(57)【要約】記載なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
故障電流リミッタであって、該故障電流リミッタは、
第１の電流を伝導する電流制限区間と、
該電流制限区間に並列であり、第２の電流を伝導する制御区間と、を備え、
該制御区間は、
互いに電気的に直列に配置された複数のパワー電子モジュールと、
該複数のパワー電子モジュールに電気的に並列に配置されたバイパスパワー電子モジュールと、
前記複数のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールに電気的に直列に配置された複数の電流モニターと、
少なくとも１つのトリガ回路と、を備え、
前記複数の電流モニターは前記少なくとも１つのトリガ回路と電気的に連結され、前記少なくとも１つのトリガ回路は、前記複数のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールの内の少なくとも１つに連結される、故障電流リミッタ。
【請求項２】
バイパス回路に沿う前記バイパスパワー電子モジュールに電気的に直列に配置された回路ブレーカを、さらに、備える、請求項１記載の故障電流リミッタ。
【請求項３】
前記複数のパワー電子モジュール及び前記少なくとも１つのトリガ回路と電気的に連結された、テスト及び監視（T/S）回路を、さらに、備える、請求項１記載の故障電流リミッタ。
【請求項４】
前記少なくとも１つのトリガ回路は、
前記複数のパワー電子モジュールの第１のパワー電子モジュールと連通する第１のトリガ回路と、
前記複数のパワー電子モジュールの第２のパワー電子モジュールと連通する第２のトリガ回路と、
前記バイパスパワー電子モジュールと連通する第３のトリガ回路と、を備える、請求項１記載の故障電流リミッタ。
【請求項５】
前記第１のパワー電子モジュール及び前記第１のトリガ回路に電力を供給する第１の電源と、
前記第２のパワー電子モジュール及び前記第２のトリガ回路に電力を供給する第２の電源と、
前記バイパスパワー電子モジュール及び前記第３のトリガ回路に電力を供給するバイパス電源と、を、さらに、備える、請求項４記載の故障電流リミッタ。
【請求項６】
前記複数のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールは、２つ以上の絶縁ゲートバイポーラトランジスタを、備える、請求項１記載の故障電流リミッタ。
【請求項７】
前記複数の電流モニターの第１の電流モニターは、前記複数のパワー電子モジュールの間の前記制御区間に連結される、請求項２記載の故障電流リミッタ。
【請求項８】
前記複数の電流モニターの第２の電流モニターは、前記回路ブレーカと前記バイパスパワー電子モジュールとの間の前記バイパス回路に連結される、請求項７記載の故障電流リミッタ。
【請求項９】
方法であって、該方法は、
第１の電流を伝導する電流制限区間を提供するステップと、
該電流制限区間に並列であり、第２の電流を伝導する制御区間を提供するステップであって、
該制御区間は、故障検査システムを含み、該故障検査システムは、
互いに電気的に直列に配置された第１のパワー電子モジュール及び第２のパワー電子モジュールと、
該第１のパワー電子モジュール及び該第２のパワー電子モジュールに電気的に並列のバイパスパワー電子モジュールと、
前記第１のパワー電子モジュール、前記第２のパワー電子モジュール、及び、前記バイパスパワー電子モジュールに電気的に直列に配置された複数の電流モニターと、
前記第１のパワー電子モジュールと連通する第１のトリガ回路と、前記第２のパワー電子モジュールと連通する第２のトリガ回路と、前記バイパスパワー電子モジュールと連通する第３のトリガ回路と、を備える、ステップと、
バイパス回路及び前記バイパスパワー電子モジュールが適切に機能しているかどうかを決定するために、前記バイパス回路を流れる電流をモニターするステップと、
前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールの内の少なくとも１つが適切に機能しているかどうかを決定するために、前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールの内の少なくとも１つを流れる電流をモニターするステップと、を有する方法。
【請求項１０】
前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールを閉じた位置で提供し、かつ、前記バイパスパワー電子モジュール及び前記バイパス回路の回路ブレーカを開いた位置で提供するステップと、
前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールを流れる電流を供給するステップと、
前記バイパス回路の回路ブレーカを閉じるステップと、
