JPH11326393A - 直流電流検出器の異常検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器やリアクト
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。

【０００２】

【従来の技術】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
出された電流を絶縁アンプ９Ａ，９Ｂで整流器３と絶縁
した電流値と減算器１ＯＡ，１０Ｂで比較され、それら
の差分が零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１２
Ａ，１２Ｂおよびパルスアンプ１３Ａ，１３Ｂによりサ
イリスタを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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】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
出器内部回路の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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】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の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。

【００１６】

【発明の実施の形態】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９
Ｃ，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９
Ｃ，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９
Ｃ，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９
Ｃ，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９
Ｃ，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１
６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Ｄ
Ｃ一ＣＴに異常があることを検出する。また、比較器１
５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。

【００４４】

【発明の効果】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】

【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。

【符号の説明】

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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【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直流電
   流検出器の異常検出回路。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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
   換器の電流基準の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
   常と判別する直流電流検出器の異常検出回路。
7. 【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。