(57)【要約】【課題】既存の保護方式を可及的に適用可能であり、力行・回生時における保護の区分を無くすとともに、装置を簡略化し得る電力変換装置の保護装置を提供すること。【解決手段】力行運転および回生運転の可能な同一構成の２組の電力変換器を共通の交流電源と直流負荷との間に並列に備える電力変換装置の保護装置であって、２組の電力変換器のいずれか一方の電流を検出する第１の電流検出手段と、２組の電力変換器の総電流を検出する第２の電流検出手段と、第１および第２の電流検出手段によって検出された両電流値を比較し、両電流値が所定値以上ずれたとき、２組の電力変換器の少なくとも一方の内部故障と判断する保護継電器とを備える。【選択図】　図１
2004096814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力行運転および回生運転の可能な同一構成の２組の電力変換器を共通の交流電源と直流負荷との間に並列に備える電力変換装置の保護装置であって、前記２組の電力変換器のいずれか一方の電流を検出する第１の電流検出手段と、前記２組の電力変換器の総電流を検出する第２の電流検出手段と、前記第１および第２の電流検出手段によって検出された両電流値を比較し、両電流値が所定値以上ずれたとき、前記２組の電力変換器の少なくとも一方の内部故障と判断する保護継電器とを備えたことを特徴とする電力変換装置の保護装置。
【請求項２】
前記交流電源と前記電力変換装置との間に２組の二次巻線を有する変換器用変圧器を備え、前記２組の二次巻線の一方は２組の電力変換器の一方に接続され、前記２組の二次巻線の他方は、前記一方の二次巻線に対し所定の位相差を有する電圧を出力するとともに前記２組の電力変換器の他方に接続され、前記２組の電力変換器はそれぞれ自励式変換器から構成され、前記第１の電流検出手段は前記２組の電力変換器の一方の交流側に設けられ、前記第２の電流検出手段は前記変換器用変圧器の一次側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置の保護装置。
【請求項３】
前記交流電源と前記電力変換装置との間に２組の二次巻線を有する変換器用変圧器を備え、前記２組の二次巻線の一方は２組の電力変換器の一方に接続され、前記２組の二次巻線の他方は、前記一方の二次巻線に対し所定の位相差を有する電圧を出力するとともに前記２組の電力変換器の他方に接続され、前記第１の電流検出手段は前記２組の電力変換器の一方の交流側に設けられ、前記第２の電流検出手段は前記変換器用変圧器の一次側に設けられ、前記２組の電力変換器はそれぞれ、力行運転用ダイオード整流器と、これに並列接続された回生運転用自励式変換器とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置の保護装置。
【請求項４】
前記交流電源と前記電力変換装置との間に２組の二次巻線を有する変換器用変圧器を備え、前記２組の二次巻線の一方は２組の電力変換器の一方に接続され、前記２組の二次巻線の他方は、前記一方の二次巻線に対し所定の位相差を有する電圧を出力するとともに前記２組の電力変換器の他方に接続され、前記第１の電流検出手段は前記２組の電力変換器の一方の直流側に設けられ、前記第２の電流検出手段は前記変換器用変圧器の一次側に設けられ、前記２組の電力変換器はそれぞれ、力行運転用ダイオード整流器と、これに並列接続された回生運転用自励式変換器とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置の保護装置。
【請求項５】
力行運転および回生運転の可能な同一構成の２組の電力変換器を共通の交流電源と直流負荷との間に並列に備える電力変換装置の保護装置であって、前記２組の電力変換器のそれぞれの電流を検出する第１および第２の電流検出手段と、これら両電流検出手段によって検出された電流値を比較し、両電流値が所定値以上ずれたとき、前記２組の電力変換器の少なくとも一方の内部故障と判断する保護継電器とを備えたことを特徴とする電力変換装置の保護装置。
【請求項６】
前記２組の電力変換器はそれぞれ自励式変換器から構成され、前記第１および第２の電流検出手段はそれぞれ前記２組の電力変換器の交流側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置の保護装置。
