JPS6147013B2 - - Google Patents
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- JPS6147013B2 JPS6147013B2 JP55090994A JP9099480A JPS6147013B2 JP S6147013 B2 JPS6147013 B2 JP S6147013B2 JP 55090994 A JP55090994 A JP 55090994A JP 9099480 A JP9099480 A JP 9099480A JP S6147013 B2 JPS6147013 B2 JP S6147013B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- thyristor
- detection circuit
- voltage detection
- Prior art date
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- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 19
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 17
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic 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
- H03K17/72—Electronic 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
- H03K17/73—Electronic 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
Landscapes
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は転流回路を有する半導体直流遮断器
に関し、特に半導体素子及び転流コンデンサ等の
構成要素に対して自己故障診断機能を有する半導
体直流遮断器に関する。
に関し、特に半導体素子及び転流コンデンサ等の
構成要素に対して自己故障診断機能を有する半導
体直流遮断器に関する。
たとえば電鉄変電所の直流き電線保護として、
従来より機械接点式の直流高速度遮断器が使用さ
れて来ているが、接点の損耗による保守や騒音の
面で問題があり、近年これに変わる半導体直流遮
断器が使用され始めつつある。
従来より機械接点式の直流高速度遮断器が使用さ
れて来ているが、接点の損耗による保守や騒音の
面で問題があり、近年これに変わる半導体直流遮
断器が使用され始めつつある。
この発明はかかる半導体直流遮断器を用いた直
流電源システムにおいて、特に半導体直流遮断器
の故障診断を容易にすることに鑑みてなされたも
のであり、極めて短時間の内にしかも簡単かつ安
全に故障診断を行なうようにしたものである。
流電源システムにおいて、特に半導体直流遮断器
の故障診断を容易にすることに鑑みてなされたも
のであり、極めて短時間の内にしかも簡単かつ安
全に故障診断を行なうようにしたものである。
以下にこの発明を説明する。
この発明の一実施例を示す第１図において、１
は順変換器、２は直流き電線（母線）であり、３
は直流き電線２の地絡事故時等に事故電流を速や
かに遮断するための半導体直流遮断器である。し
かして、半導体直流遮断器３は主電流を通電する
主サイリスタ１１と、転流コンデンサ１２と、リ
アクトル１３と、補助サイリスタ１４とで構成さ
れる転流回路と、主サイリスタ１１に逆並列接続
されたダイオード１５とで構成されている。ま
た、１６は転流コンデンサ１２の充電回路、４及
び４′は断路器、２１及び２２は電圧検出器であ
る。
は順変換器、２は直流き電線（母線）であり、３
は直流き電線２の地絡事故時等に事故電流を速や
かに遮断するための半導体直流遮断器である。し
かして、半導体直流遮断器３は主電流を通電する
主サイリスタ１１と、転流コンデンサ１２と、リ
アクトル１３と、補助サイリスタ１４とで構成さ
れる転流回路と、主サイリスタ１１に逆並列接続
されたダイオード１５とで構成されている。ま
た、１６は転流コンデンサ１２の充電回路、４及
び４′は断路器、２１及び２２は電圧検出器であ
る。
かかる直流電源システムにおいて、半導体直流
遮断器３の通常の運転中は、主サイリスタ１１が
通電の状態にある場合、又はここでは図示してい
ない順変換器１と電流通路が逆方向になるように
順変換器１と逆並列接続された逆変換器を有し、
この逆変換器の運転中はダイオード１５が通電の
状態にある場合がほとんどである。したがつて、
システムの運転中には主サイリスタ間にはほとん
ど電圧が印加されていない状態であり、主サイリ
スタ１１もしくはダイオード１５の電圧阻止能力
を判断するのは非常に困難である。また、運転中
に補助サイリスタ１４の点弧確認を行うには、回
路電流を遮断することになるので行ない得ない。
遮断器３の通常の運転中は、主サイリスタ１１が
通電の状態にある場合、又はここでは図示してい
ない順変換器１と電流通路が逆方向になるように
順変換器１と逆並列接続された逆変換器を有し、
この逆変換器の運転中はダイオード１５が通電の
状態にある場合がほとんどである。したがつて、
システムの運転中には主サイリスタ間にはほとん
ど電圧が印加されていない状態であり、主サイリ
スタ１１もしくはダイオード１５の電圧阻止能力
を判断するのは非常に困難である。また、運転中
に補助サイリスタ１４の点弧確認を行うには、回
路電流を遮断することになるので行ない得ない。
以上のような理由により、半導体遮断器３を十
分な信頼性のもとで使用するには、運転開始前又
は遮断動作後に半導体遮断器３が本来の遮断機能
を失なつていないことを確認しておくことが必要