該回路ブレーカを閉じた後に、電流が前記バイパス回路を通って流れているかどうかを検出するステップと、
前記回路ブレーカを閉じた後に、電流が前記バイパス回路を通って流れていないことを検出した場合に、エラー標識を生成するステップと、により、
前記バイパス回路が適切に機能しているかどうかを決定するステップを、さらに、有する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記バイパスパワー電子モジュールを前記開いた位置から閉じた位置へスイッチを切り替えるステップと、
前記回路ブレーカを閉じた後に、電流が前記バイパス回路を通って流れているかどうかを決定するステップと、
前記回路ブレーカを閉じた後に、電流が前記バイパス回路を通って流れていないことを検出した場合に、エラー標識を生成するステップと、により、
前記バイパスパワー電子モジュールが適切に機能しているかどうかを決定するステップを、さらに、有する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記バイパス回路を通して電流を導入するステップと、
前記複数の電流モニターの内の第１の電流モニターが、前記バイパス回路を通って供給される前記電流を検出するかどうかを決定するステップと、
前記複数の電流モニターの内の前記第１の電流モニターが、前記バイパス回路を通って供給される前記電流を検出しない場合に、エラー標識を生成するステップと、を、さらに、有する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記バイパス回路を通して電流を供給するステップと、
前記第１のパワー電子モジュールへ電流を導入するステップと、
前記第１のパワー電子モジュールへ導入された前記電流に応答して、テスト及び監視（T/S）回路により、前記第１のパワー電子モジュールを閉じた位置から開いた位置へスイッチを切り替える、ステップと、
前記第２のパワー電子モジュールへ電流を導入するステップと、
前記第２のパワー電子モジュールへ導入された前記電流に応答して、前記T/S回路により、前記第２のパワー電子モジュールを閉じた位置から開いた位置へスイッチを切り替える、ステップと、
前記第１のパワー電子モジュールあるいは前記第２のパワー電子モジュールを前記閉じた位置から前記開いた位置へスイッチを切り替えることに前記T/S回路が失敗した場合に、エラーメッセージを生成するステップと、により、
前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールが適切に機能しているかどうかを決定するステップを、さらに、有する、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のパワー電子モジュール、前記第２のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールは、２つ以上の絶縁ゲートバイポーラトランジスタを、備える、請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、限流器に関し、より具体的には、固体故障電流リミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在では、故障電流リミッタ（ＳＳＦＣＬ）は、数千アンペアの電流の伝導が一般的である送電線を通る電流を制御するために用いられる。ＳＳＦＣＬシステムは、故障状態の事象において、過電流を防ぐために設計される。ＳＳＦＣＬの１つの設計において、相互リアクトルが、負荷電流を制御区間及び制限区間に分けるために、構成される。制御区間は、電子式電源スイッチを含むことができ、数百アンペアなどの電子式電源スイッチの十分定格の範囲内の電流を伝導するために、設計することができる。制限区間は、数千アンペアを伝導するために設計することができ、予想される故障電流を所望の安全レベルに制限するために、適切な自己インダクタンスと共に、さらに、設計することができる。正常状態下では、リアクトルは、本状況では、低損失であるように設計され、電流は制御区間及び制限区間を流れる。回路又は類似のコンポーネントは、制御区間の制御電流をモニターするために提供され、電流閾値（又は、他のトリガスキーム）を超え、相互リアクトルがアンバランスになるとき、電子式電源スイッチを開き、制限区間の自己インダクタンスは、次いで、制限区間を流れる電流を安全レベルに低減する。
【０００３】
