を流れるので大きさが流出電流
ｉ＝流入電流ｉと均衡しており、そのため零相変流器２
０を貫通するこれら流出電流と流入電流とは互いにキャ
ンセルされる結果、地絡検出回路２０ａには地絡検出信
号が与えられないから、遮断器２８ａ〜２８ｃはオンし
たままである。

【０００５】しかし、例えば直流ラインｄｃ２に図示の
ように地絡が有るときは、零相変流器２０を貫通する実
線で示される流出電流と流入電流との内、流出電流の一
部は破線で示すようにトランス二次側中点８ｃの接地点
とその地絡点との間を地絡電流ｉ０として流れるから、
零相変流器２０内を貫通電流として流れ込む流出電流と
流入電流とが流出電流≠流入電流と不均衡になる結果、
零相変流器２０から地絡検出回路２０ａに地絡検出信号
が与えられ、これに地絡検出回路２０ａが応答して遮断
器２８ａ〜２８ｃをオフにする。これによって、電源は
直流ラインｄｃ１，ｄｃ２の地絡から保護される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電源装
置においては、零相変流器が直流ライン内に設けられて
いるので、零相変流器とインバータ回路との間の直流ラ
インに地絡が発生した場合においては、地絡が発生して
いるにもかかわらず零相変流器には流出電流の一部であ
る地絡電流も流入電流として流れ込むため、結果的には
流出電流と流入電流とが均衡して流れ込むことになり、
零相変流器は地絡検出信号を発生せず、したがって、地
絡の検出ができないことになるうえ、零相変流器の設置
位置が直流電源側寄りになる程、直流地絡の検出範囲も
大幅に限定されたものになってくるという課題があっ
た。

【０００７】また、直流ラインの対地電位が低いときに
は直流ラインが地絡しても地絡電流は小さいものとな
り、零相変流器には流出電流と流入電流との不均衡が地
絡検出信号を出力できる程度の大きさにはならず、した
がって、零相変流器からは地絡検出信号が発生されず地
絡検出回路が遮断器をオフにすることができず、結果的
には地絡に対する有効な保護ができないという課題があ
った。

【０００８】さらに、インバータ回路は駆動回路で高周
波駆動されているためその高周波成分が地絡電流に重畳
されてしまい、零相変流器が正しく地絡検出動作ができ
なくなるという課題があった。

【０００９】上述したように、従来の電源装置において
は、直流地絡を広範囲で確実に検出することに難点があ
るという課題があった。また、このような課題は分散型
電源装置からインバータ装置を取り出してみた場合にお
いても同様であったし、分散型電源装置に限らず、イン
バータ回路を用いる電源装置においても同様の課題とな
るものであった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を解
決するために、本発明の電源装置においては、入力側に
与えられた直流を交流に変換して出力側から出力するイ
ンバータ回路を有し、このインバータ回路入力側が直流
ラインを介して直流電源に接続され、インバータ回路出
力側が交流ラインを介してトランス二次側に接続され、
前記直流ラインに発生した地絡を検出するための電流セ
ンサが前記交流ライン内に設けられている。

【００１１】また、上述した技術的課題を解決するため
に、本発明の電源装置においては、入力側に与えられた
直流を交流に変換して出力側から出力するインバータ回
路を有し、このインバータ回路入力側が直流ラインを介
して非接地で直流電源に接続され、インバータ回路出力
側が交流ラインを介してトランス二次側に接続されると
ともに、トランス二次側の中点が接地されており、前記
直流ラインに地絡が発生したときには地絡検出に必要な
電流が流れるように前記直流ラインおよび交流ラインを
流れる電流ループ内に電位差が生じるように制御動作す
る。

