WO2020022674A1 - 전류 제한 장치 및 이를 포함하는 직류 차단 시스템 - Google Patents

전류 제한 장치 및 이를 포함하는 직류 차단 시스템 Download PDF

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WO2020022674A1
WO2020022674A1 PCT/KR2019/008583 KR2019008583W WO2020022674A1 WO 2020022674 A1 WO2020022674 A1 WO 2020022674A1 KR 2019008583 W KR2019008583 W KR 2019008583W WO 2020022674 A1 WO2020022674 A1 WO 2020022674A1
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WO
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current
conducting path
parallel
auxiliary
semiconductor switch
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PCT/KR2019/008583
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Inventor
박상훈
이우영
Original Assignee
한국전기연구원
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current

Definitions

  • the present invention relates to a power system, and more particularly to a high-voltage direct current that can protect the system with a fast interruption action within a few ms in the event of an accident on a specific line in a multi-terminal DC network using a voltage converter.
  • a blocking system if any blocking system is present.
  • HVDC power transmission is a power transmission method that has many advantages over HVAC power transmission, and has attracted much attention with the recent development of power semiconductor technology.
  • DC circuit breaker for HVDC the line protection problem, which has been regarded as a major obstacle to DC transmission, has been solved.
  • DC transmission has been replaced by AC transmission and AC transmission.
  • it is expected to be an important field to increase the efficiency in the transmission system.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, by providing a current limiting device and a DC blocking system including the same to reduce the burden of the DC circuit breaker by limiting the accident current when an accident occurs in the high-voltage DC system. It aims to do it.
  • the current limiting device includes a current magnitude limiting unit including a main conducting path, a first auxiliary conducting path, and a second auxiliary conducting path.
  • the main conducting path includes a plurality of mechanical switches, some of which are connected in parallel with the semiconductor switch and in series with each other, the first auxiliary conducting path includes a capacitor connected in parallel with the main conducting path, and the second auxiliary conducting path includes the first auxiliary It includes a resistor connected in parallel with the conducting path.
  • the current slope limiter may further include a current slope limiter including an inductor connected in series. According to such a configuration, it is possible to more effectively limit the accident current by limiting the slope of the accident current flowing into the current magnitude limiting unit.
  • the DC blocking system according to the present invention is a DC blocking system in which a current limiting device and a DC blocking device are connected in series, the current limiting device including a current magnitude limiting portion, and the current magnitude limiting portion is partly connected in parallel with the semiconductor switch.
  • a second conducting path including a plurality of mechanical switches connected in series with each other, a first auxiliary conducting path including a capacitor connected in parallel with the main conducting path, and a second auxiliary conducting path including a resistor connected in parallel with the first auxiliary conducting path. It includes.
  • the current limiting device may include an inductor connected in series with the current magnitude limiting unit. According to such a configuration, it is possible to more effectively limit the accident current by limiting the slope of the accident current flowing into the current magnitude limiting unit.
  • the DC blocking device includes a main conducting path in which a mechanical switch and a semiconductor switch are connected in series, a first auxiliary conducting path including a capacitor connected in parallel with the main conducting path, and a surge arrester connected in parallel with the first auxiliary conducting path. It may include a second auxiliary conducting path.
  • the burden of the DC circuit breaker can be reduced. Accordingly, by reducing the specification burden of the DC circuit breaker element, it is possible to implement a more efficient DC blocking system at a lower cost.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a DC blocking system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic circuit diagram of the DC blocking system of FIG.
  • FIG. 3 is a view illustrating an example of the DC blocking device of FIG. 2 in more detail.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating main point current and voltage waveforms of FIG. 2;
  • FIG. 5 is an enlarged view illustrating a current waveform conducted in the DC blocking device of FIG. 4.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a DC blocking system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic circuit diagram of the DC blocking system of FIG. 1.
  • the DC blocking system 1000 includes a current limiting device 100 and a DC blocking device 200, and the current limiting device 100 again limits the current slope limiting unit 110 and the current magnitude.
  • the unit 120 is included.
  • the current slope limiter 110 may include an inductor 110-1 connected in series with the current magnitude limiter 120. According to such a configuration, it is possible to more effectively limit the accident current by limiting the slope of the accident current flowing into the current magnitude limiting unit.
