JPH10243551A - 交直変換装置の保護方式 - Google Patents

交直変換装置の保護方式

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JPH10243551A
JPH10243551A JP9042144A JP4214497A JPH10243551A JP H10243551 A JPH10243551 A JP H10243551A JP 9042144 A JP9042144 A JP 9042144A JP 4214497 A JP4214497 A JP 4214497A JP H10243551 A JPH10243551 A JP H10243551A
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JP9042144A
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Yasutomo Moriura
康友 森浦
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】交流電圧の波形歪等に起因する直流電流脈動時
に誤検出せずに、欠相事故や逆変換器瞬時ゲートブロッ
ク等の変換器の２相通電事故を確実に検出し、かつこの
ような事故時に交直変換装置を安全に停止させること。 【解決手段】異なる交流系統間に、ゲート信号により制
御可能な素子からなり順変換・逆変換運転可能な変換器
3A,3B を接続し、一方の変換器を順変換器、他方の変換
器を逆変換器として運転し、各交流系統間で電力を融通
する交直変換装置の保護方式において、変換器3A,3B に
おける３相各相の交流電流の実効値を検出する実効値検
出手段100R,100S,100Tと、実効値検出手段100R,100S,10
0Tにより検出された３相交流電流の各実効値が不平衡で
あることを検出して、変換器3A,3Bの２相通電状態を検
出する２相通電検出手段101 とを備え、２相通電検出手
段101 で変換器3A,3B の２相通電状態を検出すると、交
直変換装置を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば直流送電や
周波数変換装置等に用いられる交直変換装置の保護方式
に係り、特に交直変換装置を安全に停止させる事故検出
機能を有した交直変換装置の保護方式に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば直流送電においては、
変換器は直流送電線路の両端にそれぞれ設置され、その
一方の変換器は順変換器として動作して、交流電力を直
流電力に変換し、他方の変換器は逆変換器として動作し
て、直流電力を交流電力に変換するようになっている。
【０００３】図１６は、この種の変換器を設置した直流
送電系統の一構成例を示す回路図である。
【０００４】図１６において、異なる第１の交流系統
（以下、単に交流系統と称する）ＡＬ１と第２の交流系
統（以下、単に交流系統と称する）ＡＬ２との間は、直
流送電線路Ｌ１およびＬ２を介して連系されている。
【０００５】また、交流系統ＡＬ１と直流送電線路Ｌ１
およびＬ２の一端との間には、しゃ断器１Ａ、変換器用
変換器２Ａ、サイリスタ変換器（以下、単に変換器と称
する）３Ａ、直流リアクトル４Ａを備えた変換所ＳＳＡ
が設けられている。
【０００６】さらに、直流送電線路Ｌ１およびＬ２の他
端と交流系統ＡＬ２との間には、直流リアクトル４Ｂ、
変換器（以下、単に変換器と称する）３Ｂ、変換器用変
圧器２Ｂ、しゃ断器１Ｂを備えた変換所ＳＳＢが設けら
れている。
【０００７】なお、変換器３Ａ、および変換器３Ｂは、
変換器素子である６個のサイリスタバルブＵ，Ｖ，Ｗ，
Ｘ，Ｙ，Ｚ、およびＵ´、Ｖ´，Ｗ´，Ｘ´，Ｙ´，Ｚ
´から構成されており、直流送電線路Ｌ２が接地されて
いる。
【０００８】また、変換器３Ａ、および変換器３Ｂに
は、Ｒ，Ｓ，Ｔの３相各相の交流電流を検出する交流電
流変流器５Ａ，６Ａ，７Ａ、および５Ｂ，６Ｂ，７Ｂが
それぞれ設けられると共に、直流電流を検出する直流電
流変流器８Ａ、および８Ｂがそれぞれ設けられている。
【０００９】一方、このような直流送電系統において
は、各交流系統ＡＬ１，ＡＬ２間で、一方から他方の一
方向へ送電を行なうばかりでなく、必要に応じて反対の
方向へ送電し、各交流系統ＡＬ１，ＡＬ２間で電力を融
通するように構成されている。また、それに応じて、変
換器３Ａおよび３Ｂも、それぞれ順変換運転および逆変
換運転の両方が可能なように構成され、潮流方向によっ
て、電源側となる変換器３Ａまたは３Ｂは順変換器とし
て、また負荷側となる変換器３Ｂまたは３Ａは逆変換器
としてそれぞれ運転される。
【００１０】ところで、上記のような直流送電系統にお
けるサイリスタ変換器３Ａに、いま何らかの異常が発生
して、欠相状態になった場合を考える。
【００１１】通常は、図１７に示すように、サイリスタ
バルブＵ→Ｚ→Ｖ→Ｘ→Ｗ→Ｙ→Ｕの転流順序で転流動
作し、図１８に示すような各部電流波形となる。
【００１２】一方、欠相事故が発生した場合には、図１
９に示すように、変換器３Ａは正常に転流することがで
きず、図１９に示す例では、Ｕ相、Ｙ相に継続して電流
が流れ続ける２相通電状態となる。図２０は、この時の
各部電流波形を示す図である。
【００１３】このような欠相事故の場合、Ｕ相，Ｙ相の
サイリスタバルブＵ，Ｙは、通常想定している３倍の期
間（通常は１２０度通電のところ、３６０度通電とな
る）だけ、電流が流れ続けることとなり、最悪の場合に
はサイリスタバルブの破壊に至る。
【００１４】一方、このような欠相事故時の事故検出装
置としては、例えば“直流送電技術解説（電気学会 昭
和５３年３月初版発行）の第５章制御保護方式および装
置Ｐ−１０８”に示すような商用周波侵入検出装置が知
られており、これにより事故を検出して、交直変換装置
を安全に停止させることができる。
【００１５】以下、この種の商用周波侵入検出装置の原
理の一例について、図２１に示すブロック図、および図
２２に示す各部電流波形図を用いて説明する。
【００１６】すなわち、欠相事故の場合、変換器３Ａ，
３Ｂは２相通電状態となり、結果的に図２２に示すよう
に、直流電流に系統周波数成分が加わった直流電流ｉd
となる。
【００１７】商用周波侵入検出装置では、このような直
流電流ｉd から、バントパスフィルタ１０により交流分
ｉd ´を検出し、整流回路１１、平滑回路１２を用い
て、交流分の実効値Ｉd を検出する。そして、この検出
値が、設定時間Ｔ１以上継続してあるレベル以上になる
と、それをオンディレイタイマ１３により検出して、商
用周波数侵入検出出力９５Ｄを出力する。
【００１８】なお、２相通電状態となる逆変換器瞬時ゲ
ートブロック事故時も、上記の場合と同様な直流電流波
形となり、この商用周波侵入装置により事故を検出する
ことが可能である。このように、交直変換装置の保護方
式を構成することは、公知の技術である。
【００１９】ところで、以上のような交直変換装置の保
護方式においては、連系される交流系統容量と比較して
大容量の交直変換装置を適用した場合、交流系統事故時
に運転を一時停止すると、交流系統ＡＬ１，ＡＬ２に及
ぼす影響が大きいことから、交流系統事故中でも可能な
限り運転を継続するようにしている。
【００２０】しかしながら、例えば“平成７年度電気学
会電力・エネルギー部門大会Ｎｏ．３５８ 交流系統事
故時の直流電流振動現象とその抑制制御（Ｐ−３１
３）”に述べられているように、交流系統事故除去後、
変換器３Ａ，３Ｂは正常に転流しているにも係わらず、
交流電圧の波形歪等に起因する直流電流に振動現象が発
生する。
【００２１】そして、前述した従来の商用周波侵入検出
装置では、この直流電圧振動によって、欠相事故、また
は逆変換器瞬時ゲートブロック事故等の変換器３Ａ，３
Ｂの２相通電事故として誤検出し、交直変換装置を不要
に停止させてしまうことになる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
交直変換装置の保護方式においては、本来交流系統に不
要な外乱を与えることがないように、交流系統事故時に
も交直変換装置を極力停止することがないように運転を
継続しているにも係わらず、交流電圧の波形歪み等に起
因する直流電流脈動を変換器の欠相事故または逆変換器