前述の設計に関する１つの問題は、固体スイッチが短絡回路をしそこなうときに生じる。この回路は故障時に固体スイッチを開くだけのため、固体スイッチのどの機能停止も、故障保護に対する需要が明らかであるだけである。故障電流リミッタは、固体スイッチの機能停止又は他のコンポーネントの機能停止に対して保護するために、ヒューズを含むことができる。ヒューズの設計に関する問題は、全電流が増大するときに、最初のピークの故障（例えば、約１０ms）でダメージからネットワークを保護するために、制限区間においてヒューズを飛ばすのに用いるエネルギーが十分でないかもしれないことである。実際に、相互リアクトルが、正常電流（例えば、高ピーク故障電流低減制限による）より少ない故障電流を通らせるように設計されているとき、ヒューズ保護システムは働かないであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの及び他の考慮に対して、本発明が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施態様において、故障電流リミッタは、第１の電流を伝導する電流制限区間と、該電流制限区間に並列である制御区間と、を含み、該制御区間は第２の電流を伝導してもよい。該制御区間は、互いに電気的に直列に配置された複数のパワー電子モジュールと、該複数のパワー電子モジュールに電気的に並列に配置されたバイパスパワー電子モジュールと、を含んでもよい。前記制御区間は、前記複数のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールに電気的に直列に配置された複数の電流モニターと、少なくとも１つのトリガ回路と、を更に含んでもよく、前記複数の電流モニターは前記少なくとも１つのトリガ回路と電気的に連結され、前記少なくとも１つのトリガ回路は、前記複数のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールの内の少なくとも１つに連結される。
【０００６】
別の実施態様において、故障電流リミッタは、第１の電流を伝導する電流制限区間と、該電流制限区間に並列である制御区間と、を含み、該制御区間は第２の電流を伝導してもよい。該制御区間は、互いに電気的に直列に配置された第１のパワー電子モジュール及び第２のパワー電子モジュール並びに該第１のパワー電子モジュール及び該第２のパワー電子モジュールに電気的に並列のバイパスパワー電子モジュールを有する故障検査システムを含んでもよい。該故障検査システムは、前記複数のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールに電気的に直列に配置された複数の電流モニターを更に含んでもよい。前記故障検査システムは、前記第１のパワー電子モジュールと連通する第１のトリガ回路と、前記第２のパワー電子モジュールと連通する第２のトリガ回路と、前記バイパスパワー電子モジュールと連通する第３のトリガ回路と、を更に含んでもよい。前記故障検査システムは、前記第１のパワー電子モジュールと、前記第２のパワー電子モジュールと、前記バイパスパワー電子モジュールと電気的に連結された、テスト及び監視（T/S）回路を、更に含み、T/S回路は、前記第１のパワー電子モジュール、前記第２のパワー電子モジュール、及び、前記バイパスパワー電子モジュールの動作を評価するために、前記複数の電流モニターからの出力を受ける。
【０００７】
さらに別の実施態様において、方法は、第１の電流を伝導する電流制限区間を提供するステップと、該電流制限区間に並列であり、第２の電流を伝導する制御区間を提供するステップであって、該制御区間は、故障検査システムを含む、ステップと、を含む。該故障検査システムは、互いに電気的に直列に配置された第１のパワー電子モジュール及び第２のパワー電子モジュールと、該第１のパワー電子モジュール及び該第２のパワー電子モジュールに電気的に並列のバイパスパワー電子モジュールと、前記複数のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールに電気的に直列に配置された複数の電流モニターと、前記第１のパワー電子モジュールと連通する第１のトリガ回路と、前記第２のパワー電子モジュールと連通する第２のトリガ回路と、前記バイパスパワー電子モジュールと連通する第３のトリガ回路と、を含んでもよい。方法は、バイパス回路及び前記バイパスパワー電子モジュールが適切に機能しているかどうかを決定するために、前記バイパス回路を流れる電流をモニターするステップと、前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールの内の少なくとも１つが適切に機能しているかどうかを決定するために、前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールの内の少なくとも１つを流れる電流をモニターするステップと、を更に含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態による例示的故障電流リミッタを示す。
【図２】本発明の追加の実施形態による例示的プロセスフローを示す。
【図３】本発明の追加の実施形態による例示的プロセスフローを示す。