  • the current magnitude limiting unit 120 includes a main conducting path 122, a first auxiliary conducting path 124, and a second auxiliary conducting path 126, and the main conducting path 122 is part 122-4. Includes a plurality of mechanical switches 122-2 and 122-4 connected in parallel with the semiconductor switch 122-6 and in series with each other, and the first auxiliary conducting path 124 is parallel with the main conducting path 122.
  • the capacitor 124-1 is connected, and the second auxiliary current path 126 includes a resistor 126-1 connected in parallel with the first auxiliary current path 124.
  • the DC blocking system 1000 illustrated in FIGS. 1 and 2 includes two current limiting devices 100, that is, current slope limiting device 110 and a current magnitude in series with the DC blocking device 200. Characterized in that the restriction device 120 is connected.
  • the device for limiting the current slope 110 uses the inductor 110-1 to limit the current increase rate when an accident current occurs, and the device for limiting the current magnitude 120 includes a resistor 126-1 and a capacitor 124-1.
  • the parallel structure of) limits the magnitude of fault current.
  • the current limiting device 120 is a high-speed mechanical switch (122-2, 122-4) for energizing the steady-state current and the power semiconductor switch (122-6) for limiting the current magnitude is a high-speed mechanical switch (122-) 4)
  • the main conduction path 122 configured in parallel with this, and the resistance 126-1 for limiting the fault current to a certain magnitude in parallel with this, and the conduction current is current to the resistance to mitigate the voltage gradient of the transient voltage generated when energizing And a capacitor 124-1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the DC blocking device of FIG. 2 in more detail.
  • the DC blocking device 200 includes a main conducting path 222, a first auxiliary conducting path 224, and a second auxiliary conducting path 226, and a part of the main conducting path 222 is 222-.
  • 4 includes a plurality of mechanical switches 222-2 and 222-4 connected in parallel with the semiconductor switch 222-6 and in series with each other, and the first auxiliary conducting path 124 is the main conducting path 222.
  • a capacitor 224-1 connected in parallel with each other
  • the second auxiliary conducting path 226 includes a surge arrester 226-1 connected in parallel with the first auxiliary conducting path 224.
  • the configuration of the DC blocking device 200 shown in FIG. 3 is the current magnitude limiting part 120 of the current limiting device 100 except that the resistor 126-1 is replaced with the surge arrester 226-1.
  • An apparatus similar to the configuration is shown as an example.
  • the DC blocking device 200 may minimize electric power loss by energizing only the mechanical high-speed switch included in the main electric current path 222 in the normal electric current state, and cut off by the breaker trip signal.
  • the blocking current is bypassed to the first auxiliary conducting path 224, and finally, the blocking current is conducted to the second auxiliary conducting path 226 including the surge arrester 226-1. do.
  • FIG. 4 is a diagram showing current and voltage waveforms corresponding to the main points of FIG. 2 and showing a conduction current, an applied voltage, and a voltage of an input terminal of the current magnitude limiting unit 120 of the DC circuit breaker 200.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a current waveform conducted to the DC blocking device 200 of FIG. 4.
  • the fault current is suppressed by the current slope limiting unit 110 until T1, and the current size limiting unit 120 is operated at T1 to configure the current size limiting unit.
  • the magnitude of the accident current is limited by the resistance of the second auxiliary conducting path 126 while the transient voltage is suppressed while the first auxiliary conducting path 124 is current.
  • the limited fault current is reduced by the breaking operation of the DC circuit breaker 200 at T2, so that the fault current is finally blocked at T3.
  • FIG. 4 The relationship between the voltage waveform applied to the current size limiting unit 120 and the DC circuit breaker 200 at the time points T1 and T2 is shown in FIG. 4, and FIG. 5 is a direct current with respect to the conduction current waveform of FIG. 4. It shows the relationship between the components of the blocking system in detail.
