(57)【要約】【課題】試験を容易にすることのできる主回路給電方式の電力変換装置を提供することにある。【解決手段】電力変換装置１０は、主回路を構成する変換器１と、変換器１を駆動するゲート駆動回路４と、主回路から供給される電力を、ゲート駆動回路４に電源供給する電力に変換する主回路給電用電源３と、変換器１を試験するために、ゲート駆動回路４に電源供給する試験用電源５とを備える。【選択図】図１
2015220785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回路を構成するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子を駆動するゲート駆動手段と、
前記主回路から供給される電力を、前記ゲート駆動手段に電源供給する電力に変換する主回路給電用電源と、
前記スイッチング素子を試験するために、前記ゲート駆動手段に電源供給する試験用電源と
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記主回路給電用電源は、前記ゲート駆動手段と接続される端子を備え、
前記試験用電源は、前記ゲート駆動手段と接続される端子を備え、
前記ゲート駆動手段には、前記主回路給電用電源の前記端子と前記試験用電源の前記端子のいずれにも接続される端子を備えること
を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
アノードが前記主回路給電用電源に接続され、カソードが前記ゲート駆動手段に接続される第１のダイオードと、
アノードが前記試験用電源に接続され、カソードが前記ゲート駆動手段に接続される第２のダイオードと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記主回路給電用電源又は前記試験用電源のいずれかを選択して前記ゲート駆動手段に接続する電源選択手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
主回路を構成するスイッチング素子を駆動するゲート駆動回路に、前記主回路から電源供給するための主回路給電用電源を備える電力変換装置の試験方法であって、
前記主回路給電用電源の代わりに試験用電源から前記ゲート駆動回路に電源供給し、
前記スイッチング素子を試験すること
を含むことを特徴とする電力変換装置の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自励式電力変換装置として、ＭＭＣ(modular multilevel converter)が知られている。ＭＭＣは、複数のセル（単位変換器）で構成された電力変換装置である。ＭＭＣは、各セルに入力されるゲートパルス（ゲート信号）により制御される（例えば、特許文献１参照）。また、セルを駆動するゲート駆動回路の電源を自励式電力変換装置の主回路から供給する主回路給電方式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電力系統と連系する主回路給電方式の電力変換装置では、ゲート駆動回路の電源を確保するには、主回路のコンデンサに高圧の直流電圧を印加して、コンデンサを充電しなければならない。このような高圧の直流電圧を取り扱う作業には、安全に十分配慮する必要がある。このため、ゲートチェック等の試験をする場合でも、ゲート駆動回路の電源を入れる必要があるため、高圧での作業となり、試験を容易にすることができない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、試験を容易にすることのできる主回路給電方式の電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の観点に従った電力変換装置は、主回路を構成するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動するゲート駆動手段と、前記主回路から供給される電力を、前記ゲート駆動手段に電源供給する電力に変換する主回路給電用電源と、前記スイッチング素子を試験するために、前記ゲート駆動手段に電源供給する試験用電源とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、試験を容易にすることのできる主回路給電方式の電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る自励式電力変換装置の構成を示す構成図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る自励式電力変換装置の構成を示す構成図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る自励式電力変換装置の構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る自励式電力変換装置１０の構成を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。
【００１１】
自励式電力変換装置１０は、直流電力を交流電力に変換する。自励式電力変換装置１０は、変換した交流電力を連系する電力系統に供給する。
【００１２】
自励式電力変換装置１０は、変換器１、コンデンサ２、主回路給電用電源３、ゲート駆動回路４、及び試験用電源５を備える。
【００１３】
変換器１は、スイッチング素子で構成された電力変換回路を含む機器である。変換器１の直流側には、主回路を構成するコンデンサ２が接続されている。変換器１は、コンデンサ２に印加される直流電力を交流電力に変換する。変換器１のスイッチング素子は、ゲート駆動回路４から出力されるゲート電圧（ゲート信号）Ｖｇにより駆動（スイッチング）する。
【００１４】
主回路給電用電源３は、主回路に供給される直流電力をゲート駆動回路４の電源用に低い電圧の直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータである。主回路給電用電源３の変換器１側は、主回路のコンデンサ２に接続されている。主回路給電用電源３は、変換した直流電力をゲート駆動回路４に供給する。主回路給電用電源３には、ゲート駆動回路４と接続されるケーブル（配線）４２を接続するための端子３１が設けられている。端子３１は、ケーブル４２に設けられた端子４１と接続される。端子３１は、端子４１と着脱可能な構造である。これにより、主回路給電用電源３は、ゲート駆動回路４と接続及び切り離しが可能になる。
【００１５】
