JP2000013989A - Current limiter - Google Patents

Current limiter

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JP2000013989A
JP2000013989A JP10175043A JP17504398A JP2000013989A JP 2000013989 A JP2000013989 A JP 2000013989A JP 10175043 A JP10175043 A JP 10175043A JP 17504398 A JP17504398 A JP 17504398A JP 2000013989 A JP2000013989 A JP 2000013989A
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current
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bridge circuit
thermal
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Katsuo Matsubara
克夫 松原
Masakuni Asano
正邦 浅野
Kensho Tokuda
憲昭 徳田
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an economical current limiter which can surely suppress burst current through a simple means at of a short-circuit accident and is able to maintain a current-limiting function for a relatively long time. SOLUTION: For a current limiter, AC terminals 12 and 13 of a rectifier bridge circuit 11 are connected in series to a power system, and a DC reactor 16 is connected between the DC terminals 14 and 15 of the rectifier bridge circuit 11. Then, a current limiting element 17, such as a positive temperature characteristic(PTC) thermistor, etc., which generates heat from overcurrent and turns into high resistance from its temperature rise is connected in series to the DC reactor 16, and a current-limiting reactor 18 is connected in parallel with the rectifying bridge circuit 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は限流装置に関し、詳
しくは、低圧、高圧、特高系統から基幹系統に至る全て
の電力系統に使用され、系統短絡事故による過電流や、
変圧器又はコンデンサ設備投入時のインラッシュ電流、
低圧系統の負荷投入時のインラッシュ電流を抑制するた
めの限流装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current limiting device, and more particularly to a current limiting device which is used in all power systems from a low voltage, a high voltage, an extra-high system to a main system, and is provided with an overcurrent caused by a system short circuit accident,
Inrush current when transformer or capacitor equipment is turned on,
The present invention relates to a current limiting device for suppressing an inrush current when a load is applied to a low-voltage system.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、低圧、高圧、特高系統から基幹
系統に至る全ての電力系統では、系統短絡事故による過
電流や、変圧器又はコンデンサ設備投入時のインラッシ
ュ電流、低圧系統の負荷投入時にインラッシュ電流を抑
制するために限流装置を設けているのが一般的である。
2. Description of the Related Art For example, in all power systems from a low voltage, a high voltage, an extra high system to a main system, an overcurrent due to a system short circuit accident, an inrush current when a transformer or a capacitor is turned on, and a load input to a low voltage system. Generally, a current limiting device is generally provided to suppress the inrush current.

【0003】この種の限流装置としては、従来、例えば
正温度特性(PTC)サーミスタの熱限流素子を用いた
限流装置や整流器型限流装置がある。
Conventionally, this type of current limiting device includes, for example, a current limiting device using a thermal current limiting element of a positive temperature characteristic (PTC) thermistor and a rectifier type current limiting device.

【0004】図5に示す限流装置は、電力系統の系統電
源1と負荷2との間に直列に接続された熱限流素子3を
用いたもので、その熱限流素子3は、過大な電流を流す
ことにより発熱してその温度上昇で高抵抗化させる素子
である。熱限流素子3は、図6に示すような抵抗−温度
特性を有するポリマー系材料やチタン酸バリウム系材料
を組成とするものがある。
[0005] The current limiting device shown in FIG. 5 uses a thermal current limiting element 3 connected in series between a system power supply 1 and a load 2 of a power system. This element generates heat when a large current flows, and increases the resistance by increasing the temperature. As the thermal current limiting element 3, there is an element having a composition of a polymer material or a barium titanate material having resistance-temperature characteristics as shown in FIG.

【0005】例えば、図5に示すように短絡事故aが発
生して過電流が流れると、熱限流素子3が発熱してその
温度上昇で高抵抗化し、その結果、図7に示すように電
力系統に流れる過電流を抑制することができる。同図は
熱限流素子3に流れる連系電流を示し、熱限流素子3
は、同図に示すように短絡事故aの発生時点T1 から所
定時間経過した時点T2 で、過電流が抑制される限流効
果を発揮する特性を有するため、低速応答の限流効果が
必要な場合に好適である。
For example, as shown in FIG. 5, when a short circuit a occurs and an overcurrent flows, the thermal current limiting element 3 generates heat and its temperature rises to increase the resistance. As a result, as shown in FIG. Overcurrent flowing in the power system can be suppressed. FIG. 3 shows the interconnection current flowing through the thermal current limiting element 3.
Is the time T 2 has elapsed from the generation time point T 1 of the short circuit a shown in Fig predetermined time, since it has the property of exerting a limiting effect overcurrent is suppressed, the current limiting effect of the slow response It is suitable when necessary.