【００１２】また、上述した技術的課題を解決するた
め、本発明の電源装置においては、直流電源の各極にそ
れぞれ直流ラインを介して非接地で各入力側が接続され
前記直流電源からの直流を交流に変換して各出力側から
出力するインバータ回路と、二次側の各端部側がそれぞ
れ交流ラインを介して非接地で前記インバータ回路の各
出力側に接続されかつ中点が接地されたトランスと、前
記直流電源の一方の極の電位Ｅ１と他方の極の電位Ｅ２
とがＥ１＞Ｅ２の電位関係のときに、前記トランスの中
点の接地電位をＥ０として、直流ラインに地絡が発生し
たときに前記電位Ｅ１とＥ０との電位関係がＥ１＜Ｅ０
のときには電流が流れる向きからいずれの直流ラインで
地絡が発生したかを判定するために前記電位関係がＥ１
＞Ｅ０となるように制御可能な電位制御手段とを有して
いる。

【００１３】また、上述した技術的課題を解決するため
本発明の電源装置においては、直流電源の各極にそれぞ
れ直流ラインを介して非接地で各入力側が接続され前記
直流電源からの直流を交流に変換して各出力側から出力
するインバータ回路と、二次側の各端部側がそれぞれ交
流ラインを介して非接地で前記インバータ回路の各出力
側に接続されかつ中点が接地されたトランスと、前記直
流電源の一方の極の電位Ｅ１と他方の極の電位Ｅ２とが
Ｅ１＞Ｅ２の電位関係のときに、前記トランスの中点の
接地電位をＥ０として、直流ラインの地絡が発生したと
きには電流が流れる向きからいずれの直流ラインで地絡
が発生したかを判定するためＥ１＞Ｅ０、Ｅ２＜Ｅ０の
電位関係となるように制御する電位制御手段とを有して
いる。

【００１４】また、上述した技術的課題を解決するため
本発明の電源装置においては、前記電源装置において、
前記電流センサにはそれに含まれる前記インバータ回路
のインバータ動作に伴う周波数成分を除去するフィルタ
手段を接続している。

【００１５】上述した技術的課題を解決するため本発明
のインバータ装置においては、入力側に与えられた直流
を交流に変換するインバータ回路と、前記インバータ回
路の出力側の交流ラインに該インバータ回路出力を平滑
化する平滑手段と、遮断器とを備えるとともに、その交
流ライン内に前記インバータ回路の入力側の直流ライン
で発生した地絡を検出するための電流センサを配備して
いる。

【００１６】また、上述した技術的課題を解決するため
本発明のインバータ装置においては、さらに、前記イン
バータ回路の入力側に昇圧回路を設けている。

【００１７】また、上述した技術的課題を解決するため
本発明のインバータ装置においては、さらに前記電流セ
ンサに含まれる前記インバータ回路出力の高周波成分を
除去するフィルタ回路を備えている。

【００１８】上述した技術的課題を解決するため本発明
の分散型電源装置においては、前記いずれか記載の電源
装置を有するとともに、前記交流ライン内に遮断器を設
け、前記電流センサ出力から前記遮断器をオンオフ駆動
する構成を有し、かつ前記トランスの一次側は商用交流
電源の接続用とされるものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。本発明は電源装置と
して分散型電源装置に適用して説明されるが、インバー
タ回路を用いて直流を交流に変換する電源装置にも同様
に適用できる。

【００２０】図１は、本発明の電源装置としてその実施
の形態に係る分散型電源装置の回路図である。同図を参
照して、２は太陽電池などで構成された直流電源、４は
本発明のインバータ装置、６ａ．６ｂは交流負荷、８は
二次側中点が第２種接地された降圧トランス、１０は電
力会社側から供給される商用交流電源である。

【００２１】インバータ装置４は、昇圧回路１２、イン
バータ回路１４、平滑リアクトル１６ａ，１６ｂ、平滑
コンデンサ１８、零相変流器２０、バンドパスフィルタ
などのフィルタ回路２２、地絡判定回路２４、電圧分割
用コンデンサ２６ａ，２６ｂ、遮断器２８ａ，２８ｂ，
２８ｃを含み、これらは図示していない第３種接地され
たケースに収納されて構成されている。