試験用電源５は、自励式電力変換装置１０の停止時（主回路が充電されていない時）に、ゲート駆動回路４に電源供給するための電源である。試験用電源５は、ゲート駆動回路４に電源として供給するために、外部電源から供給される電力を電圧の低い直流電力に変換する。試験用電源５は、ＤＣ／ＤＣコンバータでもよいし、交流電力を直流電力に変換するコンバータでもよい。試験用電源５には、ゲート駆動回路４と接続されるケーブル４２を接続するための端子５１が設けられている。端子５１は、ケーブル４２に設けられた端子４１と接続される。端子５１は、端子４１と着脱可能な構造である。これにより、試験用電源５は、ゲート駆動回路４と接続及び切り離しが可能になる。
【００１６】
ゲート駆動回路４は、制御装置から入力されたゲートパルスＧＰに基づいて、変換器１のスイッチング素子を駆動するためのゲート電圧Ｖｇを出力する。自励式電力変換装置１０の運用時は、ゲート駆動回路４は、主回路給電用電源３から電源供給を受ける。自励式電力変換装置１０の停止時は、試験用電源５から電源供給を受ける。
【００１７】
変換器１の試験（ゲートチェック）をする場合について説明する。
【００１８】
ゲート駆動回路４と接続されているケーブル４２を主回路給電用電源３から外して、試験用電源５に接続する。このとき、主回路のコンデンサ２は、充電されていない。試験用電源５からゲート駆動回路４に電源供給を行う。その後、ゲート駆動回路４にゲートパルスＧＰを与えることで、ゲート駆動回路４から変換器１を構成するスイッチング素子にゲート電圧Ｖｇが印加される。これにより、変換器１のゲートチェックを行う。変換器１のゲートチェックを終え、自励式電力変換装置１０を運用状態に戻す場合は、ケーブル４２を試験用電源５から外して、主回路給電用電源３に接続する。
【００１９】
本実施形態によれば、予め試験用電源５を用意し、ケーブル４２を繋ぎ替えられるように構成することで、ゲート駆動回路４を主回路給電用電源３と試験用電源５とで切り替えることができる。自励式電力変換装置１０を運用していない場合は、試験用電源５からゲート駆動回路４に電源供給することで、主回路を無電圧（０Ｖ）で、変換器１のゲートチェックなどの試験を行うことができる。これにより、ゲートチェック等で測定器を変換器１に接続する場合でも、主回路が充電されていないため、高電圧での作業とはならず、自励式電力変換装置１０の試験を容易にすることができる。
【００２０】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る自励式電力変換装置１０Ａの構成を示す構成図である。
【００２１】
自励式電力変換装置１０Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る自励式電力変換装置１０において、主回路給電用電源３及び試験用電源５からそれぞれ端子３１，５１を取り除き、ゲート駆動回路４から端子４１及びケーブル４２を取り除き、接続回路６を設けたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る自励式電力変換装置１０と同様である。
【００２２】
接続回路６は、２つのダイオード６１，６２を突き合わせた回路である。２つのダイオード６１，６２のそれぞれのカソード側（出力側）は、互いに接続されている。２つのダイオード６１，６２が接続されたカソード側は、ゲート駆動回路４に接続されている。ダイオード６１のアノード（入力側）は、主回路給電用電源３に接続されている。ダイオード６２のアノード（入力側）は、試験用電源５に接続されている。
【００２３】
自励式電力変換装置１０Ａの運用時は、主回路給電用電源３から接続回路６のダイオード６１を介してゲート駆動回路４に電源供給される。自励式電力変換装置１０Ａの停止時は、試験用電源５の電源を入れることで、試験用電源５から接続回路６のダイオード６２を介してゲート駆動回路４に電源供給される。
【００２４】
本実施形態によれば、接続回路６により、主回路給電用電源３と試験用電源５のいずれからでもゲート駆動回路４に電源供給される。これにより、自励式電力変換装置１０Ａの停止時に試験をする場合でも、試験用にゲート駆動回路４に電源を供給する回路を構成する必要がなくなる。従って、第１の実施形態よりも自励式電力変換装置１０Ａの試験を容易にすることができる。
【００２５】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る自励式電力変換装置１０Ｂの構成を示す構成図である。
【００２６】
自励式電力変換装置１０Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る自励式電力変換装置１０において、主回路給電用電源３及び試験用電源５からそれぞれ端子３１，５１を取り除き、ゲート駆動回路４から端子４１及びケーブル４２を取り除き、切替回路７を設けたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る自励式電力変換装置１０と同様である。
【００２７】
切替回路７は、切替スイッチで構成されている。切替回路７には、２つの入力端子と１つの出力端子がある。切替回路７の一方の入力端子には、主回路給電用電源３が接続されている。切替回路７のもう一方の入力端子には、試験用電源５が接続されている。切替回路７の出力端子には、ゲート駆動回路４が接続されている。切替回路７は、入力される切替指令により、ゲート駆動回路４に接続される電源が、主回路給電用電源３と試験用電源５とで相互に切り替わる。切替指令には、自励式電力変換装置１０Ｂを運用状態にする指令と自励式電力変換装置１０Ｂを試験状態にする指令の２種類がある。
【００２８】
自励式電力変換装置１０Ｂを運用状態にする場合には、主回路給電用電源３からゲート駆動回路４に電源供給するように、切替回路７が切り替わる。自励式電力変換装置１０Ｂを試験状態にする場合には、試験用電源５からゲート駆動回路４に電源供給するように、切替回路７が切り替わる。
【００２９】
本実施形態によれば、切替回路７を設けることで、主回路給電用電源３と試験用電源５のいずれかを切替指令により選択して、ゲート駆動回路４に電源供給することができる。これにより、自励式電力変換装置１０Ｂの停止時に試験をする場合でも、切替指令により運用するための構成から試験をするための構成に容易にすることができる。従って、第１の実施形態よりも自励式電力変換装置１０Ｂの試験を容易にすることができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…変換器、２…コンデンサ、３…主回路給電用電源、４…ゲート駆動回路、５…試験用電源、１０…自励式電力変換装置、３１，４１，５１…端子、４２…ケーブル。
【図１】
2015220785.tif 000003
【図２】
2015220785.tif 000004
【図３】
2015220785.tif 000005