KR20150078990A - Direct current circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 DC 차단기에 관한 것으로서, 특히 단방향 반도체 스위치를 이용하여 기계식 스위치를 기준으로 양방향으로 발생된 고장 전류를 차단할 수 있는 DC 차단기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC circuit breaker, and more particularly, to a DC circuit breaker capable of interrupting a fault current generated in both directions based on a mechanical switch using a unidirectional semiconductor switch.
DC 차단기(Direct Current circuit breaker)는 고전압 송전선로로 사용되는 직류 선로에 고장발생시 고장전류를 차단하기 위해 사용된다. 고전압에 사용되는 직류 선로는 고전압 직류(HVDC: High Voltage Direct Current) 송전 시스템의 50㎸ 이상의 고전압 송전선로나 중간전압 직류 배전 시스템의 50㎸ 이하의 중간전압 배전선로로 사용된다. Direct current circuit breaker (DC circuit breaker) is used as a high-voltage transmission line to block the fault current in a DC line. The DC line used for high voltage is used as a medium voltage distribution line of 50 kV or less for a high voltage transmission line or a medium voltage dc distribution system of 50 kV or more in a high voltage direct current (HVDC) transmission system.
DC 차단기는 직류 선로에 고장발생시 고장전류를 차단하기 위해 기계식 스위치가 구비된다. 기계식 스위치는 고전압 직류 송전 시스템이나 중간전압 직류 배전 시스템에 고장전류가 발생되면 고장이 발생된 시스템이 정상적인 시스템에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 개방되어 고장전류를 차단한다. 기계식 스위치는 고장전류의 차단을 위해 개방 시 고전압으로 인해 단자에 아크(arc)가 발생될 수 있으며, 아크가 발생되면 아크를 통해 고장전류가 지속적으로 흐르게 되어 고장전류를 차단하지 못한다.The DC circuit breaker is equipped with a mechanical switch to cut off the fault current in the event of a fault in the DC line. A mechanical switch is opened to prevent a faulty system from affecting a normal system if a fault current is generated in a high-voltage DC transmission system or a medium voltage DC distribution system, thereby blocking the fault current. The mechanical switch can generate an arc in the terminal due to the high voltage when the switch is opened to interrupt the fault current. When the arc is generated, the fault current is continuously flowed through the arc and the fault current can not be interrupted.
전술한 문제점을 해결하기 위한 선행기술이 한국등록특허 제1183508호에 공개되어 있다. 한국등록특허 제1183508호는 전류 차단 디바이스에 관한 것으로, 하나 이상의 인터럽터, 서지 어레스터(surge arrester) 및 공진 회로로 이루어진다. A prior art for solving the above-mentioned problem is disclosed in Korean Patent No. 1183508. Korean Patent No. 1183508 relates to a current interrupt device comprising one or more interrupters, a surge arrester and a resonant circuit.
하나 이상의 인터럽터는 각각 기계식 스위치로 사용되며, 각각 제1전류 경로에 배열되어 인터럽터를 통해 유입되는 전류를 차단하기 위해 인터럽터의 폐쇄(closing) 위치로부터 개방(opening) 위치로 서로에 대해 이동 가능한 콘택들을 갖는다. 서지 어레스터는 공진 회로와 병렬로 접속되고, 콘택들의 분리시 인터럽터에 걸리는 전압이 소정 값에 도달할 때 통전하기 시작하며, 제1전류 경로의 인터럽터에 걸리는 전압의 존재의 결과로서 직류 전류가 제1전류 경로에 접속된 다른 제2전류 경로로 방향을 바꿀 때까지 통전되도록 한다. 공진 회로는 인터럽터와 병렬로 접속되고, 직렬로 접속된 캐패시터와 인덕터로 이루어지며, 콘택들이 분리될 때 인터럽터를 통해 유입되는 전류를 제로(zero)로 만들어 인터럽터를 통해 유입되는 전류를 차단할 수 있도록 직류 전류 상에 중첩되는 발진 전류를 생성한다.The one or more interrupters are each used as a mechanical switch, each of which is arranged in a first current path to provide contacts movable relative to one another from an interrupter closing position to an opening position to interrupt current flow through the interrupter . The surge arrestor is connected in parallel with the resonant circuit and begins to energize when the voltage across the interrupter reaches a predetermined value when the contacts are disconnected and the DC current is applied as a result of the presence of a voltage across the interrupter of the first current path. 1 current path to another second current path connected to the second current path. The resonant circuit is composed of a capacitor and an inductor connected in parallel with the interrupter and connected in series. When the contacts are disconnected, the current flowing through the interrupter is made zero to block the current flowing through the interrupter. Thereby generating an oscillating current superimposed on the current phase.
