(57)【要約】【課題】漏電発生時と漏電以外の異常発生時の両方に電路を遮断する遮断リレー部を実現する。【解決手段】第１スイッチング素子１６１は、第２接続点１９２に接続され、漏電検知回路１５０によりオンオフ制御され、電力変換装置２００の漏電検知時に第１開閉部１１１をオフする。第２スイッチング素子１６２は、第２接続点１９２に接続され、電力変換装置２００によりオンオフ制御され、電力変換装置２００を系統４００から解列する場合に第１開閉部１１１をオフする。第１アノード１７１ａは２次側部分１３２に接続されている。第１カソード１７１ｃは第１接続点１９１に接続されている。第２アノード１７２ａは電力変換装置２００の制御電源２５０に接続されている。第２カソード１７２ｃは第１接続点１９１に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統と連系する電力変換装置の電流遮断回路であって、
前記系統と前記電力変換装置を切り離し可能に接続する第１開閉部と、第１接続点と第２接続点との間に接続され前記第１開閉部を駆動する第１制御部と、を含む第１遮断リレー部と、
前記系統により交流電圧が印加される１次側部分と、前記電力変換装置の基準電位で動作する２次側部分と、を含む絶縁電源と、
前記２次側部分から電力が供給され、前記基準電位で動作し、前記電力変換装置の漏電を検知する漏電検知回路と、
前記第２接続点に接続され、前記漏電検知回路によりオンオフ制御され、前記電力変換装置の漏電検知時に前記第１制御部と協働して前記第１開閉部をオフする第１スイッチング素子と、
前記第２接続点に接続され、前記電力変換装置によりオンオフ制御され、前記電力変換装置を系統から解列する場合に前記第１制御部と協働して前記第１開閉部をオフする第２スイッチング素子と、
第１アノードおよび第１カソードを含み、前記第１アノードは前記２次側部分に接続され、前記第１カソードは前記第１接続点に接続されている第１逆流防止ダイオードと、
第２アノードおよび第２カソードを含み、前記第２アノードは前記電力変換装置の制御電源に接続され、前記第２カソードは前記第１接続点に接続されている第２逆流防止ダイオードと、を備えた、電流遮断回路。
【請求項２】
前記系統は、単相３線式の系統であり、
前記１次側部分には、前記系統のＵ相とＷ相の間の交流電圧が印加される、請求項１に記載の電流遮断回路。
【請求項３】
前記絶縁電源は、絶縁トランスおよび整流回路を含んでいる、請求項１または２に記載の電流遮断回路。
【請求項４】
零相変流器を備え、
前記漏電検知回路は、前記零相変流器と協働して前記電力変換装置の漏電を検知する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電流遮断回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電流遮断回路と、前記電力変換装置とを備えた、電力変換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電流遮断回路および電力変換ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
漏電発生時に電路を遮断するための遮断リレー部が知られている。特許文献１には、そのような遮断リレー部の一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−６７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気的な異常は、漏電以外にも存在する。漏電以外の異常が発生したときにも、電路を遮断するべき場合がある。しかし、漏電発生時に電路を遮断するための遮断リレー部と漏電以外の異常発生時に電路を遮断するための遮断リレー部とを別々に設けると、回路規模が大きくなる。また、これらのリレー部を別々に設けると、コストがかかる。
【０００５】
そこで、本開示は、漏電発生時と漏電以外の異常発生時の両方に電路を遮断する遮断リレー部を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
系統と連系する電力変換装置の電流遮断回路であって、
前記系統と前記電力変換装置を切り離し可能に接続する第１開閉部と、第１接続点と第２接続点との間に接続され前記第１開閉部を駆動する第１制御部と、を含む第１遮断リレー部と、