【請求項７】
前記２組の電力変換器はそれぞれ、力行運転用ダイオード整流器と、これに並列接続された回生運転用自励式変換器とから構成され、前記第１および第２の電流検出手段はそれぞれ前記２組の電力変換器の交流側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置の保護装置。
【請求項８】
前記２組の電力変換器はそれぞれ、力行運転用ダイオード整流器と、これに並列接続された回生運転用自励式変換器とから構成され、前記第１および第２の電流検出手段はそれぞれ前記２組の電力変換器の直流側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置の保護装置。
【請求項９】
ダイオード整流器と自励式変換器を並列接続したハイブリッドコンバータを共通の交流電源と直流負荷との間に備える電力変換装置の保護装置であって、前記ハイブリッドコンバータの交流電流を検出する第１の電流検出手段と、前記ハイブリッドコンバータの直流電流を検出する第２の電流検出手段と、前記第１および第２の電流検出手段によって検出された電流値を比較し、両電流値が所定値以上ずれたとき、前記ダイオード整流器および自励式変換器の少なくとも一方の内部故障と判断する保護継電器とを備えたことを特徴とする電力変換装置の保護装置。
【請求項１０】
ダイオード整流器と自励式変換器を並列接続したハイブリッドコンバータを共通の交流電源と直流負荷との間に備える電力変換装置の保護装置であって、前記ダイオード整流器の直流電流を検出する第１の電流検出手段と、前記ハイブリッドコンバータの直流電流を検出する第２の電流検出手段と、前記第１の電流検出手段によって検出された前記ダイオード整流器の直流電流が所定値以上になり、かつ、前記第２の電流検出手段によって検出された前記ハイブリッドコンバータの直流電流が負であることを検知することにより前記ハイブリッドコンバータの内部故障と判断する保護継電器とを備えたことを特徴とする電力変換装置の保護装置。
【請求項１１】
ダイオード整流器と自励式変換器を並列接続したハイブリッドコンバータを共通の交流電源と直流負荷との間に備える電力変換装置の保護装置であって、前記ダイオード整流器の直流電流を検出する第１の電流検出手段と、前記自励式変換器の直流電流を検出する第２の電流検出手段と、前記第１の電流検出手段によって検出された前記ダイオード整流器の直流電流が所定値以上になり、かつ、前記第２の電流検出手段によって検出された前記自励式変換器の直流電流が負であることを検知することにより前記ハイブリッドコンバータの内部故障と判断する保護継電器とを備えたことを特徴とする電力変換装置の保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力変換装置の保護装置に関するものである。特に本発明は、電気鉄道用直流変電所で用いられる電力変換装置にとって好適な保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は電鉄用直流変電所の従来技術による電力変換装置の保護装置を示すものである。ここでは電力変換装置としてダイオード整流器（非制御型整流器）が示されている。図示の電鉄用直流変電所では力行用の変換器用変圧器１Ａで受電された交流電力がダイオード整流器５によって直流電力に変換され、得られた直流電力は正負（Ｐ，Ｎ）一対の直流き電線１７，１８を介して電気車１９に供給される。直流き電線１７，１８には回生用インバータ２２が整流器５に並列に接続され、ここで電気車１９からの直流回生電力が交流電力に変換され、回生用の変換器用変圧器１Ｂを介して回生される。
【０００３】
