JPS5838420A

JPS5838420A - 直流しや断器

Info

Publication number: JPS5838420A
Application number: JP13640881A
Authority: JP
Inventors: 悟柳父; 徹玉川; 英治金子
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-08-31
Filing date: 1981-08-31
Publication date: 1983-03-05

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はしゃ断部点に並列に転流回路を有する直流しゃ
断器に係わシ、特にそのしゃ断性能の向上に関するもの
である。

一般に、直流しゃ断には種々の方法があるが、直流電流
には零点がないのでしゃ断を行なう為には何らかの方法
で電流の零点をつくってやる必要がある。かかる方法の
ひとつとして、しゃ断部に並列にコンデンサ等から構成
される転流回路を接続し、この転流回路の動作によシ直
流電流に高周波の交流電流を重畳して強制的に電流零点
を作シしゃ断するようにしたものがある。

第１図は、かかる方法を採用した直流しゃ断器の構成例
を示すものである。以下、かかる直流しゃ断器の基本的
原理について図面を用いて説明する。図において、しゃ
断すべき直流の系統はブッシング１９．２０に接続され
ている。

またしゃ断部は、たとえば真空しゃ断器１，２゜３を図
示の如く３点直列に接続している。転流電流源は電荷蓄
積用コンデンサ１６であシ、これは、パルス変圧器１４
を通してしゃ断部に並列に接続されている。一方、電流
コンデンサ１３は電荷蓄積用コンデンサ１６からパルス
変圧器１４を通して、トリガギャツｆｉｒを点弧するこ
とにより流れる転流電流２４の電流値や周波数の調整を
するとともに、しゃ断後の直流に対するブロッキングに
も用いられる。しゃ断器用分圧コンデンサ５，６．７お
よびしゃ断器用分圧抵抗器８，９．１０は、３点あるし
ゃ断器１゜２．３に均等に電圧を分担させるための分圧
素子である。さらに、エネルギー吸収装置１１゜１２は
しゃ断後に各点に現われる過大電圧から、各機器を保繰
するものである。かかる構成において、直流しゃ断はこ
れらの機器を用いて次のような過程で行なわれる。

まず、しゃ断器１，２．３を開極する。（しゃ断電流は
直流であるので、このままではしゃ断しない。）次に、
トリガギヤラグ１７を点弧することにより、上述の原理
に従ってしゃ断電流２１に転流電流を重畳させ、しゃ断
器１，２゜３に強制的に電流零を作る。この電流零時点
において、しゃ断器１　＋　２　、Ｊ内のアークが消弧
されてしゃ断が行なわれる。

第２図は、このしゃ断電流２１と、転流電流２４の関係
を示したものである。図において、実線は定格のしゃ断
電流の場合、破線は定格の５０チの電流値の場合を夫々
示している。転流開始２５からしゃ断時点２６までのし
ゃ断される電流の変化具合は転流電流２４の波形で決定
され、さらにこれは転流回路のコンデンサや浮遊インダ
クタンス等のインビタンスで決定される。直流しゃ断器
に限らず、しゃ断器のしゃ断性能は電流零近傍の現象、
なかでも電流変化率に依るところが大きいことはよく知
られた事実である。そして、この第２図に示した方式の
場合電流零付近のａ　＋／ａ　ｔは、転流電流の波形の
電流変化２７に関係しておシ、第２図の実線のように定
格のしゃ断電流に対しては、電流変化等が小さくなった
ところで電流零点がくるように設定しているのが従来の
方式でおる。一方、通常直流送電は変換装置によって電
流値が一定に制御され、また大きな直流リアクトルが線
路に挿入されているので、しゃ断電流は定格値と比べて
あまり変化がないようになっている。そのため、通常の
しゃ断に関しては不都合は生じず、転流電流も変えろい
Ｑが普通である。

しかし乍ら、直流送電系統において特に限られた条件、
例えば送電開始直後の電流増加中にしゃ断を行なわなけ
ればならないような条件のときには、例えば第２図にお
ける定格の５０％１８の条件のように、転流電流の電流
変化が大きい時に３０にしゃ断電流が零点２９に達して
しまうので、定格しゃ断に比べてしゃ断時のｄｉ／ｄｔ
が過大となシしゃ断不能となる可能性がある。