瞬時ゲートブロック等の２相通電事故と誤検出してしま
い、交直変換装置を不要に停止させる可能性があった。
【００２３】これにより、各交流系統間で安定に電力を
融通できないばかりでなく、交流系統に不要な外乱を与
える恐れがあった。
【００２４】本発明の目的は、交流電圧の波形歪等に起
因する直流電流脈動時に誤検出せずに、欠相事故や逆変
換器瞬時ゲートブロック等の変換器の２相通電事故を確
実に検出し、かつこのような事故時に交直変換装置を安
全に停止させることが可能な交直変換装置の保護方式を
提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、異なる交流系統間に、ゲート信号により制御可能
な素子からなり順変換運転および逆変換運転の両方が可
能な変換器を接続し、電源側となる変換器を順変換器と
して運転すると共に負荷側となる変換器を逆変換器とし
て運転することにより、各交流系統間で一方から他方の
一方向へまた必要に応じて反対の方向へ送電し、各交流
系統間で電力を融通する交直変換装置の保護方式におい
て、請求項１の発明では、変換器における３相各相の交
流電流の実効値を検出する実効値検出手段と、実効値検
出手段により検出された３相交流電流の各実効値が不平
衡であることを検出することにより、変換器の２相通電
状態を検出する２相通電検出手段とを備え、２相通電検
出手段により変換器の２相通電状態を検出したことによ
り、交直変換装置を停止させるようにしている。
【００２６】従って、請求項１の発明の交直変換装置の
保護方式においては、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、３相各相の交流電流の不平衡によって
変換器の２相通電状態を検出することにより、交流電圧
の波形歪等に起因する直流電圧脈動で誤動作することが
ないため、交直変換装置を不要に停止させることがな
く、交流系統に不要な外乱を与えるという不具合がなく
なる。
【００２７】また、請求項２の発明では、変換器におけ
る３相各相の交流電流の絶対値を検出する絶対値検出手
段と、絶対値検出手段により検出された３相交流電流の
各絶対値と直流電流とを比較し、かつ当該比較結果に基
づいて３相各相の交流電流の通電期間を検出することに
より、変換器の２相通電状態を検出する２相通電検出手
段とを備え、２相通電検出手段により変換器の２相通電
状態を検出したことにより、交直変換装置を停止させる
ようにしている。
【００２８】従って、請求項２の発明の交直変換装置の
保護方式においては、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、３相各相の交流電流の各相電流と直流
電流とを比較し、３相各相の交流電流の通電期間を検出
することによって変換器の２相通電状態を検出すること
により、交流電圧の波形歪等に起因する直流電圧脈動で
誤動作することがないため、交直変換装置を不要に停止
させることがなく、交流系統に不要な外乱を与えるとい
う不具合がなくなる。
【００２９】さらに、請求項３の発明では、変換器にお
ける３相各相の交流電流の正極性の通電期間を検出する
正極性通電期間検出手段と、変換器における３相各相の
交流電流の負極性の通電期間を検出する負極性通電期間
検出手段と、正極性通電期間検出手段および負極性通電
期間検出手段による検出結果に基づいて、転流ペアの変
換器素子の通電期間を検出することにより、変換器の２
相通電状態を検出する２相通電検出手段とを備え、２相
通電検出手段により変換器の２相通電状態を検出したこ
とにより、交直変換装置を停止させるようにしている。
【００３０】従って、請求項３の発明の交直変換装置の
保護方式においては、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、３相交流電流の各相電流の各極性電流
の通電期間を検出し、転流ペアの変換器素子の通電期間
を検出することによって変換器の２相通電状態を検出す
ることにより、交流電圧の波形歪等に起因する直流電圧
脈動で誤動作することがないため、交直変換装置を不要
に停止させることがなく、交流系統に不要な外乱を与え
るという不具合がなくなる。
【００３１】一方、請求項４の発明では、変換器におけ
る変換器素子の各相電流を検出する各相電流検出手段
と、各相電流検出手段により検出された各相電流に基づ
いて、変換器素子の各相電流の通電期間を検出し、かつ
当該検出結果に基づいて転流ペアの変換器素子の通電期
間を検出することにより、変換器の２相通電状態を検出
する２相通電検出手段とを備え、２相通電検出手段によ
り変換器の２相通電状態を検出したことにより、交直変
換装置を停止させるようにしている。
【００３２】従って、請求項４の発明の交直変換装置の
保護方式においては、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、変換器素子の各相に流れる電流を検出
して変換器素子の各相電流の通電期間を検出し、転流ペ
アの変換器素子の通電期間を検出することによって変換
器の２相通電状態を検出することにより、交流電圧の波
形歪等に起因する直流電圧脈動で誤動作することがない
ため、交直変換装置を不要に停止させることがなく、交
流系統に不要な外乱を与えるという不具合がなくなる。
【００３３】また、請求項５の発明では、変換器におけ
る変換器素子の各相電流を検出する各相電流検出手段
と、各相電流検出手段により検出された各相電流と直流
電流とを比較し、かつ当該比較結果に基づいて変換器素
子の各相電流の通電期間を検出することにより、変換器
の２相通電状態を検出する２相通電検出手段とを備え、
２相通電検出手段により変換器の２相通電状態を検出し
たことにより、交直変換装置を停止させるようにしてい
る。
【００３４】従って、請求項５の発明の交直変換装置の
保護方式においては、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、変換器素子の各相に流れる電流を検出
して変換器素子の各相電流と直流電流とを比較し、変換
器素子の各相電流の通電期間を検出することによって変
換器の２相通電状態を検出することにより、交流電圧の
波形歪等に起因する直流電圧脈動で誤動作することがな
いため、交直変換装置を不要に停止させることがなく、
交流系統に不要な外乱を与えるという不具合がなくな
る。
【００３５】さらに、請求項６の発明では、変換器にお
ける変換器素子の各相電流を検出する各相電流検出手段
と、各相電流検出手段により検出された各相電流に基づ
いて、変換器素子の通電／非通電状態を検出する通電期
間検出手段と、通電期間検出手段による検出結果に基づ
いて、転流ペアの変換器素子の通電期間を検出すること
により、変換器の２相通電状態を検出する２相通電検出
手段とを備え、２相通電検出手段により変換器の２相通
電状態を検出したことにより、交直変換装置を停止させ
るようにしている。
【００３６】従って、請求項６の発明の交直変換装置の
保護方式においては、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、変換器素子の各相に流れる電流を検出
して変換器素子の各相電流から変換器素子の通電／非通
電状態を検出し、転流ペアの変換器素子の通電期間を検
出することによって変換器の２相通電状態を検出するこ
とにより、交流電圧の波形歪等に起因する直流電圧脈動
で誤動作することがないため、交直変換装置を不要に停
止させることがなく、交流系統に不要な外乱を与えると
いう不具合がなくなる。
【００３７】以上により、交流電圧の波形歪等に起因す
る直流電流脈動時に誤検出せずに、欠相事故や逆変換器
瞬時ゲートブロック等の変換器の２相通電事故を確実に
検出し、かつこのような事故時に交直変換装置を安全に
停止させることができる。
【００３８】また、交直変換装置を不要に停止させるこ
とがなく、交流系統に不要な外乱を与えることなく交流
系統間での電力の授受を安定して行なうことができる。
【００３９】
【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。
【００４０】（第１の実施の形態：請求項１に対応）図
１は、本実施の形態による交直変換装置の保護方式の構
成例を示す要部ブロック図である。
【００４１】なお、本交直変換装置の保護方式を適用す