前記系統により交流電圧が印加される１次側部分と、前記電力変換装置の基準電位で動作する２次側部分と、を含む絶縁電源と、
前記２次側部分から電力が供給され、前記基準電位で動作し、前記電力変換装置の漏電を検知する漏電検知回路と、
前記第２接続点に接続され、前記漏電検知回路によりオンオフ制御され、前記電力変換装置の漏電検知時に前記第１制御部と協働して前記第１開閉部をオフする第１スイッチング素子と、
前記第２接続点に接続され、前記電力変換装置によりオンオフ制御され、前記電力変換装置を系統から解列する場合に前記第１制御部と協働して前記第１開閉部をオフする第２スイッチング素子と、
第１アノードおよび第１カソードを含み、前記第１アノードは前記２次側部分に接続され、前記第１カソードは前記第１接続点に接続されている第１逆流防止ダイオードと、
第２アノードおよび第２カソードを含み、前記第２アノードは前記電力変換装置の制御電源に接続され、前記第２カソードは前記第１接続点に接続されている第２逆流防止ダイオードと、を備えた、電流遮断回路を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る技術によれば、漏電発生時と漏電以外の異常発生時の両方に電路を遮断する遮断リレー部を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る電流遮断回路の構成を説明するための図である。
【図２】図２は、図１の電流遮断回路の動作を説明するための図である。
【図３】図３は、図１の電流遮断回路の動作を説明するための図である。
【図４】図４は、図１の電流遮断回路の動作を説明するための図である。
【図５】図５は、比較形態に係る電流遮断回路の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の第１態様は、
系統と連系する電力変換装置の電流遮断回路であって、
前記系統と前記電力変換装置を切り離し可能に接続する第１開閉部と、第１接続点と第２接続点との間に接続され前記第１開閉部を駆動する第１制御部と、を含む第１遮断リレー部と、
前記系統により交流電圧が印加される１次側部分と、前記電力変換装置の基準電位で動作する２次側部分と、を含む絶縁電源と、
前記２次側部分から電力が供給され、前記基準電位で動作し、前記電力変換装置の漏電を検知する漏電検知回路と、
前記第２接続点に接続され、前記漏電検知回路によりオンオフ制御され、前記電力変換装置の漏電検知時に前記第１制御部と協働して前記第１開閉部をオフする第１スイッチング素子と、
前記第２接続点に接続され、前記電力変換装置によりオンオフ制御され、前記電力変換装置を系統から解列する場合に前記第１制御部と協働して前記第１開閉部をオフする第２スイッチング素子と、
第１アノードおよび第１カソードを含み、前記第１アノードは前記２次側部分に接続され、前記第１カソードは前記第１接続点に接続されている第１逆流防止ダイオードと、
第２アノードおよび第２カソードを含み、前記第２アノードは前記電力変換装置の制御電源に接続され、前記第２カソードは前記第１接続点に接続されている第２逆流防止ダイオードと、を備えた、電流遮断回路を提供する。
【００１０】
第１態様に係る技術によれば、漏電発生時と漏電以外の異常発生時の両方に電路を遮断する遮断リレー部を実現できる。
【００１１】
本開示の第２態様は、第１態様に加え、
前記系統は、単相３線式の系統であり、
前記１次側部分には、前記系統のＵ相とＷ相の間の交流電圧が印加される、電流遮断回路を提供する。
【００１２】
系統からみると、絶縁電源は、負荷である。第２態様では、絶縁電源の１次側部分に、系統のＵ相とＷ相の間の交流電圧を印加する。このようにすれば、系統の各相間の負荷を平衡にし易い。このことは、系統連系要件を満たすことを容易にする。
【００１３】
本開示の第３態様は、第１態様または第２態様に加え、
前記絶縁電源は、絶縁トランスおよび整流回路を含んでいる、電流遮断回路を提供する。
【００１４】
第３態様の絶縁電源によれば、系統の交流電圧から、第１遮断リレー部および漏電検知回路の駆動に用いる直流電圧を容易に生成できる。
【００１５】
第２態様のように１次側部分に系統のＵ相とＷ相の間の交流電圧を印加すると、１次側部分には高電圧が印加されることになる。しかし、第３態様の絶縁トランスによれば、高電圧を低電圧に変換できる。このため、耐圧性が高い部品を減少または削除できる。このことは、電流遮断回路の低コスト化に繋がる。
【００１６】