한국등록특허 제1183508호와 같은 종래의 DC 차단기는 하나의 공진 회로가 하나의 기계식 스위치와 연결됨으로써 기계식 스위치를 기준으로 어느 한 방향으로 유입되는 고장 전류만을 차단하는 문제점이 있다. Korean Patent No. 1183508 discloses that a conventional DC circuit breaker has a problem in that only one resonance circuit is connected to one mechanical switch, thereby blocking only a fault current flowing in either direction based on the mechanical switch.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단방향 반도체 스위치를 이용하여 기계식 스위치를 기준으로 양방향으로 발생된 고장 전류를 차단할 수 있는 DC 차단기를 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide a DC circuit breaker capable of interrupting a fault current generated in both directions based on a mechanical switch using a unidirectional semiconductor switch.
본 발명의 다른 목적은 하나의 단방향 반도체 스위치를 이용하여 양방향으로 발생된 고장 전류를 차단할 수 있도록 함으로써 DC 차단기의 구조를 단순화하여 제품의 동작 신뢰성을 개선시킬 수 있는 DC 차단기를 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide a DC circuit breaker which can simplify the structure of the DC circuit breaker and improve the operational reliability of the product by making it possible to block the fault current generated in both directions by using one unidirectional semiconductor switch.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 단방향 반도체 스위치를 이용하여 양방향으로 발생된 고장 전류를 차단할 수 있도록 함으로써 DC 차단기의 구조를 단순화하여 제조 원가를 절감할 수 있는 DC 차단기를 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide a DC circuit breaker which can reduce the manufacturing cost by simplifying the structure of the DC circuit breaker by making it possible to block the fault current generated in both directions by using one unidirectional semiconductor switch.
본 발명의 DC 차단기는 제1직류 선로가 일측에 연결되며 타측에 도전성 스위치 연결부재가 연결되는 제1기계식 스위치와; 상기 도전성 스위치 연결부재가 일측에 연결되며 타측에 제2직류 선로가 연결되는 제2기계식 스위치와; 상기 제1기계식 스위치와 상기 제2기계식 스위치와 각각 병렬로 배치되도록 상기 도전성 스위치 연결부재와 접지 사이에 연결되며, 고장 전류 발생 시 정상 전류가 유입되는 제1기계식 스위치나 제2기계식 스위치로 공진전류를 주입하여 전류가 제로가 되도록 하는 것을 특징으로 한다. The DC circuit breaker of the present invention includes: a first mechanical switch having a first DC line connected to one side and a conductive switch connecting member connected to the other side; A second mechanical switch having the conductive switch connecting member connected to one side and a second DC line connected to the other side; A first mechanical switch or a second mechanical switch connected between the conductive switch connecting member and the ground so as to be disposed in parallel with the first mechanical switch and the second mechanical switch, So that the current becomes zero.