る直流送電系統の構成については、前述した図１６の構
成と同様であるので、ここではその図示および説明を省
略する。
【００４２】すなわち、本交直変換装置の保護方式は、
図１に示すように、３つの実効値検出回路１００Ｒ，１
００Ｓ，１００Ｔと、２相通電検出手段である不平衡検
出回路１０１と、オンディレイタイマ１０２とにより実
現する構成としている。
【００４３】実効値検出回路１００Ｒ，１００Ｓ，１０
０Ｔは、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の３相各相に対応して設けら
れ、変換器３Ａ，３Ｂにおける３相各相の交流電流の瞬
時値ｉR ，ｉS ，ｉT を入力とし、交流電流の実効値を
検出する。
【００４４】不平衡検出回路１０１は、実効値検出回路
１００Ｒ，１００Ｓ，１００Ｔにより検出された３相交
流電流の各実効値が不平衡であることを検出することに
より、変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態を検出して出力
を生じる。
【００４５】オンディレイタイマ１０２は、不平衡検出
回路１０１からの出力が設定時間Ｔ２以上継続すると、
２相通電検出出力４６Ｄを生じる。
【００４６】そして、オンディレイタイマ１０２からの
２相通電検出出力４６Ｄを生じたことにより、交直変換
装置を停止させるようにしている。
【００４７】図２は、実効値検出回路１００Ｒ，１００
Ｓ，１００Ｔの一般的な構成例を示すブロック図であ
る。
【００４８】本実効値検出回路１００Ｒ，１００Ｓ，１
００Ｔは、図２に示すように、サンプリングクロックに
より交流電流の瞬時値ｉをサンプリングするサンプルフ
ォールド回路１０３と、サンプリングクロックによりサ
ンプルフォールド回路１０３からの出力の絶対値を求め
る２乗または絶対値回路１０４と、サンプリングクロッ
クにより２乗または絶対値回路１０４からの出力を積算
する積算回路１０５と、サンプルフォールド回路１０３
のサンプリングクロックが交流系統ＡＬ１，ＡＬ２の基
本波周波数の１周期間に何回サンプリングしたかをカウ
ントする一周期カウンタ１０６と、積算回路１０５から
の出力を一周期カウンタ１０６からの出力でわり算する
除算回路１０７と、除算回路１０７からの出力の平方根
をとって実効値を求める平方根回路１０８とにより構成
されている。
【００４９】すなわち、瞬時値ｉをサンプルフォールド
回路１０３により検出し、サンプルフォールド回路１０
３のサンプリングクロックが交流系統ＡＬ１，ＡＬ２の
基本波周波数の１周期間に何回サンプリングしたかをカ
ウントする一周期カウンタ１０６により検出し、例えば
“交流理論（電気学界 １９６９年４月初版発行）のＰ
−１０”に示す方法で、１周期間の各瞬時値を検出し、
その値の２乗の積算値の１周期間の平均値の平方根をと
ることにより、交流電流の実効値を検出することができ
る。
【００５０】なお、フーリエ級数展開等、交流量の実効
値を検出する手段は多々あるが、本発明では交流電流の
実効値を検出する方法は特にこだわらないため、ここで
は他の方法についての説明は省略する。
【００５１】次に、以上のような構成に基づく本実施の
形態の交直変換装置の保護方式について説明する。
【００５２】図１において、３相各相の交流電流瞬時値
ｉR ，ｉS ，ｉT は、実効値検出回路１００Ｒ，１００
Ｓ，１００Ｔにより、各相の交流電流の実効値ＩR ，Ｉ
S ，ＩT が検出される。
【００５３】これら交流電流の実効値ＩR ，ＩS ，ＩT
は、不平衡検出回路１０１に入力されて、下記の式
（１）を満足するかが判定される。
【００５４】ＩR ＝ＩS ＝ＩT ……（１） この場合、３相交流電流が平衡であれば、式（１）が満
足されるため、オンディレイタイマ１０２に不平衡検出
回路１０１からの出力は送出されず、変換器３Ａ，３Ｂ
の２相通電状態は検出されない。
【００５５】一方、前述した図２０に示すような欠相事
故が生じた場合には、Ｔ相電流が流れず、上記の式
（１）を満足することができない。このため、オンディ
レイタイマ１０２に不平衡検出回路１０１からの出力が
入力され、その設定時間Ｔ２以上継続すると、変換器３
Ａ，３Ｂの２相通電状態が検出されて、オンディレイタ
イマ１０２から２相通電検出出力４６Ｄが出力される。
【００５６】なお、ここでは、図２０に示すような欠相
事故の場合を例として説明したが、同様に２相通電事故
となる逆変換器瞬時ゲートブロック事故の場合について
も、同様にして検出可能であることは明白なため、ここ
ではその説明を省略する。
【００５７】上述したように、本実施の形態では、変換
器３Ａ，３Ｂにおける３相各相の交流電流の実効値を検
出し、この３相交流電流の各実効値が不平衡であること
を検出することにより、変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状
態を検出して、交直変換装置を停止させるようにしたも
のである。
【００５８】従って、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、３相各相の交流電流の不平衡によって
変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態を検出しているので、
交流電圧の波形歪等に起因する直流電圧脈動で誤動作す
ることがないため、交直変換装置を不要に停止させるこ
とがなく、交流系統に不要な外乱を与えるという不具合
がなくなる。
【００５９】すなわち、欠相事故、または逆変換器瞬時
ゲートブロック事故等の変換器３Ａ，３Ｂの２相通電事
故を検出可能であり、このような事故時に、交直変換装
置を安全に停止できることはもちろん、交流電圧波形歪
み等に起因して、直流電流脈動が発生した場合に誤検出
して交直変換装置を不要に停止することがないため、交
流系統に不要な擾乱を与えることがなくなる。
【００６０】（第２の実施の形態：請求項２に対応）図
３は、本実施の形態による交直変換装置の保護方式の構
成例を示す要部ブロック図である。
【００６１】なお、本交直変換装置の保護方式を適用す
る直流送電系統の構成については、前述した図１６の構
成と同様であるので、ここではその図示および説明を省
略する。
【００６２】すなわち、本交直変換装置の保護方式は、
図３に示すように、交流電流検出回路１１０と、２相通
電検出回路１１１と、オンディレイタイマ１１２とによ
り実現する構成としている。
【００６３】交流電流検出回路１１０は、Ｒ相，Ｓ相，
Ｔ相の３相各相に対応して設けられた２乗または整流回
路１１３Ｒ，１１３Ｓ，１１３Ｔから構成され、変換器
３Ａ，３Ｂにおける３相各相の交流電流の瞬時値ｉR ，
ｉS ，ｉT を入力とし、３相各相の交流電流の絶対値を
検出する。
【００６４】２相通電検出回路１１１は、加減算回路１
１４Ｒ，１１４Ｓ，１１４Ｔ、レベルディテクタ回路１
１５Ｒ，１１５Ｓ，１１５Ｔ、オンディレイタイマ（設
定時間Ｔ３１）１１６Ｒ，（設定時間Ｔ３２）１１６
Ｓ，（設定時間Ｔ３３）１１６Ｔ、ＯＲ回路１１７を図
示のように接続して構成され、交流電流検出回路１１０
により検出された３相交流電流の各絶対値と直流電流の
瞬時値ｉd とを比較し、かつこの比較結果に基づいて３
相各相の交流電流の通電期間を検出することにより、変
換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態を検出して出力を生じ
る。
【００６５】オンディレイタイマ１１２は、２相通電検
出回路１１１からの出力が設定時間Ｔ３以上継続する
と、２相通電検出出力４６Ｄを生じる。
【００６６】そして、オンディレイタイマ１１２からの
２相通電検出出力４６Ｄを生じたことにより、交直変換
装置を停止させるようにしている。
【００６７】次に、以上のような構成に基づく本実施の
形態の交直変換装置の保護方式について、図４に示すタ
イミングチャートを用いて説明する。
【００６８】図３において、３相各相の交流電流の瞬時
値ｉR ，ｉS ，ｉT は、交流電流検出回路１１０の２乗
または整流回路１１３Ｒ，１１３Ｓ，１１３Ｔにより、
それぞれ各相の交流電流の絶対値｜ｉR ｜，｜ｉS ｜，
｜ｉT ｜が検出される。
【００６９】これら交流電流の絶対値｜ｉR ｜，｜ｉS
｜，｜ｉT ｜は、２相通電検出回路１１１に入力され
て、この絶対値と直流電流の瞬時値ｉd の差が、加減算
回路１１４Ｒ，１１４Ｓ，１１４Ｔにより検出される。