また、第１遮断リレー部および漏電検知回路の駆動に必要な電流は小さい。このため、絶縁トランス自身も、安価に構成できる。
【００１７】
本開示の第４態様は、第１〜３態様に加え、
零相変流器を備え、
前記漏電検知回路は、前記零相変流器と協働して前記電力変換装置の漏電を検知する、電流遮断回路提供する。
【００１８】
第４態様の零相変流器を用いれば、好適に漏電検知を行うことができる。
【００１９】
本開示の第５態様は、
第１〜第４態様のいずれか一つの電流遮断回路と、前記電力変換装置とを備えた、電力変換ユニットを提供する。
【００２０】
第５態様によれば、第１〜４態様の電流遮断回路を活かした電力変換ユニットを提供することができる。
【００２１】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。
【００２２】
図１は、本実施形態の電力変換ユニット３００を示す。電力変換ユニット３００は、電力変換装置２００を備えている。電力変換装置２００は、系統４００と連系する。また、電力変換ユニット３００は、電流遮断回路１００を備えている。
【００２３】
［系統４００］
本実施形態では、系統４００は、単相３線式の系統である。系統４００は、Ｕ相と、Ｗ相と、Ｏ相と、を有している。Ｕ相およびＷ相は、非接地相である。Ｏ相は、接地相である。
【００２４】
Ｕ相とＯ相の間の電圧は、第１交流電圧である。Ｗ相とＯ相の間の電圧は、第２交流電圧である。Ｕ相とＷ相の間の電圧は、第３交流電圧が印加である。第１交流電圧および第２交流電圧は、互いに逆位相の電圧である。第３交流電圧の実効値は、第１交流電圧の実効値の２倍であり、第２交流電圧の実効値の２倍である。典型的には、第１交流電圧および第２交流電圧の実効値は、１００Ｖである。第３交流電圧の実効値は、２００Ｖである。
【００２５】
［電力変換装置２００］
本実施形態では、電力変換装置２００は、図示しない直流電源に接続されている。電力変換装置２００は、直流電源の直流電力を交流電力に電力変換する。直流電源は、例えば、燃料電池である。
【００２６】
本実施形態では、電力変換装置２００は、スイッチング回路２１０を有している。電力変換装置２００には、制御電源２５０から、直流電圧Ｖdc1が印加される。スイッチング回路２１０は、直流電圧Ｖdc1を用いて上記の電力変換を行う。
【００２７】
制御電源２５０として任意の電源を用いることができる。制御電源２５０は、例えば燃料電池や蓄電池などを用いて実現することができる。
【００２８】
本実施形態では、電力変換装置２００は、停電検知回路２２０を有している。停電検知回路２２０は、図示しないセンサの検出値を用いて系統４００における停電を検知する。
【００２９】
停電検知回路２２０による停電検知の具体的態様は、特に限定されない。一例では、電圧センサにより、系統４００のＵ相、Ｗ相およびＯ相から選択される２相の間の電圧を検出する。停電検知回路２２０は、電圧センサの検出値からゼロクロスポイントを検知する。ある時点でゼロクロスポイントが検知されてから所定時間以上次のゼロクロスポイントを検知できない場合、停電検知回路２２０は停電が発生したと判定する。別例では、上記検出値から把握される電圧の大きさに基づいて、停電が発生したか否かを判定する。
【００３０】
本実施形態では、電力変換装置２００は、交流電路４０１によって系統４００に接続されている。具体的には、交流電路４０１は、３相電路であり、Ｕ相の電路４０１Ｕ、Ｗ相の電路４０１ＷおよびＯ相の電路４０１Ｏを有している。Ｕ相の電路４０１ＵとＯ相の電路４０１Ｏの間に、第１交流電圧が印加されている。Ｗ相の電路４０１ＷとＯ相の電路４０１Ｏの間に、第２交流電圧が印加されている。Ｕ相の電路４０１ＵとＷ相の電路４０１Ｗの間に、第３交流電圧が印加されている。
【００３１】
［電流遮断回路１００］
本実施形態では、電流遮断回路１００は、第１遮断リレー部１１０と、第２遮断リレー部１２０と、絶縁電源１３０と、零相変流器１４０と、漏電検知回路１５０と、第１スイッチング素子１６１と、第２スイッチング素子１６２と、第３スイッチング素子１６３と、第１逆流防止ダイオード１７１と、第２逆流防止ダイオード１７２と、を有している。
【００３２】
（第１遮断リレー部１１０）
本実施形態では、第１遮断リレー部１１０は、Ｕ相リレー１１０Ｕと、Ｗ相リレー１１０Ｗと、Ｏ相リレー１１０Ｏと、を有している。リレー１１０Ｕ、１１０Ｗおよび１１０Ｏは、メカニカルリレーである。リレー１１０Ｕ、１１０Ｗおよび１１０Ｏは、ノ−マリークローズのリレーである。