【図４】本発明の追加の実施形態による例示的プロセスフローを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面は必ずしも縮尺されているとは限らない。図面は単に表示であり、本発明の特定のパラメータを描くことを意図していない。図面は本発明の例示的実施形態を図示することを意図しており、したがって、本発明の範囲を限定するように考慮されない。図面において、同様の数字は同様の要素を表わす。
【００１０】
本実施形態は、いくつかの実施形態を示す添付図面を参照して、以後、もっと十分に説明する。本発明の主題は、多くの異なる形式で具現化することができ、本明細書で述べる実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。これらの実施形態は、本発明が徹底的に完全であり、本主題の範囲を当業者に十分に伝えるように、提供される。図面において、初めから終わりまで、同様の番号は同様の要素を指す。
【００１１】
本明細書で用いられるように、単数で記載され、及び、単語「１つの」で始められる、１つの要素又は動作は、そうでないとして示される場合を除き、複数の要素又は動作を含むものとして解釈すべきである。さらに、本発明の“一実施形態”又は“いくつかの実施形態”に関する言及は、ここに列挙した特徴事項も導入しうる追加の実施形態の存在を含むように、解釈することができる。
【００１２】
本実施形態は、向上した故障電流保護のための装置、システム及び方法を含む。様々な実施形態は、検出回路及びパワーエレクトロニクスを含む、故障電流リミッタの検査コンポーネントを促進するための回路アーキテクチャ及び技術を提供することにより、故障保護に対する需要の失敗に関連する問題に対処する。様々な実施形態は、互いに電気的に直列に配置された複数のパワー電子モジュール、及び、複数の電子モジュールに電気的に並列に配置されたバイパスパワー電子モジュールを含む、故障電流リミッタの制御区分を提供する。様々な実施形態において、制御区分の新規な配置が、複数のパワー電子モジュール及びバイパスパワー電子モジュールを制御し、テストするために、提供される。
【００１３】
いくつかの実施形態において、本明細書の以下に詳細に述べるように、複数のトリガ回路は、複数のパワー電子モジュールに連結することができる。所定のトリガ回路は、いくつかの実施形態において、専用のトリガ回路基板の上に配置することができる。トリガ回路は、複数の電流モニターから受信した電流信号を比較するためのコンパレータ回路だけでなく、複数の電流モニターからの電流信号を受信するための多数の入力も又、構成することができる。トリガ回路は、さらに、テストが実施することができるためのスイッチだけでなく、以下に詳細に述べるように、テストをするための電流源も又、含むことができる。さらに、トリガ回路は、テストが、正しい過程で、実施されることを保証するための制御論理を含むことができる。加えるに、トリガ回路は、セルフテストの完成の信号伝達のための出力だけでなく、セルフテストを行うための入力も又、含むことができる。多数のトリガ回路を有する様々な実施形態において、トリガ回路は、さらに、追加の基板へのトリガ出力だけでなく、追加の基板からのトリガ入力も又、含むことができる。
【００１４】
様々な実施形態において、新規なテスト及び監視回路（以後、「T/S回路」）が、故障電流リミッタの制御区間において提供され、T/S回路は、セルフテスト中の固体スイッチからのフィードバックのために、構成することができる。例えば、T/S回路は、複数の電子モジュールに光学的に連結された複数の検出器を含むことができる。T/S回路は、さらに、複数の電流入力、及び、複数の制御基板上に配置されたコンパレータに連結された複数のコンパレータ信号入力を含むことができる。T/S回路は、さらに、セルフテストのタイミングを制御するために、プログラム可能なテストタイマーを含むことができる。加えるに、T/S回路は、セルフテスト実行出力だけでなく、手作業の「テスト実行」入力を含むことができる。さらに、T/S回路は、故障電流リミッタのための全体の制御システムに対するテスト状態を出力するための出力を含むことができる。いくつかの実施形態において、トリガ、テスト及びモニターの関数を実施するコンポーネントは、単一の基板に物理的に統合することができる。
【００１５】
図１は、本発明の様々な実施形態による故障電流リミッタ（ＦＣＬ）１００を例示する。ＦＣＬ１００は、送電線又は他の送電通路に沿って、電流を制限するために、用いることができる。ＦＣＬ１００は、第１の電流を伝導する電流制限区間１０２、及び、第２の電流を伝導する制御区間１０４を含むことができ、第２の電流は第１の電流より、もっとより低くすることができる。例えば、正常動作において、電流制限区間１０２を通る第１の電流は、２千アンペア、３千アンペア、又は、それより大きい範囲にすることができる。制御区間１０４は、２００Ａ、３００Ａ、又は、類似の値などの電流を通すように構成することができる。本実施形態は本文脈に限定されない。