【0006】また、整流器型限流装置は、図8に示すよ
うに電力系統に直列に接続された整流ブリッジ回路4か
らなり、その整流ブリッジ回路4はダイオードD1 〜D
4 との単相ブリッジで構成され、一方の交流端子5にダ
イオードD1 ,D2 を接続し、他方の交流端子6にダイ
オードD3 ,D4 を接続し、直流端子7,8間に直流リ
アクトル9を接続した構成を有する。
The rectifier type current limiting device comprises a rectifying bridge circuit 4 connected in series to a power system as shown in FIG. 8, and the rectifying bridge circuit 4 includes diodes D 1 to D 1.
4 , a diode D 1 , D 2 is connected to one AC terminal 5, diodes D 3 , D 4 are connected to the other AC terminal 6, and a DC voltage is applied between the DC terminals 7, 8. It has a configuration in which a reactor 9 is connected.

【0007】このような構成を具備した整流器型限流装
置では、図9(a)(b)に示すように短絡事故aの発
生時点T1 から即座に過電流が抑制される限流効果を発
揮する特性を有するため、高速応答の限流効果が必要な
場合に好適である。尚、同図(a)は整流ブリッジ回路
4の交流端子5,6間に流れる連系電流、同図(b)は
整流ブリッジ回路4の直流端子7,8間に流れる直流コ
イル電流をそれぞれ示す。
[0007] In the rectifier-type current-limiting device having such a configuration, the limiting effect of excessive current is suppressed from generating time T 1 of the short circuit a in real as shown in FIG. 9 (a) (b) Since it has characteristics to be exhibited, it is suitable when a current limiting effect of high-speed response is required. 2A shows the interconnection current flowing between the AC terminals 5 and 6 of the rectifier bridge circuit 4, and FIG. 2B shows the DC coil current flowing between the DC terminals 7 and 8 of the rectifier bridge circuit 4, respectively. .

【0008】この整流器型限流装置では、正常時、ダイ
オードD1 ,D2 は直流バイアス電流が重畳された交流
電流が流れてダイオードD3 ,D4 と同様に導通状態と
なっているので、交流側から見たインピーダンスが零と
なっている。
In this rectifier type current limiting device, the diodes D 1 and D 2 are in a conducting state similarly to the diodes D 3 and D 4 because the diodes D 1 and D 2 receive an alternating current on which a DC bias current is superimposed. The impedance seen from the AC side is zero.

【0009】しかし、短絡事故aの発生により交流電流
が直流リアクトル9に流れる直流電流を上回れば、ダイ
オードD1 とD4 のペア又はダイオードD2 とD3 のペ
アのいずれかが停止する。これを交流端子5,6から見
ると、この間直流リアクトル9が交流回路に直列に挿入
されたことになり、その直流リアクトル9の端子電圧が
発生することにより限流動作を開始する。
[0009] However, if exceeds the DC current alternating current by the occurrence of short circuit a flows in the DC reactor 9, one of a pair of diodes D 1 and D 4 of the pair or diodes D 2 and D 3 is stopped. When viewed from the AC terminals 5 and 6, this means that the DC reactor 9 has been inserted in series into the AC circuit during this time, and the terminal current of the DC reactor 9 is generated to start the current limiting operation.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の熱限
流素子3を有する限流装置と整流ブリッジ回路4を有す
る限流装置についてそれぞれ以下のような問題があっ
た。
The conventional current limiting device having the thermal current limiting element 3 and the conventional current limiting device having the rectifying bridge circuit 4 have the following problems.

【0011】正温度特性(PTC)サーミスタの熱限流
素子3の場合、その熱限流素子3自体は構造が簡単で経
済的な電流制限素子であり、短絡事故時などの過電流に
より素子の発熱を得て限流作用を発揮させるものである
が、必然的に数十msecの動作遅れを生じ、突発電流を抑
制することができない欠点があった。
In the case of the thermal limiting element 3 of a positive temperature characteristic (PTC) thermistor, the thermal limiting element 3 itself is a simple and economical current limiting element. Although this method is to generate heat and exert a current limiting effect, it has a disadvantage that an operation delay of inevitably several tens of milliseconds occurs and a sudden current cannot be suppressed.

【0012】一方、整流器型限流装置では、短絡事故時
の過電流を直流リアクトル9のインダクタンスで限流効
果を的確に発揮できるが、直流リアクトル9に流れる直
流電流変化が半サイクルごとに増大するため、ある時間
帯の例えば50〜100msecの間、限流効果を期待する
にはコストも損失も大きくなり、比較的長時間の限流機
能を維持しようとすると、より大きな直流リアクトル9
を設置しなければならず、コスト面で経済的でないとい
う欠点がある。
On the other hand, in the rectifier type current limiting device, the overcurrent at the time of a short circuit accident can be accurately exerted by the inductance of the DC reactor 9 in the current limiting effect, but the change in the DC current flowing through the DC reactor 9 increases every half cycle. Therefore, during a certain period of time, for example, 50 to 100 msec, the cost and the loss are large in order to expect the current limiting effect, and when the current limiting function is to be maintained for a relatively long time, the larger DC reactor 9 is required.
Has to be installed, which is disadvantageous in that it is not economical in terms of cost.