본 발명은 DC 차단기는 단방향 반도체 스위치를 이용하여 기계식 스위치를 기준으로 양방향으로 발생된 고장 전류를 차단할 수 있는 이점이 있고, 하나의 단방향 반도체 스위치를 이용하여 양방향으로 발생된 고장 전류를 차단할 수 있도록 함으로써 DC 차단기의 구조를 단순화하여 제품의 동작 신뢰성을 개선시킬 수 있는 이점이 있으며, 하나의 단방향 반도체 스위치를 이용하여 양방향으로 발생된 고장 전류를 차단할 수 있도록 함으로써 DC 차단기의 구조를 단순화하여 제조 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다. 동작시 고장전류가 제거되지 않으면 재차 차단동작을 수행할 수 있도록 한다.The present invention is advantageous in that a DC breaker can block a fault current generated in both directions based on a mechanical switch by using a unidirectional semiconductor switch and can block a fault current generated in both directions by using one unidirectional semiconductor switch The structure of the DC circuit breaker can be simplified to improve the operation reliability of the product and the manufacturing cost can be reduced by simplifying the structure of the DC circuit breaker by blocking the fault current generated in both directions by using one unidirectional semiconductor switch There is an advantage to be able to do. If the fault current is not removed during the operation, the shutdown operation can be performed again.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 DC 차단기의 회로도,
도 2 및 도 3은 각각 도 1에 도시된 DC 차단기의 동작 상태를 나타낸 회로도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 DC 차단기의 동작 상태를 나타낸 파형도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 DC 차단기의 회로도.1 is a circuit diagram of a DC circuit breaker according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 and FIG. 3 are circuit diagrams showing operation states of the DC circuit breaker shown in FIG. 1, respectively;
4 is a waveform diagram showing an operation state of the DC circuit breaker according to an embodiment of the present invention,
5 is a circuit diagram of a DC circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
도 1에서와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 DC 차단기는 제1기계식 스위치(10), 제2기계식 스위치(20) 및 단방향 전력제어 스위칭 회로(30)로 구성된다. 1, a DC circuit breaker according to an embodiment of the present invention includes a first
제1기계식 스위치(10)는 제1직류 선로(DCL1)가 일측에 연결되며 타측에 도전성 스위치 연결부재(SCL)가 연결되며, 제2기계식 스위치(20)는 도전성 스위치 연결부재(SCL)가 일측에 연결되며 타측에 제2직류 선로(DCL2)가 연결된다. 단방향 전력제어 스위칭 회로(30)는 제1기계식 스위치(10)와 제2기계식 스위치(20)와 각각 병렬로 배치되도록 도전성 스위치 연결부재(SCL)와 접지(GND) 사이에 연결되며, 고장 전류(Ifault: 도 2에 도시됨) 발생 시 정상 전류(Id: 도 2에 도시됨)가 유입되는 제1기계식 스위치(10)나 제2기계식 스위치(10)로 공진전류(Ilc: 도 3 및 도 4에 도시됨)를 주입하여 전류가 제로(Iz: 도 4에 도시됨)가 되도록 한다. 즉, 단방향 전력제어 스위칭 회로(30)는 고장 전류(Ifault) 발생 시 정상 전류(Id: 도 2에 도시됨)가 유입되는 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)로 도전성 스위치 연결부재(SCL)를 통해 단방향(한 방향)으로 공진전류(Ilc: 도 3 및 도 4에 도시됨)를 유입시켜 전류가 제로(zero)(Iz: 도 4에 도시됨)가 되도록 함에 의해 정상 전류(Id)가 유입되는 제1기계식 스위치(10)나 제2기계식 스위치(20)의 개방작동 시 아크가 발생되지 않도록 한다.The first
상기 구성을 갖는 본 발명의 DC 차단기의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The construction of the DC circuit breaker of the present invention having the above-described structure will be described in more detail as follows.