【００３３】
Ｕ相リレー１１０Ｕは、Ｕ相開閉器１１１Ｕと、Ｕ相制御器１１２Ｕと、を含んでいる。Ｗ相リレー１１０Ｗは、Ｗ相開閉器１１１Ｗと、Ｗ相制御器１１２Ｗと、を含んでいる。Ｏ相リレー１１０Ｏは、Ｏ相開閉器１１１Ｏと、Ｏ相制御器１１２Ｏと、を含んでいる。
【００３４】
Ｕ相開閉器１１１Ｕは、Ｕ相の電路４０１Ｕにおいて、系統４００と電力変換装置２００を切り離し可能に接続する。Ｗ相開閉器１１１Ｗは、Ｗ相の電路４０１Ｗにおいて、系統４００と電力変換装置２００を切り離し可能に接続する。Ｏ相開閉器１１１Ｏは、Ｏ相の電路４０１Ｏにおいて、系統４００と電力変換装置２００を切り離し可能に接続する。
【００３５】
Ｕ相制御器１１２Ｕは、第１接続点１９１と第２接続点１９２との間に接続されている。Ｗ相制御器１１２Ｗは、第１接続点１９１と第２接続点１９２との間に接続されている。Ｏ相制御器１１２Ｏは、第１接続点１９１と第２接続点１９２との間に接続されている。制御器１１２Ｕ，１１２Ｗおよび１１２Ｏは、第１接続点１９１と第２接続点１９２の間で並列接続されている。
【００３６】
Ｕ相制御器１１２Ｕは、Ｕ相開閉器１１１Ｕを駆動する。Ｗ相制御器１１２Ｗは、Ｗ相開閉器１１１Ｗを駆動する。Ｏ相制御器１１２Ｏは、Ｏ相開閉器１１１Ｏを駆動する。
【００３７】
以下では、Ｕ相開閉器１１１Ｕと、Ｗ相開閉器１１１Ｗと、Ｏ相開閉器１１１Ｏとを、まとめて第１開閉部１１１と総称することがある。Ｕ相制御器１１２Ｕと、Ｗ相制御器１１２Ｗと、Ｏ相制御器１１２Ｏとを、まとめて第１制御部１１２と総称することがある。
【００３８】
上記のように総称する場合、第１遮断リレー部１１０は第１開閉部１１１および第１制御部１１２を有すると表現することができる。第１開閉部１１１は系統４００と電力変換装置２００を切り離し可能に接続すると表現することができる。第１制御部１１２は第１接続点１９１と第２接続点１９２との間に接続されていると表現することができる。第１制御部１１２は第１開閉部１１１を駆動すると表現することができる。
【００３９】
（第２遮断リレー部１２０）
本実施形態では、第２遮断リレー部１２０は、Ｕ相リレー１２０Ｕと、Ｗ相リレー１２０Ｗと、Ｏ相リレー１２０Ｏと、を有している。リレー１２０Ｕ、１２０Ｗおよび１２０Ｏは、メカニカルリレーである。リレー１２０Ｕ、１２０Ｗおよび１２０Ｏは、ノ−マリークローズのリレーである。
【００４０】
Ｕ相リレー１２０Ｕは、Ｕ相開閉器１２１Ｕと、Ｕ相制御器１２２Ｕと、を含んでいる。Ｗ相リレー１２０Ｗは、Ｗ相開閉器１２１Ｗと、Ｗ相制御器１２２Ｗと、を含んでいる。Ｏ相リレー１２０Ｏは、Ｏ相開閉器１２１Ｏと、Ｏ相制御器１２２Ｏと、を含んでいる。
【００４１】
Ｕ相開閉器１２１Ｕは、Ｕ相の電路４０１Ｕにおいて、系統４００と電力変換装置２００を切り離し可能に接続する。Ｗ相開閉器１２１Ｗは、Ｗ相の電路４０１Ｗにおいて、系統４００と電力変換装置２００を切り離し可能に接続する。Ｏ相開閉器１２１Ｏは、Ｏ相の電路４０１Ｏにおいて、系統４００と電力変換装置２００を切り離し可能に接続する。
【００４２】
Ｕ相制御器１２２Ｕは、第３接続点１９３と第４接続点１９４との間に接続されている。Ｗ相制御器１２２Ｗは、第３接続点１９３と第４接続点１９４との間に接続されている。Ｏ相制御器１２２Ｏは、第３接続点１９３と第４接続点１９４との間に接続されている。制御器１２２Ｕ，１２２Ｗおよび１２２Ｏは、第３接続点１９３と第４接続点１９４の間で並列接続されている。
【００４３】
Ｕ相制御器１２２Ｕは、Ｕ相開閉器１２１Ｕを駆動する。Ｗ相制御器１２２Ｗは、Ｗ相開閉器１２１Ｗを駆動する。Ｏ相制御器１２２Ｏは、Ｏ相開閉器１２１Ｏを駆動する。
【００４４】
以下では、Ｕ相開閉器１２１Ｕと、Ｗ相開閉器１２１Ｗと、Ｏ相開閉器１２１Ｏとを、まとめて第２開閉部１２１と総称することがある。Ｕ相制御器１２２Ｕと、Ｗ相制御器１２２Ｗと、Ｏ相制御器１２２Ｏとを、まとめて第２制御部１２２と総称することがある。
【００４５】
上記のように総称する場合、第２遮断リレー部１２０は第２開閉部１２１および第２制御部１２２を有すると表現することができる。第２開閉部１２１は系統４００と電力変換装置２００を切り離し可能に接続すると表現することができる。第２制御部１２２は第３接続点１９３と第４接続点１９４との間に接続されていると表現することができる。第２制御部１２２は第２開閉部１２１を駆動すると表現することができる。
【００４６】
（絶縁電源１３０）