【0013】そこで、本発明は前述した問題点に鑑みて
提案されたもので、短絡事故の発生時、突発電流を簡便
な手段により確実に抑制できると共に、比較的長時間の
限流機能を維持し得る経済的な限流装置を提供すること
にある。
In view of the above, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems. In the event of a short-circuit accident, sudden current can be reliably suppressed by simple means, and a current limiting function for a relatively long time is maintained. It is to provide an economical current limiting device that can be used.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本出願人は、熱限流素子
と整流器型限流装置とが具備する特性を相互に補完する
ことに着目し、前述の目的を達成するための技術的手段
として、本発明は、整流ブリッジ回路の交流端子を電力
系統と直列に接続し、整流ブリッジ回路の直流端子間に
直流リアクトルを接続した限流装置において、以下の点
を特徴とする。尚、後述する熱限流素子としては、正温
度特性(PTC)サーミスタが好適である。 過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗化する
熱限流素子を直流リアクトルに直列に接続し、整流ブリ
ッジ回路と並列に限流リアクトルを接続したこと。 整流ブリッジ回路の交流側に、過電流により発熱し
てその温度上昇で高抵抗化する熱限流素子を直列に接続
したこと。 整流ブリッジ回路の交流側に、過電流により発熱し
てその温度上昇で高抵抗化する熱限流素子を直列に接続
し、整流ブリッジ回路と熱限流素子の直列回路と並列に
限流リアクトルを接続したこと。
SUMMARY OF THE INVENTION The present applicant has paid attention to complementing the characteristics of a thermal current limiting element and a rectifier type current limiting device with each other, and has taken technical measures to achieve the above-mentioned object. The present invention has the following features in a current limiting device in which an AC terminal of a rectifier bridge circuit is connected in series with a power system, and a DC reactor is connected between DC terminals of the rectifier bridge circuit. In addition, a positive temperature characteristic (PTC) thermistor is suitable as a thermal current limiting element described later. A thermal current limiting element that generates heat due to overcurrent and increases resistance by increasing its temperature is connected in series with the DC reactor, and the current limiting reactor is connected in parallel with the rectifier bridge circuit. A heat-limiting element that generates heat due to overcurrent and increases resistance by increasing its temperature is connected in series to the AC side of the rectifier bridge circuit. On the AC side of the rectifier bridge circuit, a thermal current limiting element that generates heat due to overcurrent and increases resistance due to its temperature rise is connected in series, and a current limiting reactor is connected in parallel with the series circuit of the rectifier bridge circuit and the thermal current limiting element. Connected.

【0015】本発明の限流装置では、熱限流素子と整流
ブリッジ回路とが相互に補完する機能を発揮し、短絡事
故の発生時、整流ブリッジ回路により突発電流を確実に
抑制できて高速応答の限流効果を発揮し、また、熱限流
素子により比較的長時間の限流機能を維持できて低速応
答の限流効果を発揮する。
In the current limiting device of the present invention, the thermal current limiting element and the rectifying bridge circuit exhibit a function of complementing each other, and when a short circuit occurs, the sudden current can be suppressed by the rectifying bridge circuit and the high-speed response can be achieved. In addition, the current limiting effect can be maintained, and the thermal current limiting element can maintain the current limiting function for a relatively long time, thereby exhibiting the current limiting effect of low-speed response.

【0016】また、前述した特徴点では、整流ブリ
ッジ回路側に並列に限流リアクトルを接続したことによ
り、短絡事故の発生時、直流リアクトルにより高速で限
流した後、限流リアクトルに転流させることにより、電
力系統の連系を解列させることなく、短絡電流を抑制す
る限流機能を継続させることができる。
In the above-mentioned feature, the current limiting reactor is connected in parallel to the rectifying bridge circuit, so that when a short circuit occurs, the current is limited at a high speed by the DC reactor and then commutated to the current limiting reactor. Thereby, the current limiting function for suppressing the short-circuit current can be continued without disconnecting the interconnection of the power system.

【0017】更に、特徴点では、整流ブリッジ回路
の交流側に熱限流素子を直列に接続したことにより、特
徴点のように熱限流素子を直流リアクトルと直列に接
続する場合と比較して、定常運転時における熱限流素子
での損失(定常損失)を1/2に低減することができ
る。
Further, in the characteristic point, the thermal limiting element is connected in series to the AC side of the rectifying bridge circuit, so that the thermal limiting element is connected in series with the DC reactor as in the characteristic point. In addition, the loss (steady-state loss) in the thermal current limiting element during steady operation can be reduced to half.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明に係る限流装置の実施形態
を以下に詳述する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the current limiting device according to the present invention will be described in detail below.

