功率转换装置及功率转换方法制造方法及图纸

本发明专利技术中，接地故障位置检测部(15)基于从功率传输电路(13)流向负载电路(16)的电流与从负载电路(16)流向功率传输电路(13)的电流之差，检测出是否在功率传输电路侧和负载电路侧中的某一侧发生了接地故障。若检测出在负载电路(16)中发生了接地故障，则接触器控制部断开第1接触器(12)，并且在由接地故障位置检测部(15)检测到接地故障位置为功率传输电路侧的情况下，即使在第1接触器(12)被断开后进行了指示接通第1接触器(12)的操作，也仍然维持第1接触器(12)断开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率转换装置及功率转换方法
本专利技术涉及功率转换装置及功率转换方法。
技术介绍
在发生接地故障的情况下需要对功率转换装置进行保护。专利文献1所公开的技术中，将变压器的二次绕组的两端分别连接至接触器，在发生接地故障问题时断开该接触器。根据该技术，通过断开两个接触器，使得接地故障电流不会流入变压器，从而能够防止变压器损坏。在专利文献2～5中公开了关于检测出接地故障的技术。专利文献2所公开的技术中，设置有电流检测器，在利用电流检测器检测到电流的情况下，视为发生了接地故障，从而切断与架空线相连接的断路器。根据该技术，通过切断断路器，将由架空线提供的功率切断，从而能够保护电路。专利文献3所公开的技术中，变流器正侧的布线和变流器负侧的布线与电流检测器相连接，以使得流过这两根布线的电流向同一方向流动。根据该技术，在变流器的负侧发生接地故障的情况下，通过使电流不流过电流检测器，由此可检测到变流器负侧的接地故障。专利文献4所公开的技术中，利用断路开关(breaker)来连接重要负载和电源装置，并利用特定断路开关来连接通常负载和电源装置。该技术中，若在重要负载中发生接地故障，则使断路开关跳闸，若在通常负载中发生接地故障，则使特定断路开关跳闸。根据该技术，即使在其中一个负载中发生接地故障的情况下，也能够向另一个负载继续进行供电。专利文献5所公开的技术中，设置有零相电流互感器，在利用零相电流互感器检测到电流的情况下，断开与由变电站功率供电的干线相连接的断路器。根据该技术，通过断开断路器，将从干线流入的电流切断，从而能够保护高压受电设备。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开平11-235039号公报专利文献2：日本专利特开平6-141404号公报专利文献3：日本专利特开2012－29479号公报专利文献4：日本专利特开平7-177603号公报专利文献5：日本专利特开平2-106131号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在例如专利文献1所公开的技术中，由于需要在变压器的二次绕组的两端分别设置接触器，因此存在功率转换装置大型化的问题。本专利技术是鉴于上述情况完成的，其目的在于提供一种具有切断接地故障电流的功能，且可实现小型化的功率转换装置及功率转换方法。解决技术问题所采用的技术手段为达成上述目的，本专利技术所涉及的功率转换装置的功率传输电路从外部电路接受功率供给，并输出交流功率。第1接触器对在功率传输电路与外部电路之间流过的电流的通电和断电进行控制。负载电路利用从功率传输电路输出的功率来进行动作，通过检测流过被接地的端子的电流，从而可检测出接地故障的发生。第2接触器对在功率传输电路与负载电路之间流过的电流的通电和断电进行控制。接地故障位置检测部基于从功率传输电路流向负载电路的电流与从负载电路流向功率传输电路的电流之差，检测出是否在功率传输电路侧和负载电路侧中的任一侧发生了接地故障。接触器控制部基于负载电路中是否发生了接地故障的检测结果、以及接地故障位置检测部的检测结果，来控制第1接触器和第2接触器。专利技术效果根据本专利技术，能够切断接地故障电流，并能够实现小型化。附图说明图1是本专利技术的实施方式1所涉及的功率转换装置的结构图。图2是图1所示的控制部的框图。图3是图2所示的接触器控制部所执行的接触器控制处理的流程图。图4是图2所示的接触器控制部所执行的接触器接通命令接收处理的流程图。图5是举例示出在接地故障位置检测部的前级发生了接地故障的情况下的接地故障电流的流向的图。图6是举例示出在接地故障位置检测部的后级发生了接地故障的情况下的接地故障电流的流向的图。图7是表示存在有两个负载电路的情况下的功率转换装置的结构图。图8是图7所示的控制部的结构图。图9是图8所示的接触器控制部所执行的接触器控制处理的流程图。图10是图8所示的接触器控制部所执行的接触器接通命令接收处理的流程图。图11是将本专利技术的实施方式所涉及的功率转换装置搭载到电车时的结构图。