  • the portion indicated by the dotted line in FIG. 5 is a current waveform that appears when there is no continuous current limiting and blocking action. If the current limiting action by the resistor in T1 fails, the current is increased by the same current slope only by the current slope limiting. If the current cut-off device does not operate at T2, the fault current is limited only by the current size limiting unit, and the current cut-off shown at time T3 of FIG. 5 is not shown.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

전류 제한 장치 및 이를 포함하는 직류 차단 시스템이 개시된다. 전류 제한 장치는, 주 통전로, 제 1 보조 통전로, 및 제 2 보조 통전로를 포함하는 전류 크기 제한부를 포함한다. 주 통전로는 일부가 반도체 스위치와 병렬 연결되고 서로 직렬로 연결된 복수의 기계식 스위치를 포함하고, 제 1 보조 통전로는 주 통전로와 병렬 연결된 커패시터를 포함하며, 제 2 보조 통전로는 제 1 보조 통전로와 병렬 연결된 저항을 포함한다. 이와 같은 구성에 의하면, 고압 직류 계통에서 사고 발생시 사고 전류를 제한함으로써, 직류 차단기의 부담을 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 직류 차단기 소자의 스펙 부담을 줄여 줌으로써, 저렴한 비용으로 보다 효율적인 직류 차단 시스템을 구현할 수 있게 된다.

Description

전류 제한 장치 및 이를 포함하는 직류 차단 시스템
본 발명은 전력 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전압형 컨버터를 사용하는 multi-terminal DC network에서 특정 선로에 사고가 발생한 경우 수 ms 이내의 빠른 차단동작으로 계통을 보호할 수 있도록 해 주는 고압 직류 차단 시스템에 관한 것이다.
HVDC 송전은 HVAC 송전에 비해 많은 장점을 가지는 송전 방식으로 최근 전력반도체 기술발전과 함께 많은 관심을 받고 있다. 그리고 최근에 HVDC용 직류 차단기의 기술개발에 힘입어 이제껏 DC 송전에 큰 장애로 여겨져 온 선로보호문제가 해결되었고 이로 인해 앞으로 신재생 에너지에 의한 전력 에너지 전송의 원할함과 함께 DC송전은 AC송전과 더불어 송전 시스템에서의 효율성을 높여 갈 중요한 분야로 예상된다.
이러한 관점에서 기존 AC차단기술과는 개념적 차이가 있어 지금까지 난제로 여겨져 오던 DC 차단기술은 최근 다양한 형태로 제시되고 있으며, 특히 차단기능이 필수적인 전압형 컨버터 스테이션으로 구성되는 DC 계통에서는 보다 빠른 사고전류 차단기능을 제공하기 위한 DC 차단 기술들이 제시되고 있다.
그런데, 일반적으로 고압 직류전력 계통에서 사고가 발생하는 경우 사고 전류가 매우 커지기 때문에 DC 차단기가 DC 전류를 차단하는 것이 용이하지 않다. 이러한 현상은 계통이 초고압화될수록 더욱 문제가 되며, 전류 크기가 커질수록 차단기의 부담이 늘어나기 때문에 차단기 디자인에 어려움이 커지게 된다. 또한, 차단기 소자들에 더욱 우수한 스펙이 요구되기 때문에 비용 부담도 증가하게 된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고압 직류 계통에서 사고 발생시 사고 전류를 제한함으로써, 직류 차단기의 부담을 줄일 수 있도록 해 주는 전류 제한 장치 및 이를 포함하는 직류 차단 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전류 제한 장치는, 주 통전로, 제 1 보조 통전로, 및 제 2 보조 통전로를 포함하는 전류 크기 제한부를 포함한다. 주 통전로는 일부가 반도체 스위치와 병렬 연결되고 서로 직렬로 연결된 복수의 기계식 스위치를 포함하고, 제 1 보조 통전로는 주 통전로와 병렬 연결된 커패시터를 포함하며, 제 2 보조 통전로는 제 1 보조 통전로와 병렬 연결된 저항을 포함한다.
이와 같은 구성에 의하면, 고압 직류 계통에서 사고 발생시 사고 전류를 제한함으로써, 직류 차단기의 부담을 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 직류 차단기 소자의 스펙 부담을 줄여 줌으로써, 저렴한 비용으로 보다 효율적인 직류 차단 시스템을 구현할 수 있게 된다.
이때, 전류 크기 제한부와 직렬 연결된 인덕터를 포함하는 전류 기울기 제한부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 전류 크기 제한부로 유입되는 사고 전류의 기울기를 제한하여 더욱 효과적으로 사고 전류를 제한할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 직류 차단 시스템은, 전류 제한 장치 및 직류 차단 장치가 직렬로 연결된 직류 차단 시스템으로서, 전류 제한 장치는 전류 크기 제한부를 포함하며, 전류 크기 제한부는 다시 일부가 반도체 스위치와 병렬 연결되고 서로 직렬로 연결된 복수의 기계식 스위치를 포함하는 주 통전로, 주 통전로와 병렬 연결된 커패시터를 포함하는 제 1 보조 통전로, 및 제 1 보조 통전로와 병렬 연결된 저항을 포함하는 제 2 보조 통전로를 포함한다.