【００１６】
ＦＣＬ１００は、制御区間１０４において、互いに電気的に直列に配置された１つ以上の故障検査システム１１０を含む固体故障電流リミッタとして配置することができる。いくつかの実施形態において、故障検査システム１１０は、１つ以上の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を含むことができる。本実施形態は本文脈に限定されない。さらに、本発明の実施形態は、制御区間１０４に沿う単一の故障検査回路１１０の文脈における説明のために、記載される。代替の実施形態において、多数の故障検査システム１１０を制御区間１０４に沿って連結させることができることが理解されるであろう。
【００１７】
図示のように、ＦＣＬ１００は、互いに対して電気的に直列に配置された第１のパワー電子モジュール（ＰＥＭ）１１２及び第２のＰＥＭ１１４、並びに、第１及び第２のＰＥＭ１１２、１１４に並列に配置されたバイパスＰＥＭ１２０を含む。以下にもっと詳細に説明するように、故障検査システム１１０のコンポーネントの性能をモニターし検査するために、リレー又は回路ブレーカ１２４は、バイパスＰＥＭ１２０に直列に位置づけられ、T/S回路１２６は、第１及び第２のＰＥＭ１１２、１１４並びにバイパスＰＥＭ１２０に電気的に連結される。本明細書において用いられるように、用語「パワー電子モジュール」は、信号受信機、発光ダイオード（ＬＥＤ）及び他の回路などのインターフェースを含み、ＩＧＢＴ及び関連する回路などの固体スイッチを含む固体スイッチモジュールのことを指すことができる。いくつかの実施形態において、各ＰＥＭは２つのＩＧＢＴ及び発射カードを含む。
【００１８】
図示の例において、総計の３つのＰＥＭがあるが、一方、他の実施形態において、より多くの又はより少ない数のＰＥＭを用いることができる。用いるＰＥＭの数は、制御区間１０４にわたり維持される電圧、及び、所定のＰＥＭの定格電圧に基づくことができる。数千ボルトの電圧変化の場合に、例えば、全電圧変化より小さい大きさのＩＧＢＴにわたる最大電圧で、所定のＰＥＭは、動作することができるため、直列の数個のＰＥＭの使用は、適切であり得る。
【００１９】
さらに図示するように、第１の電源１２１は、電流を第１のＰＥＭ１１２及び第１のトリガ回路１４２へ供給するように構成され、第２の電源１２３は、電流を第２のＰＥＭ１１３及び第２のトリガ回路１４４へ供給するように構成され、及び、バイパス電源１３０は、電流をバイパスＰＥＭ１２０及び第３のトリガ回路１３４へ供給するように構成される。
【００２０】
T/S回路１２６は、故障検査システム１１０のモニター回路１２８の部分である。図示のように、T/S回路１２６は、バイパス電源１３０及びバイパス制御基板１３２に電気的に連結され、バイパス制御基板１３２はバイパスＰＥＭ１２０用のトリガ回路１３４を含む。T/S回路１２６は、バイパス回路１３８を開く又は閉じるために、回路ブレーカ１２４の動作を制御する。
【００２１】
ＦＣＬ１００は、図示のように、例えば、制御区間１０４の中に配置された複数の電流モニター１４０Ａ〜Ｂも含むことができる。あるいは、１つ以上の電流モニターは、電流制限区間１０２の中に配置することができる。図１に、さらに示すように、ＦＣＬ１００は、複数のトリガ回路１３４、１４２及び１４４も含むことができ、複数の電流モニター１４０Ａ〜Ｂはトリガ回路１３４、１４２及び１４４に連結され、かつ、トリガ回路１３４、１４２及び１４４は、それぞれ、バイパスＰＥＭ１２０、第１のＰＥＭ１１２、及び、第２のＰＥＭ１１４に連結される。
【００２２】
もっと具体的に言うと、図１に示すように、電流モニター１４０Ａはバイパス回路１３８をモニターし、電流モニター１４０Ｂは第１のＰＥＭ１１２及び第２のＰＥＭ１１４の電流をモニターする。２つ以上の電流モニターの使用は、制御区間１０４に沿う電流検出に対する冗長性を供給することができることが理解されるであろう。さらに、噴射装置１４５と共に第１の変流器１４３が、バイパスＰＥＭ１２０のトリガ回路１３４に対して提供される。図示のように、第１の変流器１４３及び噴射装置１４５は、T/S回路１２６とバイパス回路１３８との間に電気的に連結される。トリガ回路１４２用の第２の変流器１４８は、第１のＰＥＭ１１２用の噴射装置１５０につながれ、トリガ回路１４４用の第３の変流器１５４は、第２のＰＥＭ１１４用の噴射装置１５６につながれる。
【００２３】
