JPH09201070A - 系統連系用インバータの保護装置 - Google Patents
系統連系用インバータの保護装置Info
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- JPH09201070A JPH09201070A JP8007739A JP773996A JPH09201070A JP H09201070 A JPH09201070 A JP H09201070A JP 8007739 A JP8007739 A JP 8007739A JP 773996 A JP773996 A JP 773996A JP H09201070 A JPH09201070 A JP H09201070A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 系統故障やインバータ過電流故障を考慮しつ
つも、インバータの大容量化・大型化を回避しうる系統
連系用インバータの保護装置を提供すること。 【解決手段】 交流電力系統の故障を検出する系統故障
検出手段(9)と、インバータの過電流を検出する過電
流検出手段(10)と、系統故障検出手段が系統故障を
検出していない状態の下で過電流検出手段が過電流を検
出したときインバータの運転を停止するとともにインバ
ータ側連系遮断器を開路する第1の指令手段(13B,
12B)と、系統故障検出手段の系統故障検出出力に基
づいて系統側連系遮断器を開路するとともにインバータ
の運転を一旦停止し、第2の連系遮断器の開路後所定時
間経過したときインバータを再起動し系統側連系遮断器
を開路させたまま補機負荷への給電を再開させる第2の
指令手段(13A,15A,14A)とを備えたインバ
ータの保護装置。
つも、インバータの大容量化・大型化を回避しうる系統
連系用インバータの保護装置を提供すること。 【解決手段】 交流電力系統の故障を検出する系統故障
検出手段(9)と、インバータの過電流を検出する過電
流検出手段(10)と、系統故障検出手段が系統故障を
検出していない状態の下で過電流検出手段が過電流を検
出したときインバータの運転を停止するとともにインバ
ータ側連系遮断器を開路する第1の指令手段(13B,
12B)と、系統故障検出手段の系統故障検出出力に基
づいて系統側連系遮断器を開路するとともにインバータ
の運転を一旦停止し、第2の連系遮断器の開路後所定時
間経過したときインバータを再起動し系統側連系遮断器
を開路させたまま補機負荷への給電を再開させる第2の
指令手段(13A,15A,14A)とを備えたインバ
ータの保護装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流系統に連系し
て有効電力や無効電力を供給制御する系統連系用インバ
ータの保護装置に関する。
て有効電力や無効電力を供給制御する系統連系用インバ
ータの保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、燃料電池や蓄電池などを直流電源
として、この直流電源の出力直流電力を自励式インバー
タにより交流電力に変換して系統に供給する新エネルギ
ー用電力インバータの適用が進んでいる。
として、この直流電源の出力直流電力を自励式インバー
タにより交流電力に変換して系統に供給する新エネルギ
ー用電力インバータの適用が進んでいる。
【0003】図5は、この種の電力インバータの適用例
を示すものである。図5において、直流電源1は燃料電
池や太陽電池、蓄電池などからなり、その出力直流電力
は自励式インバータ(以下、「インバータ」という)2
によって交流電力に変換される。インバータ2の出力交
流電力は出力変圧器3Aおよび連系遮断器4A,4Bを
介して交流電力系統5に供給される。インバータ2は自
己消弧型半導体スイッチング素子等により構成される。
両遮断器4A,4B間に母線5Aが設けられており、こ
の母線5Aに第3の遮断器4Cおよび変圧器3Bを介し
て直流電源用補機負荷6が接続されている。補機負荷6
は、たとえば燃料電池におけるガス供給ポンプの駆動モ
ータまたはヒータ、あるいはインバータ2を冷却するた
めの放熱ファンの駆動モータなど、直流電源システムに
含まれる補機の電気負荷である。
を示すものである。図5において、直流電源1は燃料電
池や太陽電池、蓄電池などからなり、その出力直流電力
は自励式インバータ(以下、「インバータ」という)2
によって交流電力に変換される。インバータ2の出力交
流電力は出力変圧器3Aおよび連系遮断器4A,4Bを
介して交流電力系統5に供給される。インバータ2は自
己消弧型半導体スイッチング素子等により構成される。
両遮断器4A,4B間に母線5Aが設けられており、こ
の母線5Aに第3の遮断器4Cおよび変圧器3Bを介し
て直流電源用補機負荷6が接続されている。補機負荷6
は、たとえば燃料電池におけるガス供給ポンプの駆動モ
ータまたはヒータ、あるいはインバータ2を冷却するた
めの放熱ファンの駆動モータなど、直流電源システムに
含まれる補機の電気負荷である。
【0004】遮断器4A,4Bを閉路することによって
インバータ2を交流電力系統5と連系させ、また遮断器
4Cを開路することによって直流電源用補機負荷6が交
流電力系統5からもインバータ2からも切り離される。
インバータ2を交流電力系統5と連系させ、また遮断器
4Cを開路することによって直流電源用補機負荷6が交
流電力系統5からもインバータ2からも切り離される。
【0005】母線5Aの電圧が電圧検出変圧器7によ
り、またインバータ2の出力電流が変流器8によりそれ
ぞれ取り出される。電圧検出変圧器7により取り出され
た母線5Aの電圧に基づき系統故障検出回路9により周
波数異常や系統過電圧、系統不足電圧などの系統故障が
検知され、変流器8により取り出された電流に基づき過
電流検出回路10によりインバータ2の過電流が検知さ
れる。
り、またインバータ2の出力電流が変流器8によりそれ
ぞれ取り出される。電圧検出変圧器7により取り出され
た母線5Aの電圧に基づき系統故障検出回路9により周
波数異常や系統過電圧、系統不足電圧などの系統故障が
検知され、変流器8により取り出された電流に基づき過
電流検出回路10によりインバータ2の過電流が検知さ
れる。
【0006】インバータ2はインバータ制御回路11に
より、たとえばパルス幅変調(PWM)方式により制御
される。母線5Aと交流電力系統5の間に介在されてい
る遮断器4Bの開閉状態信号が、遮断器オン(閉路)の