【0019】図1、図3及び図4に示す第1、第2及び
第3の実施形態における各限流装置は、4つのダイオー
ドD1 〜D4 でブリッジ構成され、その交流端子12,
13を電力系統を直列に接続し、直流端子14,15間
に直流リアクトル16を接続した整流ブリッジ回路11
を具備し、この整流ブリッジ回路11に熱限流素子17
を付加した基本構成とする。この熱限流素子17として
は、図6に示すような抵抗−温度特性を有するポリマー
系材料やチタン酸バリウム系材料を組成とする正温度特
性(PTC)サーミスタが好適である。以下の各実施形
態は、その熱限流素子17の接続箇所と限流リアクトル
18の有無でそれぞれ相違する。
Each of the current limiting devices in the first, second and third embodiments shown in FIGS. 1, 3 and 4 is bridged by four diodes D 1 to D 4 , and its AC terminals 12 and
13 is a rectifying bridge circuit 11 in which a power system is connected in series and a DC reactor 16 is connected between DC terminals 14 and 15.
The rectifying bridge circuit 11 is provided with a thermal limiting element 17.
Is added to the basic configuration. As the thermal current limiting element 17, a positive temperature characteristic (PTC) thermistor composed of a polymer material or a barium titanate material having resistance-temperature characteristics as shown in FIG. 6 is preferable. Each of the following embodiments differs depending on the connection location of the thermal current limiting element 17 and the presence or absence of the current limiting reactor 18.

【0020】まず、第1の実施形態における限流装置
(図1参照)は、熱限流素子17を直流リアクトル16
に直列に接続し、整流ブリッジ回路11と並列に限流リ
アクトル18を接続した構成を有する。
First, the current limiting device according to the first embodiment (see FIG. 1) includes a thermal limiting element 17 connected to a DC reactor 16.
And a current limiting reactor 18 is connected in parallel with the rectifier bridge circuit 11.

【0021】この限流装置では、熱限流素子17を整流
ブリッジ回路11の直流リアクトル16に直列に接続し
たことにより、熱限流素子17と整流ブリッジ回路11
とが具備する特性を相互に補完する。即ち、短絡事故の
発生時、整流ブリッジ回路11により突発電流を確実に
抑制できて高速応答の限流効果を発揮し、また、遮断器
19が動作するまでの間、熱限流素子17により限流機
能を維持できる。
In this current limiting device, the thermal current limiting element 17 and the rectifier bridge circuit 11 are connected in series with the DC reactor 16 of the rectifier bridge circuit 11.
Mutually complement the characteristics of the and. That is, when a short circuit accident occurs, the rectifying bridge circuit 11 can surely suppress the sudden current and exhibit a high-speed response current limiting effect, and the thermal current limiting element 17 limits the operation until the circuit breaker 19 operates. Flow function can be maintained.

【0022】短絡事故の発生時に流れる過電流を即座に
抑制すると共にその限流機能を比較的長時間に亘って維
持することが要求される場合、この限流装置によれば、
例えば、図2(a)(b)に示すように短絡事故発生時
点T1 から数十msec程度の比較的短時間の間は、直流リ
アクトル16のインダクタンスにより限流効果を持た
せ、その所定時間が経過した時点T2 以降は、それまで
に流れていた過電流による熱限流素子17の高抵抗化に
より限流効果を持たせる。
When it is required to immediately suppress the overcurrent flowing when a short circuit occurs and to maintain its current limiting function for a relatively long time, according to this current limiting device,
For example, FIG. 2 (a) (b) in the order of several tens of msec from the short-circuit accident time T 1 as shown relatively short period between the causes have limiting effect by the inductance of the DC reactor 16, the predetermined time period There elapsed time T 2 later, to have a limiting effect by the high resistance of the heat current-limiting device 17 due to excessive current flowing so far.

【0023】尚、同図(a)は整流ブリッジ回路11の
交流端子12,13間に流れる連系電流、同図(b)は
整流ブリッジ回路11の直流端子14,15間に流れる
直流コイル電流をそれぞれ示す。
FIG. 2A shows a connection current flowing between the AC terminals 12 and 13 of the rectifying bridge circuit 11, and FIG. 2B shows a DC coil current flowing between the DC terminals 14 and 15 of the rectifying bridge circuit 11. Are respectively shown.

【0024】このように簡便な構造を有する熱限流素子
17を追加して直流リアクトル16に直列に接続するこ
とにより、整流ブリッジ回路11の直流リアクトル16
のインダクタンス値を大きくすることなく、短絡事故時
の過電流を即座に抑制すると共にその限流機能を比較的
長時間に亘って維持することが要求された場合であって
も確実に対処できる。
By adding the thermal limiting element 17 having such a simple structure and connecting it in series with the DC reactor 16, the DC reactor 16 of the rectifying bridge circuit 11 is connected.
Even if it is required to immediately suppress the overcurrent at the time of a short circuit accident and maintain its current limiting function for a relatively long time without increasing the inductance value of the short circuit, it is possible to reliably cope with the case.

