JPS61111019A - サイリスタ遮断器の遮断成否判別方法 - Google Patents

サイリスタ遮断器の遮断成否判別方法

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JPS61111019A
JPS61111019A JP59232927A JP23292784A JPS61111019A JP S61111019 A JPS61111019 A JP S61111019A JP 59232927 A JP59232927 A JP 59232927A JP 23292784 A JP23292784 A JP 23292784A JP S61111019 A JPS61111019 A JP S61111019A
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JP
Japan
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current
circuit breaker
thyristor
circuit
breaker
Prior art date
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Application number
JP59232927A
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English (en)
Inventor
Kenichi Arai
研一 荒井
Yoshinobu Sakamoto
坂元 良暢
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61111019A publication Critical patent/JPS61111019A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/72Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
    • H03K17/73Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for dc voltages or currents
    • H03K17/732Measures for enabling turn-off
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H03K17/08144Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in thyristor switches

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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、転流コンデンサと転流リアクトルと転流補
助サイリスクとが直列に接続されてなる直列路を主サイ
リスタと並列に接続してなり、負荷とフライホイーリン
グダイオードとが並列に接続されてなる並列路と直流電
源との間に直列に挿入されるサイリスタ遮断器の負荷側
電流遮断の成否を判別する方法に関する。
〔従来技術とその問題点〕
サイリスタを電流遮断の遮断素子として直流回路を開閉
するサイリスタ遮断器は、その開閉時点の制御が容鳥で
あること、遮断指令が与えられてから電流遮断までの時
間が短いことなどから1機械式直流高速度遮断器と比べ
、遮断指令から電流遮断までに遮断器を通過する熱エネ
ルギ(I”t。
工:通過電流、t:工の継続時間)が著しく小さく、か
つ、遮断指令と同時に直流電流の限流過程に入るので回
路の短絡電流の増大途中の極く初期において限流が開始
されることなどから、熱的にも機械的にも回路または回
路に接続された機器の受ける衝撃が著しく軽減される。
しかし、このような利点を有するサイリスタ遮断器が設
置された回路における保護システムを構成する際の思想
は、機械的直流高速度遮断器が設置された回路の場合と
変わらず、このためつぎのような問題があった。
すなわち、機械的直流高速度遮断器の場合には。
回路が遮断器の動作を必要とする状態となってから電流
が遮断されるまでの時間が遮断電流の大きさによって異
なり、遮断電流が小さいほどこの時間が長くなる。通常
、並列に存在する負荷のそれぞれに直列に接続された複
数の遮断器より上位にあってこれらの遮断器に分流き電
している遮断器は、遮断電流の大小にかかわらず、これ
ら負荷と直列に接続された下位の遮断器における電流遮
断が終ってから遮断動作に入るよう、下位遮断器との動
作協調がとられている。これは、たとえば、下位遮断器
の負荷側に短絡事故が生じ、この事故によって生ずる短
絡゛電流が比較的小さい場合、この短絡電流を遮断する
下位遮断器の遮断時間が長いからといって、この短絡電
流が遮断される前に上位の遮断器が遮断動作をすれば、
下位の遮断器は遮断能力を有するにもかかわらず、従っ