状態にあるときは“1”信号として、またオフ(開路)
状態にあるときは“0”信号として発せられる。この開
閉状態信号はAND回路12Aに第1の入力信号として
入力されるとともに、反転回路17を介して系統故障検
出を記憶するフリップフロップ回路13Aのリセット入
力端子Rに入力される。AND回路12Aには第2の入
力信号として系統故障検出回路9の故障検出信号が入力
される。AND回路12Aの出力信号はフリップフロッ
プ回路13Aのセット入力端子Sに入力される。他方、
過電流検出回路10の出力信号は過電流検出を記憶する
第2のフリップフロップ回路13Bのセット入力端子S
に入力される。フリップフロップ回路13Bのリセット
入力端子Rにはリセット接点18を介してリセット信号
が入力される。
より、たとえばパルス幅変調(PWM)方式により制御
される。母線5Aと交流電力系統5の間に介在されてい
る遮断器4Bの開閉状態信号が、遮断器オン(閉路)の
状態にあるときは“1”信号として、またオフ(開路)
状態にあるときは“0”信号として発せられる。この開
閉状態信号はAND回路12Aに第1の入力信号として
入力されるとともに、反転回路17を介して系統故障検
出を記憶するフリップフロップ回路13Aのリセット入
力端子Rに入力される。AND回路12Aには第2の入
力信号として系統故障検出回路9の故障検出信号が入力
される。AND回路12Aの出力信号はフリップフロッ
プ回路13Aのセット入力端子Sに入力される。他方、
過電流検出回路10の出力信号は過電流検出を記憶する
第2のフリップフロップ回路13Bのセット入力端子S
に入力される。フリップフロップ回路13Bのリセット
入力端子Rにはリセット接点18を介してリセット信号
が入力される。
【0007】フリップフロップ回路13AのQ出力信号
は遮断器4Bに対し開指令として送出されるとともに、
オフディレータイマ15Aを介してOR回路14Aに入
力される。タイマ15Aの設定時間は系統連系解列状態
から次にソフトスタートするまでの再起動禁止時間を超
えず、かつ補機負荷6の許容停止時間の範囲内に設定さ
れ、たとえば0.1秒のオーダーである。フリップフロ
ップ回路13BのQ出力信号は遮断器4Aに対し開指令
として送出されるとともに、OR回路14Aに第2の入
力信号として入力される。OR回路14Aの出力信号が
インバータ制御回路11に対し停止指令として送出され
る。
は遮断器4Bに対し開指令として送出されるとともに、
オフディレータイマ15Aを介してOR回路14Aに入
力される。タイマ15Aの設定時間は系統連系解列状態
から次にソフトスタートするまでの再起動禁止時間を超
えず、かつ補機負荷6の許容停止時間の範囲内に設定さ
れ、たとえば0.1秒のオーダーである。フリップフロ
ップ回路13BのQ出力信号は遮断器4Aに対し開指令
として送出されるとともに、OR回路14Aに第2の入
力信号として入力される。OR回路14Aの出力信号が
インバータ制御回路11に対し停止指令として送出され
る。
【0008】通常の正常運転時はインバータ制御回路1
1に外部から有効電力・無効電力の値を含む電力指令値
が与えられ、この指令値に応じた電力値となるように制
御されたゲート信号がインバータ2に与えられる。イン
バータ2は、このゲート信号に基づいて直流電源1から
の直流電力を交流電力に変換し、それを出力変圧器3A
を介して交流電力系統5に融通する。
1に外部から有効電力・無効電力の値を含む電力指令値
が与えられ、この指令値に応じた電力値となるように制
御されたゲート信号がインバータ2に与えられる。イン
バータ2は、このゲート信号に基づいて直流電源1から
の直流電力を交流電力に変換し、それを出力変圧器3A
を介して交流電力系統5に融通する。
【0009】図5の装置において、インバータ2または
出力変圧器3Aの故障等の時に起こりうるインバータ2
の過電流は変流器8を介して過電流検出回路10で検出
され、フリップフロップ回路13BおよびOR回路14
Aを介してインバータ制御回路11に停止指令を与えて
インバータ2の運転を停止するとともに、フリップフロ
ップ回路13BのQ出力により連系遮断器4Aを開路
し、システム停止として事故拡大を防止する。過電流検
出回路10による過電流検出が行われない状況の下で系
統故障検出回路9により系統故障が検出された場合は、
系統故障検出回路9の出力信号によりAND回路12A
およびフリップフロップ回路13Aを介して開指令を送
出して連系遮断器4Bを開路するとともに、オフディレ
ータイマ15AおよびOR回路14Aを介してインバー
タ制御回路11に停止指令を与えインバータ2を一旦停
止させる。遮断器4Bの開路によりフリップフロップ回
路13Aがリセットされることにより、タイマ15Aの
設定時間後にインバータ停止指令はなくなる。これによ
り、インバータ2はインバータ制御回路11を介して再
起動され、定電圧・定周波数出力の運転(CVCF運
転)へ移行し、直流電源システムとして運転を継続し、
遮断器4Aおよび4Cを介して補機負荷6への給電を続
ける。
出力変圧器3Aの故障等の時に起こりうるインバータ2
の過電流は変流器8を介して過電流検出回路10で検出
され、フリップフロップ回路13BおよびOR回路14
Aを介してインバータ制御回路11に停止指令を与えて
インバータ2の運転を停止するとともに、フリップフロ
ップ回路13BのQ出力により連系遮断器4Aを開路
し、システム停止として事故拡大を防止する。過電流検
出回路10による過電流検出が行われない状況の下で系
統故障検出回路9により系統故障が検出された場合は、
系統故障検出回路9の出力信号によりAND回路12A
およびフリップフロップ回路13Aを介して開指令を送
出して連系遮断器4Bを開路するとともに、オフディレ
ータイマ15AおよびOR回路14Aを介してインバー
タ制御回路11に停止指令を与えインバータ2を一旦停
止させる。遮断器4Bの開路によりフリップフロップ回
路13Aがリセットされることにより、タイマ15Aの
設定時間後にインバータ停止指令はなくなる。これによ
り、インバータ2はインバータ制御回路11を介して再
起動され、定電圧・定周波数出力の運転(CVCF運
転)へ移行し、直流電源システムとして運転を継続し、
遮断器4Aおよび4Cを介して補機負荷6への給電を続
ける。
【0010】系統故障と過電流が同時に検出された場合
は、即座に遮断器4A,4Bが開路されるとともに、制
御回路11を介してインバータ2の運転も停止され、シ