本発明は上記のような事情に鑑みて成されたもので、そ
の目的はしゃ断電流の大小に応じて転流回路の転流経路
を自動的に変更して当該しゃ断電流に見合った転流電流
をしゃ断部に供給５− することによシ、あらゆるしゃ新条件に合わせて確実な
しゃ断を行なうことができる信頼性の高い直流しゃ断器
を提供することにおる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第３図は、本発明による直流しゃ断器における転流
回路の特に電荷蓄積用コンデンサの構成例を示したもの
である。つまり、本回路は電荷蓄積用コンデンサ１６を
複数のブロックに分けてこれらを直列に接続し、その各
々からサイリスタ４５を通してトリガギヤラグ１７に接
続し、端子３１．３２から図示しない・９ルストランス
に接続するようにしたものである。

かかる構成においては、直流送電経路の電流を電流検出
装置３４で検出し、これからの出力信号３５を比較装置
４１で基準信号３６と比較して、しゃ断電流の小さい場
合はコンデンサ１６の接続数の小さい側のサイリスタ４
５にダート信号４２を与え、またしゃ断電流の大きい場
合は接続数の多い側のサイリスタ４５にダート信６− 号４４を与える。しゃ断時には、このダート信号が適切
に選ばれた後に、トリガギャップ１７を点弧し、そのし
ゃ断電流に見合った転流電流をしゃ断器しゃ断部に供給
することができる。

このように、しゃ断電流が大きいときは大部分のコンデ
ンサ１６を使用し、しゃ断電流が小さいときは少数のコ
ンデンサ１６を使用する本方式では、上述したようにコ
ンデンサの大小によって転流電流のピーク値が変化する
のみでなく周波数おも変えることができる。すなわち、
少数のコンデンサのみを用いた場合の方がコンデンサの
静電容量は端子３１．３２から見ると大きくなっている
のと等価であるため、転流電流の周波数が低下する。よ
って、しゃ断時２６゜２９のｄｉ／ｄｔがゆるやかにな
シしゃ断電流の零点で確実にしゃ断することができる。

なお、第３図でサイリスタ４５を逆並列に接続している
のは、仮に転流電流の第１半波でしゃ断できないときに
も、次の半波を供給してその第２周波の電流零でしゃ断
を行なわせるためである。

第４図は（、）は、その実施例構成を示すものである。

本実施例においても、転流用の電荷蓄積用コンデンｖ１
６を複数に分割する。そして、この分割したコンデンサ
１６の各部からおのおの３つずつのサイリスタ４６．４
＆、４９；ｈるいは５０，５２．５３を端子３２に図示
の如く接続し、そのうちひとつずつの、サイリスク４６
あるいは５１と直列に放電抵抗４７あるいは５１を接続
して構成する。

かかる構成の動作は以下のようである。まずサイリスタ
５０，５２．５３が動作する場合について説明する。図
において、サイリスタ５０，５２．５３の組で動作する
か、サイリスク４６．４８．４９の組で動作するかはし
ゃ断電流値によって異なシ、シゃ断電流の小さい場合は
前者が動作し、大きい場合は後者が動作し、さらに大き
い場合は両方とも動作しない。

これらの制御は、後述するように図示しない電流検出装
置からの信号に従って、制御装置５８によシそれぞれの
サイリスタにダート信号を送シ制御する。

転流によるしゃ断が必要となったときには、まず制御装
置５８から第４図（ｂ）に示すダート信号と転流電流の
時間関係に従ってダート信号５４がサイリスタ５０に加
えられ、（図中の５４ａの時点、以下図示のようにダー
ト信号は印加さレツツケる）予め充電されているコンデ
ンサ１６の電荷の一部が抵抗５１を通って放電される。

そして、このコンデンサ１６と抵抗５１によって決まる
放電時間の経過後、（図中の５５＆）ダート信号５５を
サイリスク５２．５３に印加した後トリガギャップ１７
を点弧し、（図で１７ｈと示される）端子３１．３２か
ら転流電流２３を供給してしゃ断を行なわせしめるもの
である。

また、サイリスタ４６．４８．４９についてもその動作
は全く同様である。

上述から明らかなように、しゃ断電流が小さく転流電流
を小さくする必要のあるときにはサイリスタ５０，５２
．５３の組を動作するようにすればよく、またこれよシ
大きいときにはサ９− イリスタ４６．４８．４９の組を動作することで成され
、さらに大きい場合には、サイリスタの動作をすること
なく転流動作を行なえばよいことがわかる。

なお、サイリスタ５２．５３あるいはサイリスタ４８．
４９が逆並列に接続されているのは、転流しゃ断を行な
ったときに第１回目の電流零点でしゃ断失敗した場合、
もう半波転流を流し第２回目の電流零点を作らしめてし
ゃ断を完了するだめのものである。

よって、かかる構成をすることにょシ、シゃ断電流値に
見合わせた転流電流を供給し、確実なしゃ断を行ない得
る直流しゃ断器を得ることができる。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。

