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図面 (9)

課題

従来の直流電流検出器に内蔵されている直流電流検出器内部異常検出ユニットでは、直流電流検出器自身の異常しか検出できない。

解決手段

変圧器2を介して多重接続された変換器3において、複数の直流電流検出器4を具備し、それぞれの直流電流検出器4の検出電流の差分を取り、その値が所定値を越えると直流電流検出器4の検出異常と判別する。これにより、いずれか一台直流電流検出器が外部磁界等の影響により異常検出を行っても、他の健全な直流電流検出器の検出電流と比較することによって異常検出している直流電流検出器を瞬時に、かつ正確に判断し、直流電流検出器異常による制御異常等の変換器保護を行うことができる。

概要

背景

図8は、変圧器を介して2重接続された変換器の一例である。図8において、系統にしや断器1を介して変圧器2(またはリアクトル)が接続され、変圧器2には整流器3が接続され、負荷6に電力を供給する。また、整流器3の出力側には直流電流検出器4が設けられている。

図8における整流器3においては、電流基準値に整流器3の直流電流が一致するように制御される。すなわち、電流基準回路8により決定された電流基準値は整流器3に設けられた直流電流検出器4により検出された電流絶縁アンプ9A,9Bで整流器3と絶縁した電流値減算器OA,10Bで比較され、それらの差分がになるように定電流演算回路11A,11Bにより演算される。演算された値はゲート発生回路12A,12Bおよびパルスアンプ13A,13Bによりサイリスタ点弧するゲートパルスに変換される。

この回路において、直流電流検出器に異常が発生した場合、直流電流検出器の異常検出は直流電流検出器に内蔵されている直流電流検出器内部異常検出ユニット5により直流電流検出器自身の異常を判別し変換器を保護していた。

概要

従来の直流電流検出器に内蔵されている直流電流検出器内部異常検出ユニットでは、直流電流検出器自身の異常しか検出できない。

変圧器2を介して多重接続された変換器3において、複数の直流電流検出器4を具備し、それぞれの直流電流検出器4の検出電流の差分を取り、その値が所定値を越えると直流電流検出器4の検出異常と判別する。これにより、いずれか一台直流電流検出器が外部磁界等の影響により異常検出を行っても、他の健全な直流電流検出器の検出電流と比較することによって異常検出している直流電流検出器を瞬時に、かつ正確に判断し、直流電流検出器異常による制御異常等の変換器保護を行うことができる。

目的

よって、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、簡単な構成で直流電流検出器の異常検出を瞬時に正確に行うことのできる直流電流検出器異常時の整流器保護回路を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器具備し、それぞれの直流電流検出器の検出電流の差分を取り、その値が所定値を越えると直流電流検出器の検出異常と判別する直流電流検出器の異常検出回路

請求項2

変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの直流電流検出器の検出電流の差分を取り、その値が所定値を所定期間以上越えると直流電流検出器の検出異常と判別する直流電流検出器の異常検出回路。

請求項3

変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの直流電流検出器の検出電流の差分を取り、その値が所定値を所定回数以上越えると直流電流検出器の検出異常と判別する直流電流検出器の異常検出回路。

請求項4

変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの直流電流検出器の検出電流の差分を取り、その値が所定値を所定期間以上越えるか、若しくは、その値が所定値を所定回数以上越えると直流電流検出器の検出異常と判別する直流電流検出器の異常検出回路。

請求項5

変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの直流電流検出器の検出電流の差分を取り、その値が所定値を所定期間以上越え、かつ、その値が所定値を所定回数以上越えると直流電流検出器の検出異常と判別する直流電流検出器の異常検出回路。

請求項6

変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの変換器の電流基準比率演算しそれぞれの直流電流検出器の検出電流に重みづけを行った後にそれらの差分を取り、その値が所定値を越えると直流電流検出器の検出異常と判別する直流電流検出器の異常検出回路。

請求項7

変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの変換器の電流基準をそれぞれの直流電流検出器の検出電流に重畳した後それらの差分を取り、その値が所定値を越えると直流電流検出器の検出異常と判別する直流電流検出器の異常検出回路。

技術分野

0001

本発明は、変圧器リアクトルを介して多重接続された変換器設備にて変換器に流れる直流電流を検出する直流電流検出器を有するシステム構成における直流電流検出器の異常検出回路に関する。