ステム停止となる。
は、即座に遮断器4A,4Bが開路されるとともに、制
御回路11を介してインバータ2の運転も停止され、シ
ステム停止となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図5の装置において
は、系統故障を検出する系統故障検出回路9の系統とイ
ンバータ2の過電流を検出する過電流検出回路10の系
統が独立別個に構成され、両者がOR回路14Aにより
結合されているにすぎない。しかし、インバータ2を介
して得られた交流電力を交流電力系統5へ供給している
時の系統故障発生時や、系統故障により連系遮断器4B
を開路している時は、インバータ故障を検出する過電流
検出回路10も動作してしまう場合があり、その場合、
上記の通りインバータ2を含むシステム停止の事態に至
り、システムの再起動・再立上げに際して、たとえイン
バータ2が正常であってもプラント調整のため長時間の
停止を余儀なくされることがあった。また、系統故障時
に過電流検出回路10が動作しない場合であっても、補
機負荷6へ電力を供給する運転モードへ移行する時は図
6のインバータ出力特性に示すように定格電圧Vr より
かなり高い無負荷電圧Vo からの起動となる。したがっ
て、この無負荷電圧Vo に対する耐電圧特性を持たせな
ければならないという制約からインバータが大容量化・
大型化していた。なお、図6において、縦軸は直流電源
電圧Vd を表し、横軸はインバータ出力電流Iを表して
いる。上述の問題を換言するならば、インバータ2の耐
電圧値として、定格電圧Vr ではなく、無負荷電圧Vo
を選択せざるを得ない以上、インバータの定格容量とし
ては、定格電圧Vr とインバータ定格電流Ir との積V
r ・Ir ではなく、それよりもかなり高い無負荷電圧V
o と定格電流Ir との積Vo・Ir にせざるを得ない、
ということである。
は、系統故障を検出する系統故障検出回路9の系統とイ
ンバータ2の過電流を検出する過電流検出回路10の系
統が独立別個に構成され、両者がOR回路14Aにより
結合されているにすぎない。しかし、インバータ2を介
して得られた交流電力を交流電力系統5へ供給している
時の系統故障発生時や、系統故障により連系遮断器4B
を開路している時は、インバータ故障を検出する過電流
検出回路10も動作してしまう場合があり、その場合、
上記の通りインバータ2を含むシステム停止の事態に至
り、システムの再起動・再立上げに際して、たとえイン
バータ2が正常であってもプラント調整のため長時間の
停止を余儀なくされることがあった。また、系統故障時
に過電流検出回路10が動作しない場合であっても、補
機負荷6へ電力を供給する運転モードへ移行する時は図
6のインバータ出力特性に示すように定格電圧Vr より
かなり高い無負荷電圧Vo からの起動となる。したがっ
て、この無負荷電圧Vo に対する耐電圧特性を持たせな
ければならないという制約からインバータが大容量化・
大型化していた。なお、図6において、縦軸は直流電源
電圧Vd を表し、横軸はインバータ出力電流Iを表して
いる。上述の問題を換言するならば、インバータ2の耐
電圧値として、定格電圧Vr ではなく、無負荷電圧Vo
を選択せざるを得ない以上、インバータの定格容量とし
ては、定格電圧Vr とインバータ定格電流Ir との積V
r ・Ir ではなく、それよりもかなり高い無負荷電圧V
o と定格電流Ir との積Vo・Ir にせざるを得ない、
ということである。
【0012】したがって本発明は、系統故障やインバー
タ過電流故障を考慮しつつも、インバータの大容量化・
大型化を回避しうる系統連系用インバータの保護装置を
提供することを目的とする。
タ過電流故障を考慮しつつも、インバータの大容量化・
大型化を回避しうる系統連系用インバータの保護装置を
提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、電池からなる直流電源から供給さ
れる直流電力を自励式インバータにより交流電力に変換
し、その交流電力を出力変圧器および直列接続の第1お
よび第2の連系遮断器を介して交流電力系統に給電する
とともに、第1の連系遮断器を介して直流電源用の補機
負荷に給電する系統連系用インバータの保護装置におい
て、交流電力系統の電圧を検出する電圧検出手段と、自
励式インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、
電圧検出手段の出力信号に基づいて交流電力系統の故障
を検出する系統故障検出手段と、電流検出手段の出力信
号に基づいて自励式インバータの過電流を検出する過電
流検出手段と、系統故障検出手段が系統故障を検出して
いない状態の下で過電流検出手段が過電流を検出したと
き、インバータの運転を停止するとともに第1の連系遮
断器を開路する第1の指令手段と、系統故障検出手段の
系統故障検出出力に基づいて第2の連系遮断器を開路す
るとともにインバータの運転を一旦停止し、第2の連系
遮断器の開路後所定時間経過したときインバータを再起
動し第2の連系遮断器を開路させたまま補機負荷への給
電を再開させる第2の指令手段とを備えたことを特徴と
する。
に請求項1の発明は、電池からなる直流電源から供給さ
れる直流電力を自励式インバータにより交流電力に変換
し、その交流電力を出力変圧器および直列接続の第1お
よび第2の連系遮断器を介して交流電力系統に給電する
とともに、第1の連系遮断器を介して直流電源用の補機
負荷に給電する系統連系用インバータの保護装置におい
て、交流電力系統の電圧を検出する電圧検出手段と、自
励式インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、
電圧検出手段の出力信号に基づいて交流電力系統の故障
を検出する系統故障検出手段と、電流検出手段の出力信
号に基づいて自励式インバータの過電流を検出する過電
流検出手段と、系統故障検出手段が系統故障を検出して
いない状態の下で過電流検出手段が過電流を検出したと
き、インバータの運転を停止するとともに第1の連系遮
断器を開路する第1の指令手段と、系統故障検出手段の
系統故障検出出力に基づいて第2の連系遮断器を開路す
るとともにインバータの運転を一旦停止し、第2の連系
遮断器の開路後所定時間経過したときインバータを再起
動し第2の連系遮断器を開路させたまま補機負荷への給
電を再開させる第2の指令手段とを備えたことを特徴と
する。
【0014】請求項2の発明は、請求項1記載の保護装