て上位遮断器の遮断動作をもはや必要としない回路状態
に復帰する可能性が存在するにもかかわらず、無用にそ
れぞれの負荷に供給されている電流が遮断されてしまう
ことになるからである。従って上位の遮断器は、回路の
状態がこの回路の遮断器の遮断動作を必要とするに至っ
た時点から十分長い時間の後に遮断動作をするよう、下
位遮断器との動作協調がとられている。このような動作
協調の思想はサイリスタ遮断器の場合にも通常そのまま
踏襲され、従って回路の短絡電流が大きくかつ下位遮断
器がたとえばゲート回路の不動作など、何らかの原因に
より遮断不能となった場合には、上位遮断器による短絡
電流の遮断までに長時間を要し。
回路または機器に与える熱的9機械的損傷が大きくなる
という欠点があった。また、サイリスタ遮断器のような
半導体遮断器においては、短絡電流通電時の通電能力が
、半導体中に発生する熱のため1機械的遮断器はど大き
くなく、従って下位のサイリスタ遮断器が遮断不能とな
った場合には、可及的短時間に上位遮断器が動作して下
位遮断器を損傷から救い、再使用を可能にすることが望
ましいが、従来の動作協調の思想すなわち下位遮断器に
おける電流遮断が終了してから上位遮断器を動作させる
という思想に基づいた動作間隔では。
下位遮断器の電流定格は短絡電流通電能力によってきま
ることとなり、常時の通電に対し必要以上に大形のサイ
リスタ素子を必要とする場合が生ずるという欠点があっ
た。
〔発明の目的〕
この発明は、サイリスタ遮断器の負荷側回路の電流が消
滅する前に電流遮断の成否を判別し、これにより上位遮
断器の動作開始時点を早め1回路または機器に与える損
傷を軽減するとともに、S断器を構成するサイリスタ素
子の小形化を図ろうとするものである。
〔発明の要点〕
この発明は、転流コンデンサと転流リアクトルと転流補
助サイリスタとが直列に接続されてなる直列路を生サイ
リスタと並列に接続してなり、負荷とフライホイーリン
グダイオードとが並列に接続されてなる並列路と電源と
の間に直列に挿入されるサイリスタ遮断器の電流遮断の
成否を、このサイリスタ遮断器に遮断指令が与えられて
から所定時間経過した後の該サイリスタ遮断器から流出
する電流の大きさを監視することにより、遮断器の負荷
側回路の電流が消滅する前に判別し、これにより上位遮
断器を動作させるようにして、前記の目的を達成しよう
とするものである。
〔発明の実施例〕
まず、サイリスタ遮断器の動作原理につき説明する。第
3図はサイリスタ遮断器内の回路構成と、この遮断器が
設置される回路構成の例を示す。
図において、サイリスタ遮断器10は、転流コンデンサ
2と転流リアクトル3と転流補助サイリスタ4とが直列
に接続されてなる直列路を主サイリスタ1と並列に接続
してなり、常時通電中は、直流電源8から流出した直流
電流が主サイリスタ1を介して負荷7に供給されている
。負荷7は通常、電動機などの機器であってインダクタ
ンスを有する。転流コンデンサ2には、図示されない別
の直流電源から直流電圧が供給されて図示の極性に充電
され、また、転流補助サイリスタ4のゲ−トはオフ状態
にある。
このような通常の運転状態にある回路の電流を遮断する
際には、主サイリスタ1のゲートをオフするとともに転
流補助サイリスタ4のゲートをオンし、転流コンデンサ
2の電荷を、転流リアクトル3.転流補助サイリスタ4
、主サイリスタ1を介して放電し、このときの放電電流
と主サイリスタ1を流れていた常時の負荷電流とを重畳
させて電流の零点をつくり、この位置で主サイリスタを
流れる電流の遮断を行なう。この遮断は第2図に示され
るように前記放電電流iの上昇過程で行われ^ るから、この電流が主サイリスタの電流IMに重畳され
てjMは減衰し1時間−後に零点に到達する。
この時点から、電源8から遮断器に流入する電流の経路
が主サイリスタ1から並列路2−3−4に移り、転流コ
ンデンサ2が再び充電される。この′j  ときの電流
波形は・さぎの放電電流1・に接続する(波形となり、
その大きさを増すことなく、緩やかな減衰波形を画きな
がら零点に到達し、この位置で遮断される。
しかしながら、負荷7のインピーダンスは通常インダク
タンスを有するから、電流iAが減衰を始めると、当初
の電流値を維持しようとして当初の電流方向の起電力を
生じ、この起電力によりフライホイーリングダイオード
5に流れる電流iFを新たに生ずる。従って負荷7には
このiFと当初の電流iAとが重畳された電流i、が流
れるから、結局負荷7には、主サイリスタに流れる電流
IMと、この電流の遮断に引きつづき電源から転流コン
デンサを介して供給される電流iAと、この電流iAが
減衰を始めることによって新たに生じた電流iFが流れ
ることになり、図の1点鎖線で示される波形iLを示す
。従って電源から流出する電流は遮断指令が与えられて
から時間tA後の時点で消滅しているにもかかわらず、
負荷電流は時間t、の時点まで継続することになる。な
お第2図において、10は直流電源8から遮断器に流入
または遮断器から流出する電流である。従来はこの時間
tLが経過した後に上位遮vFT器を動作させていた。
なお、上に説明した電流経過は、遮断器の負荷側回路に