이와 같은 구성에 의하면, 고압 직류 계통에서 사고 발생시 사고 전류를 제한함으로써, 보다 효과적으로 사고 전류를 차단할 수 있게 된다. 또한, 직류 차단기 소자의 스펙 부담을 줄여 줌으로써, 저렴한 비용으로 보다 효율적인 직류 차단 시스템을 구현할 수 있게 된다.
이때, 전류 제한 장치는 전류 크기 제한부와 직렬 연결된 인덕터를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 전류 크기 제한부로 유입되는 사고 전류의 기울기를 제한하여 더욱 효과적으로 사고 전류를 제한할 수 있게 된다.
또한, 직류 차단 장치는, 기계식 스위치와 반도체 스위치가 직렬 연결된 주 통전로, 주 통전로와 병렬 연결된 커패시터를 포함하는 제 1 보조 통전로, 및 제 1 보조 통전로와 병렬 연결된 서지 어레스터를 포함하는 제 2 보조 통전로를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 고압 직류 계통에서 사고 발생시 사고 전류를 제한함으로써, 직류 차단기의 부담을 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 직류 차단기 소자의 스펙 부담을 줄여 줌으로써, 저렴한 비용으로 보다 효율적인 직류 차단 시스템을 구현할 수 있게 된다.
또한, 전류 크기 제한부로 유입되는 사고 전류의 기울기를 제한하여 더욱 효과적으로 사고 전류를 제한할 수 있게 된다.
고압 직류 계통에서 사고 발생시 사고 전류를 제한함으로써, 보다 효과적으로 사고 전류를 차단할 수 있게 된다. 또한, 직류 차단기 소자의 스펙 부담을 줄여 줌으로써, 저렴한 비용으로 보다 효율적인 직류 차단 시스템을 구현할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 차단 시스템의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1의 직류 차단 시스템의 개략적인 회로도.
도 3은 도 2의 직류 차단 장치의 일 예를 보다 구체적으로 도시한 도면.
도 4는 도 2의 주요지점 전류, 전압 파형을 도시한 도면
도 5는 도 4의 직류차단장치에서 도통되는 전류 파형을 확대도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 차단 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1의 직류 차단 시스템의 개략적인 회로도이다. 도 1 및 도 2에서 직류 차단 시스템(1000)은 전류 제한 장치(100)와 직류 차단 장치(200)를 포함하고 있으며, 전류 제한 장치(100)는 다시 전류 기울기 제한부(110)와 전류 크기 제한부(120)를 포함하고 있다.
전류 기울기 제한부(110)는 전류 크기 제한부(120)와 직렬 연결된 인덕터(110-1)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 전류 크기 제한부로 유입되는 사고 전류의 기울기를 제한하여 더욱 효과적으로 사고 전류를 제한할 수 있게 된다.
전류 크기 제한부(120)는 주 통전로(122), 제 1 보조 통전로(124), 및 제 2 보조 통전로(126)를 포함하며, 주 통전로(122)는 일부(122-4)가 반도체 스위치(122-6)와 병렬 연결되고 서로 직렬로 연결된 복수의 기계식 스위치(122-2, 122-4)를 포함하고, 제 1 보조 통전로(124)는 주 통전로(122)와 병렬 연결된 커패시터(124-1)를 포함하며, 제 2 보조 통전로(126)는 제 1 보조 통전로(124)와 병렬 연결된 저항(126-1)을 포함한다.
이와 같은 구성에 의하면, 고압 직류 계통에서 사고 발생시 사고 전류를 제한함으로써, 직류 차단기의 부담을 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 직류 차단기 소자의 스펙 부담을 줄여 줌으로써, 저렴한 비용으로 보다 효율적인 직류 차단 시스템을 구현할 수 있게 된다.
전류 기울기 제한부(110)만을 이용하여 사고 전류를 제한하는 시도도 있을 수 있지만, 이 경우 전류 기울기 제한부(110)에 포함되는 인덕터가 매우 커져야 하며, 이는 전류 제한 장치의 디자인 부담 및 이로 인한 비용을 증가시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 직류 차단 시스템(1000)은 직류 차단 장치(200)와 직렬로 두 가지의 전류 제한용 장치(100) 즉 전류 기울기 제한용 장치(110)와 전류 크기 제한용 장치(120)가 연결되는 형태를 특징으로 한다.