力行運転時における電流保護は変圧器１Ａの一次側に流れる力行電流Ｉｐｗを電流検出部９０によって検出し、それを保護継電器（保護Ｒｙ）２０Ａに導入することにより、変圧器１Ａおよび整流器５に対する短絡保護および過電流保護を可能としている。同様に、回生運転時には、インバータ２２の直流回生電流Ｉｒｇをインバータ２２に内蔵されたホール素子形電流検出器９１によって検出し、その検出出力を保護継電器２０Ｂに導入することにより行っている。このように、従来は力行時と回生時において別々の保護装置を用いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０の装置の力行時における保護は、変圧器１Ａと整流器５の双方に対する保護を目的としており、構造が複雑化する傾向にある現在の変換装置においては、短絡箇所の特定までには至らず、一次診断での時間損失が懸念される。また、力行時の保護と併せて問題となる回生保護のための保護装置については、保護点数の増加に伴うシステムの複雑化や、ハイブリッドコンバータ方式を代表とする既設設備に変換装置を追加設備する場合等においては、操作盤や主配電盤を含めた設備の複雑化や改造ボリュームの増加等が問題となる。
【０００５】
そこで、本発明は既存の保護方式を可及的に適用可能であり、力行・回生時における保護の区分を無くすとともに、装置を簡略化し得る電力変換装置の保護装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、力行運転および回生運転の可能な同一構成の２組の電力変換器を共通の交流電源と直流負荷との間に並列に備える電力変換装置の保護装置であって、２組の電力変換器のいずれか一方の電流を検出する第１の電流検出手段と、２組の電力変換器の総電流を検出する第２の電流検出手段と、第１および第２の電流検出手段によって検出された両電流値を比較し、両電流値が所定値以上ずれたとき、２組の電力変換器の少なくとも一方の内部故障と判断する保護継電器とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電力変換装置の保護装置において、交流電源と電力変換装置との間に２組の二次巻線を有する変換器用変圧器を備え、２組の二次巻線の一方は２組の電力変換器の一方に接続され、２組の二次巻線の他方は、一方の二次巻線に対し所定の位相差を有する電圧を出力するとともに２組の電力変換器の他方に接続され、２組の電力変換器はそれぞれ自励式変換器から構成され、第１の電流検出手段は２組の電力変換器の一方の交流側に設けられ、第２の電流検出手段は変換器用変圧器の一次側に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の電力変換装置の保護装置において、交流電源と電力変換装置との間に２組の二次巻線を有する変換器用変圧器を備え、２組の二次巻線の一方は２組の電力変換器の一方に接続され、２組の二次巻線の他方は、一方の二次巻線に対し所定の位相差を有する電圧を出力するとともに２組の電力変換器の他方に接続され、第１の電流検出手段は２組の電力変換器の一方の交流側に設けられ、第２の電流検出手段は変換器用変圧器の一次側に設けられ、２組の電力変換器はそれぞれ、力行運転用ダイオード整流器と、これに並列接続された回生運転用自励式変換器とから構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の電力変換装置の保護装置において、交流電源と電力変換装置との間に２組の二次巻線を有する変換器用変圧器を備え、２組の二次巻線の一方は２組の電力変換器の一方に接続され、２組の二次巻線の他方は、一方の二次巻線に対し所定の位相差を有する電圧を出力するとともに２組の電力変換器の他方に接続され、第１の電流検出手段は２組の電力変換器の一方の直流側に設けられ、第２の電流検出手段は変換器用変圧器の一次側に設けられ、２組の電力変換器はそれぞれ、力行運転用ダイオード整流器と、これに並列接続された回生運転用自励式変換器とから構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、力行運転および回生運転の可能な同一構成の２組の電力変換器を共通の交流電源と直流負荷との間に並列に備える電力変換装置の保護装置であって、２組の電力変換器のそれぞれの電流を検出する第１および第２の電流検出手段と、これら両電流検出手段によって検出された電流値を比較し、両電流値が所定値以上ずれたとき、２組の電力変換器の少なくとも一方の内部故障と判断する保護継電器とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の電力変換装置の保護装置において、２組の電力変換器はそれぞれ自励式変換器から構成され、第１および第２の電流検出手段はそれぞれ２組の電力変換器の交流側に