置において、第1の指令手段が、過電流検出手段による
過電流検出を記憶する第1の記憶手段と、系統故障検出
手段が系統故障を検出していないことを条件として第1
の記憶手段に記憶された過電流検出に従いインバータの
運転を停止するとともに第1の連系遮断器を開路する論
理回路とからなっていることを特徴とする。
置において、第1の指令手段が、過電流検出手段による
過電流検出を記憶する第1の記憶手段と、系統故障検出
手段が系統故障を検出していないことを条件として第1
の記憶手段に記憶された過電流検出に従いインバータの
運転を停止するとともに第1の連系遮断器を開路する論
理回路とからなっていることを特徴とする。
【0015】請求項3の発明は、請求項1記載の保護装
置において、第2の指令手段が、系統故障検出手段の系
統故障検出を記憶し第2の連系遮断器の開路により記憶
解除する第2の記憶手段と、この第2の記憶手段に記憶
された系統故障検出の出力端に接続されたオフディレー
タイマとからなっていることを特徴とする。
置において、第2の指令手段が、系統故障検出手段の系
統故障検出を記憶し第2の連系遮断器の開路により記憶
解除する第2の記憶手段と、この第2の記憶手段に記憶
された系統故障検出の出力端に接続されたオフディレー
タイマとからなっていることを特徴とする。
【0016】請求項4の発明は、請求項1記載の保護装
置において、過電流検出手段の検出出力に基づいてイン
バータを停止した後も過電流が検出され続けるとき第1
の連系遮断器を開路させる第3の指令手段を備えたこと
を特徴とする。
置において、過電流検出手段の検出出力に基づいてイン
バータを停止した後も過電流が検出され続けるとき第1
の連系遮断器を開路させる第3の指令手段を備えたこと
を特徴とする。
【0017】請求項5の発明は、請求項4記載の保護装
置において、第3の指令手段が、過電流検出手段の検出
出力を遅延させるオンディレータイマと、過電流検出手
段の過電流検出を記憶する手段の記憶出力およびオンデ
ィレータイマの出力のAND論理を出力するAND回路
とからなっていることを特徴とする。
置において、第3の指令手段が、過電流検出手段の検出
出力を遅延させるオンディレータイマと、過電流検出手
段の過電流検出を記憶する手段の記憶出力およびオンデ
ィレータイマの出力のAND論理を出力するAND回路
とからなっていることを特徴とする。
【0018】請求項6の発明は、請求項1または4に記
載の保護装置において、直流電源の電圧を検出する電圧
検出手段と、インバータの出力電流に応じた過電圧を検
出する過電圧検出手段と、過電圧検出手段の検出出力に
基づいてインバータの運転を停止する手段とを備えたこ
とを特徴とする。
載の保護装置において、直流電源の電圧を検出する電圧
検出手段と、インバータの出力電流に応じた過電圧を検
出する過電圧検出手段と、過電圧検出手段の検出出力に
基づいてインバータの運転を停止する手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【0019】請求項7の発明は、請求項6記載の保護装
置において、インバータの運転を停止する手段が、過電
流検出手段の過電流検出出力および直流過電圧検出手段
の過電圧検出出力を入力とする複数のフリップフロップ
回路からなっていることを特徴とする。
置において、インバータの運転を停止する手段が、過電
流検出手段の過電流検出出力および直流過電圧検出手段
の過電圧検出出力を入力とする複数のフリップフロップ
回路からなっていることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】図1は請求項1ないし3に記載の
発明の実施の一形態を示すものである。図1において、
図5の装置と同一機能を有する回路要素には同一符号を
付して示しており、それらの個々の説明は省略する。図
1の装置においてフリップフロップ回路13Aの入出力
回路、すなわち系統故障検出の処理系統は図5の装置と
全く同一である。両者の違いはインバータ2の過電流を
検出し処理する系統にある。すなわち、過電流検出の際
の遮断器4Aに対する開指令およびインバータ制御回路
11に対する停止指令であるが、ここではフリップフロ
ップ回路13BのQ出力が直接用いられるのではなく、
AND回路12Bおよびオンディレータイマ15Bを介
在させることにより、第一にはインバータ制御回路11
に対する停止指令が系統故障検出の状況と連系されるこ
とになり、第二には遮断器4Aに対する開指令がそれに
加えてタイマ15Bの設定時間だけ遅延される。なお付
加的に、フリップフロップ回路13Bのリセット入力端
子Rに直列にOR回路14Bが介挿され、回路13Bの
リセットがリセット接点18を介して入力されるリセッ
ト信号によるだけでなく、タイマ15Aの出力信号がオ
ンディレータイマ15Cおよびワンショット回路16を
介して入力される第2のリセット信号によってもリセッ
トされるようにしている。他の回路部分は図5の装置と
変わりがない。
発明の実施の一形態を示すものである。図1において、
図5の装置と同一機能を有する回路要素には同一符号を
付して示しており、それらの個々の説明は省略する。図
1の装置においてフリップフロップ回路13Aの入出力
回路、すなわち系統故障検出の処理系統は図5の装置と
全く同一である。両者の違いはインバータ2の過電流を
検出し処理する系統にある。すなわち、過電流検出の際
の遮断器4Aに対する開指令およびインバータ制御回路
11に対する停止指令であるが、ここではフリップフロ
ップ回路13BのQ出力が直接用いられるのではなく、
AND回路12Bおよびオンディレータイマ15Bを介
在させることにより、第一にはインバータ制御回路11
に対する停止指令が系統故障検出の状況と連系されるこ
とになり、第二には遮断器4Aに対する開指令がそれに
加えてタイマ15Bの設定時間だけ遅延される。なお付
加的に、フリップフロップ回路13Bのリセット入力端
子Rに直列にOR回路14Bが介挿され、回路13Bの
リセットがリセット接点18を介して入力されるリセッ
ト信号によるだけでなく、タイマ15Aの出力信号がオ
ンディレータイマ15Cおよびワンショット回路16を
介して入力される第2のリセット信号によってもリセッ
トされるようにしている。他の回路部分は図5の装置と
変わりがない。
【0021】図1の装置において、第1のケースとし
て、交流電力系統5の周波数異常や、不足電圧、過電圧
等の系統故障が発生すると、それは電圧検出変圧器7を