제1기계식 스위치(10)는 도 1에 도시된 일 실시 예에서와 같이 접점단자(11)와 스위칭 접점단자(12)로 이루어진다. The first
접점단자(11)는 제1기계식 스위치(10)의 일측에 위치되도록 제1직류 선로(DCL1)가 연결되며, 제1직류 선로(DCL1)를 통해 정상 정류(Id)가 공급되는 경우에 제1기계식 스위치(10)가 닫힌 상태에서 정상 정류(Id)가 스위칭 접점단자(12)로 공급되도록 한다. 스위칭 접점단자(12)는 제1기계식 스위치(10)의 타측에 위치되도록 도전성 스위치 연결부재(SCL)가 연결되며, 접점단자(11)로부터 공급되는 정상 전류(Id)를 도전성 스위치 연결부재(SCL)로 전달한다. 즉, 제1기계식 스위치(10)는 제2직류 선로(DCL2)에 고장 전류(Ifault)가 발생되고 제1직류 선로(DCL1)로 유입되는 전류가 제로(Iz)가 되면 접점단자(11)와 스위칭 접점단자(12)의 연결 상태를 해제하여 개방시킴으로써 제1직류 선로(DCL1)로 제2직류 선로(DCL2)에서 발생된 고장 전류(Ifault)가 유입되는 것을 차단한다. The
제2기계식 스위치(20)는 도 1에서와 같이 접점단자(21)와 스위칭 접점단자(22)로 이루어진다. The second
접점단자(21)는 제2기계식 스위치(10)의 일측에 위치되도록 도전성 스위치 연결부재(SCL)가 연결되며, 제1직류 선로(DCL1)를 통해 정상 정류(Id)가 공급되는 경우에 정상 정류(Id)를 공급받아 스위칭 접점단자(22)로 전달한다. 스위칭 접점단자(22)는 제2기계식 스위치(20)의 타측에 위치되도록 제2직류 선로(DCL2)가 연결되며, 접점단자(21)로부터 공급되는 정상 전류(Id)를 제2직류 선로(DCL2)로 전달하거나, 제2직류 선로(DCL2)를 정상 전류(Id)가 공급되는 경우에 정상 전류(Id)를 접점단자(21)로 전달하여 제1기계식 스위치(10)로 공급되도록 한다. 이러한 제2기계식 스위치(20)는 제1직류 선로(DCL1)로 고장 전류(Ifault)가 발생되면 전술한 제1기계식 스위치(10)와 같이 접점단자(21)와 스위칭 접점단자(22)의 연결 상태를 해제하여 개방시킴으로써 제2직류 선로(DCL2)로 제1직류 선로(DCL1)에서 발생된 고장 전류(Ifault)가 유입되는 것을 차단한다. The
단방향 전력제어 스위칭 회로(30)는 도 1에서와 같이 제1 단방향 반도체 스위치소자(31), LC 공진회로(32), 제2 단방향 반도체 스위치소자(34)로 구성된다.The unidirectional power
제1 단방향 반도체 스위치소자(31)는 제1기계식 스위치(10)와 제2기계식 스위치(20)와 각각 병렬로 배치되도록 도전성 스위치 연결부재(SCL)에 연결되며, 고정 전류(Ifault) 발생 시 공진전류(Ilc)를 정상 전류(Id)가 유입되는 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)로 전달하여 유입되는 전류가 제로(Iz)가 되도록 한다. 이러한 제1 단방향 반도체 스위치소자(31)는 공진전류(Ilc)를 고장 전류(Ifault) 발생 시 정상 전류(Id)가 유입되는 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)로 전달하기 위해 온/오프(on/off)가 가능한 반도체 소자로서, 예컨대 제1 싸이리스터(THR1: thyristor)가 사용될 수 있다.The first unidirectional
제1 싸이리스터(THR1)는 고장 전류(Ifault)가 발생 시 정상 전류(Id)가 유입되는 제1직류 선로(DCL1)에 연결된 제1기계식 스위치(10)나 제2직류 선로(DCL2)에 연결된 제2기계식 스위치(20)로 공진전류(Ilc)를 주입하여 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)로 유입되는 전류를 제로(Iz)로 하며, 캐소드단자(K) 애노드단자(A) 및 게이트단자(G)가 구비된다. The first thyristor THR1 is connected to the first