いくつかの実施形態において、トリガ回路１３４、１４２及び１４４の内の１つ以上は、電流モニター１４０Ａ〜Ｂの第１の電流モニター出力に電気的に連結される閾値検出器を含むことができる。閾値検出器は、電流モニター１４０Ａ〜Ｂから受信する電流信号を用いて、制御区間１０４に沿って伝導される電流が、いつ、閾値を超えるかを決定するように、構成することができる。一実施形態において、トリガ回路１３４は制御基板１３２の上に配置することができ、制御基板１３２は接地に対して比較的低電圧に設定され、一方、バイパスＰＥＭ１２０などの制御区間１０４の他の要素は、数千ボルトなどの比較的高電圧である。したがって、トリガ回路１３４は、バイパスＰＥＭ１２０に光学的に連結することができ、かつ、信号をバイパスＰＥＭ１２０へ通信するために、特に、発光ダイオード（図示せず）と共に、構成することができる。同様に、トリガ回路１４２は制御基板１６０の上に配置することができ、かつ、トリガ回路１４４は制御基板１６２の上に配置することができる。動作において、電流モニター１４０Ａ〜Ｂが電流閾値を超えられたことを決定するとき、閾値検出器は、バイパスＰＥＭ１２０、第１のＰＥＭ１１２、及び／又は、第２のＰＥＭ１１４のスイッチを切るために、制御信号を送ることができる。
【００２４】
前述の実施形態において、１つ以上の制御基板１３２、１６０及び／又は１６２は、制御区間１０４の電流モニター１４０Ａ〜Ｂからモニターした電流を受けることができるが、追加の実施形態において、電流モニターの部分として、抵抗を提供することができる。これらの実施形態において、制御区間１０４のモニターした電流は、抵抗により電圧に変換され、電圧としてそれぞれの制御基板へ送られる。そのような実施形態において、制御基板の電流源は電圧源に換えることができ、閾値検出器は、電流の代わりに閾値電圧が超えられるときを検出する。これらの実施形態において、短絡スイッチは制御基板から除くことができる。さらに、制御基板は、電流モニターから受けた入力交流（ＡＣ）電圧を整流するための整流器器ことができる。したがって、通常動作において、制御基板は、閾値電圧が超えられるとき、制御区間の固体スイッチを開くために、信号を送ることができる。さらに、これらの実施形態において、電流モニター短絡スイッチが含まれない場合、セルフテスト手続きは、したがって、電流モニター短絡スイッチの開閉を省くことができる。
【００２５】
ＦＣＬ１００のT/S回路１２６はトリガ回路１３４、１４２及び１４４に連結することができる。様々な実施形態において、モニター回路１２８は、複数の電流モニター１４０Ａ〜Ｂに連結される複数の入力を含むことができる。モニター回路１２８は、コンパレータ信号を受信するための少なくとも１つのコンパレータ入力だけでなく、プログラム可能なテストタイマー（図示せず）も又、含むことができる。コンパレータ入力（図示せず）は、トリガ回路１３４、１４２及び１４４の各々において、コンパレータに連結することができ、コンパレータは、さらに、複数の電流モニター１４０Ａ〜Ｂに連結される。
【００２６】
ＦＣＬ１００のパワーエレクトロニクス又は検出回路の問題又は失敗の検査を促進するために、故障検査システム１１０は、ＦＣＬ１００の動作に過度に重荷とならない間に、異なるコンポーネントのセルフテストをすることを提供することができる。様々な実施形態において、セルフテストは、プッシュボタン、制御室信号又は他の機構などのユーザインターフェースを用いて、手作業で始めることができる。他の実施形態において、セルフテスト信号は、プログラム可能なテストタイマーなどのタイマーにより、生成することができ、セルフテストは、定期的間隔においてなどの周期的に生成される。一旦、セルフテスト信号が始められると、指示は、制御基板の中に存在し得る所定の回路へ送ることができる。セルフテスト信号を受信する制御基板は、次いで、セルフテストを始めることができる。
【００２７】
いくつかの実施形態において、制御区間１０４の中に即時の電流ゼロ交差点を検出する動作を実施することにより始まる、テストシーケンスを、セルフテストは含むことができ、ゼロ電流交差は、ＦＣＬ１００を通過する交流の周波数による間隔で、生じる。後続の動作で、次の又は後続の電流ゼロ交差点が検出される。これにより、トリガ回路の内の１つなどの回路の中の論理により、後続の電流ゼロ交差点が起きる間隔を予測させることができる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、バイパスＰＥＭ１２０の調子を決定するために、以下のテストシーケンスを用いることができる。第１のシステムテストは、負荷電流を通す、通常どおり閉じた位置の第１及び第２のＰＥＭ１１２、１１４を含み、スタート位置を含む。バイパスＰＥＭ１２０及び回路ブレーカ１２４は、バイパス回路１３８の中で開いている。次に、回路ブレーカ１２４は閉じられ、T/S回路１２６は、電流が、バイパス回路１３８の中のバイパスＰＥＭ１２０を通って流れているかどうかを見るために、電流モニター１４０Ａを検査する。電流モニター１４０Ａが電流を検出する場合、バイパスＰＥＭ１２０は不適切に機能していると決定される。誤りの指示／メッセージを、次いで、生成することができ、システム検査を繰り返すことができる。