介して系統故障検出回路9により検出される。系統故障
が検出されるとAND回路12Aにより連系遮断器4B
の閉路条件とのAND論理をとって、フリップフロップ
回路13Aを介して連系遮断器4Bをまず開路するとと
もにインバータ2を一旦停止する。遮断器4Bの開路に
より直流電源1から交流電力系統5への電力融通が断た
れ、これに応動してフリップフロップ回路13Aがリセ
ットされる。このリセットにより、オフディレータイマ
15Aの設定時間が経過して停止指令がなくなり、これ
により制御回路11は再起動され、CVCF運転へ移行
し補機負荷6へ定電圧・定周波数の交流電力を供給す
る。以上の動作態様は、すでに述べた図5の装置の場合
と同様である。
て、交流電力系統5の周波数異常や、不足電圧、過電圧
等の系統故障が発生すると、それは電圧検出変圧器7を
介して系統故障検出回路9により検出される。系統故障
が検出されるとAND回路12Aにより連系遮断器4B
の閉路条件とのAND論理をとって、フリップフロップ
回路13Aを介して連系遮断器4Bをまず開路するとと
もにインバータ2を一旦停止する。遮断器4Bの開路に
より直流電源1から交流電力系統5への電力融通が断た
れ、これに応動してフリップフロップ回路13Aがリセ
ットされる。このリセットにより、オフディレータイマ
15Aの設定時間が経過して停止指令がなくなり、これ
により制御回路11は再起動され、CVCF運転へ移行
し補機負荷6へ定電圧・定周波数の交流電力を供給す
る。以上の動作態様は、すでに述べた図5の装置の場合
と同様である。
【0022】第2のケースとして交流電力系統5との連
系運転状態下で過電流検出回路10により過電流が単独
に検出されたときは、AND回路12BおよびOR回路
14Aを介して停止指令が発せられ、インバータ2が一
旦停止されるとともに、オンディレータイマ15Bの設
定時間経過により遮断器4Aを開路し、システム停止と
する。
系運転状態下で過電流検出回路10により過電流が単独
に検出されたときは、AND回路12BおよびOR回路
14Aを介して停止指令が発せられ、インバータ2が一
旦停止されるとともに、オンディレータイマ15Bの設
定時間経過により遮断器4Aを開路し、システム停止と
する。
【0023】次に第3のケースとして、交流電力系統5
との連系運転状態下で系統故障検出回路9による系統故
障検出と過電流検出回路10による過電流が同時に検出
されたときは、系統故障検出の系統が優先的に動作し、
まず系統遮断器4Bを開路するとともにインバータ2を
運転停止とし、タイマ15Aの出力によりタイマ15C
およびワンショット回路16を介してフリップフロップ
回路13Bをリセットするとともに、系統故障検出回路
9の出力によりAND回路12Bを、回路13BのQ出
力信号が通過しないようにブロック状態にする。つま
り、この場合は系統故障検出系のみを有効にし、過電流
検出系は動作しないように無効にする。したがって、こ
の場合は結果的に第1のケースと同一になり、遮断器4
Bの開路に応動してフリップフロップ回路13Aがリセ
ットされることにより、オフディレータイマ15Aの設
定時間の後停止指令がなくなり、これにより制御回路1
1は再起動され、インバータ故障でない限りインバータ
2が運転再開され、CVCF運転へ移行し補機負荷6へ
定電圧・定周波数の交流電力を供給する。
との連系運転状態下で系統故障検出回路9による系統故
障検出と過電流検出回路10による過電流が同時に検出
されたときは、系統故障検出の系統が優先的に動作し、
まず系統遮断器4Bを開路するとともにインバータ2を
運転停止とし、タイマ15Aの出力によりタイマ15C
およびワンショット回路16を介してフリップフロップ
回路13Bをリセットするとともに、系統故障検出回路
9の出力によりAND回路12Bを、回路13BのQ出
力信号が通過しないようにブロック状態にする。つま
り、この場合は系統故障検出系のみを有効にし、過電流
検出系は動作しないように無効にする。したがって、こ
の場合は結果的に第1のケースと同一になり、遮断器4
Bの開路に応動してフリップフロップ回路13Aがリセ
ットされることにより、オフディレータイマ15Aの設
定時間の後停止指令がなくなり、これにより制御回路1
1は再起動され、インバータ故障でない限りインバータ
2が運転再開され、CVCF運転へ移行し補機負荷6へ
定電圧・定周波数の交流電力を供給する。
【0024】このように図1の装置によれば、第3のケ
ースにおいて、従来はシステム停止としていたものを、
瞬時停止の後、補機負荷6への定電圧・定周波数の交流
電力を供給することができる。
ースにおいて、従来はシステム停止としていたものを、
瞬時停止の後、補機負荷6への定電圧・定周波数の交流
電力を供給することができる。
【0025】図2は請求項4,5に対応する実施の形態
を示すものである。図2の装置においては、図1に示し
た実施の形態において、2入力型のOR回路14Aを3
入力型とし、さらにオンディレータイマ15D、AND
回路12CおよびOR回路14Cを付設したものであ
る。タイマ15Bの出力端にOR回路14Cを介挿し、
その出力をOR回路14Aの第3の入力端(図示中央)
への入力および遮断器4Aの開指令とする。OR回路1
4Cの第2の入力端にはAND回路12Cの出力端が接
続される。AND回路12Cには、過電流検出回路10
の出力信号がオンディレータイマ15Dを介して入力さ
れるともに、フリップフロップ回路13BのQ出力信号
が入力される。
を示すものである。図2の装置においては、図1に示し
た実施の形態において、2入力型のOR回路14Aを3
入力型とし、さらにオンディレータイマ15D、AND
回路12CおよびOR回路14Cを付設したものであ
る。タイマ15Bの出力端にOR回路14Cを介挿し、
その出力をOR回路14Aの第3の入力端(図示中央)
への入力および遮断器4Aの開指令とする。OR回路1
4Cの第2の入力端にはAND回路12Cの出力端が接
続される。AND回路12Cには、過電流検出回路10
の出力信号がオンディレータイマ15Dを介して入力さ
れるともに、フリップフロップ回路13BのQ出力信号
が入力される。
【0026】図2の装置において、系統故障の場合(第
1のケース)の動作は図1の装置のそれと全く変わりが
ない。インバータ過電流の場合(第2のケース)の動作
は基本的には図1の装置のそれと変わりがない。
1のケース)の動作は図1の装置のそれと全く変わりが
ない。インバータ過電流の場合(第2のケース)の動作