背景技術

0002

図8は、変圧器を介して2重接続された変換器の一例である。図8において、系統にしや断器1を介して変圧器2(またはリアクトル)が接続され、変圧器2には整流器3が接続され、負荷6に電力を供給する。また、整流器3の出力側には直流電流検出器4が設けられている。

0003

図8における整流器3においては、電流基準値に整流器3の直流電流が一致するように制御される。すなわち、電流基準回路8により決定された電流基準値は整流器3に設けられた直流電流検出器4により検出された電流絶縁アンプ9A,9Bで整流器3と絶縁した電流値減算器OA,10Bで比較され、それらの差分がになるように定電流演算回路11A,11Bにより演算される。演算された値はゲート発生回路12A,12Bおよびパルスアンプ13A,13Bによりサイリスタ点弧するゲートパルスに変換される。

0004

この回路において、直流電流検出器に異常が発生した場合、直流電流検出器の異常検出は直流電流検出器に内蔵されている直流電流検出器内部異常検出ユニット5により直流電流検出器自身の異常を判別し変換器を保護していた。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、直流電流検出器内部異常検出ユニットによる異常検出では、直流電流検出器自身の故障ではなく、直流電流検出器が検出すべき以外の外部磁界における検出異常、直流電流検出器内部回路故障検出にいたらない初期異常による検出異常、もしくは直流電流検出器の極性が逆に接続された場合等の時には、直流電流検出器は自身で故障を検出することができず、変圧器一次側の交流過電流もしくは負荷の状態監視による二次的な異常検出を備えていたとしても変換器を保護することができない。

0006

つまり、本来直流電流検出器は、検出すべきブスの電流のみを検出すべきであるが、直流電流検出器を構成するホール素子は、ブスに流れる電流により発生する磁束を等価的に検出するため、この直流電流検出器近傍に検出すべき以外のブスがあると、その磁束の影響も受けてしまう。また、ホール素子の特性が次第に劣化し、直流電流検出器が正常な電流値を検出できなくなるような場合も、直ちに劣化した検出値をもって異常と判断することはできない。

0007

さらに変換器の保護上、変圧器一次側の交流過電流もしくは負荷の状態監視による二次的な異常検出は直流電流検出器の異常を検出する精度、速度とも十分でないため、最悪半導体素子等を破壊することもあり得る。

0008

よって、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、簡単な構成で直流電流検出器の異常検出を瞬時に正確に行うことのできる直流電流検出器異常時の整流器保護回路を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る直流電流検出器の異常検出回路では、変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの直流電流検出器の検出電流の差分を取り、その値が所定値を越えると直流電流検出器の検出異常と判別する。これにより、いずれか一台直流電流検出器が外部磁界等の影響により異常検出を行っても、他の健全な直流電流検出器の検出電流と比較することによって異常検出している直流電流検出器を瞬時に、かつ正確に判断し、直流電流検出器異常による制御異常等の変換器保護を行うことができる。

0010

本発明の請求項2に係る直流電流検出器の異常検出回路では、変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの直流電流検出器の検出電流の差分を取り、その値が所定値を所定期間以上越えると直流電流検出器の検出異常と判別する。これにより、いずれか一台直流電流検出器が外部磁界等の影響により異常検出を行っても、他の健全な直流電流検出器の検出電流と比較することによって異常検出している直流電流検出器を瞬時に、かつ正確に判断し、直流電流検出器異常による制御異常等の変換器保護を行うことができる。

0011

本発明の請求項3に係る直流電流検出器の異常検出回路では、変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの直流電流検出器の検出電流の差分を取り、その値が所定値を所定回数以上越えると直流電流検出器の検出異常と判別する。これにより、いずれか一台直流電流検出器が外部磁界等の影響により異常検出を行っても、他の健全な直流電流検出器の検出電流と比較することによって異常検出している直流電流検出器を瞬時に、かつ正確に判断し、直流電流検出器異常による制御異常等の変換器保護を行うことができる。