絶縁電源１３０は、１次側部分１３１と、２次側部分１３２と、を含んでいる。１次側部分１３１は、いわゆる充電部である。２次側部分１３２は、いわゆる非充電部である。１次側部分１３１および２次側部分１３２は、互いに絶縁されている。
【００４７】
１次側部分１３１は、交流電路４０１に接続されている。具体的に、１次側部分１３１は、Ｕ相の電路４０１ＵおよびＷ相の電路４０１Ｗに接続されている。１次側部分１３１には、系統４００により交流電圧が印加される。具体的に、１次側部分１３１には、系統４００のＵ相とＷ相の間の交流電圧Ｖac1が印加される。交流電圧Ｖac1は、上述の第３交流電圧である。
【００４８】
２次側部分１３２は、電力変換装置２００の基準電位で動作する。なお、基準電位は接地電位でなくてもよい。
【００４９】
本実施形態では、絶縁電源１３０は、絶縁トランス１３３および整流回路１３５を含んでいる。絶縁トランス１３３は、１次側巻線１３３ａおよび２次側巻線１３３ｂを含んでいる。１次側巻線１３３ａには、交流電圧Ｖac1が印加される。絶縁トランス１３３は、交流電圧Ｖac1を交流電圧Ｖac2に降圧する。２次側巻線１３３ｂに、交流電圧Ｖac2が出力される。整流回路１３５は、交流電圧Ｖac2を、直流電圧Ｖdc1に変換する。
【００５０】
本実施形態では、整流回路１３５は、ダイオード１３７およびコンデンサ１３８を含んでいる。ダイオード１３７は、アノード１３７ａおよびカソード１３７ｃを有している。２次側巻線１３３ｂ、アノード１３７ａ、カソード１３７ｃおよびコンデンサ１３８は、この順に並んでいる。ダイオード１３７は、交流電圧Ｖac2を整流する。コンデンサ１３８は、ダイオード１３７からの出力電圧を平滑化する。これにより、コンデンサ１３８の一端１３８ｍと他端１３８ｎの間に直流電圧Ｖdc1が現れる。要するに、ダイオード１３７およびコンデンサ１３８は、半波整流により直流電圧Ｖdc1を生成する。
【００５１】
（零相変流器１４０）
本実施形態では、零相変流器１４０は、交流電路４０１のうち、第１遮断リレー部１１０と電力変換装置２００の間の位置、具体的には第１遮断リレー部１１０と第２遮断リレー部１２０の間の位置に設けられている。より具体的には、この位置において、零相変流器１４０の環状のコアに、Ｕ相、Ｗ相およびＯ相の３つの電路４０１Ｕ、４０１Ｗおよび４０１Ｏが貫挿されている。
【００５２】
（漏電検知回路１５０）
漏電検知回路１５０は、電力変換装置２００の漏電を検知する。漏電検知回路１５０は、２次側部分１３２に接続されている。漏電検知回路１５０には、２次側部分１３２から電力および直流電圧Ｖdc1が供給される。漏電検知回路１５０は、電力変換装置２００の基準電位で動作する。本実施形態では、漏電検知回路１５０は、零相変流器１４０と協働して電力変換装置２００の漏電を検知する。具体的には、漏電検知回路１５０は、零相変流器１４０の検出値を用いて、電力変換装置２００の漏電を検知する。
【００５３】
（第１スイッチング素子１６１）
本実施形態では、第１スイッチング素子１６１は、漏電検知回路１５０および第２接続点１９２に接続されている。具体的には、第１スイッチング素子１６１の制御端子１６１ｃが、漏電検知回路１５０に接続されている。第１スイッチング素子１６１の高圧側端子１６１ａが、第２接続点１９２に接続されている。
【００５４】
第１スイッチング素子１６１は、漏電検知回路１５０によりオンオフ制御される。第１スイッチング素子１６１は、電力変換装置２００の漏電検知時に第１制御部１１２と協働して第１開閉部１１１をオフする。先に説明したとおり、この漏電検知は、漏電検知回路１５０において零相変流器１４０の検出値を用いて行うことができる。
【００５５】
具体的には、第１スイッチング素子１６１は、電力変換装置２００の漏電検知時に、Ｕ相制御器１１２Ｕと協働してＵ相開閉器１１１Ｕをオフし、Ｗ相制御器１１２Ｗと協働してＷ相開閉器１１１Ｗをオフし、Ｏ相制御器１１２Ｏと協働してＯ相開閉器１１１Ｏをオフする。
【００５６】
第１スイッチング素子１６１としては、公知の素子を利用できる。本実施形態では、第１スイッチング素子１６１は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｅｃｔ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、具体的にはＮチャンネル型ＭＯＳＦＥＴである。高圧側端子１６１ａは、ドレイン端子である。低圧側端子１６１ｂは、ソース端子である。制御端子１６１ｃは、ゲート端子である。第１スイッチング素子１６１の他の例は、バイポーラトランジスタである。