【００２２】本発明の分散型電源装置は太陽光発電シス
テムなどに用いられる。本発明においては直流電源２
は、多数の太陽電池が互いに直列に接続されて構成され
ている。直流電源２の出力は昇圧回路１２で昇圧され
る。この昇圧出力はインバータ回路１４に与えられる。
インバータ回路１４は第１ないし第４のトランジスタ１
４ａ〜１４ｄと、これら各トランジスタのベースに駆動
パルスを与えるパルス幅変調回路からなるインバータ駆
動回路１４ｅとから構成されている。第１および第２の
トランジスタ１４ａ，１４ｂそれぞれのコレクタは入力
側ｉｎ１として共通に昇圧回路１２を介して直流電源２
の正極側に接続されている。第３および第４のトランジ
スタ１４ｃ，１４ｄそれぞれのエミッタは入力側ｉｎ２
として共通に昇圧回路１２を介して直流電源２の負極側
に接続されている。第１のトランジスタ１４ａのエミッ
タと第３のトランジスタ１４ｃのコレクタとは出力側ｏ
ｕｔ１として互いに接続されている。第２のトランジス
タ１４ｂのエミッタと第４のトランジスタ１４ｄのコレ
クタとは出力側ｏｕｔ２として互いに接続されている。
これらトランジスタ１４ａ〜１４ｄはインバータ駆動回
路１４ｅによって第１のトランジスタ１４ａと第４のト
ランジスタ１４ｄとが同時にオンオフ駆動され、このオ
ンオフ駆動のタイミングとは反対のタイミングで第２の
トランジスタ１４ｂと第３のトランジスタ１４ｃとが同
時にオンオフ駆動される。インバータ駆動回路１４ｅに
よるオンオフ駆動の制御は１０〜４０ｋＨｚ程度の高周
波で行われるようになっている。

【００２３】このようにして、インバータ回路１４の２
つの入力側ｉｎ１，ｉｎ２それぞれは直流ラインｄｃ
１．ｄｃ２を介して直流電源２の正負の極にそれぞれ接
続されている。インバータ回路１４の出力側ｏｕｔ１は
平滑リアクトル１６ａおよび遮断器２８ａを介してトラ
ンス８の二次側８ｂの一端に接続されている。インバー
タ回路１４の出力側ｏｕｔ２は平滑リアクトル１６ｂお
よび遮断器２８ｃを介してトランス８の二次側８ｂの他
端に接続されている。トランス８の一次側８ａは電力会
社からの商用交流電源１０に接続されている。トランス
二次側８ｂの中点８ｃは第２種接地されているととも
に、遮断器２８ｂを介してコンデンサ２６ａ，２６ｂの
共通接続部に接続されている。トランス８はその二次側
８ｂがこのように接続構成されることで単相３線式とな
りトランス二次側８ｂの一端側と中点８ｃとの間に一方
の負荷６ａ、他端側と中点８ｃとの間に他方の負荷６ｂ
がそれぞれ接続され、いずれの負荷６ａ，６ｂにも例え
ば１００Ｖの交流が供給されるようになっている。

【００２４】本発明においては、地絡検出手段としての
零相変流器２０が、従来とは異なって、インバータ回路
１４の出力側ｏｕｔ１，ｏｕｔ２それぞれの交流ライン
ａｃ１，ａｃ２に設けられている。そのため、直流ライ
ンｄｃ１，ｄｃ２に地絡が発生していない場合では、零
相変流器２０内を貫通するようにインバータ回路１４の
出力側ｏｕｔ１からトランス８の二次側８ｂ一端に向け
て流れ込む電流（流入電流）と、トランス８の二次側８
ｂ他端からインバータ回路１４の出力側ｏｕｔ２に向け
て流れ込む電流（流出電流）とが均衡している。そのた
め、それら互いに等しい流入電流と流出電流とがキャン
セルしあって零相変流器２０からは地絡検出信号が発生
しない。