【００２９】
第２のシステムテストにおいて、バイパスＰＥＭ１２０は閉じられる。この場合において、電流モニター１４０Ａにより検出されるように、いくらかの電流は、今や、バイパス回路１３８の中を流れていることができる。電流が検出されない場合、開いた回路により示されるように、バイパスＰＥＭ１２０は故障している。誤りの指示／メッセージを、次いで、生成することができ、システム検査を繰り返すことができる。
【００３０】
第３のシステムテストにおいて、電流は、最初にバイパス回路１３８を通って供給される。適切に動作する場合、電流モニター１４０Ａ及びT/S回路１２６は、電流を検出し、次いで、バイパスＰＥＭ１２０のスイッチを切るであろう。バイパスＰＥＭ１２０のスイッチが切られない場合、又は、電流が検出されない場合、誤りの指示／メッセージを、次いで、生成することができ、システム検査を繰り返すことができる。第１、第２及び第３のシステムテストを満たす場合、バイパスＰＥＭ１２０は、調子が良く、適切に動作しているとして、決定することができる。
【００３１】
次に、第１及び第２のＰＥＭ１１２、１１４の調子を決定するために、以下のテストシーケンスを用いることができる。１つのシステムテストは、最初に、電流をバイパス回路１３８に通すことであり、次いで、電流を第１のＰＥＭ１１２の中へ注入することである。適切に動作する場合、電流モニター１４０Ｂ及びT/S回路１２６は、電流を検出し、次いで、第１のＰＥＭ１１２のスイッチを切るであろう。第１のＰＥＭ１１２のスイッチが切られない場合、又は、電流が検出されない場合、誤りの指示／メッセージを、次いで、生成することができ、システム検査を繰り返すことができる。
【００３２】
同様に、最初に、電流をバイパス回路１３８に通し、次いで、電流を第２のＰＥＭ１１４の中へ注入することにより、第２のＰＥＭ１１４をテストすることができる。適切に動作する場合、電流モニター１４０Ｂ及びT/S回路１２６は、電流を検出し、次いで、第２のＰＥＭ１１４のスイッチを切るであろう。第２のＰＥＭ１１４のスイッチが切られない場合、又は、電流が検出されない場合、誤りの指示／メッセージを、次いで、生成することができ、システム検査を繰り返すことができる。これらのシステムテストを満たす場合、第１及び第２のＰＥＭ１１２及び１１４は、調子が良く、適切に動作しているとして、決定することができる。
【００３３】
図２は、本発明の実施形態による例示的プロセスフロー２００を示す。図示のように、プロセスフロー２００は、ブロック２０１において示すように、第１の電流を伝導するための電流制限区間を提供することを含むことができる。プロセスフロー２００は、ブロック２０３において示すように、電流制限区間に平行に制御区間を提供することを含むことができ、制御区間は第２の電流を伝導し、故障検査システムを含む。プロセスフロー２００は、ブロック２０５において示すように、バイパス回路及びバイパスＰＥＭが適切に機能しているかどうかを決定するために、電流をバイパス回路を通してモニターすることを更に含むことができる。プロセスフロー２００は、ブロック２０７において示すように、第１の及び／又はＰＥＭが適切に機能しているかどうかを決定するために、電流を第１のＰＥＭ及び第２のＰＥＭの内のすくなくとも１つを通してモニターすることを更に含むことができる。
【００３４】
図３〜４は、図１の故障検査システム１１０などの故障検査システムが適切に機能しているかどうかを決定するための、例示的プロセスフロー３００を示す。図示のように、プロセスフロー３００は、ブロック３０１において示すように、閉じた位置において、第１のパワー電子モジュール及び第２のパワー電子モジュールを提供し、開いた位置において、バイパスパワー電子モジュール及びバイパス回路の回路ブレーカを提供することを含む。プロセスフロー３００は、ブロック３０３において示すように、第１のパワー電子モジュール及び第２のパワー電子モジュールを通って電流を供給することを更に含む。プロセスフロー３００は、ブロック３０５において示すように、バイパス回路の回路ブレーカを閉じることを更に含み、ブロック３０７において示すように、回路ブレーカを閉じた後にバイパス回路を通って電流が流れるかどうかを検出することを更に含む。イエスである場合、プロセスフロー３００はブロック３０９へ続く。ノーである場合、プロセスフロー３００は、ブロック３０８において、エラーメッセージを生成し、バイパスＰＥＭが失敗して回路を短絡したことを示し、プロセスフロー３００は終了する。
【００３５】
プロセスフロー３００は、ブロック３０９において示すように、バイパスＰＥＭを開いた位置から閉じた位置にスイッチを切り替えることを更に含むことができる。プロセスフロー３００は、ブロック３１１において示すように、回路ブレーカを閉じた後に電流がバイパス回路を通って流れているかどうかを決定することを更に含む。イエスである場合、プロセスフロー３００はブロック３１３へ続く。ノーである場合、プロセスは、ブロック３１２において、エラーメッセージを生成し、バイパスＰＥＭが失敗して回路を開いたことを示し、プロセスフロー３００は、次いで、終了する。