は基本的には図1の装置のそれと変わりがない。
【0027】第3のケースに相当する、インバータ過電
流を検出しインバータ停止とした後も継続してなお過電
流を検出している場合、すなわち、オンディレータイマ
15Dの動作後もなお過電流を検出している場合、それ
をAND回路12Cによって検知し、インバータ2また
は出力変圧器3Aの故障とみなして、OR回路14Cを
介して連系遮断器4Aを開路するとともにOR回路14
Aを介してインバータ制御回路11に停止指令を送出し
インバータ2を運転停止とし、ここに直流電源システム
の全面停止とする。このようにして、より安全な保護動
作を行わせることができる。
流を検出しインバータ停止とした後も継続してなお過電
流を検出している場合、すなわち、オンディレータイマ
15Dの動作後もなお過電流を検出している場合、それ
をAND回路12Cによって検知し、インバータ2また
は出力変圧器3Aの故障とみなして、OR回路14Cを
介して連系遮断器4Aを開路するとともにOR回路14
Aを介してインバータ制御回路11に停止指令を送出し
インバータ2を運転停止とし、ここに直流電源システム
の全面停止とする。このようにして、より安全な保護動
作を行わせることができる。
【0028】図3は請求項6,7に対応する実施の形態
を示すものである。図3の装置はインバータ2の無負荷
電圧での高電圧起動に対処したものであって、3入力型
のOR回路14Aの各入力端にそれぞれフリップフロッ
プ回路13C、13Dおよび13Eの各Q出力信号を入
力する。また、変流器8の出力信号は過電流検出回路2
0に入力する。直流電源1の電圧を絶縁型の電圧検出器
19により検知して直流過電圧検出回路21に入力す
る。直流過電圧検出回路21には図4に示すように定格
電圧Vr と無負荷電圧Vo との間に直流過電圧レベル1
(OV1 )を設定し、また無負荷電圧Vo よりわずかに
高い直流過電圧レベル2(OV2 )を設定する。過電流
検出回路20にはインバータ定格電流Ir より小さいイ
ンバータ電流レベル1(OC1 )と、インバータ定格電
流Ir より大きい過電流域にインバータ電流レベル2
(OC2 )を設定する。過電流検出回路20は変流器8
で検出された電流が第1のレベルOC1 を超えたとき第
1の出力端に“1”信号を出力し、それをオフディレー
タイマ15Dを介してAND回路12Cの第1の入力端
に入力する。AND回路12Cの第2の入力端には、電
圧検出器19で検出された電圧が第1のレベルOV1 を
超えたとき第1の出力端に“1”信号を生ずる直流過電
圧検出回路21の第1の出力端が接続されている。AN
D回路12Cの出力端はフリップフロップ回路13Dの
セット入力端子に接続されている。フリップフロップ回
路13Cのセット入力端子には、変流器8で検出された
電流が第2のレベルOC2 を超えたとき“1”信号を出
力する過電流検出回路20の第2の出力端が接続されて
いる。フリップフロップ回路13Eのセット入力端子に
は、電圧検出器19で検出された電圧が第2のレベルO
V2 を超えたとき“1”信号を出力する直流過電圧検出
回路21の第2の出力端に接続されている。フリップフ
ロップ回路13C〜13Eの各リセット入力端子Rに
は、リセット接点18を介してリセット信号が入力され
る。
を示すものである。図3の装置はインバータ2の無負荷
電圧での高電圧起動に対処したものであって、3入力型
のOR回路14Aの各入力端にそれぞれフリップフロッ
プ回路13C、13Dおよび13Eの各Q出力信号を入
力する。また、変流器8の出力信号は過電流検出回路2
0に入力する。直流電源1の電圧を絶縁型の電圧検出器
19により検知して直流過電圧検出回路21に入力す
る。直流過電圧検出回路21には図4に示すように定格
電圧Vr と無負荷電圧Vo との間に直流過電圧レベル1
(OV1 )を設定し、また無負荷電圧Vo よりわずかに
高い直流過電圧レベル2(OV2 )を設定する。過電流
検出回路20にはインバータ定格電流Ir より小さいイ
ンバータ電流レベル1(OC1 )と、インバータ定格電
流Ir より大きい過電流域にインバータ電流レベル2
(OC2 )を設定する。過電流検出回路20は変流器8
で検出された電流が第1のレベルOC1 を超えたとき第
1の出力端に“1”信号を出力し、それをオフディレー
タイマ15Dを介してAND回路12Cの第1の入力端
に入力する。AND回路12Cの第2の入力端には、電
圧検出器19で検出された電圧が第1のレベルOV1 を
超えたとき第1の出力端に“1”信号を生ずる直流過電
圧検出回路21の第1の出力端が接続されている。AN
D回路12Cの出力端はフリップフロップ回路13Dの
セット入力端子に接続されている。フリップフロップ回
路13Cのセット入力端子には、変流器8で検出された
電流が第2のレベルOC2 を超えたとき“1”信号を出
力する過電流検出回路20の第2の出力端が接続されて
いる。フリップフロップ回路13Eのセット入力端子に
は、電圧検出器19で検出された電圧が第2のレベルO
V2 を超えたとき“1”信号を出力する直流過電圧検出
回路21の第2の出力端に接続されている。フリップフ
ロップ回路13C〜13Eの各リセット入力端子Rに
は、リセット接点18を介してリセット信号が入力され
る。
【0029】図3の装置においては、連系遮断器4Bを
開路した後のCVCF運転へ移行する時に生ずる無負荷
電圧Vo での起動を回避するため、図4に示すごとく直
流電源電圧Vd に関して2段構成の保護レベルを設定
し、インバータ2の出力電流Iに関し電流検出レベルを
2段構成とし、インバータ出力電流Iの値に応じて増加
していくサージ電圧Vs を直流電源電圧Vd に重畳して
もインバータ定格電圧Vr を超えない保護範囲とする。
こうすることにより、従来よりインバータ定格を低くす
ることが可能になる。図3はそのような実施の形態を示
すものである。
開路した後のCVCF運転へ移行する時に生ずる無負荷
電圧Vo での起動を回避するため、図4に示すごとく直
流電源電圧Vd に関して2段構成の保護レベルを設定
し、インバータ2の出力電流Iに関し電流検出レベルを
2段構成とし、インバータ出力電流Iの値に応じて増加
していくサージ電圧Vs を直流電源電圧Vd に重畳して
もインバータ定格電圧Vr を超えない保護範囲とする。
こうすることにより、従来よりインバータ定格を低くす
ることが可能になる。図3はそのような実施の形態を示
すものである。