【００２５】直流ラインｄｃ１，ｄｃ２に地絡が発生し
た場合においては、流入電流の一部が地絡電流としてト
ランス８の二次側の接地中点８ｃから対地を介しさらに
直流ラインｄｃ１，ｄｃ２の地絡点に流れ込むため、零
相変流器２０を貫通する流出電流と流入電流とが不均衡
となる。その結果、零相変流器２０は地絡検出信号を発
生する。この場合、従来においては、零相変流器２０が
直流ラインｄｃ１，ｄｃ２内に配備されていたため、零
相変流器２０とインバータ回路１４との間の直流ライン
ｄｃ１，ｄｃ２に地絡が発生した場合には、この地絡を
検出できなかった。つまり、従来においては、直流ライ
ンｄｃ１，ｄｃ２の地絡点の中ではその地絡の検出がで
きない地絡点があったのが、本発明においては零相変流
器２０が交流ラインａｃ１，ａｃ２内に配備されている
ので、どの直流ラインｄｃ１，ｄｃ２内においてもその
地絡を検出できることになる。

【００２６】図２は、上記の零相変流器２０の配備位置
の考え方に沿う回路図であって同図を参照して説明する
と、２つの直流電源２ａ，２ｂが直列に接続されてい
る。一方の直流電源２ａの正極には直流ラインｄｃ１を
介してインバータ回路１４の入力側ｉｎ１が接続され、
他方の直流電源２ｂの負極には直流ラインｄｃ２を介し
てインバータ回路１４の入力側ｉｎ２が接続されてい
る。２つの直流電源２ａ，２ｂの共通接続部とトランス
８の二次側中点８ｃとが遮断器２８ｂを介して接続され
ている。零相変流器２０はインバータ回路１４の出力側
ｏｕｔ１，ｏｕ２の交流ラインａｃ１，ａｃ２内に配備
されている。

【００２７】図３は、従来の電源装置と図２で示される
本発明の電源装置との零相変流器２０の配置位置を示し
ている。図３（ａ）で示される従来の電源装置において
は零相変流器２０が直流ラインｄｃ１，ｄｃ２内に配備
されているので、直流ラインの地絡の検出範囲は直流電
源２と零相変流器２０との間の直流ラインに限定されて
しまう。図３（ｂ）で示される本発明の電源装置におい
ては零相変流器２０が交流ラインａｃ１，ａｃ２内に配
備されているので、直流電源２とインバータ回路１４内
の直流ラインのすべてが地絡（この場合は直流地絡）の
検出範囲となるうえ、インバータ回路１４と零相変流器
２０との間の交流ラインａｃ１，ａｃ２も地絡（この場
合は交流地絡）の検出範囲に含めることができることに
なる。

【００２８】本発明の電源装置においては図１で示すよ
うに昇圧回路１２を設けているが、これについて図１の
要部を示す図４を参照して説明する。ここで、直流電源
２の正極の電位をＥ１、負極の電位をＥ２、トランス二
次側中点８ｃの電位をＥ０とする。直流ラインｄｃ１，
ｄｃ２はいずれも非接地であり、中点８ｃは接地されて
いるから、Ｅ０＞Ｅ２の電位関係が必ず成立する。その
ため、直流ラインｄｃ２のａ点で地絡が発生した場合は
Ｅ０＞Ｅ２の電位関係によって地絡電流が流れ、地絡の
検出ができる。直流ラインｄｃのｂ点で地絡が発生した
場合は、昇圧回路１２が設けられていないと、ｂ点の電
位と中点８ｃの電位との間に電位差がない。そのため、
図中の矢印で示す直流ラインｄｃ１と交流ラインａｃ１
と接地との間の経路で地絡電流が流れないから、地絡の
検出ができない。