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項５に記載の電力変換装置の保護装置において、２組の電力変換器はそれぞれ、力行運転用ダイオード整流器と、これに並列接続された回生運転用自励式変換器とから構成され、第１および第２の電流検出手段はそれぞれ２組の電力変換器の交流側に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項５に記載の電力変換装置の保護装置において、２組の電力変換器はそれぞれ、力行運転用ダイオード整流器と、これに並列接続された回生運転用自励式変換器とから構成され、第１および第２の電流検出手段はそれぞれ２組の電力変換器の直流側に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る発明は、ダイオード整流器と自励式変換器を並列接続したハイブリッドコンバータを共通の交流電源と直流負荷との間に備える電力変換装置の保護装置であって、ハイブリッドコンバータの交流電流を検出する第１の電流検出手段と、ハイブリッドコンバータの直流電流を検出する第２の電流検出手段と、第１および第２の電流検出手段によって検出された電流値を比較し、両電流値が所定値以上ずれたとき、ダイオード整流器および自励式変換器の少なくとも一方の内部故障と判断する保護継電器とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、ダイオード整流器と自励式変換器を並列接続したハイブリッドコンバータを共通の交流電源と直流負荷との間に備える電力変換装置の保護装置であって、ダイオード整流器の直流電流を検出する第１の電流検出手段と、ハイブリッドコンバータの直流電流を検出する第２の電流検出手段と、第１の電流検出手段によって検出されたダイオード整流器の直流電流が所定値以上になり、かつ、第２の電流検出手段によって検出されたハイブリッドコンバータの直流電流が負であることを検知することによりハイブリッドコンバータの内部故障と判断する保護継電器とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に係る発明は、ダイオード整流器と自励式変換器を並列接続したハイブリッドコンバータを共通の交流電源と直流負荷との間に備える電力変換装置の保護装置であって、ダイオード整流器の直流電流を検出する第１の電流検出手段と、自励式変換器の直流電流を検出する第２の電流検出手段と、第１の電流検出手段によって検出されたダイオード整流器の直流電流が所定値以上になり、かつ、第２の電流検出手段によって検出された自励式変換器の直流電流が負であることを検知することによりハイブリッドコンバータの内部故障と判断する保護継電器とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
以下、実施の形態１について図１を参照しながら説明する。実施の形態１では、変換器用変圧器として、一次巻線１１および２組の二次巻線１２，１３を有する３相３巻線変圧器１が設けられている。２組の二次巻線１２，１３は、例えば一方を三角結線（Δ結線）とし、他方を星形結線（Ｙ結線）とすることによって相互に３０°の位相差を有する同一値の交流電圧を出力する。二次巻線１２，１３の出力電圧をそれぞれブリッジ結線の３相自励式電力変換器２Ａ，２Ｂにより整流し、その出力整流電圧（それぞれ６パルス整流電圧）を直流側で合成することにより結果的に１２パルス整流の直流電圧を得て、直流き電線１７，１８を介して電気車１９に供給する。２組の３相自励式電力変換器２Ａ，２Ｂは同一構成・等容量であって、両者により１２パルス整流型の自励式電力変換装置２が構成される。
【００１８】
自励式電力変換装置２において、各電力変換器２Ａ，２Ｂには変換装置２の全電流の１／２相当の電流が流れるので、いずれか一方の電力変換器のみ、例えば電力変換器２Ｂの入力電流Ｉａｓを検出する電流検出部８１を設けると共に、変換器用変圧器１の一次側に一次電流Ｉａｐを検出する電流検出部８２を設ける。簡単のため、変圧器１の一次巻線１１および二次巻線１２，１３間の巻数比を１とすれば、常時は、
Ｉａｐ＝２・Ｉａｓ　　　　　　　　　　　…（１）
となる。一般に、一次巻線対二次巻線の巻数比をｎとすれば、
ｎ・Ｉａｐ＝２・Ｉａｓ　　　　　　　　　…（２）