【0025】一方、短絡事故の発生時、直流リアクトル
16及び熱限流素子17により限流した後、その限流機
能を発揮している間に遮断器19を開放させて整流ブリ
ッジ回路11を解列させる。この遮断器19による解列
でもって短絡電流を限流リアクトル18に転流させるこ
とにより、電力系統の連系を解列させることなく、短絡
電流を抑制する限流機能を継続させることができる。
On the other hand, when a short-circuit accident occurs, after the DC current is limited by the DC reactor 16 and the thermal current limiting element 17, the circuit breaker 19 is opened while the current limiting function is being performed to release the rectifying bridge circuit 11. Line up. By commutating the short-circuit current to the current limiting reactor 18 by the disconnection by the circuit breaker 19, the current limiting function for suppressing the short-circuit current can be continued without disconnecting the interconnection of the power system.

【0026】以上の限流動作を図2で説明すると、短絡
事故発生時点T1 から約1.5サイクルまでの間(時点
2 まで)は直流リアクトル16で限流し、その後、約
3サイクルまでの間(時点T3 まで)は熱限流素子17
で限流し、3サイクル後に遮断器19を開放し、限流リ
アクトル18側に転流させている。
[0026] To explain more current limiting operation in FIG. 2, a short circuit from the accident point T 1 (up to the point T 2) for up to about 1.5 cycles flow limited by the DC reactor 16, then up to about 3 cycles during the (up to the point T 3) is thermally limiting element 17
After 3 cycles, the circuit breaker 19 is opened, and commutated to the current limiting reactor 18 side.

【0027】次に、第2の実施形態における限流装置
(図3参照)は、整流ブリッジ回路11の交流側に熱限
流素子17を直列に接続した構成を有する。また、第3
の実施形態における限流装置(図4参照)は、整流ブリ
ッジ回路11の交流側に熱限流素子17を直列に接続
し、更に、整流ブリッジ回路11と熱限流素子17の直
列回路と並列に限流リアクトルを接続した構成を有す
る。
Next, the current limiting device according to the second embodiment (see FIG. 3) has a configuration in which a thermal current limiting element 17 is connected in series to the AC side of the rectifying bridge circuit 11. Also, the third
In the current limiting device (see FIG. 4) in the embodiment, the thermal limiting element 17 is connected in series to the AC side of the rectifying bridge circuit 11, and furthermore, the thermal limiting element 17 is connected in parallel with the serial circuit of the thermal limiting element 17. With a current limiting reactor.

【0028】この第2と第3の実施形態の限流装置で
は、前述した第1の実施形態の場合と同様、熱限流素子
17と整流ブリッジ回路11とが具備する特性を相互に
補完する。即ち、短絡事故の発生時、整流ブリッジ回路
11により突発電流を確実に抑制できて高速応答の限流
効果を発揮し、また、遮断器19が動作するまでの間、
熱限流素子17により限流機能を維持できる。
In the current limiting devices of the second and third embodiments, the characteristics of the thermal current limiting element 17 and the rectifying bridge circuit 11 complement each other as in the case of the first embodiment. . That is, when a short-circuit accident occurs, the sudden current can be reliably suppressed by the rectifying bridge circuit 11 to exhibit a current limiting effect of a high-speed response, and until the circuit breaker 19 operates.
The current limiting function can be maintained by the thermal current limiting element 17.

【0029】これにより、整流ブリッジ回路11の直流
リアクトル16のインダクタンス値を大きくすることな
く、短絡事故時の過電流を即座に抑制すると共にその限
流機能を比較的長時間に亘って維持することが要求され
た場合であっても確実に対処できる。
As a result, without increasing the inductance value of the DC reactor 16 of the rectifier bridge circuit 11, an overcurrent at the time of a short circuit accident is immediately suppressed, and its current limiting function is maintained for a relatively long time. Can be surely dealt with even when is requested.

【0030】但し、第1の実施形態では、熱限流素子1
7を直流リアクトル16に直列に接続しているのに対し
て、第2及び第3の実施形態では、熱限流素子17を整
流ブリッジ回路11の交流側に直列に接続していること
から以下のような相違点がある。
However, in the first embodiment, the thermal limiting element 1
7 is connected in series to the DC reactor 16, whereas in the second and third embodiments, the thermal limiting element 17 is connected in series to the AC side of the rectifying bridge circuit 11, so that There are differences like:

【0031】即ち、定常運転時における熱限流素子での
定常損失は、(熱限流素子に流れる電流)2 ×(抵抗
値)となる。ここで、第2と第3の実施形態では熱限流
素子17が交流側に接続されているので、熱限流素子1
7に流れる電流は交流電流の実効値となるのに対して、
第1の実施形態では交流電流のピーク値に一致した直流
電流となる。
That is, the steady loss in the thermal current limiting element during the steady operation is (current flowing through the thermal current limiting element) 2 × (resistance value). Here, in the second and third embodiments, since the thermal limiting element 17 is connected to the AC side, the thermal limiting element 1
While the current flowing through 7 is the effective value of the alternating current,
In the first embodiment, the DC current is equal to the peak value of the AC current.