【００２９】本発明においては、ｂ点での地絡の場合に
それによって矢印で示される地絡電流ループ内に電位差
が発生するように制御する昇圧回路１２を設けて、ｂ点
での地絡の検出ができるようにしているのである。

【００３０】次に、図５で示すように、直流ラインｄｃ
２上のａ点に地絡が発生した場合は、ａ点の電位Ｅ２と
中点８ｃの電位Ｅ０との間にはＥ２＜Ｅ０の電位関係が
必ず成立するので、ａ点が地絡すると電位の高い中点８
ｃ側からａ点側への向きに地絡電流が流れるので、この
地絡電流の向きからａ点が地絡したことを判定すること
ができる。

【００３１】また、同じく図５で示すように、直流ライ
ンｄｃ１上のｂ点に地絡が発生した場合は、ｂ点の電位
Ｅ１と中点８ｃの電位Ｅ０との間には、Ｅ１＞Ｅ０の電
位関係が成立する場合と、Ｅ１＜Ｅ０の電位関係が成立
する場合とがある。

【００３２】Ｅ１＞Ｅ０の電位関係が成立する場合にお
いては、ｂ点側から中点８ｃ側への向き、つまり前記ｂ
点での地絡の場合の地絡電流の向きとは異なる向きの地
絡電流が流れるので、その地絡電流の向きからｂ点が地
絡したと判定することができる。

【００３３】Ｅ１＜Ｅ０の電位関係が成立する場合にお
いては、中点８ｃ側からｂ点側への向きに地絡電流が流
れるので、この地絡電流の向きはａ点が地絡した場合の
地絡電流の向きと同じ向きであるので、この地絡電流の
向きからはｂ点が地絡したのかａ点が地絡したのかの判
定ができない。そこで、本発明においては地絡電流が検
出された場合には、電位制御手段としての昇圧回路１２
によって、Ｅ１＞Ｅ０の電位関係が成立するように電位
関係を制御する。これによって、地絡電流の向きからａ
点で地絡したのか、ｂ点で地絡したのかを判定できる。
また、ａ点の地絡の場合における地絡電流をＩとする
と、（Ｅ０−Ｅ２）／Ｉの計算式から地絡抵抗が、ｂ点
の地絡の場合においては、ａ点の地絡電流Ｉとは逆向き
であるため、ｂ点の地絡電流を−Ｉとして（Ｅ１−Ｅ
０）／（−Ｉ）の計算式から地絡抵抗が、それぞれ計算
できる。なお、図５では、零相変流器２０出力Ｉと、直
流ラインｄｃ１，ｄｃ２間に挿入されたトランス３２の
出力Ｖとを比較回路３４に入力し、ここで地絡電流の向
きを比較していずれの直流ラインで地絡が発生したかを
判定し、また、前記計算式の計算を行うようにしてもよ
い。

【００３４】また、上記においては昇圧回路１２が直流
ラインｄｃ１側だけであったため、Ｅ１＞Ｅ０の電位関
係が成立するようにこの昇圧回路１２によって電位制御
していたが、図６で示すように、各直流ラインｄｃ１，
ｄｃ２それぞれに昇圧回路１２ａ，１２ｂを設け、この
昇圧回路１２ａ，１２ｂによって直流電源２の正極側電
位Ｅ１をＥ１≠Ｅ０、またその負極側電位Ｅ２をＥ２≠
Ｅ０となるように電位制御し、直流ラインｄｃ１上のｂ
点が地絡した場合でも、直流ラインｄｃ２上のａ点が地
絡した場合でも、それぞれ、Ｅ２とＥ０との電位差、Ｅ
１とＥ０との電位差に見合う地絡電流が発生するように
すると、この地絡電流の計測から地絡の状態を検出でき
る。この場合、Ｅ１＞Ｅ０、Ｅ２＜Ｅ０の電位関係がそ
れぞれ成立するように、昇圧回路１２ａ，１２ｂで電位
制御することで、ａ点で地絡が発生した場合の地絡電流
の流れる向きと、ｂ点で地絡が発生した場合の地絡電流
の流れる向きとを異ならせ、その地絡電流の向きから直
流ラインｄｃ１とｄｃ２のいずれで地絡が発生したかを
判定することができる。