不可欠なこととなる。
分な信頼性のもとで使用するには、運転開始前又
は遮断動作後に半導体遮断器３が本来の遮断機能
を失なつていないことを確認しておくことが必要
不可欠なこととなる。
このような故障診断を行なうには、最低半導体
直流遮断器３の各所にしかるべき電圧を印加する
ことが必要であり、この電圧が直流電源システム
の他の場所に現われないように、断路器４及び
４′を、特に主サイリスタ１１が故障していても
変圧器１の出力電圧によつて直流き電線２が活線
とならないように、少なくとも断路器４′を開放
しておくと安全である。
直流遮断器３の各所にしかるべき電圧を印加する
ことが必要であり、この電圧が直流電源システム
の他の場所に現われないように、断路器４及び
４′を、特に主サイリスタ１１が故障していても
変圧器１の出力電圧によつて直流き電線２が活線
とならないように、少なくとも断路器４′を開放
しておくと安全である。
次に、この発明を第２図の半導体遮断器の自己
故障診断原理図を参照して説明する。
故障診断原理図を参照して説明する。
先ず、充電指令３１により遅延回路５１を介し
て転流コンデンサ１２を充電する。ここで、補助
サイリスタ１４がゲートブロツクされていて、順
方向電圧阻止能力があれば転流コンデンサ１２
は、転流コンデンサ１２の容量と充電回路１６の
抵抗とで決まる時定数で充電される。したがつ
て、充電時間を考慮した信号３２と、補助サイリ
スタ１４の順方向印加電圧信号３３のインバータ
IN１に反転信号とでアンド回路AD１で論理積を
とると、所定時間内に補助サイリスタ１４に電圧
が印加されないことになるので、転流コンデンサ
１２の短絡故障又は補助サイリスタ１４の順電圧
阻止能力喪失の故障（信号３４）となる。
て転流コンデンサ１２を充電する。ここで、補助
サイリスタ１４がゲートブロツクされていて、順
方向電圧阻止能力があれば転流コンデンサ１２
は、転流コンデンサ１２の容量と充電回路１６の
抵抗とで決まる時定数で充電される。したがつ
て、充電時間を考慮した信号３２と、補助サイリ
スタ１４の順方向印加電圧信号３３のインバータ
IN１に反転信号とでアンド回路AD１で論理積を
とると、所定時間内に補助サイリスタ１４に電圧
が印加されないことになるので、転流コンデンサ
１２の短絡故障又は補助サイリスタ１４の順電圧
阻止能力喪失の故障（信号３４）となる。
次に、補助サイリスタ１４に順方向電圧が印加
されていれば、電圧検出信号３３と信号３２のア
ンド回路AD２による論理積、ワンシヨツト回路
５２によつて補助サイリスタ１４の点弧信号３５
を発生させ、補助サイリスタ１４をオンさせて転
流コンデンサ１２の電圧の極性反転を行なう。こ
こで、遅延回路５３により点弧信号３５に転流コ
ンデンサ１２の極性反転時間以上の遅延時間をと
り、点弧信号３５′として電圧検出信号３３との
論理積をアンド回路AD３でとる。このことは、
補助サイリスタ１４にゲート信号を出したにもか
かわらず、転流コンデンサ電圧が反転しないこと
にほかならないから、補助サイリスタ１４のゲー
トパルス欠相（信号３６）となる。しかして、欠
相していなければインバータIN２からの信号３
７と、主サイリスタ１１の順方向印加電圧信号３
８のインバータIN３による反転出力との論理積
（アンド回路AD４）で主サイリスタ１１の順方向
電圧阻止能力喪失ないしはダイオード１５の逆電
圧阻止能力喪失の故障（信号３９）となり、信号
３７と補助サイリスタ１４の逆方向印加電圧信号
４０のインバータIN４による反転出力との論理
積（アンド回路AD５）で補助サイリスタ１４の
逆電圧阻止能力喪失の故障（信号４１）となる。
されていれば、電圧検出信号３３と信号３２のア
ンド回路AD２による論理積、ワンシヨツト回路
５２によつて補助サイリスタ１４の点弧信号３５
を発生させ、補助サイリスタ１４をオンさせて転
流コンデンサ１２の電圧の極性反転を行なう。こ
こで、遅延回路５３により点弧信号３５に転流コ
ンデンサ１２の極性反転時間以上の遅延時間をと
り、点弧信号３５′として電圧検出信号３３との
論理積をアンド回路AD３でとる。このことは、
補助サイリスタ１４にゲート信号を出したにもか
かわらず、転流コンデンサ電圧が反転しないこと
にほかならないから、補助サイリスタ１４のゲー
トパルス欠相（信号３６）となる。しかして、欠
相していなければインバータIN２からの信号３
７と、主サイリスタ１１の順方向印加電圧信号３
８のインバータIN３による反転出力との論理積
（アンド回路AD４）で主サイリスタ１１の順方向
電圧阻止能力喪失ないしはダイオード１５の逆電
圧阻止能力喪失の故障（信号３９）となり、信号
３７と補助サイリスタ１４の逆方向印加電圧信号
４０のインバータIN４による反転出力との論理
積（アンド回路AD５）で補助サイリスタ１４の
逆電圧阻止能力喪失の故障（信号４１）となる。
このように半導体直流遮断器の故障診断を行な
うことで、診断時間は転流コンデンサ１２の充電
時間と極性反転に要する時間を必要とするだけ
で、一般に極性反転時間は充電時間に対して無視
できるので、通常長くても数秒以内となる。な
お、通常故障診断装置は低電位の大地電位に設置
され、半導体遮断器は高電位部に位置するため
に、電圧検出信号３３，３８，４０は光フアイバ
を利用して光信号で絶縁をとることで容易に実現
可能となる。
うことで、診断時間は転流コンデンサ１２の充電
時間と極性反転に要する時間を必要とするだけ
で、一般に極性反転時間は充電時間に対して無視
できるので、通常長くても数秒以内となる。な
お、通常故障診断装置は低電位の大地電位に設置
され、半導体遮断器は高電位部に位置するため
に、電圧検出信号３３，３８，４０は光フアイバ
を利用して光信号で絶縁をとることで容易に実現
可能となる。
以上述べたようにこの発明によれば、システム
の運転開始の前後に半導体遮断器の故障診断を行
ない得るので、システムの信頼性が非常に向上
し、しかも短時間の内に自己故障診断を行なうこ
とができる等の利点を有している。