0012

本発明の請求項4に係る直流電流検出器の異常検出回路では、変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの直流電流検出器の検出電流の差分を取り、その値が所定値を所定期間以上越えるか、若しくは、その値が所定値を所定回数以上越えると直流電流検出器の検出異常と判別する。これにより、いずれか一台直流電流検出器が外部磁界等の影響により異常検出を行っても、他の健全な直流電流検出器の検出電流と比較することによって異常検出している直流電流検出器を瞬時に、かつ正確に判断し、直流電流検出器異常による制御異常等の変換器保護を行うことができる。

0013

本発明の請求項5に係る直流電流検出器の異常検出回路では、変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの直流電流検出器の検出電流の差分を取り、その値が所定値を所定期間以上越え、かつ、その値が所定値を所定回数以上越えると直流電流検出器の検出異常と判別する。これにより、いずれか一台直流電流検出器が外部磁界等の影響により異常検出を行っても、他の健全な直流電流検出器の検出電流と比較することによって異常検出している直流電流検出器を瞬時に、かつ正確に判断し、直流電流検出器異常による制御異常等の変換器保護を行うことができる。

0014

本発明の請求項6に係る直流電流検出器の異常検出回路では、変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの変換器の電流基準比率を演算しそれぞれの直流電流検出器の検出電流に重みづけを行った後にそれらの差分を取り、その値が所定値を越えると直流電流検出器の検出異常と判別する。これにより、それぞれの変換器の電流基準が異なっていても、異常検出している直流電流検出器を瞬時に、かつ正確に判断し、直流電流検出器異常による制御異常等の変換器保護を行うことができる。

0015

本発明の請求項7に係る直流電流検出器の異常検出回路では、変圧器を介して多重接続された変換器において、複数の直流電流検出器を具備し、それぞれの変換器の電流基準をそれぞれの直流電流検出器の検出電流に重畳した後それらの差分を取り、その値が所定値を越えると直流電流検出器の検出異常と判別する。これにより、それぞれの変換器の電流基準が異なっていても、異常検出している直流電流検出器を瞬時に、かつ正確に判断し、直流電流検出器異常による制御異常等の変換器保護を行うことができる。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態を示す構成図である。ここでは、図8に示した従来と同一要素については同一符号を付し、説明を省略する。

0017

図1において、図8と異なる点は、絶縁アンプ9C,9Dと、絶縁アンプ9C,9Dの差分を求める減算器14と、異常判別設定回路16と、減算器14の出力と異常判別設定回路16の出力とを比較する比較器15と、比較器15の出力を保持するフリップフロップ17が追加された点である。

0018

図1において、A1、A2の整流器3の電流基準が同一の時、A1,A2それぞれの電流を直流電流検出器4にて検出する。これらの電流は絶縁アンプ9C,9Dにより整流器主回路と絶縁されると共に制御演算が可能な所望の信号レベルへ変換される。

0019

これらの値を減算器14によりそれぞれの電流値の差分を検出し、異常判別設定回路16により設定されたしきい値と比較器15で比較することにより直流電流検出器に異常があることを検出する。また、比較器15により検出された値はフリップフロップ17により保持される。

0020

次に本発明の第2の実施の形態について説明する。図2は、本発明の第2の実施の形態を示す構成図である。ここでは、図8に示した従来と同一要素については同一符号を付し、説明を省略する。

0021

図2において、図8と異なる点は、絶縁アンプ9C,9Dと、絶縁アンプ9C,9Dの差分を求める減算器14と、異常判別設定回路16と、減算器14の出力と異常判別設定回路16の出力とを比較する比較器15と、比較器15の出力が設定された時間以上継続すると信号を出力するタイマ18と、タイマ18の出力を保持するフリップフロップ17が追加された点である。

0022

図2において、A1、A2の整流器3の電流基準が同一の時、A1,A2それぞれの電流を直流電流検出器4にて検出する。これらの電流は絶縁アンプ9C,9Dにより整流器主回路と絶縁されると共に制御演算が可能な所望の信号レベルへ変換される。

0023

これらの値を減算器14によりそれぞれの電流値の差分を検出し、異常判別設定回路16により設定されたしきい値と比較器15で比較し、かつ、この比較器15により検出された値がタイマ18により設定された時間よりも継続する場合に直流電流検出器に異常があることを検出する。また、タイマ18により検出された値はフリップフロップ17により保持される。