となる。
【００１９】
そこで、両電流ＩａｐおよびＩａｓを検出し、ｎ・Ｉａｐと２・Ｉａｓとの差（＝ｎ・Ｉａｐ−２・Ｉａｓ）を保護継電器２０によって監視し、両者の差が０から所定値以上ずれたとき、保護継電器２０が動作して、例えば変圧器１の一次側を遮断したり、変換装置の直流出力側を遮断したりする等の電流保護を行う。
【００２０】
実施の形態１では、１２相自励式変換装置を構成する両変換器の一方には全容量のほぼ１／２容量相当の電流が流れることから、いずれか一方のみに電流検出部８を設け、その検出電流の２倍相当の電流値２・Ｉａｓと、変圧器一次側電流の巻数比倍相当の電流値ｎ・Ｉａｐとを比較し、両電流値の差を監視することにより、変換装置内部故障の検知保護が可能となる。かくして変換装置２の内部故障の有無と併せて、同一継電器による力行・回生保護が可能となる。
【００２１】
＜実施の形態２＞
図２は実施の形態２を示すものである。この実施の形態２における主回路の電力変換装置は、自励式電力変換器２０Ａ，２０Ｂにそれぞれ、力行電流を供給するためのダイオード整流器３０Ａ，３０Ｂを並列してなる２組のハイブリッドコンバータ３Ａ，３Ｂを含む電力変換装置３が設けられている。
【００２２】
図２の電力変換装置３は機能的には図１の電力変換装置２と同等であり、したがって、電流検出および電流保護のための構成は図１の場合に準じて実施することができる。そのため、ここには、一方の電力変換器３Ａの入力電流Ｉａｓを検出する電流検出部８１を設けると共に、変換器用変圧器１の一次側に一次電流Ｉａｐを検出する電流検出部８２を設け、両検出電流を保護継電器２０に導入する。
【００２３】
図２の装置においても、図１の装置と同様に、（２）式の条件が所定値以上にくずれたときに、保護継電器２０が動作して電流保護を行う。
【００２４】
この実施の形態においても、変換装置内部故障保護が可能である。変換装置内部故障の有無と併せて、同一継電器による力行・回生保護が可能である。
【００２５】
＜実施の形態３＞
以下、実施の形態３について図面を参照しながら説明する。この実施の形態における主回路は図２および図５のものと同一である。ここでは、電流保護のために、変圧器１の一次側電流Ｉａｐを検出する電流検出部８２と、一方の電力変換器３Ａの直流側電流Ｉｄａを検出する電流検出部８６とを設け、両検出電流Ｉａｐ，Ｉｄａを保護継電器２０に導入する。
【００２６】
この場合、２組の電力変換器３Ａ，３Ｂの電流がほぼ等しいものとすれば、実効値レベルで見て、図１の場合と同様に、変圧器１の巻数比をｎとして、
ｎ・Ｉａｐ＝２・Ｉｄａ　　　　　　　　　…（３）
となる。
【００２７】
したがって、両電流Ｉａｐ，Ｉｄａを検出し、ｎ・Ｉａｐと２・Ｉｄａとの差を保護継電器２０によって監視し、両者の差がゼロから所定値以上ずれたとき、保護継電器２０が動作して電流保護を行う。
【００２８】
この実施の形態では、変圧器一次側および一方の電力変換器３Ａの直流側に電流検出部９，１３を設け、（３）式のバランス状態を基準として、そのバランスが所定値以上にくずれたとき、それを保護継電器２０により検知し、変換装置内部故障を保護することができる。さらに変換装置内部故障の有無と併せて、同一継電器による力行・回生保護も可能である。
【００２９】
＜実施の形態４＞
図４は実施の形態４を示すものである。図４の主回路は図１のそれと同一である。この実施の形態では、両変換器２Ａ，２Ｂごとに交流入力電流を検出する電流検出部８３，８４を設け、その検出電流Ｉａａ，Ｉａｂを保護継電器２０に導入する。各群変換装置に流れ込む交流電流Ｉａａ，Ｉａｂは、常時は、
Ｉａａ＝Ｉａｂ　　　　　　　　　　　　　　…（４）
である。
【００３０】
しかし、両電流Ｉａａ，Ｉａｂ間に所定値以上の差が生じて（４）式の条件、すなわち、Ｉａａ／Ｉａｂ＝１またはＩａａ−Ｉａｂ＝０の条件がくずれることによって、保護継電器２０が動作する。
【００３１】
この実施の形態では、１２相自励式変換装置を適用した場合において、６相相当の個々の変換器２Ａ，２Ｂには同一値の電流が流れることから、各変換器の交流側に電流検出部を設け、各変換器に流れ込む交流電流Ｉａａ，Ｉａｂの比または差を監視することにより、変換装置内部故障の検知保護が可能となる。変換装置内部故障の有無と併せて、同一継電器による力行・回生保護が可能である。