の運転開始の前後に半導体遮断器の故障診断を行
ない得るので、システムの信頼性が非常に向上
し、しかも短時間の内に自己故障診断を行なうこ
とができる等の利点を有している。
なお、上述した半導体遮断器の一変形例とし
て、主サイリスタ１１及びダイオード１５の代り
に逆導通サイリスタを用いることも可能である。
て、主サイリスタ１１及びダイオード１５の代り
に逆導通サイリスタを用いることも可能である。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成
図、第２図はこの発明による自己故障診断原理を
示す回路図である。 １……順変換器、２……直流き電線（母線）、
３……半導体直流遮断器、４，４′……断路器、
１１……主サイリスタ、１２……転流コンデン
サ、１３……リアクトル、１４……補助サイリス
タ、１５……ダイオード、１６……充電回路、２
１，２２……電圧検出器、５１，５３……遅延回
路、５２……ワンシヨツト回路。
図、第２図はこの発明による自己故障診断原理を
示す回路図である。 １……順変換器、２……直流き電線（母線）、
３……半導体直流遮断器、４，４′……断路器、
１１……主サイリスタ、１２……転流コンデン
サ、１３……リアクトル、１４……補助サイリス
タ、１５……ダイオード、１６……充電回路、２
１，２２……電圧検出器、５１，５３……遅延回
路、５２……ワンシヨツト回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主サイリスタと、 この主サイリスタに並列接続された転流コンデ
ンサ、転流リアクトル及び補助サイリスタの直列
回路で成る転流回路と、 前記主サイリスタに逆並列接続されたダイオー
ドと、 前記補助サイリスタの極間の電圧を検出する第
１の電圧検出回路と、 前記主サイリスタの極間の電圧を検出する第２
の電圧検出回路と、 前記転流コンデンサを所定の極性で充電し、前
記補助サイリスタを点弧させ前記転流コンデンサ
の充電極を反転させる際に前記第１の電圧検出回
路の出力と前記転流コンデンサの充電指令との一
致から前記転流コンデンサの短絡あるいは前記補
助サイリスタの順電圧阻止能力喪失を表わす信号
を出力する論理ゲート、前記第１の電圧検出回路
の出力と前記補助サイリスタの点弧信号との一致
から補助サイリスタのゲートパルス欠相を表わす
信号を出力する論理ゲート、この信号と前記第１
の電圧検出回路の出力および前記第２の電圧検出
回路の出力からそれぞれ前記ダイオードの逆電圧
阻止能力喪失を表わす信号および前記補助サイリ
スタの逆電圧阻止能力喪失を表わす信号を出力す
る論理ゲートを備えた故障診断回路と、を備えた
半導体直流遮断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9099480A JPS5715531A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Semiconductor direct current circuit breaker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9099480A JPS5715531A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Semiconductor direct current circuit breaker |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5715531A JPS5715531A (en) | 1982-01-26 |
| JPS6147013B2 true JPS6147013B2 (ja) | 1986-10-17 |
Family
ID=14014056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9099480A Granted JPS5715531A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Semiconductor direct current circuit breaker |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5715531A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS632715U (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-09 | ||
| JPH057204Y2 (ja) * | 1989-04-23 | 1993-02-24 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9413157B2 (en) | 2012-05-01 | 2016-08-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct-current circuit breaker |
-
1980
- 1980-07-03 JP JP9099480A patent/JPS5715531A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS632715U (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-09 | ||
| JPH057204Y2 (ja) * | 1989-04-23 | 1993-02-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5715531A (en) | 1982-01-26 |
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