【００３５】次に、図１に戻って、直流電源２出力はイ
ンバータ回路１４で１０〜４０ｋＨｚの高周波に変換さ
れたうえで、平滑リアクトル１６ａ，１６ｂおよび平滑
コンデンサ１８で平滑化されて５０または６０Ｈｚの低
周波に生成されるから、その低周波交流には高周波成分
が含まれている。したがって、地絡が発生してインバー
タ回路１４を通過する直流地絡電流は高周波成分を含ん
だ形で零相変流器２０によって検出されることになる。
地絡電流にこのような高周波成分が含まれたのでは零相
変流器２０は地絡を正しく検出できなくなる。そこで、
本発明においては、零相変流器２０と地絡判定回路２４
との間にバンドパスフィルタのようなフィルタ回路２２
を挿入しているのである。このフィルタ回路２２によっ
て零相変流器２０出力からは高周波成分が除去されるこ
とで地絡が正しく検出できる。

【００３６】なお、本発明においては交流ラインを流れ
る電流を検出する零相変流器が地絡を検出するための手
段の一部としての電流センサを構成しているが、このこ
の電流を検出するには零相変流器ではなく他の電流セン
サであってもよいことは勿論である。この零相変流器を
含む電流センサはフィルタ回路とか地絡判定回路と共に
地絡検出手段を構成する。

【００３７】この場合、零相変流器に接続されるフィル
タ回路および地絡検出回路も含めて地絡検出手段という
か、零相変流器などの電流センサを地絡検出手段という
かは本発明の範囲に含まれる。

【００３８】なお、本発明においてはインバータ回路を
インバータ駆動回路と４つのトランジスタとで構成して
あるが、インバータ回路としては直流を交流に変換する
回路であればよく、インバータ回路は本発明の実施の形
態で示されたものに限定されるものではない。

【００３９】なお、本発明においては、直流電源として
太陽電池が説明に挙げられたが、太陽電池ではなく他の
直流電源であっても本発明の範囲に含まれる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明においては、インバ
ータ回路入力側における直流ラインの地絡を検出するた
めの電流センサをインバータ回路の出力側の交流ライン
内に設けてある場合には、広い範囲で直流ラインでの地
絡を検出できる。また、直流ラインの地絡によってこれ
ら各ラインを流れる電流ループ内に電位差が生じるよう
に制御する場合には、直流ラインの対地電圧が低くても
その地絡を確実に検出できる。さらに、トランスの中点
の接地電位と直流ラインでの電位との関係を制御する場
合には、地絡電流の向きからいずれの直流ラインで地絡
が発生したかを容易に判定することができる。また、電
流センサ出力からインバータ回路出力からの高周波成分
を除去する場合には、地絡の検出動作をより確実にでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る分散型電源装置の回
路図である。