【0030】図3において、インバータ2の定格電流I
r より過大となる電流レベルOC2、および直流電源無
負荷電圧Vo より過大となる過電圧レベルOV2 を超え
たときはインバータ停止とし、さらにインバータ定格電
流Ir より小さい所定の電流レベルOC1 以内では、過
電圧レベルOV1 を超えたときインバータ停止とする。
なお、ここではインバータ過電流が検出されない場合の
系統故障検出時は、連系用遮断器4Bを開路し、直流電
源の補機負荷6へ電力を供給する回路、および連系用遮
断器4Bが開時の系統故障検出は直流電源システムを停
止させる回路は周知のもの、または本発明に従って構成
される図1または図2の装置を用いて構成すればよい。
r より過大となる電流レベルOC2、および直流電源無
負荷電圧Vo より過大となる過電圧レベルOV2 を超え
たときはインバータ停止とし、さらにインバータ定格電
流Ir より小さい所定の電流レベルOC1 以内では、過
電圧レベルOV1 を超えたときインバータ停止とする。
なお、ここではインバータ過電流が検出されない場合の
系統故障検出時は、連系用遮断器4Bを開路し、直流電
源の補機負荷6へ電力を供給する回路、および連系用遮
断器4Bが開時の系統故障検出は直流電源システムを停
止させる回路は周知のもの、または本発明に従って構成
される図1または図2の装置を用いて構成すればよい。
【0031】図3の装置によれば、直流電源の電圧特性
にインバータ2の出力電流に応じて増加するサージ電圧
を重畳した電圧曲線に従って保護レベルを設定すること
により、制御異常による急激な位相ずれ、および無効電
力増加の場合でもインバータ2を保護し、インバータ2
の定格電圧として直流電圧レベルにサージ電圧を加えた
値以上必要とされていたところ、これを低くし、装置の
小型化を達成することができる。
にインバータ2の出力電流に応じて増加するサージ電圧
を重畳した電圧曲線に従って保護レベルを設定すること
により、制御異常による急激な位相ずれ、および無効電
力増加の場合でもインバータ2を保護し、インバータ2
の定格電圧として直流電圧レベルにサージ電圧を加えた
値以上必要とされていたところ、これを低くし、装置の
小型化を達成することができる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、系統故障とインバータ
故障を判別し、インバータが正常で運転可能であれば直
流電源用補機負荷へ電力を供給するCVCF運転を行
い、直流電源システムを停止させることなく運転を継続
させる。
故障を判別し、インバータが正常で運転可能であれば直
流電源用補機負荷へ電力を供給するCVCF運転を行
い、直流電源システムを停止させることなく運転を継続
させる。
【図1】本発明の請求項1ないし3による保護装置の実
施の形態を示すブロック図。
施の形態を示すブロック図。
【図2】本発明の請求項4ないし5による保護装置の実
施の形態を示すブロック図。
施の形態を示すブロック図。
【図3】本発明の請求項6ないし7による保護装置の実
施の形態を示すブロック図。
施の形態を示すブロック図。
【図4】図3の装置における直流電源電圧と保護レベル
との関係を示す特性線図。
との関係を示す特性線図。
【図5】従来の保護装置のブロック図。
【図6】従来の系統連系用インバータの出力特性と保護
特性を示す特性線図。
特性を示す特性線図。
1 直流電源 2 自励式インバータ 3A,3B 出力変圧器 4 連系遮断器 5 交流電力系統 5A 母線 6 補機負荷 7 電圧検出変圧器 8 変流器 9 系統故障検出回路 10 過電流検出回路 11 インバータ制御回路 12A〜12C AND回路 13A〜13E フリップフロップ回路 14A〜14C OR回路 15A オフディレータイマ 15B〜15D オンディレータイマ 16 ワンショット回路 17 反転回路 18 リセット接点 19 電圧検出器 20 過電流検出回路 21 直流過電圧検出回路
Claims (7)
- 【請求項1】電池からなる直流電源から供給される直流
電力を自励式インバータにより交流電力に変換し、その
交流電力を出力変圧器および直列接続の第1および第2
の連系遮断器を介して交流電力系統に給電するととも
に、前記第1の連系遮断器を介して前記直流電源用の補
機負荷に給電する系統連系用インバータの保護装置にお
いて、 前記交流電力系統の電圧を検出する電圧検出手段と、 前記自励式インバータの出力電流を検出する電流検出手
段と、 前記電圧検出手段の出力信号に基づいて前記交流電力系
統の故障を検出する系統故障検出手段と、 前記電流検出手段の出力信号に基づいて前記自励式イン
バータの過電流を検出する過電流検出手段と、 前記系統故障検出手段が系統故障を検出していない状態
の下で前記過電流検出手段が過電流を検出したとき、前
記インバータの運転を停止するとともに前記第1の連系
遮断器を開路する第1の指令手段と、 前記系統故障検出手段の系統故障検出出力に基づいて前
記第2の連系遮断器を開路するとともに前記インバータ
の運転を一旦停止し、前記第2の連系遮断器の開路後所
定時間経過したとき前記インバータを再起動し前記第2
の連系遮断器を開路させたまま前記補機負荷への給電を
再開させる第2の指令手段とを備えたことを特徴とする
系統連系用インバータの保護装置。 - 【請求項2】請求項1記載の保護装置において、前記第
1の指令手段が、前記過電流検出手段による過電流検出
を記憶する第1の記憶手段と、前記系統故障検出手段が
系統故障を検出していないことを条件として前記第1の
記憶手段に記憶された過電流検出に従い前記インバータ
の運転を停止するとともに前記第1の連系遮断器を開路
する論理回路とからなっていることを特徴とする系統連
系用インバータの保護装置。 - 【請求項3】請求項1記載の保護装置において、前記第
2の指令手段が、前記系統故障検出手段の系統故障検出
を記憶し前記第2の連系遮断器の開路により記憶解除す
る第2の記憶手段と、この第2の記憶手段に記憶された
系統故障検出の出力端に接続されたオフディレータイマ
とからなっていることを特徴とする系統連系用インバー
タの保護装置。 - 【請求項4】請求項1記載の保護装置において、前記過
電流検出手段の検出出力に基づいて前記インバータを停
止した後も過電流が検出され続けるとき前記第1の連系
遮断器を開路させる第3の指令手段を備えたことを特徴
とする系統連系用インバータの保護装置。 - 【請求項5】請求項4記載の保護装置において、前記第
3の指令手段が、前記過電流検出手段の検出出力を遅延