0024

次に本発明の第3の実施の形態について説明する。図3は、本発明の第3の実施の形態を示す構成図である。ここでは、図8に示した従来と同一要素については同一符号を付し、説明を省略する。

0025

図3において、図8と異なる点は、絶縁アンプ9C,9Dと、絶縁アンプ9C,9Dの差分を求める減算器14と、異常判別設定回路16と、減算器14の出力と異常判別設定回路16の出力とを比較する比較器15と、比較器15の出力が設定された回数以上継続すると信号を出力するカウンタ19と、カウンタ19の出力を保持するフリップフロップ17が追加された点である。

0026

図3において、A1、A2の整流器3の電流基準が同一の時、A1,A2それぞれの電流を直流電流検出器4にて検出する。これらの電流は絶縁アンプ9C,9Dにより整流器主回路と絶縁されると共に制御演算が可能な所望の信号レベルに変換される。

0027

これらの値を減算器14によりそれぞれの電流値の差分を検出し、異常判別設定回路16により設定されたしきい値と比較器15で比較し、かつ、この比較器15により検出された回数がカウンタ19により設定された回数よりも継続する場合に直流電流検出器に異常があることを検出する。また、カウンタ19により検出された値はフリップフロップ17により保持される。

0028

次に本発明の第4の実施の形態について説明する。図4は、本発明の第4の実施の形態を示す構成図である。ここでは、図8に示した従来と同一要素については同一符号を付し、説明を省略する。

0029

図4において、図8と異なる点は、絶縁アンプ9C,9Dと、絶縁アンプ9C,9Dの差分を求める減算器14と、異常判別設定回路16と、減算器14の出力と異常判別設定回路16の出力とを比較する比較器15と、比較器15の出力が設定された時間以上継続すると信号を出力するタイマ18と、比較器15の出力が設定された回数以上継続すると信号を出力するカウンタ19と、タイマ18の出力とカウンタ19の出力との論理和を取るOR回路20と、OR回路20の出力を保持するフリップフロップ17が追加された点である。

0030

図4において、A1、A2の整流器3の電流基準が同一の時、A1,A2それぞれの電流を直流電流検出器4にて検出する。これらの電流は絶縁アンプ9C,9Dにより整流器主回路と絶縁されると共に制御演算が可能な所望の信号レベルへ変換される。

0031

これらの値を減算器14によりそれぞれの電流値の差分を検出し、異常判別設定回路16により設定されたしきい値と比較器15で比較し、かつ、この比較器15により検出された値がタイマ18により設定された時間よりも継続する場合、または、この比較器15により検出された回数がカウンタ19により設定された回数よりも継続する場合に直流電流検出器に異常があることを検出する。また、OR回路20により検出された値はフリップフロップ17により保持される。

0032

次に本発明の第5の実施の形態について説明する。図5は、本発明の第5の実施の形態を示す構成図である。ここでは、図8に示した従来と同一要素については同一符号を付し、説明を省略する。

0033

図5において、図8と異なる点は、絶縁アンプ9C,9Dと、絶縁アンプ9C,9Dの差分を求める減算器14と、異常判別設定回路16と、減算器14の出力と異常判別設定回路16の出力とを比較する比較器15と、比較器15の出力が設定された時間以上継続すると信号を出力するタイマ18と、比較器15の出力が設定された回数以上継続すると信号を出力するカウンタ19と、タイマ18の出力とカウンタ19の出力との論理積を取るAND回路20Aと、AND回路20Aの出力を保持するフリップフロップ17が追加された点である。

0034

図5において、A1、A2の整流器3の電流基準が同一の時、A1,A2それぞれの電流を直流電流検出器4にて検出する。これらの電流は絶縁アンプ9C,9Dにより整流器主回路と絶縁されると共に制御演算が可能な所望の信号レベルへ変換される。

0035

これらの値を減算器14によりそれぞれの電流値の差分を検出し、異常判別設定回路16により設定されたしきい値と比較器15で比較し、かつ、この比較器15により検出された値がタイマ18により設定された時間よりも継続する場合で、かつ、この比較器15により検出された回数がカウンタ19により設定された回数よりも継続する場合に直流電流検出器に異常があることを検出する。また、AND回路20Aにより検出された値はフリップフロップ17により保持される。