【００７０】この場合、正常転流時には、変換器３Ａ，
３Ｂの各相のサイリスタバルブＵ〜Ｚ，Ｕ´〜Ｚ´に通
電していない６０度幅のパルス列のみとなり、直流電流
ｉdと同一の電流が通電している期間は零が検出され
る。
【００７１】一方、前述した図２０に示すような欠相事
故が生じた場合には、Ｕ相，Ｙ相の２相通電状態では、
Ｔ相には電流が流れず、図４に示すように加減算回路１
１４Ｔの出力として直流電流が現われる。
【００７２】そして、この加減算回路１１４Ｔからの出
力は、レベルディテクタ回路１１５Ｔに入力され、設定
レベル以上の値になった時点で検出され、その出力がオ
ンディレイタイマ１１６Ｔに入力される。
【００７３】オンディレイタイマ１１６Ｔでは、出力の
入力が、正常転流時に入力される６０度（５０Ｈｚの場
合は３．３３ｍｓ）以上継続した場合に、その出力がＯ
Ｒ回路１１７に出力される。
【００７４】このため、オンディレイタイマ１１２にＯ
Ｒ回路１１７からの出力が入力され、その設定時間Ｔ３
以上継続すると、変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態が検
出されて、オンディレイタイマ１１２から２相通電検出
出力４６Ｄが出力される。
【００７５】なお、ここでは、図２０に示すような欠相
事故の場合を例として説明したが、同様に２相通電事故
となる逆変換器瞬時ゲートブロック事故の場合について
も、同様にして検出可能であることは明白なため、ここ
ではその説明を省略する。
【００７６】上述したように、本実施の形態では、変換
器３Ａ，３Ｂにおける３相各相の交流電流の絶対値を検
出し、この３相交流電流の各絶対値と直流電流とを比較
し、かつこの比較結果に基づいて３相各相の交流電流の
通電期間を検出することにより、変換器３Ａ，３Ｂの２
相通電状態を検出して、交直変換装置を停止させるよう
にしたものである。
【００７７】従って、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、３相各相の交流電流の各相電流と直流
電流とを比較し、３相各相の交流電流の通電期間を検出
することによって変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態を検
出しているので、交流電圧の波形歪等に起因する直流電
圧脈動で誤動作することがないため、交直変換装置を不
要に停止させることがなく、交流系統に不要な外乱を与
えるという不具合がなくなる。
【００７８】すなわち、欠相事故、または逆変換器瞬時
ゲートブロック事故等の変換器３Ａ，３Ｂの２相通電事
故を検出可能であり、このような事故時に、交直変換装
置を安全に停止できることはもちろん、交流電圧波形歪
み等に起因して、直流電流脈動が発生した場合に誤検出
して交直変換装置を不要に停止することがないため、交
流系統に不要な擾乱を与えることがなくなる。
【００７９】（第３の実施の形態：請求項３に対応）図
５は、本実施の形態による交直変換装置の保護方式の構
成例を示す要部ブロック図である。
【００８０】なお、本交直変換装置の保護方式を適用す
る直流送電系統の構成については、前述した図１６の構
成と同様であるので、ここではその図示および説明を省
略する。
【００８１】すなわち、本交直変換装置の保護方式は、
図３に示すように、通電期間検出回路１２０と、２相通
電検出回路１２１と、オンディレイタイマ１２２とによ
り実現する構成としている。
【００８２】通電期間検出回路１２０は、Ｒ相，Ｓ相，
Ｔ相の３相各相に対応して設けられた、正極側の半波整
流回路１２３Ｒ，１２３Ｓ，１２３Ｔ、負極側の半波整
流回路１２４Ｒ，１２４Ｓ，１２４Ｔ、正極側のアップ
エッジワンショット回路１２５ａ，１２５ｃ，１２５
ｅ、負極側のアップエッジワンショット回路１２５ｂ，
１２５ｄ，１２５ｆ、正極側のフリップフロップ回路１
２６ａ，１２６ｃ，１２６ｅ、負極側のフリップフロッ
プ回路１２６ｂ，１２６ｄ，１２６ｆを図示のように接
続して構成され、変換器３Ａ，３Ｂにおける３相各相の
交流電流の瞬時値ｉR ，ｉS ，ｉT を入力とし、３相各
相の交流電流の正極性の通電期間、および負極性の通電
期間を検出する。
【００８３】２相通電検出回路１２１は、６個のＡＮＤ
回路１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ，１２７ｄ，１２７
ｅ，１２７ｆ、６個のオンディレイタイマ（設定時間Ｔ
４１）１２８ａ，（設定時間Ｔ４２）１２８ｂ，（設定
時間Ｔ４３）１２８ｃ，（設定時間Ｔ４４）１２８ｄ，
（設定時間Ｔ４５）１２８ｅ，（設定時間Ｔ４６）１２
８ｆ、ＯＲ回路１２９を図示のように接続して構成さ
れ、通電期間検出回路１２０による正極性および負極性
の検出結果に基づいて、転流ペアのサイリスタバルブの
通電期間を検出することにより、変換器３Ａ，３Ｂの２
相通電状態を検出して出力を生じる。
【００８４】オンディレイタイマ１２２は、２相通電検
出回路１２１からの出力が設定時間Ｔ４以上継続する
と、２相通電検出出力４６Ｄを生じる。
【００８５】そして、オンディレイタイマ１２２からの
２相通電検出出力４６Ｄを生じたことにより、交直変換
装置を停止させるようにしている。
【００８６】次に、以上のような構成に基づく本実施の
形態の交直変換装置の保護方式について、図６に示すタ
イミングチャートを用いて説明する。
【００８７】図５において、３相各相の交流電流の瞬時
値ｉR ，ｉS ，ｉT は、通電期間検出回路１２０の半波
整流回路１２３Ｒ，１２３Ｓ，１２３Ｔにより、それぞ
れ各相の交流電流の正の半波が検出され、半波整流回路
１２４Ｒ，１２４Ｓ，１２４Ｔにより各相の交流電流の
負の半波が検出される。
【００８８】また、各相の交流電流の正極性および負極
性の検出値から、アップエッジワンショット回路１２５
ａ，１２５ｃ，１２５ｅ、１２５ｂ，１２５ｄ，１２５
ｆにより通電開始点が検出され、フリップフロップ回路
１２６ａ，１２６ｃ，１２６ｅ、２６ｂ，１２６ｄ，１
２６ｆにより、各サイリスタバルブの通電期間が検出さ
れる。
【００８９】そして、この通電期間の検出値は、ＡＮＤ
回路１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ，１２７ｄ，１２７
ｅ，１２７ｆにより、転流ペア相（Ｕ→Ｚ→Ｖ→Ｘ→Ｗ
→Ｙ→Ｕの順序で転流するため、転流ペア相はＹとＵ、
ＵとＺ、ＺとＶ、ＶとＸ、ＸとＷ、ＷとＹとなる）のサ
イリスタバルブの転流期間が検出される。
【００９０】この場合、サイリスタバルブの転流期間
は、正常転流時には、６０度期間である。
【００９１】一方、前述した図２０に示すような欠相事
故が生じた場合には、Ｕ相、Ｙ相の２相通電状態では、
ＹとＵの転流ペア相のＡＮＤ回路１２７ａから、図６に
示すように継続して出力が出力され、通常時の６０度期
間以上継続すると、これがオンディレイタイマ１２８ａ
により検出され、その出力がＯＲ回路１２９に出力され
る。
【００９２】このため、オンディレイタイマ１２２にＯ
Ｒ回路１２９からの出力が入力され、その設定時間Ｔ４
以上継続すると、変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態が検
出されて、オンディレイタイマ１２２から２相通電検出
出力４６Ｄが出力される。
【００９３】なお、ここでは、図２０に示すような欠相
事故の場合を例として説明したが、同様に２相通電事故
となる逆変換器瞬時ゲートブロック事故の場合について
も、同様にして検出可能であることは明白なため、ここ
ではその説明を省略する。
【００９４】上述したように、本実施の形態では、変換
器３Ａ，３Ｂにおける３相各相の交流電流の正極性およ
び負極性の通電期間を検出し、この正極性および負極性
の通電期間の検出結果に基づいて、転流ペアのサイリス
タバルブの通電期間を検出することにより、変換器３
Ａ，３Ｂの２相通電状態を検出して、交直変換装置を停
止させるようにしたものである。
【００９５】従って、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、３相交流電流の各相電流の正極性およ
び負極性電流の通電期間を検出し、転流ペアのサイリス
タバルブの通電期間を検出することによって変換器３
Ａ，３Ｂの２相通電状態を検出しているので、交流電圧
の波形歪等に起因する直流電圧脈動で誤動作することが