【００３６】
次に、プロセスフロー３００は、ブロック３１３において示すように、バイパス回路モニターシステムを通って、電流を導入することを含むことができ、ブロック３１５において示すように、第１の電流モニターがバイパス回路を通って供給される電流を検出し、バイパスＰＥＭを開くかどうかを決定し、流れる電流を止めることを含むことができる。ノーである場合、電流はバイパス回路の中を流れないで、プロセスフロー３００はブロック３１７へ続く。イエスである場合、電流はバイパス回路の中を流れ、プロセスは、ブロック３１６において、エラーメッセージを生成し、バイパストリガ回路が失敗したことを示し、プロセスフロー３００は、次いで、終了する。
【００３７】
次に、プロセスフロー３００は、ブロック３１７において示すように、電流がバイパス回路を通るルートを提供するために、第１のＰＥＭを閉じた位置から開いた位置にスイッチを切り替えることにより、そして、ブロック３１９において示すように、電流を第１のＰＥＭ回路モニターシステムに導入することにより、第１のＰＥＭが適切に機能しているかどうかを決定する。プロセスフロー３００は、ブロック３２１において示すように、次いで、第１の電流モニターが、主回路を通って供給される電流を検出して、流れる電流を停止するように第１のＰＥＭを開くかどうかを決定する。ノーである場合、電流は主回路の中を流れないで、プロセスフロー３００はブロック３２３へ続く。イエスである場合、電流は主回路の中を流れ、プロセススフロー３００は、ブロック３２０において、エラーメッセージを生成し、第１のＰＥＭモジュール又はそのトリガ回路が失敗したことを示し、プロセスフロー３００は、次いで、終了する。
【００３８】
次に、プロセスフロー３００は、ブロック３２３において示すように、電流がバイパス回路を通るルートを提供するために、第１のＰＥＭを閉じた位置にリセットすることにより、そして、ブロック３２５において示すように、電流を第２のＰＥＭ回路モニターシステムに導入することにより、第２のＰＥＭが適切に機能しているかどうかを決定する。プロセスフロー３００は、ブロック３２７において示すように、次いで、第１の電流モニターが、主回路を通って供給される電流を検出して、流れる電流を停止するように第２のＰＥＭを開くかどうかを決定する。ノーである場合、電流は主回路の中を流れないで、プロセスフロー３００はブロック３２９へ続く。イエスである場合、電流は主回路の中を流れ、プロセススフロー３００は、ブロック３２６において、エラーメッセージを生成し、第２のＰＥＭ又はそのトリガ回路が失敗したことを示す。
【００３９】
最後に、プロセススフロー３００は、ブロック３２９において示すように、第２のＰＥＭを閉じた位置に戻してリセットし、ブロック３３１において示すように、バイパスＰＥＭ及びブレーカを開く。「故障電流システムは適切に動作する」などのメッセージが、ブロック３３３において示すように、テストシステムへ戻ってレポートされ、したがって、テストプロセスを終了する。
【００４０】
要約すれば、変流器用の冗長回路及び制御基板からの相互トリガを含む様々な実施形態は、ネットワークが常に保護されることを確実にする堅固なシステムを含む第１の優位性を提供し、故障電流リミッタ内のバイパス回路のバイパスＰＥＭを含み、故障電流リミッタの動作に最小の影響を有する、ＰＥＭの状態をモニターする都合の良い手段の第２の優位性を提供する。
【００４１】
本発明は、本明細書に記載された特定の実施形態によって範囲を限定されるものではない。実際に、本明細書に記載された実施形態に加えて、本発明の他の様々な実施形態および変更は、前述の記載および添付図面から当業者には明らかであろう。したがって、このような他の実施形態および変更は、本発明の範囲内に含まれるものと意図している。さらに、本発明は、特定の環境における特定の目的のための特定の実装の文脈にて本明細書中で説明している。当業者は、その有用性はそれらに限定されるものでなく、本発明は任意の数の環境における任意の数の目的のために有益に実装し得ることを認識するであろう。従って、以下に記載する特許請求の範囲は本明細書に記載された本発明の全範囲及び精神に鑑みて解釈しなければならない。
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月23日(2018.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2019515631.tif 000002
【図２】
2019515631.tif 000003
【図３】
2019515631.tif 000004
【図４】
2019515631.tif 000005