제1 싸이리스터(THR1)의 애노드단자(A)는 LC 공진회로(32)와 연결되며, 캐소드단자(K)는 도전성 스위치 연결부재(SCL)와 연결된다. 게이트단자(G)는 제어기(도시 않음)와 연결되어 제어기로부터 트리거 신호(미도시)가 수신되면 활성화되어 고장 전류(Ifault) 발생 시 LC 공진회로(32)로부터 출력되는 공진전류(Ilc)를 정상 전류(Id)가 유입되는 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)로 전달하여 전류를 제로(Iz)로 만든다. The anode terminal A of the first thyristor THR1 is connected to the
LC 공진회로(32)는 제1 단방향 반도체 스위치소자(31)와 직렬로 연결되어 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)를 유입되는 정상 전류(Id)를 공급받아 충전하며, 제1 단방향 반도체 스위치소자(31)의 트리거시 충전된 전류를 이용하여 공진전류(Ilc) 즉, LC 공진전류를 발생하여 출력하며, 커패시터(C)와 인덕터(L)로 이루어진다. 커패시터(C)는 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)를 통해 공급되는 정상 전류(Id)를 수신받아 충전하며, 인덕터(L)는 커패시터(C)와 직렬로 연결되어 제1 단방향 반도체 스위치소자(31)의 활성화시 공진전류(Ilc)를 발생하여 출력한다. 이러한 구성을 갖는 LC 공진회로(32)에서 출력되는 공진전류(Ilc)는 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)에 유입되는 정상 전류(Id)보다 크다. 즉, 공진전류(Ilc)는 커패시터(C)의 용량성 리액턴스와 인덕터(L)의 유도성 리액턴스가 일치되어 공진이 발생될 때 LC 공진회로(32)에서 출력되는 전류이며, 도 4에서와 같이 최대 전류가 된다. The
LC 공진회로(32)는 접지(GND)와 연결되어 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)를 유입되는 정상 전류(Id)가 LC 공진회로(32)로 공급되도록 한다.The
제2 단방향 반도체 스위치소자(34)는 온/오프(on/off)가 가능한 반도체 소자로서, 일례로 제2 싸이리스터(thyristor)(THR2)가 사용될 수 있으며, 이러한 제2 싸이리스터(THRR2)는 제1 싸이리스터(THR1)의 캐소드(K)와 제1직류 선로(DCL1) 사이나 도면에 굵은 선으로 도시된 바와 같이 제1 싸이리스터(THR1)의 캐소드(K)와 제2직류 선로(DCL2) 사이에 연결된다.The second unidirectional semiconductor switch element 34 is a semiconductor element capable of on / off, for example, a second thyristor THR2 may be used. The second thyristor THRR2 may be a The cathode K of the first thyristor THR1 and the first direct current line DCL2 of the first thyristor THR1 as shown by bold lines in the drawing of the first direct current line DCL1, .