【0032】その結果、第2及び第3の実施形態での定
常損失Aと第1の実施形態での定常損失Bとを比較する
と、 A/B=(実効値)2 ×(抵抗値)/(ピーク値)2 ×(抵抗値) =(実効値)2 /(ピーク値)2 =(実効値)2 /(√2×実効値)2 =1/2 となり、熱限流素子17を整流ブリッジ回路11の交流
側に直列に接続した場合(第2及び第3の実施形態)の
方が、熱限流素子17を直流リアクトル16に直列に接
続した場合(第1の実施形態)に対して、定常損失が1
/2となって低減化が図れる。
As a result, comparing the steady loss A in the second and third embodiments with the steady loss B in the first embodiment, A / B = (effective value) 2 × (resistance value) / (Peak value) 2 × (resistance value) = (effective value) 2 / (peak value) 2 = (effective value) 2 / (√2 × effective value) 2 = 1/2, and the thermal current limiting element 17 is rectified. The case in which the thermal limiter element 17 is connected in series to the DC reactor 16 (the first embodiment) is connected to the AC circuit of the bridge circuit 11 in series (the second and third embodiments). And the steady loss is 1
/ 2, and reduction can be achieved.

【0033】また、第3の実施形態における限流装置で
は、第1の実施形態の場合と同様、整流ブリッジ回路1
1と熱限流素子17の直列回路と並列に限流リアクトル
18を接続した構成としていることから、短絡事故の発
生時、直流リアクトル16及び熱限流素子17により限
流した後、その限流機能を発揮している間に遮断器19
を開放させて整流ブリッジ回路側を解列させる。この遮
断器19による解列でもって短絡電流を限流リアクトル
18に転流させることにより、電力系統の連系を解列さ
せることなく、短絡電流を抑制する限流機能を継続させ
ることができる。これによって、第1と第3の実施形態
では連系を解列することなく、熱限流素子17を定常状
態に復帰させることができる。
In the current limiting device according to the third embodiment, the rectifying bridge circuit 1 is provided in the same manner as in the first embodiment.
Since the current limiting reactor 18 is connected in parallel with the series circuit of the thermal limiting element 1 and the thermal limiting element 17, when a short-circuit fault occurs, the current limiting is performed by the DC reactor 16 and the thermal limiting element 17, Breaker 19 while functioning
And open the rectifier bridge circuit side. By commutating the short-circuit current to the current limiting reactor 18 by the disconnection by the circuit breaker 19, the current limiting function for suppressing the short-circuit current can be continued without disconnecting the interconnection of the power system. Thus, in the first and third embodiments, the thermal current limiting element 17 can be returned to the steady state without disconnecting the interconnection.

【0034】尚、前述した各実施形態では、熱限流素子
17として正温度特性(PTC)サーミスタを使用した
場合について説明したが、本発明はこれに限定されるこ
となく、他の熱限流素子を適用することも可能である。
また、整流ブリッジ回路11も、ダイオードブリッジ構
成だけでなく、例えば、ダイオードとサイリスタの単相
混合ブリッジで構成することも可能である。
In each of the above-described embodiments, the case where a positive temperature characteristic (PTC) thermistor is used as the thermal limiting element 17 has been described. However, the present invention is not limited to this, and other thermal limiting elements may be used. It is also possible to apply an element.
Further, the rectifying bridge circuit 11 can be configured not only with a diode bridge configuration but also with, for example, a single-phase mixed bridge of a diode and a thyristor.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、簡便な構造を有する熱
限流素子を整流ブリッジ回路の直流リアクトルに直列に
接続した場合、短絡事故の発生時、整流ブリッジ回路に
より突発電流を確実に抑制できて高速応答の限流効果を
発揮し、また、熱限流素子により比較的長時間の限流機
能を維持できる。このことから、整流ブリッジ回路の直
流リアクトルのインダクタンス値を大きくすることな
く、短絡事故時の過電流を即座に抑制すると共にその限
流機能を比較的長時間に亘って維持する要求に対応する
ことができる。
According to the present invention, when a thermal limiting element having a simple structure is connected in series to a DC reactor of a rectifying bridge circuit, when a short circuit occurs, the rectifying bridge circuit reliably suppresses sudden current. As a result, the current limiting effect of high-speed response can be exhibited, and the current limiting function can be maintained for a relatively long time by the thermal current limiting element. From this, it is necessary to immediately suppress the overcurrent in the event of a short circuit and to maintain the current limiting function for a relatively long time without increasing the inductance of the DC reactor of the rectifier bridge circuit. Can be.

【0036】また、整流ブリッジ回路側と並列に限流リ
アクトルを接続した場合、短絡事故の発生時、直流リア
クトルにより高速で限流した後、限流リアクトルに転流
させることにより、電力系統の連系を解列させることな
く、短絡電流を抑制する限流機能を継続させることがで
きるので、解列できない電力系統にも適用することがで
きて汎用性が向上する。
When a current limiting reactor is connected in parallel with the rectifier bridge circuit side, when a short circuit occurs, the current is limited at a high speed by a DC reactor and then commutated to the current limiting reactor, thereby connecting the power system. Since the current limiting function for suppressing the short-circuit current can be continued without disconnecting the system, it can be applied to a power system that cannot be disconnected, and the versatility is improved.