【００５７】
（第２スイッチング素子１６２）
本実施形態では、第２スイッチング素子１６２は、電力変換装置２００および第２接続点１９２に接続されている。具体的には、第２スイッチング素子１６２の制御端子１６２ｃが、電力変換装置２００に接続されている。第２スイッチング素子１６２の高圧側端子１６２ａが、第２接続点１９２に接続されている。
【００５８】
第２スイッチング素子１６２は、電力変換装置２００によりオンオフ制御される。第２スイッチング素子１６２は、電力変換装置２００を系統４００から解列する場合に第１制御部１１２と協働して第１開閉部１１１をオフする。
【００５９】
具体的には、第２スイッチング素子１６２は、電力変換装置２００を系統４００から解列する場合に、Ｕ相制御器１１２Ｕと協働してＵ相開閉器１１１Ｕをオフし、Ｗ相制御器１１２Ｗと協働してＷ相開閉器１１１Ｗをオフし、Ｏ相制御器１１２Ｏと協働してＯ相開閉器１１１Ｏをオフする。
【００６０】
本実施形態では、停電検知時に、第２スイッチング素子１６２は、電力変換装置２００を系統４００から解列する。先に説明したとおり、この停電検知は、停電検知回路２２０において図示しない電圧センサの検出値を用いて行うことができる。
【００６１】
第２スイッチング素子１６２としては、公知の素子を利用できる。本実施形態では、第２スイッチング素子１６２は、ＭＯＳＦＥＴであり、具体的にはＮチャンネル型ＭＯＳＦＥＴである。高圧側端子１６２ａは、ドレイン端子である。低圧側端子１６２ｂは、ソース端子である。制御端子１６２ｃは、ゲート端子である。第２スイッチング素子１６２の他の例は、バイポーラトランジスタである。
【００６２】
（第３スイッチング素子１６３）
本実施形態では、第３スイッチング素子１６３は、電力変換装置２００および第４接続点１９４に接続されている。具体的には、第３スイッチング素子１６３の制御端子１６３ｃが、電力変換装置２００に接続されている。第３スイッチング素子１６３の高圧側端子１６３ａが、第４接続点１９４に接続されている。
【００６３】
第３スイッチング素子１６３は、電力変換装置２００によりオンオフ制御される。第３スイッチング素子１６３は、電力変換装置２００を系統４００から解列する場合に第２制御部１２２と協働して第２開閉部１２１をオフする。
【００６４】
具体的には、第３スイッチング素子１６３は、電力変換装置２００を系統４００から解列する場合に、Ｕ相制御器１２２Ｕと協働してＵ相開閉器１２１Ｕをオフし、Ｗ相制御器１２２Ｗと協働してＷ相開閉器１２１Ｗをオフし、Ｏ相制御器１２２Ｏと協働してＯ相開閉器１２１Ｏをオフする。
【００６５】
本実施形態では、停電検知時に、第３スイッチング素子１６３は、電力変換装置２００を系統４００から解列する。
【００６６】
第３スイッチング素子１６３としては、公知の素子を利用できる。本実施形態では、第３スイッチング素子１６３は、ＭＯＳＦＥＴであり、具体的にはＮチャンネル型ＭＯＳＦＥＴである。高圧側端子１６３ａは、ドレイン端子である。低圧側端子１６３ｂは、ソース端子である。制御端子１６３ｃは、ゲート端子である。第３スイッチング素子１６３の他の例は、バイポーラトランジスタである。
【００６７】
（逆流防止ダイオード１７１および１７２）
第１逆流防止ダイオード１７１は、第１アノード１７１ａおよび第１カソード１７１ｃを含んでいる。第１アノード１７１ａは、２次側部分１３２に接続されている。第１カソード１７１ｃは第１接続点１９１に接続されている。
【００６８】
第２逆流防止ダイオード１７２は、第２アノード１７２ａおよび第２カソード１７２ｃを含んでいる。第２アノード１７２ａは、電力変換装置２００の制御電源２５０に接続されている。第２カソード１７２ｃは、第１接続点１９１に接続されている。
【００６９】
［素子の接続］
本実施形態では、ダイオード１３７のカソード１３７ｃ、コンデンサ１３８の一端１３８ｍ、漏電検知回路１５０の一端１５０ｍ、第１逆流防止ダイオード１７１の第１アノード１７１ａは、同電位に接続されている。第１カソード１７１ｃおよび第２カソード１７２ｃは、同電位に接続されている。ただし、必要であれば、図示している素子間に、他の素子を介在させてもよい。
【００７０】
本実施形態では、コンデンサ１３８の他端１３８ｎ、漏電検知回路１５０の他端１５０ｎ、第１スイッチング素子１６１の低圧側端子１６１ｂ、第２スイッチング素子１６２の低圧側端子１６２ｂおよび第３スイッチング素子１６３の低圧側端子１６３ｂは、電力変換装置２００の基準電位に接続されている。