ないため、交直変換装置を不要に停止させることがな
く、交流系統に不要な外乱を与えるという不具合がなく
なる。
【００９６】すなわち、欠相事故、または逆変換器瞬時
ゲートブロック事故等の変換器３Ａ，３Ｂの２相通電事
故を検出可能であり、このような事故時に、交直変換装
置を安全に停止できることはもちろん、交流電圧波形歪
み等に起因して、直流電流脈動が発生した場合に誤検出
して交直変換装置を不要に停止することがないため、交
流系統に不要な擾乱を与えることがない。
【００９７】（第４の実施の形態：請求項４に対応）図
７は、本実施の形態による交直変換装置の保護方式の構
成例を示す要部ブロック図である。
【００９８】なお、本交直変換装置の保護方式を適用す
る直流送電系統の構成については、前述した図１６の構
成と同様であるので、ここではその図示および説明を省
略する。
【００９９】すなわち、本交直変換装置の保護方式は、
図７に示すように、各相電流検出回路１４０と、２相通
電検出回路１４１と、オンディレイタイマ１４２とによ
り実現する構成としている。
【０１００】通電期間検出回路１４０は、変換器３Ａ，
３Ｂにおけるサイリスタバルブの各相に対応して設けら
れた、６個の積分回路１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃ，
１４３ｄ，１４３ｅ，１４３ｆ、６個のレベルディテク
タ回路１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ，１４４ｄ，１４
４ｅ，１４４ｆを図示のように接続して構成され、変換
器３Ａ，３Ｂにおける各相電流の瞬時値ｉU ，ｉX ，ｉ
V ，ｉY ，ｉW ，ｉZを入力とし、各相電流の通電期間
を検出する。
【０１０１】２相通電検出回路１４１は、６個のフリッ
プフロップ回路１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃ，１４５
ｄ，１４５ｅ，１４５ｆ、６個のＡＮＤ回路１４６ａ，
１４６ｂ，１４６ｃ，１４６ｄ，１４６ｅ，１４６ｆ、
６個のオンディレイタイマ（設定時間Ｔ５１）１４７
ａ，（設定時間Ｔ５２）１４７ｂ，（設定時間Ｔ５３）
１４７ｃ，（設定時間Ｔ５４）１４７ｄ，（設定時間Ｔ
５５）１４７ｅ，（設定時間Ｔ５６）１４７ｆ、ＯＲ回
路１４８を図示のように接続して構成され、通電期間検
出回路１４０により検出されたサイリスタバルブの各相
電流の通電期間に基づいて、転流ペアのサイリスタバル
ブの通電期間を検出することにより、変換器３Ａ，３Ｂ
の２相通電状態を検出して出力を生じる。
【０１０２】オンディレイタイマ１４２は、２相通電検
出回路１４１からの出力が設定時間Ｔ５以上継続する
と、２相通電検出出力４６Ｄを生じる。
【０１０３】そして、オンディレイタイマ１４２からの
２相通電検出出力４６Ｄを生じたことにより、交直変換
装置を停止させるようにしている。
【０１０４】ここで、本実施の形態では、図８に系統図
を示すように、各サイリスタバルブ電流検出変流器ＣＴ
１３０Ｕ，１３０Ｖ，１３０Ｗ，１３０Ｘ，１３０Ｙ，
１３０Ｚを用いて、各相のサイリスタバルブの通電電流
を検出するようにしている。
【０１０５】なお、通常転流時の各サイリスタバルブ電
流を図９に示し、欠相事故時の各サイリスタバルブ電流
を図１０に示す。
【０１０６】また、図９に対応する交流電流波形は図２
１に、図１０に対応する交流電流は図２２にそれぞれ対
応する。
【０１０７】次に、以上のような構成に基づく本実施の
形態の交直変換装置の保護方式について、図１１に示す
タイミングチャートを用いて説明する。
【０１０８】図７において、各相のサイリスタバルブ電
流の瞬時値ｉU ，ｉX ，ｉV ，ｉY，ｉW ，ｉZ は、通
電期間検出回路１４０の積分回路１４３ａ，１４３ｂ，
１４３ｃ，１４３ｄ，１４３ｅ，１４３ｆに入力され
る。
【０１０９】この場合、通常の通電期間１２０度（交流
系統基本波５０Ｈｚの場合、６．６６ｍｓ）では、レベ
ルディテクタ１４４の検出レベルに至らない積分時定数
に設定しているため、通常運転時には、レベルディテク
タ１４４からは出力が出力されない。
【０１１０】一方、図１０に示すような欠相事故が生じ
た場合には、通常通電期間以上の期間だけ電流が流れ続
けるため、Ｕ，Ｙ相の欠相事故の場合、図１１に示すよ
うにレベルディテクタ１４４ａ，１４４ｄから出力が出
力される。よって、ＡＮＤ回路１４６ａの条件が成立す
る。
【０１１１】ＡＮＤ回路１４６ａ，１４６ｂ，１４６
ｃ，１４６ｄ，１４６ｅ，１４６ｆでは、転流ペア相
（Ｕ→Ｚ→Ｖ→Ｘ→Ｗ→Ｙ→Ｕの順序で転流するため、
転流ペア相はＹとＵ、ＵとＺ、ＺとＶ、ＶとＸ、Ｘと
Ｗ、ＷとＹとなる）のサイリスタバルブの２相通電継続
状態が検出される。
【０１１２】欠相事故が、オンディレイタイマ１４７の
設定時間を越えて継続すると、図１０に示すような欠相
事故の場合には、これがオンディレイタイマ１４７ａに
より検出され、その出力がＯＲ回路１４８に出力され
る。
【０１１３】このため、オンディレイタイマ１４２にＯ
Ｒ回路１４８からの出力が入力され、その設定時間Ｔ５
以上継続すると、変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態が検
出されて、オンディレイタイマ１４２から２相通電検出
出力４６Ｄが出力される。
【０１１４】なお、ここでは、各相サイリスタバルブの
通電期間検出回路１４０を、積分回路とレベルディテク
タとから構成したが、カウンタ回路を用いて通電期間を
カウントするようにしても、同様に通電期間を測定でき
ることは明白なため、ここではその説明を省略する。
【０１１５】また、ここでは、図１０に示すような欠相
事故の場合を例として説明したが、２相通電事故となる
逆変換器瞬時ゲートブロック事故の場合についても、同
様に検出可能であることも明白なため、ここではその説
明を省略する。
【０１１６】上述したように、本実施の形態では、変換
器３Ａ，３Ｂにおけるサイリスタバルブの各相電流を検
出し、この各相電流に基づいてサイリスタバルブの各相
電流の通電期間を検出し、かつこの検出結果に基づいて
転流ペアのサイリスタバルブの通電期間を検出すること
により、変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態を検出して、
交直変換装置を停止させるようにしたものである。
【０１１７】従って、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、サイリスタバルブの各相に流れる電流
を検出してサイリスタバルブの各相電流の通電期間を検
出し、転流ペアのサイリスタバルブの通電期間を検出す
ることによって変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態を検出
しているので、交流電圧の波形歪等に起因する直流電圧
脈動で誤動作することがないため、交直変換装置を不要
に停止させることがなく、交流系統に不要な外乱を与え
るという不具合がなくなる。
【０１１８】すなわち、欠相事故、または逆変換器瞬時
ゲートブロック事故等の変換器３Ａ，３Ｂの２相通電事
故を検出可能であり、このような事故時に、交直変換装
置を安全に停止できることはもちろん、交流電圧波形歪
み等に起因して、直流電流脈動が発生した場合に誤検出
して交直変換装置を不要に停止することがないため、交
流系統に不要な擾乱を与えることがない。
【０１１９】（第５の実施の形態：請求項５に対応）図
１２は、本実施の形態による交直変換装置の保護方式の
構成例を示す要部ブロック図である。
【０１２０】なお、本交直変換装置の保護方式を適用す
る直流送電系統の構成については、前述した図１６の構
成と同様であるので、ここではその図示および説明を省
略する。
【０１２１】すなわち、本交直変換装置の保護方式は、
図１２に示すように、各相電流検出回路１５０と、２相
通電検出回路１５１と、オンディレイタイマ１５２とに
より実現する構成としている。
【０１２２】通電期間検出回路１５０は、変換器３Ａ，
３Ｂにおけるサイリスタバルブの各相に対応して設けら
れた３個の加算回路１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃから
構成され、変換器３Ａ，３Ｂにおける各相電流の瞬時値