상기 구성을 갖는 본 발명의 DC 차단기의 동작을 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. The operation of the DC circuit breaker of the present invention having the above-described configuration will now be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
도 2에 도시된 본 발명의 DC 차단기는 정상 전류(Id)가 제1직류 선로(DCL1)에서 제2직류 선로(DCL2)로 공급되는 상태를 나타낸다. 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)에 고장 전류(Ifault)가 발생되지 않고 정상 전류(Id)가 공급되면 제1기계식 스위치(10)와 제2기계식 스위치(20)에 각각 구비되는 접점단자(11,21)와 스위칭 접점단자(12,22)는 서로 연결된 상태가 된다.The DC circuit breaker of the present invention shown in Fig. 2 shows a state in which the steady current Id is supplied from the first DC line DCL1 to the second DC line DCL2. When the normal current Id is supplied to the first DC line DCL1 or the second DC line DCL2 without generating a fault current Ifault, the first
접점단자(11,21)와 스위칭 접점단자(12,22)가 서로 연결되면 정상 전류(Id)는 제1직류 선로(DCL1), 제1기계식 스위치(10), 도전성 스위치 연결부재(SCL) 및 제1기계식 스위치(10)를 통해 제2직류 선로(DCL2)로 공급된다. 여기서 도전성 스위치 연결부재(SCL)는 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)와 동일한 선로가 사용되거나 금속 플레이트 등이 사용된다. 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)에 정상 전류(Id)가 공급되면 정상 전류(Id)는 도 2에 도시된 굵은 선으로 도시된 화살표방향으로 흘러 의해 LC 공진회로(32)의 커패시터(C)에 충전된다. When the
커패시터(C)의 충전이 완료된 상태에서 도 3에서와 같이 제2직류 선로(DCL2)에 고장 전류(Ifault)가 발생되면 제1 단방향 반도체 스위치소자(31)로 사용되는 제1 싸이리스터(THR1)가 활성되어 턴온(turn on)되며, 제1 싸이리스터(THR1)의 활성화는 제어기로부터 출력되는 트리거 신호(미도시)를 수신받아 활성화된다. 제1 싸이리스터(THR1)가 활성화되어 턴온되면 커패시터(C)에 충전된 전압에 의해 LC 공진회로(32)에서 공진전류(Ilc)가 발생되고, 발생된 공진전류(Ilc)는 정상 전류(Id)가 유입되는 제1직류 선로(DCL1)로 주입되어 제1직류 선로(DCL1)에 유입되는 전류를 제로(Iz)로 만든다. 이러한 공진전류(Ilc)는 제1기계식 스위치(10)와 제2기계식 스위치(20) 사이에 연결된 도전성 스위치 연결부재(SCL) 및 제1기계식 스위치(10)를 통해 제1직류 선로(DCL1)로 전달된다. When a fault current (Ifault) is generated in the second DC line (DCL2) as shown in FIG. 3 in the state where the charging of the capacitor C is completed, the first thyristor THR1 used as the first unidirectional
제1직류 선로(DCL1)로 유입되는 전류가 제로(Iz)가 되면 제1직류 선로(DCL1)에 연결된 제1기계식 스위치(10)를 개방시켜 고장 전류(Ifault)가 제1직류 선로(DCL1)로 유입되는 것을 차단한다. 제1기계식 스위치(10)의 개방 시 제1직류 선로(DCL1)로 유입되는 전류를 제로(Iz)로 함으로써 접점단자(11)와 스위칭 접점단자(12)의 연결상태를 해제시켜 개방 시 아크(arc) 발생 없이 고장 전류(Ifault)가 제1직류 선로(DCL1)로 유입되는 것을 차단하게 된다. 즉, 도 4에서와 같이 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)에 고장 전류(Ifault)가 발생되면 정상 전류(Id)가 유입되는 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)로 공진전류(Ilc)를 발생시켜 주입시킴으로써 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)에 유입되는 전류를 제로(Iz)로 만든다. 도 4에 도시된 그래프는 세로축이 전류량(Ampare)를 나타내며, 가로축은 시간을 나타낸다.When the current flowing into the first DC line DCL1 reaches zero, the first
제1직류 선로(DCL1)에 고장 전류(Ifault)가 발생되면 전술한 방법과 동일한 방법을 통해 제2직류 선로(DCL2)에 유입되는 전류를 제로(Iz)로 만든 후 제2직류 선로(DCL2)에 연결된 제2기계식 스위치(20)를 개방시킴으로써 아크 발생을 제거한 상태에서 제2직류 선로(DCL2)로 고장 전류(Ifault)가 유입되는 것을 차단한다. When a fault current (Ifault) is generated in the first DC line (DCL1), the current flowing into the second DC line (DCL2) is made equal to Iz through the same method as described above, and then the second DC line (DCL2) The second