【0037】更に、整流ブリッジ回路の交流側に熱限流
素子を接続した場合、定常運転時における熱限流素子で
の損失(定常損失)を1/2に低減することができるの
で、運転効率を向上させることができる。
Further, when a thermal current limiting element is connected to the AC side of the rectifier bridge circuit, the loss (steady loss) of the thermal current limiting element during steady operation can be reduced by half, so that the operating efficiency is reduced. Can be improved.

【0038】尚、短絡事故時の過電流を検出及び判定す
る回路のようなセンシング部がないため、自己動作モー
ドで過電流を限流することから、限流動作における装置
の信頼性も向上する。
Since there is no sensing unit such as a circuit for detecting and judging an overcurrent in the event of a short circuit, the overcurrent is limited in the self-operation mode, so that the reliability of the device in the current limiting operation is improved. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における第1の実施形態の限流装置を示
す回路図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a current limiting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)は第1の実施形態の限流装置による連系
電流を示す波形図 (b)は第1の実施形態の限流装置による直流コイル電
流を示す波形図
FIG. 2A is a waveform diagram showing a connection current by the current limiting device according to the first embodiment; FIG. 2B is a waveform diagram showing a DC coil current by the current limiting device according to the first embodiment;

【図3】本発明における第2の実施形態の限流装置を示
す回路図
FIG. 3 is a circuit diagram showing a current limiting device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明における第3の実施形態の限流装置を示
す回路図
FIG. 4 is a circuit diagram showing a current limiting device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】限流装置の従来例で、熱限流素子を使用した場
合を示す回路図
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example of a current limiting device using a thermal current limiting element.

【図6】熱限流素子が持つ抵抗−温度特性を示す波形図FIG. 6 is a waveform chart showing resistance-temperature characteristics of the thermal limiting element.

【図7】熱限流素子による連系電流を示す波形図FIG. 7 is a waveform diagram showing an interconnection current by a thermal limiting element.

【図8】限流装置の他の従来例で、整流器型限流装置を
示す回路図
FIG. 8 is a circuit diagram showing a rectifier type current limiting device in another conventional example of the current limiting device.

【図9】(a)は整流器型限流装置による連系電流を示
す波形図 (b)は整流器型限流装置による直流コイル電流を示す
波形図
9 (a) is a waveform diagram showing a connection current by a rectifier type current limiting device, and FIG. 9 (b) is a waveform diagram showing a DC coil current by a rectifier type current limiting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 整流ブリッジ回路 12,13 交流端子 14,15 直流端子 16 直流リアクトル 17 熱限流素子 18 限流リアクトル DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Rectifier bridge circuit 12, 13 AC terminal 14, 15 DC terminal 16 DC reactor 17 Thermal current limiting element 18 Current limiting reactor

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年7月12日(1999.7.1
2)
[Submission date] July 12, 1999 (1999.7.1)
2)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本出願人は、熱限流素子
と整流器型限流装置とが具備する特性を相互に補完する
ことに着目し、前述の目的を達成するための技術的手段
として、本発明は、整流ブリッジ回路の交流端子を電力
系統と直列に接続し、整流ブリッジ回路の直流端子間に
直流リアクトルを接続した限流装置において、以下の点
を特徴とする。尚、後述する熱限流素子としては、正温
度特性(PTC)サーミスタが好適である。 過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗化する
ことにより限流機能を維持する低速応答の熱限流素子
、突発電流を抑制する高速応答の整流ブリッジ回路の
直流リアクトルに直列に接続し、整流ブリッジ回路と並
列に限流リアクトルを接続したこと。 突発電流を抑制する高速応答の整流ブリッジ回路の
交流側に、過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗
化することにより限流機能を維持する低速応答の熱限流
素子を直列に接続したこと。 突発電流を抑制する高速応答の整流ブリッジ回路の
交流側に、過電流により発熱してその温度上昇で高抵抗
化することにより限流機能を維持する低速応答の熱限流
素子を直列に接続し、整流ブリッジ回路と熱限流素子の
直列回路と並列に限流リアクトルを接続したこと。
SUMMARY OF THE INVENTION The present applicant has paid attention to complementing the characteristics of a thermal current limiting element and a rectifier type current limiting device with each other, and has taken technical measures to achieve the above-mentioned object. The present invention has the following features in a current limiting device in which an AC terminal of a rectifier bridge circuit is connected in series with a power system, and a DC reactor is connected between DC terminals of the rectifier bridge circuit. In addition, a positive temperature characteristic (PTC) thermistor is suitable as a thermal current limiting element described later. Heat is generated by the overcurrent and the resistance rises due to the temperature rise
By connecting a low-speed response thermal current limiting element that maintains the current limiting function in series to the DC reactor of the high-speed response rectifying bridge circuit that suppresses sudden current , the current limiting reactor is connected in parallel with the rectifying bridge circuit. Connected. On the AC side of the rectifier bridge circuit with high-speed response that suppresses sudden current, a thermal current-limiting element with low-speed response that maintains the current-limiting function by generating heat due to overcurrent and increasing the resistance by increasing the temperature is connected in series. thing. On the AC side of the high-speed rectifier bridge circuit that suppresses sudden current, a low-speed response thermal current limiting element that maintains the current limiting function by generating heat due to overcurrent and increasing the resistance by increasing the temperature is connected in series. And a current limiting reactor connected in parallel with the series circuit of the rectifier bridge circuit and the thermal current limiting element.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0035[Correction target item name] 0035