第５図は、その実施例構成を示すものである。′本実施
例においては、電荷蓄積用コンデンサ１６と直列に可変
リアクトル５９を挿入し、このリアクトル５９の値をサ
ー？モータ等を用いた制御装置＃ｔ６０にょシ可変とし
、転流の電流の波形１０− を変えるようにしたものである。すなわち、しゃ断電流
が大きいときにはりアクドル５９の値を小さくして転流
電流のピーク値を大きくすることによシ、大きな電流を
しゃ断するのに十分な電流を供給するようにし、またし
ゃ断電流の小さなときには、リアクトル５９の値を大き
くすることによυ転流電流のしゃ断時においても電流零
点におけるｄｉ／ｄｔを低く抑えることができ、確実な
しゃ断を行なうことができる。

第６図は具体的実施例で示すもので、特に電荷蓄積用コ
ンデンサ１６に直列のりアクドル５９の近傍を説明した
ものである。かかる例では、コイル５９に設けられたし
ゆう動レール６２上を操作機構６５の動さが操作ロッド
６４からしゅう動短絡子６３に伝えられコイル５９を部
分的に短絡することによ、Ｄ、ＩＪアクドル５９の値を
変更して上記動作を行なわせることができる。

尚、このようなコイルを短絡するもの以外に、何らかの
方法でインダクタンスを変えるように構成してもよい。

直流送電系統ではその大きな直流リアクトルのために電
流の変化が著しく抑えられるため、本発明のように条件
を変化するために時間が必要なものでも十分に信頼性の
ある動作を行なうことが可能である。

以上説明したように本発明によれば、しゃ断電流の大小
に見合った転流電流をしゃ断部に供給するようにしたの
で、あらゆるしゃ新条件に合わせて確実なしゃ断を行な
うことのできる極めて信頼性の高い直流しゃ断器が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な直流しゃ断器を示す構成、第２図はし
ゃ断電流と転流電流の関係を示す説構成図である。１．２．３・・・真空しゃ断器、４・・・断路器、５６
．７・・・しゃ断器用分圧コンデンサ、８，９゜１０・
・・しゃ断器用分圧抵抗器、１１．１２，１５゜・・・
エネルギー吸収装置、１３・・・転流コンデンサ、１４
・・・パルス変圧器、１６・・・電荷蓄積用コンデンサ
、１７・・・トリガギャップ、１８・・・定格の５０チ
のしゃ断電流、１９．２０・・・ブッシング、２ノ・・
・主しゃ断電流、２２・・・放電電流、２４・・・転流
電流、２５・・・転流開始、２６・・・しゃ断時点、２
７・・・定格しゃ断時の転流電流の変化、２８・・・定
格しゃ断時のしゃ断電流の変化、２９・・・定格５０％
しゃ断時のしゃ断時点、３０・・・定格５０チしゃ断時
のしゃ断時点における転流電流の変化、３１．３２，６
６．６７・・・放電電流の端子、３３・・・トリガギャ
ップスタート装置、３４・・・電流検出装置、３５・・
・電流検出装置の出力信号、３６・・・基準信号、３７
・・・充電電源、３８・・・整流装置、３９．４０・・
・充電用断路器、４１・・・比較装置、４２，４３，４
４，５４，５５，５６゜５７・・・ダート信号、４５，
４６．４Ｂ、４９゜５０．５２，５３・・・サイリスタ
、４７．５１・・・放電抵抗、５８・・・ダート装置、
５９・・・可変リアクトル、６０・・・制御装置、６１
・・・タンク、６２・・・しゆう動レール、６３・・・
しゆう動短絡子、１３− ６４・・・操作ロット、６５・・・操作機構。 −１ｉ’４−、− ｓＳ図第６図

Claims

【特許請求の範囲】（１）シゃ断部に並列にコンデンサ等から成る転流回路
を設け、しゃ断時に前記転流回路からしゃ断部に転流電
流を重畳し電流零点を作って直流送電回路のしゃ断を行
なう直流しゃ断器において、前記転流電流の電源として
のコンデンサ等の転流経路をしゃ断電流値の大小に応じ
て変更して、しゃ断電流に見合った転流電流を供給する
ように構成したことを特徴とする直流しゃ断器。（２、特許請求の範囲第（１）項記載において、コンデ
ンサの一部を短絡したり、あるいは短絡をほどくように
した直流しゃ断器。（３）　　特許請求の範囲第（１）項記載において、コ
ンデンサと直列にインダクタンス等のインピーダンス成
分を付加し、しゃ断電流値に比例して、このインピーダ
ンスを増減するようにした直流しゃ断器。