고장 전류(Ifault)가 차단된 후 고장 전류(Ifault)가 발생된 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)로 정상 전류(Id)가 유입되면 도 2 도시된 굵은 선과 같이 정상 전류(Id)는 LC 공진회로(32)의 커패시터(C)를 충전하여 다음 고장 전류(Id) 발생 시 공진 전류(Ilc)를 발생시키며, 이러한 반복적인 동작을 통해 제1직류 선로(DCL1)나 제2직류 선로(DCL2)를 안전하고 신뢰성 있게 관리할 수 있게 된다. When the steady current Id flows into the first DC line DCL1 or the second DC line DCL2 in which a fault current is generated after the breakdown current Isout is cut off, The idle current Id is generated by charging the capacitor C of the
전술한 바와 같이 본 발명의 DC 차단기는 반도체 스위치를 이용하여 기계식 스위치를 기준으로 양방향으로 발생된 고장 전류를 차단할 수 있고, 하나의 단방향 반도체 스위치를 이용하여 양방향으로 발생된 고장 전류를 차단할 수 있도록 함으로써 DC 차단기의 구조를 단순화하여 제품의 동작 신뢰성을 개선시킬 수 있으며, 하나의 단방향 반도체 스위치를 이용하여 양방향으로 발생된 고장 전류를 차단할 수 있도록 함으로써 DC 차단기의 구조를 단순화하여 제조 원가를 절감할 수 있다.As described above, the DC circuit breaker of the present invention can block a fault current generated in both directions based on a mechanical switch by using a semiconductor switch, and can block a fault current generated in both directions by using a single unidirectional semiconductor switch It is possible to simplify the structure of the DC circuit breaker to improve the operation reliability of the product and to block the fault current generated in both directions by using a single unidirectional semiconductor switch to simplify the structure of the DC circuit breaker, .
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 DC 차단기의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a DC circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예로서, 도 1에 도시된 일 실시 예와 비교할 때 제2 단방향 반도체 스위치소자(33')가 제1 단방향 반도체 스위치소자(31)에 병렬로 연결되어 있다. 이때, 제2 단방향 반도체 스위치소자(33')는 제1 단방향 반도체 스위치소자(31)와 역방향으로 연결된다. 이러한 제2 단방향 반도체 스위치소자(33')는 도 1에 도시된 제2 단방향 반도체 스위치소자(33)와 동일하게 DC 선로의 전류를 공진회로(32)의 커패시터(C)로 제공하도록 하여 커패시터(C)를 충전시키도록 한다.FIG. 5 shows another embodiment of the present invention in which a second unidirectional semiconductor switch element 33 'is connected in parallel to the first unidirectional
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope of the appended claims, The genius will be so self-evident. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
10: 제1기계식 스위치 20: 제2기계식 스위치
30: 단방향 전력제어 스위칭 회로 31: 제1 단방향 반도체 스위치소자
32: LC 공진회로 33: 제2 단방향 반도체 스위치소자
40: 제어기10: first mechanical switch 20: second mechanical switch
30: unidirectional power control switching circuit 31: first unidirectional semiconductor switch element
32: LC resonance circuit 33: second unidirectional semiconductor switch element
40:
Claims (9)
상기 도전성 스위치 연결부재가 일측에 연결되며 타측에 제2직류 선로가 연결되는 제2기계식 스위치와;
상기 제1기계식 스위치와 상기 제2기계식 스위치와 각각 병렬로 배치되도록 상기 도전성 스위치 연결부재와 접지 사이에 연결되며, 고장 전류 발생 시 정상 전류가 유입되는 제1기계식 스위치나 제2기계식 스위치로 공진전류를 주입하여 전류가 제로가 되도록 하는 단방향 전력제어 스위칭 회로; 를 포함하는 DC(Direct Current) 차단기.A first mechanical switch having a first DC line connected to one side and a conductive switch connecting member connected to the other side;
A second mechanical switch having the conductive switch connecting member connected to one side and a second DC line connected to the other side;
A first mechanical switch or a second mechanical switch connected between the conductive switch connecting member and the ground so as to be disposed in parallel with the first mechanical switch and the second mechanical switch, So as to make the current zero; DC (Direct Current) circuit breaker.