【００７１】
［電流遮断回路１００の動作］
以下、図２〜４を参照しながら電流遮断回路１００の動作を説明する。図３および４の一部では、図２において細線で描かれていた部分が太線化されている。太線化された部分は、電流が流れている部分である。
【００７２】
（停電も漏電も発生していない場合）
図２は、系統４００が停電しておらず、電力変換装置２００において漏電が発生していない場合における電力変換ユニット３００を示している。
【００７３】
この場合、制御端子１６１ｃには第１スイッチング素子１６１をオンにする信号（オン信号）は供給されない。制御端子１６２ｃには第２スイッチング素子１６２をオンにする信号（オン信号）は供給されない。また、制御端子１６３ｃには第３スイッチング素子１６３をオンにする信号（オン信号）は供給されない。なお、本実施形態では、オン信号は、制御端子と低圧側端子の間の端子間電圧を閾値よりも大きくする電圧波である。
【００７４】
オン信号が供給されないため、スイッチング素子１６１，１６２および１６３は、オフである。したがって、制御部１１２および１２２には、電流が流れない。具体的には、制御器１１２Ｕ，１１２Ｗ，１１２Ｏ，１２２Ｕ，１２２Ｗおよび１２２Ｏには、電流は流れない。
【００７５】
制御部１１２および１２２に電流が流れないため、開閉部１１１および１２１は、オンである。具体的には、開閉器１１１Ｕ，１１１Ｗ，１１１Ｏ，１２１Ｕ，１２１Ｗおよび１２１Ｏは、オンである。このため、系統４００および電力変換装置２００の電気的な接続は維持されている。
【００７６】
（停電発生時）
図３は、系統４００が停電しており、電力変換装置２００において漏電が発生していない場合における電力変換ユニット３００を示している。
【００７７】
この場合には、電力変換装置２００から制御端子１６２ｃに第２スイッチング素子１６２をオンするための信号（オン信号）が供給される。また、電力変換装置２００から制御端子１６３ｃに第３スイッチング素子１６３をオンするための信号（オン信号）が供給される。
【００７８】
オン信号が供給されるため、スイッチング素子１６２および１６３は、オンである。したがって、制御部１１２および１２２に、電流が流れる。具体的には、制御器１１２Ｕ，１１２Ｗ，１１２Ｏ，１２２Ｕ，１２２Ｗおよび１２２Ｏに、電流が流れる。電流は、制御電源２５０、第３接続点１９３、第２アノード１７２ａ、第２カソード１７２ｃ、第１接続点１９１、第１制御部１１２、第２接続点１９２、高圧側端子１６２ａおよび低圧側端子１６２ｂの順に流れる。また、電流は、制御電源２５０、第３接続点１９３、第２制御部１２２、第４接続点１９４、高圧側端子１６３ａおよび低圧側端子１６３ｂの順に流れる。
【００７９】
制御部１１２および１２２に電流が流れるため、開閉部１１１および１２１は、オフとなる。具体的には、開閉器１１１Ｕ，１１１Ｗ，１１１Ｏ，１２１Ｕ，１２１Ｗおよび１２１Ｏは、オフとなる。このため、系統４００および電力変換装置２００の電気的な接続は遮断される。
【００８０】
（漏電発生時）
図４は、系統４００が停電しておらず、電力変換装置２００において漏電が発生している場合における電力変換ユニット３００を示している。
【００８１】
この場合、制御端子１６１ｃには第１スイッチング素子１６１をオンにする信号（オン信号）が供給される。
【００８２】
オン信号が供給されるため、第１スイッチング素子１６１は、オンである。したがって、第１制御部１１２に電流が流れる。具体的には、制御器１１２Ｕ，１１２Ｗおよび１１２Ｏに、電流が流れる。電流は、系統４００、絶縁電源１３０、第１アノード１７１ａ、第１カソード１７１ｃ、第１接続点１９１、第１制御部１１２、第２接続点１９２、高圧側端子１６１ａおよび低圧側端子１６１ｂの順に流れる。
【００８３】
第１制御部１１２に電流が流れるため、第１開閉部１１１は、オフとなる。具体的には、開閉器１１１Ｕ，１１１Ｗおよび１１１Ｏは、オフとなる。このため、系統４００および電力変換装置２００の電気的な接続は遮断される。
【００８４】
［電流遮断回路５００に対する電流遮断回路１００の利点］
図５に、比較形態に係る電流遮断回路５００を示す。以下、電流遮断回路５００に対する電流遮断回路１００の利点を説明する。
【００８５】