【図２】図１の要部の回路図である。

【図３】零相変流器の配置位置による地絡の検出範囲の
説明に供するもので（ａ）は従来の電源装置による回路
図、（ｂ）は本発明の電源装置による回路図である。

【図４】図１の要部の回路図である。

【図５】図１の要部の回路図である。

【図６】図１の要部の回路図である。

【図７】従来の電源装置の回路図である。

【符号の説明】

２直流電源４インバータ装置６負荷８トランス１０商用交流電源１２昇圧回路１４インバータ回路１６ａ，１６ｂ平滑リアクトル１８平滑コンデンサ２０零相変流器２２フィルタ回路２４地絡判定回路２６ａ，２６ｂ電圧分割コンデンサ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ遮断器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力側に与えられた直流を交流に変換し
て出力側から出力するインバータ回路を有し、このイン
バータ回路入力側が直流ラインを介して直流電源に接続
され、インバータ回路出力側が交流ラインを介してトラ
ンス二次側に接続され、前記直流ラインに発生した地絡
を検出するための電流センサが前記交流ライン内に設け
られていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】入力側に与えられた直流を交流に変換し
て出力側から出力するインバータ回路を有し、このイン
バータ回路入力側が直流ラインを介して非接地で直流電
源に接続され、インバータ回路出力側が交流ラインを介
してトランス二次側に接続されるとともに、トランス二
次側の中点が接地されており、前記直流ラインに地絡が
発生したときには地絡検出に必要な電流が流れるように
前記直流ラインおよび交流ラインを流れる電流ループ内
に電位差が生じるように制御動作することを特徴とする
電源装置。
【請求項３】直流電源の各極にそれぞれ直流ラインを
介して非接地で各入力側が接続され前記直流電源からの
直流を交流に変換して各出力側から出力するインバータ
回路と、二次側の各端部側がそれぞれ交流ラインを介して非接地
で前記インバータ回路の各出力側に接続されかつ中点が
接地されたトランスと、前記直流電源の一方の極の電位Ｅ１と他方の極の電位Ｅ
２とがＥ１＞Ｅ２の電位関係のときに、前記トランスの
中点の接地電位をＥ０として、直流ラインに地絡が発生
したときに前記電位Ｅ１とＥ０との電位関係がＥ１＜Ｅ
０のときには電流が流れる向きからいずれの直流ライン
で地絡が発生したかを判定するために前記電位関係がＥ
１＞Ｅ０となるように制御可能な電位制御手段と、を有したことを特徴とする電源装置。
【請求項４】直流電源の各極にそれぞれ直流ラインを
介して非接地で各入力側が接続され前記直流電源からの
直流を交流に変換して各出力側から出力するインバータ
回路と、二次側の各端部側がそれぞれ交流ラインを介して非接地
で前記インバータ回路の各出力側に接続されかつ中点が
接地されたトランスと、前記直流電源の一方の極の電位Ｅ１と他方の極の電位Ｅ
２とがＥ１＞Ｅ２の電位関係のときに、前記トランスの
中点の接地電位をＥ０として、直流ラインの地絡が発生
したときには電流が流れる向きからいずれの直流ライン
で地絡が発生したかを判定するためＥ１＞Ｅ０、Ｅ２＜
Ｅ０の電位関係となるように制御する電位制御手段と、を有したことを特徴とする電源装置。
【請求項５】前記請求項１記載の電源装置において、
前記電流センサにはそれに含まれる前記インバータ回路
のインバータ動作に伴う周波数成分を除去するフィルタ
手段を接続したことを特徴とする電源装置。
【請求項６】入力側に与えられた直流を交流に変換す
るインバータ回路と、前記インバータ回路の出力側の交
流ラインに該インバータ回路出力を平滑化する平滑手段
と、遮断器とを備えるとともに、その交流ライン内に前
記インバータ回路の入力側の直流ラインで発生した地絡
を検出するための電流センサを配備したことを特徴とす
るインバータ装置。
【請求項７】さらに、前記インバータ回路の入力側に
昇圧回路を設けたことを特徴とする請求項６記載のイン
バータ装置。
【請求項８】さらに前記電流センサに含まれる前記イ
ンバータ回路出力の高周波成分を除去するフィルタ回路
を備えたことを特徴とする請求項６または７記載のイン
バータ装置。
【請求項９】前記請求項１ないし５いずれか記載の電
源装置を有するとともに、前記交流ライン内に遮断器を
設け、前記電流センサ出力から前記遮断器をオンオフ駆
動する構成を有し、かつ前記トランスの一次側は商用交
流電源の接続用とされるものであることを特徴とする分
散型電源装置。