ｉU とｉX ，ｉV とｉY ，ｉW とｉZ を入力とし、各相
電流を検出する。
【０１２３】２相通電検出回路１５１は、３個の加減算
回路１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ、３個のレベルディ
テクタ回路１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ、３個のオン
ディレイタイマ（設定時間Ｔ６１）１５６ａ，（設定時
間Ｔ６２）１５６ｂ，（設定時間Ｔ６３）１５６ｃ、Ｏ
Ｒ回路１５７を図示のように接続して構成され、通電期
間検出回路１５０により検出された各相電流と直流電流
ｉd とを比較し、かつこの比較結果に基づいてサイリス
タバルブの各相電流の通電期間を検出することにより、
変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態を検出して出力を生じ
る。
【０１２４】オンディレイタイマ１５２は、２相通電検
出回路１５１からの出力が設定時間Ｔ６以上継続する
と、２相通電検出出力４６Ｄを生じる。
【０１２５】そして、オンディレイタイマ１５２からの
２相通電検出出力４６Ｄを生じたことにより、交直変換
装置を停止させるようにしている。
【０１２６】ここで、本実施の形態では、前述した第４
の実施の形態の場合と同様に、図８に系統図を示すよう
に、各サイリスタバルブ電流検出変流器ＣＴ１３０Ｕ，
１３０Ｖ，１３０Ｗ，１３０Ｘ，１３０Ｙ，１３０Ｚを
用いて、各相のサイリスタバルブの通電電流を検出する
ようにしている。
【０１２７】なお、通常転流時の各サイリスタバルブ電
流を図９に示し、欠相事故時の各サイリスタバルブ電流
を図１０に示す。
【０１２８】また、図９に対応する交流電流波形は図２
１に、図１０に対応する交流電流は図２２にそれぞれ対
応する。
【０１２９】次に、以上のような構成に基づく本実施の
形態の交直変換装置の保護方式について、図１３に示す
タイミングチャートを用いて説明する。
【０１３０】図１２において、各相のサイリスタバルブ
電流の瞬間値ｉU ，ｉX ，ｉV ，ｉY ，ｉW ，ｉZ は、
この検出値と直流電流瞬時値ｉd の差が、２相通電検出
回路１５１の加減算回路１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ
により検出される。
【０１３１】この場合、正常転流時には、変換器３Ａ，
３Ｂの各相のサイリスタバルブＵ〜Ｚ，Ｕ´〜Ｚ´に通
電していない６０度幅のパルス列のみとなり、直流電流
ｉdと同一の電流が通電している期間は零が検出され
る。
【０１３２】一方、前述した図１０に示すような欠相事
故が生じた場合には、Ｕ相、Ｙ相の２相通電状態では、
Ｔ相には電流が流れず、図１３に示すように加減算回路
１５４ｃの出力として直流電流が現われる。
【０１３３】そして、この加減算回路１５４ｃからの出
力は、レベルディテクタ回路１５５ｃに入力され、設定
レベル以上の値になった時点で検出され、その出力がオ
ンディレイタイマ１５６ｃに入力される。
【０１３４】オンディレイタイマ１５６ｃでは、出力の
入力が、正常転流時に入力される６０度（５０Ｈｚの場
合は３．３３ｍｓ）以上継続した場合に、その出力がＯ
Ｒ回路１５７に出力される。
【０１３５】このため、オンディレイタイマ１５２にＯ
Ｒ回路１５７からの出力が入力され、その設定時間Ｔ６
以上継続すると、変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態が検
出されて、オンディレイタイマ１５２から２相通電検出
出力４６Ｄが出力される。
【０１３６】なお、ここでは、図１０に示すような欠相
事故の場合を例として説明したが、２相通電事故となる
逆変換器瞬時ゲートブロック事故の場合についても、同
様に検出可能であることも明白なため、ここではその説
明を省略する。
【０１３７】上述したように、本実施の形態では、変換
器３Ａ，３Ｂにおけるサイリスタバルブの各相電流を検
出し、この各相電流と直流電流とを比較し、かつこの比
較結果に基づいてサイリスタバルブの各相電流の通電期
間を検出することにより、変換器３Ａ，３Ｂの２相通電
状態を検出して、交直変換装置を停止させるようにした
ものである。
【０１３８】従って、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、サイリスタバルブの各相に流れる電流
を検出してサイリスタバルブの各相電流と直流電流とを
比較し、サイリスタバルブの通電期間を検出することに
よって変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態を検出している
ので、交流電圧の波形歪等に起因する直流電圧脈動で誤
動作することがないため、交直変換装置を不要に停止さ
せることがなく、交流系統に不要な外乱を与えるという
不具合がなくなる。
【０１３９】すなわち、欠相事故、または逆変換器瞬時
ゲートブロック事故等の変換器３Ａ，３Ｂの２相通電事
故を検出可能であり、このような事故時に、交直変換装
置を安全に停止できることはもちろん、交流電圧波形歪
み等に起因して、直流電流脈動が発生した場合に誤検出
して交直変換装置を不要に停止することがないため、交
流系統に不要な擾乱を与えることがない。
【０１４０】（第６の実施の形態：請求項６に対応）図
１４は、本実施の形態による交直変換装置の保護方式の
構成例を示す要部ブロック図である。
【０１４１】なお、本交直変換装置の保護方式を適用す
る直流送電系統の構成については、前述した図１６の構
成と同様であるので、ここではその図示および説明を省
略する。
【０１４２】すなわち、本交直変換装置の保護方式は、
図１４に示すように、通電期間検出回路１６０と、２相
通電検出回路１６１と、オンディレイタイマ１６２とに
より実現する構成としている。
【０１４３】通電期間検出回路１６０は、変換器３Ａ，
３Ｂにおけるサイリスタバルブの各相に対応して設けら
れた、６個のアップエッジワンショット回路１６３ａ，
１６３ｂ，１６３ｃ，１６３ｄ，１６３ｅ，１６３ｆ、
フリップフロップ回路１６４ａ，１６４ｂ，１６４ｃ，
１６４ｄ，１６４ｅ，１６４ｆを図示のように接続して
構成され、変換器３Ａ，３Ｂにおける各相電流の瞬時値
ｉU ，ｉX ，ｉV ，ｉY ，ｉW ，ｉZ を入力とし、各相
電流に基づいてサイリスタバルブの通電／非通電状態を
検出する。
【０１４４】２相通電検出回路１６１は、６個のＡＮＤ
回路１６５ａ，１６５ｂ，１６５ｃ，１６５ｄ，１６５
ｅ，１６５ｆ、オンディレイタイマ１６６ａ，１６６
ｂ，１６６ｃ，１６６ｄ，１６６ｅ，１６６ｆ、ＯＲ回
路１６７を図示のように接続して構成され、通電期間検
出回路１６０による検出結果に基づいて、転流ペアのサ
イリスタバルブの通電期間を検出することにより、変換
器の２相通電状態を検出する２相通電検出手段とを備
え、２相通電検出手段により変換器３Ａ，３Ｂの２相通
電状態を検出して出力を生じる。
【０１４５】オンディレイタイマ１６２は、２相通電検
出回路１６１からの出力が設定時間Ｔ７以上継続する
と、２相通電検出出力４６Ｄを生じる。
【０１４６】そして、オンディレイタイマ１６２からの
２相通電検出出力４６Ｄを生じたことにより、交直変換
装置を停止させるようにしている。
【０１４７】ここで、本実施の形態では、前述した第４
の実施の形態の場合と同様に、図８に系統図を示すよう
に、各サイリスタバルブ電流検出変流器ＣＴ１３０Ｕ，
１３０Ｖ，１３０Ｗ，１３０Ｘ，１３０Ｙ，１３０Ｚを
用いて、各相のサイリスタバルブの通電電流を検出する
ようにしている。
【０１４８】なお、通常転流時の各サイリスタバルブ電
流を図９に示し、欠相事故時の各サイリスタバルブ電流
を図１０に示す。
【０１４９】また、図９に対応する交流電流波形は図２
１に、図１０に対応する交流電流は図２２にそれぞれ対
応する。
【０１５０】次に、以上のような構成に基づく本実施の
形態の交直変換装置の保護方式について、図１５に示す
タイミングチャートを用いて説明する。
【０１５１】図１４において、各相のサイリスタバルブ
電流の瞬時値ｉU ，ｉX ，ｉV ，ｉY ，ｉW ，ｉZ は、
各相の検出値から、アップエッジワンショット回路１６
３ａ，１６３ｂ，１６３ｃ，１６３ｄ，１６３ｅ，１６
３ｆにより通電開始点が検出され、フリップフロップ回
路１６４ａ，１６４ｂ，１６４ｃ，１６４ｄ，１６４