させるオンディレータイマと、前記過電流検出手段の過
電流検出を記憶する手段の記憶出力および前記オンディ
レータイマの出力のAND論理を出力するAND回路と
からなっていることを特徴とする系統連系用インバータ
の保護装置。 - 【請求項6】請求項1または4に記載の保護装置におい
て、 前記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、 前記インバータの出力電流に応じた過電圧を検出する過
電圧検出手段と、 前記過電圧検出手段の検出出力に基づいて前記インバー
タの運転を停止する手段とを備えたことを特徴とする系
統連系用インバータの保護装置。 - 【請求項7】請求項6記載の保護装置において、前記イ
ンバータの運転を停止する手段が、前記過電流検出手段
の過電流検出出力および前記直流過電圧検出手段の過電
圧検出出力を入力とする複数のフリップフロップ回路か
らなっていることを特徴とする系統連系用インバータの
保護装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00773996A JP3529530B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 系統連系用インバータの保護装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00773996A JP3529530B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 系統連系用インバータの保護装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09201070A true JPH09201070A (ja) | 1997-07-31 |
JP3529530B2 JP3529530B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=11674079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00773996A Expired - Fee Related JP3529530B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 系統連系用インバータの保護装置 |
Country Status (1)
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---|---|
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000013285A2 (en) * | 1998-08-26 | 2000-03-09 | Northrop Grumman Corporation | Integrated mode control for micropower systems |
JP2005192317A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 系統連系用インバータ装置 |
JP2010142085A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Omron Corp | パワーコンディショナ |
JP2011155783A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Meidensha Corp | 交直変換装置 |
JP2015023791A (ja) * | 2013-07-16 | 2015-02-02 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | インバータ制御装置及びその制御方法 |
WO2016024322A1 (ja) * | 2014-08-11 | 2016-02-18 | 日立マクセル株式会社 | 蓄電装置 |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP00773996A patent/JP3529530B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2000013285A3 (en) * | 1998-08-26 | 2000-09-08 | Northrop Grumman Corp | Integrated mode control for micropower systems |
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JP4508631B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2010-07-21 | 三洋電機株式会社 | 系統連系用インバータ装置 |
JP2010142085A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Omron Corp | パワーコンディショナ |
JP2011155783A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Meidensha Corp | 交直変換装置 |
JP2015023791A (ja) * | 2013-07-16 | 2015-02-02 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | インバータ制御装置及びその制御方法 |
US9520768B2 (en) | 2013-07-16 | 2016-12-13 | Lsis Co., Ltd. | Inverter control apparatus and control method thereof |
WO2016024322A1 (ja) * | 2014-08-11 | 2016-02-18 | 日立マクセル株式会社 | 蓄電装置 |
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---|---|
JP3529530B2 (ja) | 2004-05-24 |
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