短絡を生じ、これを遮断する場合にも。
回路には負荷のインダクタンスに相当したインダクタン
スが存在するから同じになる。
本発明は、負荷側Iこは電流が流れていても、遮断器が
遮断に成功すれば、この電流は時間が経過すれば自然か
つ確実に消滅することから、トリップ信号が与えられて
から時間tAが経過した後に遮断器から流出する電流の
大きさないしは有無によってサイリスク遮断器の遮断の
成否を判別し、遮断に成功と判別されたときには上位遮
断器を動作させず、失敗と判別されたときには負荷側電
流の消滅の可能性はもはやないことから、上位遮断器を
動作させようとするもので、このような動作を可能にす
る方法の実施例を第1図に示す。
図において、6はサイリスタ遮断器10の出力側に設け
られた電流検出器であって、たとえば直流変流器(DC
CT)や分流器(シャント)を用いる。これらの検出器
によって取り出された電流。
電圧などの゛電気量は、ここには特に図示しないが、遮
断器から流出する電流の有無を判別する判別器に入力さ
れる。この判別器は、たとえば論理回路として構成し、
トリップ信号と同時に入力された別の電気量によって作
動しはじめて前記検出器から電気量が入力されたことを
確認し、他方、トリップ信号が与えられてからタイマを
介して第2図のtAに相当した所定の時間後に判別器に
入力された信号を用い、前記電流検出器から判別器に入
力された信号が継続しているか否かを判別することがで
きるように構成すれば、この判別結果に基づいて上位遮
断器の動作が行なわれる。上位遮断器を自動的に動作さ
せる必要が生ずるのは、実質的には1回路に短絡事故を
生じ、これを放置すれば、回路もしくは回路に接続され
た機器ならびにサイリスタ遮断器のサイリスタ素子の熱
的1機械的損傷を生ずる場合のみであるから、前記の時
間tAは、サイリスタ遮断器の負荷側回路に短絡が生じ
たときの時間、すなわち負荷7のインピーダンスを零と
し、転流コンデンサ2の静電容量と転流リアクトル3の
インダクタンスとのみから求めた時間として、この時間
よりわずかlこ長い時間をもって遮断の成否を判別する
ときの時間とすれば、前述した本発明の目的を常に達成
Tることができる。
〔発明の効果〕
以上に述べたように1本発明によれば、サイリスタ遼断
器の負荷側回路の電流が消滅する前にこの電流が真に消
滅するか否かを判別し、この判別結果に基づいて上位遮
断器の動作の要否を決定するようにしたので、上位遮断
器が動作するまでの時間が従来よりも短縮され、サイリ
スタ連断器が設置された回路に短絡事故が生じたときの
回路または機器が受ける損傷が軽減されるとともに、下
位のサイリスタ遮断器が連断iこ失敗したとき、サイリ
スタ遮断器を構成するサイリスタ素子の発熱量を低減す
ることができるから、サイリスタの小形化が図られると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に基づいて電流御所の成否を判別するよ
うに構成された回路の実施例を示す回路図、第2図はサ
イリスタ遮断器により負荷電流を遮断するときの回路各
部における電流波形図、第3図はサイリスタ遮断器内の
回路構成と、この遮断器が設置される回路構成の例を示
す回路図である。 1・・主サイリスタ、2・・転流コンデンサ、3・・転
流リアクトル、4・・転流補助サイリスタ、5・・・フ
ライホイーリング々゛イオード、6 ・電流検出器。 7・・・負荷、10・・・サイリスタ連断器。 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)転流コンデンサと転流リアクトルと転流補助サイリ
    スタとが直列に接続されてなる直列路を主サイリスタと
    並列に接続してなり、負荷とフライホイーリングダイオ
    ードとが並列に接続されてなる並列路と直流電源との間
    に直列に挿入されるサイリスタ遮断器の負荷側電流遮断
    の成否を判別する方法であって、このサイリスタ遮断器
    に遮断指令が与えられてから所定時間経過した後の該サ
    イリスタ遮断器から流出する電流の大きさを監視するこ
    とにより電流遮断の成否を判別することを特徴とするサ
    イリスタ遮断器の遮断成否判別方法。
JP59232927A 1984-11-05 1984-11-05 サイリスタ遮断器の遮断成否判別方法 Pending JPS61111019A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5772426A (en) * 1980-10-23 1982-05-06 Toshiba Corp Detection system for failure of breaking

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5772426A (en) * 1980-10-23 1982-05-06 Toshiba Corp Detection system for failure of breaking

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