이때, 전류 기울기 제한용 장치(110)는 인덕터(110-1)를 사용하여 사고전류 발생시 전류 증가율을 제한하고, 전류 크기 제한용 장치(120)는 저항(126-1)과 커패시터(124-1)의 병렬 구조를 이용하여 사고전류의 크기를 제한한다.
또한, 전류 크기 제한용 장치(120)는 정상상태 전류를 통전하는 고속 기계식 스위치(122-2, 122-4)와 전류크기 제한을 위해 전력반도체 스위치(122-6)가 고속 기계식 스위치(122-4)와 병렬로 구성된 주 통전로(122)와 이와 병렬로 사고전류를 일정 크기로 제한하게 되는 저항(126-1)과 통전전류가 저항으로 전류되어 통전 시 발생하는 과도전압의 전압 기울기를 완화시키기 위한 커패시터(124-1)로 구성된다.
본 발명의 직류 차단 장치에서의 직류 차단 과정을 살펴보면,
먼저, a) 차단해야할 전류가 감지되어 전류크기 제한용 장치(120)의 주 통전로(122)의 고속 기계식 스위치(122-2, 122-4))가 개방된 후 전력반도체 스위치(122-6)를 개방시켜 주 통전로(122)의 전류를 차단함으로써 고속 기계식 스위치(122-2)의 접점 간 아크를 소호하고,
이어서, b) 주 통전로(122)에서 차단된 전류는 전력반도체 스위치(122-6)의 개방과 동시에 차단된 전류는 주 통전로(122)와 각각 병렬로 연결된 커패시터(124-1)와 저항(126-1)으로 분산되어 흐르는데 차단 직후는 커패시터(124-1)로 대부분의 전류가 흐르면서 과도전압의 기울기가 제한되다가 시간이 경과됨에 따라 저항(126-1)으로 전류되며,
마지막으로, c) 사고전류가 저항(126-1)에 의해 제한되어 사고전류의 증가 정도가 아주 낮아지거나 일정 크기의 전류로 되면 전류크기 제한용 장치(120)와 직렬 연결된 직류 차단장치(200)에 의해 전류가 차단된다.
도 1 및 도 2에서 직류 차단 장치(200)는 어떠한 형태로 구현될 수도 있으며, 예를 들어, 도 3에서와같이 구현될 수도 있다. 도 3은 도 2의 직류 차단 장치의 일 예를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 3에서 직류 차단 장치(200)는 주 통전로(222), 제 1 보조 통전로(224), 및 제 2 보조 통전로(226)를 포함하며, 주 통전로(222)는 일부(222-4)가 반도체 스위치(222-6)와 병렬 연결되고 서로 직렬로 연결된 복수의 기계식 스위치(222-2, 222-4)를 포함하고, 제 1 보조 통전로(124)는 주 통전로(222)와 병렬 연결된 커패시터(224-1)를 포함하며, 제 2 보조 통전로(226)는 제 1 보조 통전로(224)와 병렬 연결된 서지 어레스터(226-1)를 포함한다.
도 3에 도시된 직류 차단 장치(200)의 구성은 저항(126-1)이 서지 어레스터(226-1)로 대체되는 것을 제외하고는 전류 제한 장치(100) 중 전류 크기 제한부(120)의 구성과 유사한 장치를 일례로 표시한 것이다.
직류 차단 장치(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 정상 통전 상태에서는 주 통전로(222)에 포함된 기계식 고속 스위치로만 전류를 통전함으로써 전력손실을 최소화할 수 있고, 차단기 트립신호에 의한 차단동작이 수행되는 경우 제 1 보조 통전로(224)로 차단전류를 우회시키고 마지막으로 서지 어레스터(226-1)를 포함하는 제 2 보조 통전로(226)로 차단전류를 통전시킴으로 차단기능을 수행한다.
도 4는 도 2의 주요지점에 해당되는 전류, 전압 파형을 도시한 것으로 직류 차단장치(200)의 도통전류와 인가전압 그리고 전류 크기 제한부(120) 입력단의 전압을 표시한 도면이고,도 5는 도 4의 직류차단장치(200)에 도통되는 전류 파형을 확대 도시한 도면이다.