【００３２】
＜実施の形態５＞
図５は実施の形態５を示すものである。この実施の形態５における主回路は図２のそれと同一である。この実施の形態では、両電力変換器３Ａ，３Ｂごとに交流入力電流を検出する電流検出部１０，１１を設け、その検出電流Ｉａａ，Ｉａｂを保護継電器２０に導入する。
【００３３】
図５の電力変換装置３は機能的には図４の電力変換装置２と同等であり、したがって、電流検出および電流保護のための構成は図４の場合に準じて実施することができる。そのため、ここには、両電力変換器３Ａ，３Ｂの入力電流ＩａａおよびＩａｂを検出する電流検出部８３，８４を設け、両検出電流を保護継電器２０に導入する。
【００３４】
図５の装置においても、図４の装置と同様に、（４）式の条件が所定値以上にずれたときに、保護継電器２０が動作して電流保護を行う。
【００３５】
このようにして、この実施の形態においても、変換装置内部故障保護と共に、同一継電器による力行・回生の保護が可能となる。
【００３６】
＜実施の形態６＞
図６を参照して実施の形態６について説明する。この実施の形態６の主回路は図２，４，６のそれと同一である。ここでは、両コンバータ３Ａ，３Ｂの直流側にそれぞれの直流電流Ｉｄａ，Ｉｄｂを検出する電流検出部８６，８７とを設け、両検出電流Ｉｄａ，Ｉｄｂを保護継電器２０に導入する。
【００３７】
この場合、常時（正常時）は２組のコンバータ３Ａ，３Ｂの直流出力電流は等しく、図５の場合に準じて、
Ｉｄａ＝Ｉｄｂ　　　　　　　　　　　　　…（５）
である。
【００３８】
したがって、両電流Ｉｄａ，Ｉｄｂを検出し、両者の差を保護継電器２０によって監視し、両者の差が０（ゼロ）から所定値以上ずれたとき、保護継電器２０が動作して電流保護を行う。
【００３９】
以下の作用・効果は図３の場合に準じる。
【００４０】
＜実施の形態７＞
図７は実施の形態７を示すものである。この実施の形態における主回路の変換器用変圧器１は２巻線形であり、その二次側にダイオード整流器４Ａおよび順逆併用の自励式電力変換器４Ｂが並列に接続された１組のハイブリッドコンバータ４が設けられている。力行電流は整流器４Ａおよび変換器４Ｂが共同で負担し、回生電流は変換器４Ｂが負担する。
【００４１】
電流保護のために、ハイブリッドコンバータ４の交流側電流Ｉａｓを検出する電流検出部８１と、直流側電流Ｉｄｃを検出する電流検出部８５とを設け、両検出電流を保護継電器２０に導入する。
【００４２】
コンバータ４が常時、力行電流を出力している場合、整流器４Ａおよび変換器４Ｂは、ｋを比例定数として、
Ｉａｓ＝ｋ・Ｉｄｃ　　　　　　　　　　　…（６）
なる関係をもって電流が流れる。
【００４３】
したがって、保護継電器２０が（６）式の左辺と右辺の差を監視し、それが所定値以上に開いたとき保護継電器２０が動作出力を出す。
【００４４】
この実施の形態においても、変換装置内部故障保護が可能であり、変換装置内部故障の有無と併せて、同一継電器による力行・回生保護が可能である。
【００４５】
＜実施の形態８＞
図８を参照して実施の形態８について説明する。この実施の形態の主回路は、図７のそれと同一であり、ダイオード整流器４Ａおよび自励式変換器４Ｂからなるハイブリッドコンバータ４を備えている。
【００４６】
ここでは、電流保護のために、整流器４Ａを流れる直流電流Ｉｄｄを検出する電流検出部８８と、コンバータ４の直流側電流Ｉｄｃを検出する電流検出部８５とを設け、両検出電流を保護継電器２０に導入する。
【００４７】
この実施の形態では、整流器電流Ｉｄｄがある一定値以上、且つハイブリッドコンバータ直流電流Ｉｄｃが負の値となった場合、保護継電器２０が動作する。ここで、「整流器電流Ｉｄｄがある一定値以上、且つハイブリッドコンバータ直流電流Ｉｄｃが負の値となった場合」というのは、力行運転状態において、ダイオード整流器４Ａおよび自励式変換器４Ｂの直流側接続点に地絡事故を生じた事態に対応しており、そのためダイオード整流器４Ａに地絡電流相当の整流器電流Ｉｄｄが流れ、且つ、電流検出部８５には直流き電線１７側からコンバータ４側へと電流が逆流する。これを保護継電器２０によって検知し、変換装置保護を図ることができる。
【００４８】
このように、この実施形態によれば、変換装置内部故障の有無と併せて、力行時における保護が可能となる。