0036

次に本発明の第6の実施の形態について説明する。図6は、本発明の第6の実施の形態を示す構成図である。ここでは、図8に示した従来と同一要素については同一符号を付し、説明を省略する。

0037

図6において、図8と異なる点は、絶縁アンプ9C,9Dと、第1の電流基準設定回路8Aの出力と第2の電流基準設定回路8Bの出力との比率を求める除算器21と、絶縁アンプ9Dの出力と除算器21の出力とを乗算する乗算器22と、絶縁アンプ9Cと乗算器22の差分を求める減算器14と、異常判別設定回路16と、減算器14の出力と異常判別設定回路16の出力とを比較する比較器15と、比較器15の出力を保持するフリップフロップ17が追加された点である。

0038

図6において、A1、A2の整流器3の電流基準が異なる場合、A1,A2それぞれの直流電流検出器4にて検出された電流値は絶縁アンプ9C,9Dにより整流器主回路と絶縁されると共に制御演算が可能な所望の信号レベルへ変換される。整流器A2の電流値は除算器21により整流器A1の電流基準設定回路8Aにより決定された電流基準値を単位として整流器A2の電流基準設定回路8Bにより決定された電流基準値との比率を演算されその値を乗算器22により整流器A2の電流値に重みづけされる。

0039

これらの値を減算器14によりそれぞれの電流値の差分を検出し、異常判別設定回路16により設定されたしきい値と比較器15で比較することによりDC一CTに異常があることを検出する。また、比較器15により検出された値はフリップフロップ17により保持される。

0040

次に本発明の第7の実施の形態について説明する。図7は、本発明の第7の実施の形態を示す構成図である。ここでは、図8に示した従来と同一要素については同一符号を付し、説明を省略する。

0041

図7において、図8と異なる点は、絶縁アンプ9C,9Dと、絶縁アンプ9Cの出力と第2の電流基準設定回路8Bの出力とを乗算する乗算器22Aと、絶縁アンプ9Dの出力と第1の電流基準設定回路8Aの出力とを乗算する乗算器22Bと、乗算器22Aと乗算器22Bの差分を求める減算器14と、異常判別設定回路16と、減算器14の出力と異常判別設定回路16の出力とを比較する比較器15と、比較器15の出力を保持するフリップフロップ17が追加された点である。

0042

図7において、A1、A2の整流器3の電流基準が異なる場合、A1,A2それぞれの直流電流検出器4にて検出された電流値は絶縁アンプ9C,9Dにより整流器主回路と絶縁されると共に制御演算が可能な所望の信号レベルへ変換される。これらの電流値は乗算器22A、22Bによりそれぞれの相異なる整流器の電流基準設定回路8A、8Bにより決定された電流基準値と掛け合わされることにより重みつけが行われる。

0043

これらの値を減算器14によりそれぞれの電流値の差分を検出し、異常判別設定回路16により設定されたしきい値と比較器15で比較することにより直流電流検出器に異常があることを検出する。また、比較器15により検出された値はフリップフロップ17により保持される。

発明の効果

0044

以上の説明から明らかなように、本発明は次のような利点を有する。直流電流検出器の故障だけではなく、直流電流検出器が検出すべき以外の外部磁界における検出異常、直流電流検出器内部回路の故障検出にいたらない初期異常による検出異常を瞬時に検出できる。また、物理的に直流電流検出器の極性が逆に接続された場合においても、それぞれの直流電流検出器の電流の差分を比較することで変換機の保護を行うことができる。

図面の簡単な説明

0045

図1本発明の第1の実施の形態の構成図。
図2本発明の第2の実施の形態の構成図。
図3本発明の第3の実施の形態の構成図。
図4本発明の第4の実施の形態の構成図。
図5本発明の第5の実施の形態の構成図。
図6本発明の第6の実施の形態の構成図。
図7本発明の第7の実施の形態の構成図。
図8従来の変圧器を介して2重接続された変換器の構成図。

--

0046

1…しゃ断器
2…変圧器
3…整流器
4…直流電流検出器
6…負荷
8,8A,8B…電流基準設定回路
9C,9D…絶縁アンプ
14…減算器
15…比較器
16…異常判別設定回路
17…フリップフロップ
18…タイマ
19…カウンタ
20…OR回路
20A…AND回路
21…除算器
22,22A,22B…乗算器

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