상기 제1기계식 스위치와 상기 제2기계식 스위치와 각각 병렬로 배치되도록 도전성 스위치 연결부재에 연결되어 고장 전류 발생 시 도전성 스위치 연결부재를 통해 정상 전류가 유입되는 제1직류 선로나 제2직류 선로로 전달하여 전류가 제로가 되도록 하는 제1 단방향 반도체 스위치소자와;
상기 제1 단방향 반도체 스위치소자와 직렬로 연결되어 제1직류 선로나 제2직류 선로를 유입되는 정상 전류를 공급받아 충전하며, 상기 제1 단방향 반도체 스위치소자로 공진전류를 발생하여 출력하는 LC 공진회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 DC 차단기.The power supply according to claim 1, wherein the unidirectional power control switching circuit comprises:
The first mechanical switch and the second mechanical switch are connected to the conductive switch connecting member so as to be disposed in parallel, and are transmitted to the first DC line or the second DC line through which the steady current flows through the conductive switch connecting member when a fault current is generated A first unidirectional semiconductor switch element for making the current zero;
A first unidirectional semiconductor switch element connected in series with the first unidirectional semiconductor switch element for receiving and charging a steady current flowing through the first direct current line or the second direct current line, ≪ / RTI >
제1 싸이리스터(THR1)를 포함하며, 상기 제1 싸이리스터(THR1)는 고장 전류가 발생 시 상기 정상 전류가 유입되는 제1직류 선로에 연결된 제1기계식 스위치나 제2직류 선로에 연결된 제2기계식 스위치로 공진전류를 주입하여 제1직류 선로나 제2직류 선로로 유입되는 전류를 제로로 하는 것을 특징으로 하는 DC 차단기.The semiconductor device according to claim 2, wherein the first unidirectional semiconductor switch element comprises:
The first thyristor THR1 includes a first thyristor THR1 and a second thyristor THR2. The first thyristor THR1 includes a first mechanical switch connected to a first DC line through which the steady current flows when a fault current is generated, Wherein a resonance current is injected into the first DC line or the second DC line by a mechanical switch to zero the current flowing into the first DC line or the second DC line.
애노드단자와 캐소드단자와 게이트 단자가 구비되며,
상기 애노드단자는 LC 공진회로에 연결되고, 상기 캐소드단자는 도전성 스위치 연결부재와 연결되며, 상기 게이트단자는 트리거 신호를 수신받아 LC 공진회로로부터 출력되는 공진전류를 고장 전류가 발생 시 정상 전류가 유입되는 제1직류 선로나 제2직류 선로로 전달하는 것을 특징으로 하는 DC 차단기. 4. The method of claim 3, wherein the first thyristor (THR1)
An anode terminal, a cathode terminal, and a gate terminal,
The anode terminal is connected to the LC resonance circuit, the cathode terminal is connected to the conductive switch connecting member, and the gate terminal receives the trigger signal and receives the resonance current outputted from the LC resonance circuit, To the first DC line or the second DC line.
상기 커패시터와 직렬로 연결되어 단반향 반도체 스위치소자의 활성화 시 공진전류를 발생하여 출력하는 인덕터로 구성되는 것을 특징으로 하는 DC 차단기.The LC resonant circuit according to claim 2, wherein the LC resonant circuit comprises: a capacitor connected in series with the current charging passive element to receive and charge a steady current supplied through a first direct current line or a second direct current line;
And an inductor connected in series with the capacitor to generate and output a resonance current when activating the one-way semiconductor switch device.
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