【００４９】
＜実施の形態９＞
図９は実施の形態９を示すものである。この実施の形態における主回路は図７，８のダイオード整流器４Ａおよび自励式変換器４Ｂからなるハイブリッドコンバータ４を備えている。
【００５０】
ここでは、電流保護のために、整流器４Ａを流れる直流電流Ｉｄｄを検出する電流検出部８８と、自励式変換器４Ｂの直流電流Ｉｄｘを検出する電流検出部８９とを設け、両検出電流を保護継電器２０に導入する。この実施の形態では、整流器直流電流Ｉｄｄが整定値を越えで、且つ変換器４Ｂの直流電流Ｉｄｘが負の値となったとき、保護継電器２０が動作させる。
【００５１】
この実施の形態では、整流器電流Ｉｄｄがある一定値以上、且つ変換器４Ｂの直流電流Ｉｄｘが負の値となった場合、保護継電器２０を動作させる。ここで、「整流器電流Ｉｄｄがある一定値以上、且つ自励式変換器電流Ｉｄｘが負の値となった場合」というのは、力行運転状態において、自励式変換器４Ｂ内に素子故障を生じた事態に対応している。正常力行時は、例えば、Ｉｄｄ／Ｉｄｘ＝９８／２の割合で力行電流を分担しているが、自励式変換器４Ｂ内に素子故障を生じた場合、整流器電流Ｉｄｄは直流き電線１７側に流れることなく、電流検出部８９を逆流して自励式変換器４Ｂ側に流れる。この時、整流器電流Ｉｄｄとして上記の９８（％）を上回る電流値となる。したがって、これを保護継電器２０によって検知し、変換装置保護を図ることができる。
【００５２】
以上のようにして、変換器内部故障を検知し、その保護を図ることができる。また、変換装置内部故障の有無と併せて、力行時における保護が可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、並列接続の２群の単位変換器からなる電力変換装置の任意の２箇所の電流を検出し、その検出電流の比較により、変換装置内部故障を検出し、併せて同一継電器による力行・回生保護を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を１２パルス自励式電力変換器の保護に適用した、本発明の実施の形態１を説明するための結線図。
【図２】本発明を１２パルス・ハイブリッドコンバータの保護に適用した、本発明の実施の形態２を説明するための結線図。
【図３】本発明を１２パルス・ハイブリッドコンバータの保護に適用した、本発明の実施の形態３を説明するための結線図。
【図４】本発明を１２パルス自励式電力変換器の保護に適用した、本発明の実施の形態４を説明するための結線図。
【図５】本発明を１２パルス・ハイブリッドコンバータの保護に適用した、本発明の実施の形態５を説明するための結線図。
【図６】本発明を１２パルス・ハイブリッドコンバータの保護に適用した、本発明の実施の形態６を説明するための結線図。
【図７】本発明をハイブリッドコンバータの保護に適用した、本発明の実施の形態７を説明するための結線図。
【図８】本発明をハイブリッドコンバータの保護に適用した、本発明の実施の形態８を説明するための結線図。
【図９】本発明をハイブリッドコンバータの保護に適用した、本発明の実施の形態９を説明するための結線図。
【図１０】従来技術による電力変換装置の保護装置を説明するための結線図。
【符号の説明】
１　変換器用変圧器
１１　一次巻線
１２　二次巻線
１２１　第１の二次巻線
１２２　第２の二次巻線
２　１２相自励式電力変換装置
２Ａ　電力変換器
２Ｂ　電力変換器
２０Ａ　自励式電力変換器
２０Ｂ　自励式電力変換器
３　１２相ハイブリッドコンバータ
３Ａ　ハイブリッドコンバータ
３Ｂ　ハイブリッドコンバータ
３０Ａ　ダイオード整流器
３０Ｂ　ダイオード整流器
４　ハイブリッドコンバータ
５　ダイオード整流器
６　自励式変換器
７　自励式電力変換装置
１７　き電線（正極）
１８　き電線（負極）
１９　車両
２０　保護継電器（保護Ｒｙ）
８１　電流検出部
８２　電流検出部
８３　電流検出部
８４　電流検出部
８５　電流検出部
８６　電流検出部
８７　電流検出部
８８　電流検出部
８９　電流検出部
９０　電流検出部
９１　電流検出部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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