도 4의 T0에서 사고가 발생하여 사고전류가 흐르기 시작되면 T1까지 전류기울기 제한부(110)에 의해 사고전류가 억제되다가 T1에서 전류크기 제한부(120)가 동작되어 커패시터로 구성된 전류크기 제한부의 제1보조 통전로(124)로 전류되면서 과도전압이 억제되는 상태로 제2보조 통전로(126)의 저항에 의해 사고전류 크기가 제한되어진다. 제한된 사고전류가 T2에서 직류 차단장치(200)의 차단동작으로 사고전류가 감소하여 T3에서 최종적으로 사고전류가 차단되게 된다.
그리고 T1, T2 시점에서의 전류크기 제한부(120)와 직류 차단장치(200)에 인가되는 전압 파형과 전류 크기변화의 관계를 도 4에 나타내었고 도 5는 도 4의 도통전류 파형에 대한 직류 차단 시스템의 구성요소들 간의 관계를 세부적으로 표시한 것이다.
즉, 도 5에서 점선으로 표시된 부분은 연속적으로 이어지는 전류 제한 및 차단작용이 없을 경우 나타나게 되는 전류 파형으로 T1에서 저항에 의한 전류제한 작용이 실패하면 전류 기울기 제한에 의해서만 동일한 전류 기울기로 전류가 증가되게 되고 T2에서 전류차단장치가 동작 하지 않으면 전류크기 제한부에 의해서만 사고전류가 제한이 되고 도 5의 T3시점에 표시된 전류 차단이 되지 않음을 보여준다.
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 개량이나 변형에도 미쳐야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 일부가 반도체 스위치와 병렬 연결되고 서로 직렬로 연결된 복수의 기계식 스위치를 포함하는 주 통전로;
    상기 주 통전로와 병렬 연결된 커패시터를 포함하는 제 1 보조 통전로; 및
    상기 제 1 보조 통전로와 병렬 연결된 저항을 포함하는 제 2 보조 통전로를 포함하는 전류 크기 제한부를 포함하는 전류 제한 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류 크기 제한부와 직렬 연결된 인덕터를 포함하는 전류 기울기 제한부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 제한 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 반도체 스위치와 병렬 연결된 기계식 스위치가 개방되는 경우, 개방된 기계식 스위치에서의 아크 전압 증가에 의해 상기 반도체 스위치를 통한 통전이 수행되는 것을 특징으로 하는 전류 제한 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 반도체 스위치를 통한 통전이 수행되는 경우 상기 반도체 스위치를 오프하여 상기 주 통전로를 통한 통전을 차단하는 것을 특징으로 하는 전류 제한 장치.
  5. 전류 제한 장치 및 직류 차단 장치가 직렬로 연결된 직류 차단 시스템으로서,
    상기 전류 제한 장치는,
    일부가 반도체 스위치와 병렬 연결되고 서로 직렬로 연결된 복수의 기계식 스위치를 포함하는 주 통전로;
    상기 주 통전로와 병렬 연결된 커패시터를 포함하는 제 1 보조 통전로; 및
    상기 제 1 보조 통전로와 병렬 연결된 저항을 포함하는 제 2 보조 통전로를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 차단 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전류 제한 장치는,
    상기 전류 크기 제한부와 직렬 연결된 인덕터를 포함하는 전류 기울기 제한부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 차단 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 반도체 스위치와 병렬 연결된 기계식 스위치가 개방되는 경우, 개방된 기계식 스위치에서의 아크 전압 증가에 의해 상기 반도체 스위치를 통한 통전이 수행되는 것을 특징으로 하는 직류 차단 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 반도체 스위치를 통한 통전이 수행되는 경우 상기 반도체 스위치를 오프하여 상기 주 통전로를 통한 통전을 차단하는 것을 특징으로 하는 직류 차단 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 직류 차단 장치는,
    일부가 반도체 스위치와 병렬 연결되고 서로 직렬로 연결된 복수의 기계식 스위치를 포함하는 주 통전로;
    상기 주 통전로와 병렬 연결된 커패시터를 포함하는 제 1 보조 통전로; 및
    상기 제 1 보조 통전로와 병렬 연결된 서지 어레스터를 포함하는 제 2 보조 통전로를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 차단 시스템.
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