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、簡便な構造を有する熱
限流素子を整流ブリッジ回路の直流リアクトルに直列に
接続した場合、短絡事故の発生時、整流ブリッジ回路に
より突発電流を確実に抑制できて高速応答の限流効果を
発揮し、また、熱限流素子により比較的長時間の限流機
能を維持できる。このことから、整流ブリッジ回路の直
流リアクトルのインダクタンス値を大きくすることな
く、短絡事故時の過電流を即座に抑制すると共にその限
流機能を比較的長時間に亘って維持する要求に対応する
ことができる経済的な限流装置を提供できる
According to the present invention, when a thermal limiting element having a simple structure is connected in series to a DC reactor of a rectifying bridge circuit, when a short circuit occurs, the rectifying bridge circuit reliably suppresses sudden current. As a result, the current limiting effect of high-speed response can be exhibited, and the current limiting function can be maintained for a relatively long time by the thermal current limiting element. From this, it is necessary to immediately suppress the overcurrent in the event of a short circuit and to maintain the current limiting function for a relatively long time without increasing the inductance of the DC reactor of the rectifier bridge circuit. It is possible to provide an economical current limiting device capable of performing the operation .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳田 憲昭 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 Fターム(参考) 5E034 AA07 AC02 AC09 DD03 DD05 FA01 5G013 AA01 AA04 BA01 CA02 CA18 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Noriaki Tokuda Inventor No. 47 Takanecho Umezu, Ukyo-ku, Kyoto, Japan F-term in Nissin Electric Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 整流ブリッジ回路の交流端子を電力系統
と直列に接続し、前記整流ブリッジ回路の直流端子間に
直流リアクトルを接続した限流装置において、過電流に
より発熱してその温度上昇で高抵抗化する熱限流素子を
前記直流リアクトルに直列に接続し、整流ブリッジ回路
と並列に限流リアクトルを接続したことを特徴とする限
流装置。
In a current limiting device in which an AC terminal of a rectifier bridge circuit is connected in series with a power system and a DC reactor is connected between the DC terminals of the rectifier bridge circuit, heat is generated by an overcurrent and the temperature rises to increase the temperature. A current limiting device, wherein a thermal current limiting element to be changed in resistance is connected in series to the DC reactor, and a current limiting reactor is connected in parallel with the rectifying bridge circuit.
【請求項2】 整流ブリッジ回路の交流端子を電力系統
と直列に接続し、前記整流ブリッジ回路の直流端子間に
直流リアクトルを接続した限流装置において、前記整流
ブリッジ回路の交流側に、過電流により発熱してその温
度上昇で高抵抗化する熱限流素子を直列に接続したこと
を特徴とする限流装置。
2. A current limiting device in which an AC terminal of a rectifier bridge circuit is connected in series with a power system, and a DC reactor is connected between the DC terminals of the rectifier bridge circuit. A current limiting device characterized by connecting in series a thermal current limiting element that generates heat and increases resistance by increasing its temperature.
【請求項3】 整流ブリッジ回路の交流端子を電力系統
と直列に接続し、前記整流ブリッジ回路の直流端子間に
直流リアクトルを接続した限流装置において、前記整流
ブリッジ回路の交流側に、過電流により発熱してその温
度上昇で高抵抗化する熱限流素子を直列に接続し、整流
ブリッジ回路と熱限流素子の直列回路と並列に限流リア
クトルを接続したことを特徴とする限流装置。
3. A current limiting device in which an AC terminal of a rectifier bridge circuit is connected in series with a power system, and a DC reactor is connected between the DC terminals of the rectifier bridge circuit. A current limiting device characterized by connecting in series a thermal current limiting element that generates heat and increases resistance by increasing its temperature, and a parallel current limiting reactor with a series circuit of a rectifying bridge circuit and a thermal current limiting element. .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100472913C (en) * 2002-12-19 2009-03-25 中国科学院电工研究所 Fault current-limiting device for transmission and distribution electric network
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CN105976999A (en) * 2016-02-21 2016-09-28 珠海蓝瑞盟电气有限公司 Electric reactor protection device and method for detecting turn-to-turn short circuit by utilizing H bridge

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