電流遮断回路１００と同様、電流遮断回路５００では、系統４００が停電したときに、第１遮断リレー部１１０が電路４０１を遮断する。しかし、電流遮断回路１００とは異なり、電流遮断回路５００では、電力変換装置２００で漏電が発生したときに、第１遮断リレー部１１０ではなく遮断リレー部５１０が電路４０１を遮断する。電流遮断回路５００では、電流遮断回路１００に比べ、遮断リレー部５１０の分だけ遮断リレー部の数が多い。逆にいうと、電流遮断回路１００は、電流遮断回路５００に比べ、遮断リレー部の数が少ない。このことは、電流遮断回路１００が、電流遮断回路５００に比べ、コストの観点から有利であることを意味する。
【００８６】
電流遮断回路５００では、系統４００のＵ相およびＷ相の間の交流電圧Ｖac1を利用して、漏電検知回路１５０および遮断リレー部５１０の駆動に必要な電力を得ている。このようにすれば、系統４００の各相間の負荷を平衡にし易い。ただし、電流遮断回路５００では、素子群５３０により、交流電圧Ｖac1から、漏電検知回路１５０および遮断リレー部５１０に供給するべき直流電圧を生成している。交流電圧Ｖac1が大きいが故に、素子群５３０の耐圧および耐電力を考慮する必要がある。図５の例では、素子群５３０のうち、ダイオード５３５、サイリスタ５３６およびコンデンサ５３７は、高耐圧の素子である。また、抵抗５３１および５３２は、高耐電力の素子である。高耐圧の素子および高耐電力の素子の存在は、電流遮断回路５００のコストを高くする。これに対し、電流遮断回路１００では、漏電検知回路１５０および第１遮断リレー部１１０を駆動させるのに必要な電流は小さいため、絶縁トランス１３３として安価なトランスを用いることができる。また、整流回路１３５も安価で実現できる。このような理由で、本実施形態に係る技術によれば、交流電圧Ｖac1を利用することによって系統４００の各相間の負荷を平衡にしつつ、安価に電流遮断回路１００を実現することができる。
【００８７】
また、電流遮断回路５００では、抵抗５３１および５３２ならびにツェナーダイオード５３３，５３４Ｕ，５３４Ｗおよび５３４Ｏにおいて電力損失が発生する。これに対し、電流遮断回路１００には、これらの素子に対応する素子がない。このため、電流遮断回路１００は、電流遮断回路５００に比べて、電力損失抑制の観点から有利である。
【００８８】
なお、電力変換ユニット３００は、系統４００の停電時ではなく、他の異常発生時に電力変換装置２００を系統４００から解列するように構成されていてもよい。電力変換ユニット３００は、例えば、系統４００において短絡、断線などの事故が発生した場合に、電力変換装置２００を系統４００から解列するように構成されていてもよい。このような事故は、例えば、交流電路４０１に電流センサを設けて過電流を検出することにより、検知可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１００  電流遮断回路
１１０，１２０  遮断リレー部
１１０Ｕ，１１０Ｗ，１１０Ｏ，１２０Ｕ，１２０Ｗ，１２０Ｏ  リレー
１１１，１２１  開閉部
１１１Ｕ，１１１Ｗ，１１１Ｏ，１２１Ｕ，１２１Ｗ，１２１Ｏ  開閉器
１１２，１２２  制御部
１１２Ｕ，１１２Ｗ，１１２Ｏ，１２２Ｕ，１２２Ｗ，１２２Ｏ  制御器
１３０  絶縁電源
１３１  １次側部分
１３２  ２次側部分
１３３  絶縁トランス
１３３ａ，１３３ｂ  巻線
１３５  整流回路
１３７，１７１，１７２  ダイオード
１３７ａ，１７１ａ，１７２ａ  アノード
１３７ｃ，１７１ｃ，１７２ｃ  カソード
１３８  コンデンサ
１３８ｍ，１５０ｍ  一端
１３８ｎ，１５０ｎ  他端
１４０  センサ
１５０  漏電検知回路
１６１，１６２，１６３  スイッチング素子
１６１ａ，１６２ａ，１６３ａ  高圧側端子
１６１ｂ，１６２ｂ，１６３ｂ  低圧側端子
１６１ｃ，１６２ｃ，１６３ｃ  制御端子
１９１，１９２，１９３，１９４  接続点
２００  電力変換装置
２１０  スイッチング回路
２２０  停電検知回路
２５０  制御電源
３００  電力変換ユニット
４００  系統
４０１  電路
５００  電流遮断回路
５１０  遮断リレー部
５３０  素子群
５３１，５３２  抵抗
５３３，５３４Ｕ，５３４Ｗ，５３４Ｏ  ツェナーダイオード
５３５  ダイオード
５３６  サイリスタ
５３７  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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