ｅ，１６４ｆにより各サイリスタバルブの通電、非通電
状態が検出される。
【０１５２】この各サイリスタバルブの通電非通電状態
検出値は、ＡＮＤ回路１６５に入力され、これにより転
流ペア相（Ｕ→Ｚ→Ｖ→Ｘ→Ｗ→Ｙ→Ｕの順序で転流す
るため、転流ペア相はＹとＵ、ＵとＺ、ＺとＶ、Ｖと
Ｘ、ＸとＷ、ＷとＹとなる）のサイリスタバルブの転流
期間が検出される。
【０１５３】この場合、転流期間は、正常転流時には、
６０度（５０Ｈｚの場合は３．３３ｍｓ）期間である。
【０１５４】一方、図１０に示すような欠相事故が生じ
た場合には、Ｕ相、Ｙ相の２相通電状態では、ＹとＵの
転流ペア相のＡＮＤ回路１６５ａでは、図１５に示すよ
うに継続して出力が出力され、通常時の６０度期間以上
継続すると、これがオンディレイタイマ１６６ａにより
検出され、その出力がＯＲ回路１６７に出力される。
【０１５５】このため、オンディレイタイマ１６２にＯ
Ｒ回路１６７からの出力が入力され、その設定時間Ｔ７
以上継続すると、変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態が検
出されて、オンディレイタイマ１６２から２相通電検出
出力４６Ｄが出力される。
【０１５６】なお、ここでは、図１０に示すような欠相
事故の場合を例として説明したが、２相通電事故となる
逆変換器瞬時ゲートブロック事故の場合についても、同
様に検出可能であることは明白なため、ここではその説
明を省略する。
【０１５７】上述したように、本実施の形態では、変換
器３Ａ，３Ｂにおけるサイリスタバルブの各相電流を検
出し、この各相電流に基づいてサイリスタバルブの通電
／非通電状態し、かつこの検出結果に基づいて転流ペア
のサイリスタバルブの通電期間を検出することにより、
変換器３Ａ，３Ｂの２相通電状態を検出して、交直変換
装置を停止させるようにしたものである。
【０１５８】従って、前述したように直流電流脈動によ
って欠相事故、逆変換器瞬時ゲートブロック事故を検出
するのではなく、サイリスタバルブの各相に流れる電流
を検出してサイリスタバルブの各相電流から変換器素子
の通電／非通電状態を検出し、転流ペアのサイリスタバ
ルブの通電期間を検出することによって変換器３Ａ，３
Ｂの２相通電状態を検出しているので、交流電圧の波形
歪等に起因する直流電圧脈動で誤動作することがないた
め、交直変換装置を不要に停止させることがなく、交流
系統に不要な外乱を与えるという不具合がなくなる。
【０１５９】すなわち、欠相事故、または逆変換器瞬時
ゲートブロック事故等の変換器３Ａ，３Ｂの２相通電事
故を検出可能であり、このような事故時に、交直変換装
置を安全に停止できることはもちろん、交流電圧波形歪
み等に起因して、直流電流脈動が発生した場合に誤検出
して交直変換装置を不要に停止することがないため、交
流系統に不要な擾乱を与えることがない。
【０１６０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、交
流電圧の波形歪等に起因する直流電流脈動時に誤検出せ
ずに、欠相事故や逆変換器瞬時ゲートブロック等の変換
器の２相通電事故を確実に検出し、かつこのような事故
時に交直変換装置を安全に停止させることが可能な交直
変換装置の保護方式が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による交直変換装置の保護方式の第１の
実施の形態を示す要部ブロック図。
【図２】同第１の実施の形態の交直変換装置の保護方式
における実効値検出方式の一例を示すブロック図。
【図３】本発明による交直変換装置の保護方式の第２の
実施の形態を示す要部ブロック図。
【図４】同第２の実施の形態の交直変換装置の保護方式
における動作を説明するためのタイムチャート。
【図５】本発明による交直変換装置の保護方式の第３の
実施の形態を示す要部ブロック図。
【図６】同第３の実施の形態の交直変換装置の保護方式
における動作を説明するためのタイムチャート。
【図７】本発明による交直変換装置の保護方式の第４の
実施の形態を示す要部ブロック図。
【図８】本発明による交直変換装置の保護方式の第４、
第５、第６の各実施の形態を適用する変換器を配置した
系統構成の一例を示す回路図。
【図９】本発明による交直変換装置の保護方式の第４、
第５、第６の各実施の形態を適用する交直変換装置の正
常転流動作時の各部電流波形の一例を示す図。
【図１０】本発明による交直変換装置の保護方式の第
４、第５、第６の各実施の形態を適用する交直変換装置
の欠相事故時の各部電流波形の一例を示す図。
【図１１】同第４の実施の形態の交直変換装置の保護方
式における動作を説明するためのタイムチャート。
【図１２】本発明による交直変換装置の保護方式の第５
の実施の形態を示す要部ブロック図。
【図１３】同第５の実施の形態の交直変換装置の保護方
式における動作を説明するためのタイムチャート。
【図１４】本発明による交直変換装置の保護方式の第６
の実施の形態を示す要部ブロック図。
【図１５】同第６の実施の形態の交直変換装置の保護方
式における動作を説明するためのタイムチャート。
【図１６】変換器を配置した直流送電系統の一構成例を
示す回路図。
【図１７】同図１６の直流送電系統における交直変換装
置の正常転流動作時のサイリスタバルブ転流動作モード
の一例を示す図。
【図１８】同図１６の直流送電系統における交直変換装
置の正常転流動作時の各部電流波形の一例を示す図。
【図１９】同図１６の直流送電系統における交直変換装
置の欠相事故時のサイリスタバルブ転流動作モードの一
例を示す図。
【図２０】同図１６の直流送電系統における交直変換装
置の欠相事故時の各部電流波形の一例を示す図。
【図２１】従来の商用周波侵入検出装置の原理構成の一
例を示すブロック図。
【図２２】同図２１の商用周波侵入検出装置における動
作を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
ＡＬ１，ＡＬ２…交流系統、 ＳＳＡｍ，ＳＳＢ…変換所、 １Ａ，１Ｂ…交流しゃ断器、 ２Ａ，２Ｂ…変換器用変圧器、 ３Ａ，３Ｂ…変換器、 ４Ａ，４Ｂ…直流リアクトル、 Ｌ１，Ｌ２…直流送電線路、 ５Ａ，６Ａ，７Ａ，５Ｂ，６Ｂ，７Ｂ…交流電流変流
器、 ８Ａ，８Ｂ…直流電流変流器、 １０…バンドパスフィルタ、 １１…整流回路、 １２…平滑回路、 １３…オンディレイタイマ、 １００Ｒ，１００Ｓ，１００Ｔ…実効値検出回路、 １０１…不平衡検出回路、 １０２…オンディレイタイマ、 １０３…サンプルフォールド回路、 １０４…２乗または絶対値回路、 １０５…積算回路、 １０６…１周期カウンタ、 １０７…除算回路、 １０８…平方根回路、 １１０…交流電流検出回路、 １１１…２相通電検出回路、 １１２…オンディレイタイマ、 １１３Ｒ，１１３Ｓ，１１３Ｔ…２乗または整流回路、 １１４Ｒ，１１４Ｓ，１１４Ｔ…加減算回路、 １１５Ｒ，１１５Ｓ，１１５Ｔ…レベルディテクタ回
路、 １１６Ｒ，１１６Ｓ，１１６Ｔ…オンディレイタイマ、 １１７…ＯＲ回路、 Ｔ１，Ｔ２…オンディレイタイマ設定時間、 Ｔ３，Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３…オンディレイタイマ設
定時間、 １２０…通電期間検出回路、 １２１…２相通電検出回路、 １２２…オンディレイタイマ、 １２３Ｒ，１２３Ｓ，１２３Ｔ…半波整流回路、 １２４Ｒ，１２４Ｓ，１２４Ｔ…半波整流回路、 １２５ａ〜１２５ｆ…アップエッジワンショット回路、 １２６ａ〜１２６ｆ…フリップフロップ回路、 １２７ａ〜１２７ｆ…ＡＮＤ回路、 １２８ａ〜１２８ｆ…オンディレイタイマ回路、 １２９…ＯＲ回路、 Ｔ４，Ｔ４１〜Ｔ４６…オンディレイタイマ設定時間、 １３０Ｕ〜１３０Ｚ…サイリスタバルブ電流検出電流変
流器、 １４０…通電期間検出回路、 １４１…２相通電検出回路、 １４２…オンディレイタイマ、 １４３ａ〜１４３ｆ…積分回路、 １４４ａ〜１４４ｆ…レベルディテクタ回路、 １４５ａ〜１４５ｆ…フリップフロップ回路、 １４６ａ〜１４６ｆ…ＡＮＤ回路、 １４７ａ〜１４７ｆ…オンディレイタイマ、 １４８…ＯＲ回路、 Ｔ５，Ｔ５１〜Ｔ５６…オンディレイタイマ設定時間、 １５０…通電期間検出回路、 １５１…２相通電検出回路、 １５２…オンディレイタイマ、 １５３ａ〜１５３ｆ…加算回路、 １５５ａ〜１５５ｆ…加減算回路、 １５５ａ〜１５５ｆ…レベルディテクタ回路、 １５６ａ〜１５６ｃ…オンディレイタイマ、 １５７…ＯＲ回路、 Ｔ６，Ｔ６１〜Ｔ６３…オンディレイタイマ設定時間、 １６０…通電期間検出回路、 １６１…２相通電検出回路、 １６２…オンディレイタイマ、 １６３ａ〜１６３ｆ…アップエッジワンショット回路、 １６４ａ〜１６４ｆ…フリップフロップ回路、 １６５ａ〜１６５ｆ…ＡＮＤ回路、 １６６ａ〜１６６ｆ…オンディレイタイマ回路、 １６７…ＯＲ回路、 Ｔ７，Ｔ７１〜Ｔ７６…オンディレイタイマ設定時間、 Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ…サイリスタバルブ、 Ｕ´，Ｖ´，Ｗ´，Ｘ´，Ｙ´，Ｚ´…サイリスタバル
ブ、 ｉ…交流電流瞬時値、 ｉR …Ｒ相交流電流検出値、 ｉS …Ｓ相交流電流検出値、 ｉT …Ｔ相交流電流検出値、 ｉU …Ｕ相サイリスタバルブ電流検出値、 ｉV …Ｖ相サイリスタバルブ電流検出値、 ｉW …Ｗ相サイリスタバルブ電流検出値、 ｉX …Ｘ相サイリスタバルブ電流検出値、 ｉY …Ｙ相サイリスタバルブ電流検出値、 ｉZ …Ｚ相サイリスタバルブ電流検出値、 ｉd …直流電流瞬時値、 ｉd ´…直流電流中の交流分検出値、 ｜ｉd ´｜…直流電流中の交流分の整流後検出値、 Ｉd …直流電流実効値、 ９５Ｄ…商用周波数侵入検出出力、 ４６Ｄ…２相通電検出出力。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 異なる交流系統間に、ゲート信号により
    制御可能な素子からなり順変換運転および逆変換運転の
    両方が可能な変換器を接続し、電源側となる前記変換器
    を順変換器として運転すると共に負荷側となる前記変換
    器を逆変換器として運転することにより、前記各交流系
    統間で一方から他方の一方向へまた必要に応じて反対の
    方向へ送電し、前記各交流系統間で電力を融通する交直
    変換装置の保護方式において、 前記変換器における３相各相の交流電流の実効値を検出
    する実効値検出手段と、 前記実効値検出手段により検出された３相交流電流の各
    実効値が不平衡であることを検出することにより、前記
    変換器の２相通電状態を検出する２相通電検出手段とを
    備え、 前記２相通電検出手段により変換器の２相通電状態を検
    出したことにより、交直変換装置を停止させるようにし
    たことを特徴とする交直変換装置の保護方式。
  2. 【請求項２】 異なる交流系統間に、ゲート信号により
    制御可能な素子からなり順変換運転および逆変換運転の
    両方が可能な変換器を接続し、電源側となる前記変換器
    を順変換器として運転すると共に負荷側となる前記変換
    器を逆変換器として運転することにより、前記各交流系
    統間で一方から他方の一方向へまた必要に応じて反対の
    方向へ送電し、前記各交流系統間で電力を融通する交直
    変換装置の保護方式において、 前記変換器における３相各相の交流電流の絶対値を検出
    する絶対値検出手段と、 前記絶対値検出手段により検出された３相交流電流の各
    絶対値と直流電流とを比較し、かつ当該比較結果に基づ
    いて３相各相の交流電流の通電期間を検出することによ
    り、前記変換器の２相通電状態を検出する２相通電検出
    手段とを備え、 前記２相通電検出手段により変換器の２相通電状態を検
    出したことにより、交直変換装置を停止させるようにし
    たことを特徴とする交直変換装置の保護方式。
  3. 【請求項３】 異なる交流系統間に、ゲート信号により
    制御可能な素子からなり順変換運転および逆変換運転の
    両方が可能な変換器を接続し、電源側となる前記変換器
    を順変換器として運転すると共に負荷側となる前記変換
    器を逆変換器として運転することにより、前記各交流系
    統間で一方から他方の一方向へまた必要に応じて反対の
    方向へ送電し、前記各交流系統間で電力を融通する交直
    変換装置の保護方式において、 前記変換器における３相各相の交流電流の正極性の通電
    期間を検出する正極性通電期間検出手段と、 前記変換器における３相各相の交流電流の負極性の通電
    期間を検出する負極性通電期間検出手段と、 前記正極性通電期間検出手段および負極性通電期間検出
    手段による検出結果に基づいて、転流ペアの変換器素子
    の通電期間を検出することにより、前記変換器の２相通
    電状態を検出する２相通電検出手段とを備え、 前記２相通電検出手段により変換器の２相通電状態を検
    出したことにより、交直変換装置を停止させるようにし
    たことを特徴とする交直変換装置の保護方式。
  4. 【請求項４】 異なる交流系統間に、ゲート信号により
    制御可能な素子からなり順変換運転および逆変換運転の
    両方が可能な変換器を接続し、電源側となる前記変換器
    を順変換器として運転すると共に負荷側となる前記変換
    器を逆変換器として運転することにより、前記各交流系
    統間で一方から他方の一方向へまた必要に応じて反対の
    方向へ送電し、前記各交流系統間で電力を融通する交直
    変換装置の保護方式において、 前記変換器における変換器素子の各相電流を検出する各
    相電流検出手段と、 前記各相電流検出手段により検出された各相電流に基づ
    いて、前記変換器素子の各相電流の通電期間を検出し、
    かつ当該検出結果に基づいて転流ペアの変換器素子の通
    電期間を検出することにより、前記変換器の２相通電状
    態を検出する２相通電検出手段とを備え、 前記２相通電検出手段により変換器の２相通電状態を検
    出したことにより、交直変換装置を停止させるようにし
    たことを特徴とする交直変換装置の保護方式。
  5. 【請求項５】 異なる交流系統間に、ゲート信号により
    制御可能な素子からなり順変換運転および逆変換運転の
    両方が可能な変換器を接続し、電源側となる前記変換器
    を順変換器として運転すると共に負荷側となる前記変換
    器を逆変換器として運転することにより、前記各交流系
    統間で一方から他方の一方向へまた必要に応じて反対の
    方向へ送電し、前記各交流系統間で電力を融通する交直
    変換装置の保護方式において、 前記変換器における変換器素子の各相電流を検出する各
    相電流検出手段と、 前記各相電流検出手段により検出された各相電流と直流
    電流とを比較し、かつ当該比較結果に基づいて前記変換
    器素子の各相電流の通電期間を検出することにより、前
    記変換器の２相通電状態を検出する２相通電検出手段と
    を備え、 前記２相通電検出手段により変換器の２相通電状態を検
    出したことにより、交直変換装置を停止させるようにし
    たことを特徴とする交直変換装置の保護方式。
  6. 【請求項６】 異なる交流系統間に、ゲート信号により
    制御可能な素子からなり順変換運転および逆変換運転の
    両方が可能な変換器を接続し、電源側となる前記変換器
    を順変換器として運転すると共に負荷側となる前記変換
    器を逆変換器として運転することにより、前記各交流系
    統間で一方から他方の一方向へまた必要に応じて反対の
    方向へ送電し、前記各交流系統間で電力を融通する交直
    変換装置の保護方式において、 前記変換器における変換器素子の各相電流を検出する各
    相電流検出手段と、 前記各相電流検出手段により検出された各相電流に基づ
    いて、前記変換器素子の通電／非通電状態を検出する通
    電期間検出手段と、 前記通電期間検出手段による検出結果に基づいて、転流
    ペアの変換器素子の通電期間を検出することにより、前
    記変換器の２相通電状態を検出する２相通電検出手段と
    を備え、 前記２相通電検出手段により変換器の２相通電状態を検
    出したことにより、交直変換装置を停止させるようにし
    たことを特徴とする交直変換装置の保護方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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