图12是图11所示的控制部的框图。图13是对稳定状态下电流的流向进行例示的图。图14是举例示出在接地故障位置检测部的前级发生了接地故障的情况下的接地故障电流的流向的图。图15是举例示出在接地故障位置检测部的后级发生了接地故障的情况下的接地故障电流的流向的图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式所涉及的功率转换装置进行说明。(实施方式1)实施方式1所涉及的功率转换装置10如图1所示，包括：电流输入端子11、第1接触器12、功率传输电路13、第2接触器14、接地故障位置检测部15、负载电路16、以及控制部30。向电流输入端子11施加交流电压。第1接触器12由电磁接触器(ElectromagneticContactor)等构成，其一端与电流输入端子11相连接，另一端与功率传输电路13的输入端子相连接。第1接触器12对从控制部30输出的控制信号SigA进行响应，通过对连接电流输入端子11与功率传输电路13的输入端子的电路进行闭路和开路，从而对在电流输入端子11与功率传输电路13之间流动的电流进行通电和断电。由此对从外部电路向功率传输电路13的功率的供给和切断进行控制。功率传输电路13因第1接触器12的接通(闭路)而经由电流输入端子11和第1接触器12接受来自外部电路的功率的供给。功率传输电路13例如由绝缘型的变压器构成，该绝缘型的变压器具备连接在第1接触器12与大地之间的一次绕组、以及两端连接至一对输出端的二次绕组。第2接触器14由电磁接触器构成，其一端与功率传输电路13的一个输出端子相连接，另一端与负载电路16的一个输入端子相连接。第2接触器14对从控制部30输出的控制信号SigB进行响应，对连接功率传输电路13的一个输出端子与负载电路16的一个输入端子的电路进行闭路和开路。第2接触器14对在功率传输电路13与负载电路16之间流动的电流(从功率传输电路13提供给负载电路16的功率)进行通电和断电。接地故障位置检测部15是用于利用控制部30检测出功率转换装置10中所发生的接地故障的位置是在接地故障位置检测部15的前级(功率传输电路13的输出端侧)还是在其后级(负载电路16侧)的传感器。接地故障位置检测部15具有霍尔元件、电流互感器等，求出流过功率传输电路13的一个输出端子与负载电路16的一个输入端子之间的第1电路的电流、与流过功率传输电路13的另一个输出端子与负载电路16的另一个输入端子之间的第2电路的电流之差，并将表示该所求得的差的电压信号SigC输出至控制部30。在稳定状态下，流过第1电路的电流与流过第2电路的电流方向相反，电流值相等。因此，接地故障位置检测部15输出大约为0V的电压信号SigC。另一方面，在接地故障位置检测部15的前级(功率传输电路13、或功率传输电路13与接地故障位置检测部15之间)发生了接地故障的情况下，接地故障电流流过第1电路和第2电路中的一个电路，从而产生电流差。因此，接地故障位置检测部15输出具有与电流差相对应的电压的电压信号SigC。另一方面，在接地故障位置检测部15的后级(接地故障位置检测部15与负载电路16之间，或负载电路16)发生了接地故障的情况下，接地故障电流同时流过第1电路和第2电路，从而不会产生电流差。因此，接地故障位置检测部15将电压信号Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换装置，其特征在于，包括：功率传输电路，该功率传输电路接受来自外部电路的功率供给，并输出交流功率；第1接触器，该第1接触器对所述功率传输电路与所述外部电路之间流过的电流的通电和切断进行控制；负载电路，该负载电路利用从所述功率传输电路输出的功率来进行动作，通过检测流过被接地的端子的电流，从而可检测出接地故障的发生；第2接触器，该第2接触器对所述功率传输电路与所述负载电路之间流过的电流的通电和切断进行控制；接地故障位置检测部，该接地故障位置检测部基于从所述功率传输电路流向所述负载电路的电流与从所述负载电路流向所述功率传输电路的电流之差，检测出是否在功率传输电路侧和负载电路侧中的某一侧发生了接地故障；以及接触器控制部，该接触器控制部基于所述负载电路中是否发生接地故障的检测结果、以及所述接地故障位置检测部的检测结果，来控制所述第1接触器和所述第2接触器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率转换装置，其特征在于，包括：功率传输电路，该功率传输电路接受来自外部电路的功率供给，并输出交流功率；第1接触器，该第1接触器对所述功率传输电路与所述外部电路之间流过的电流的通电和切断进行控制；负载电路，该负载电路利用从所述功率传输电路输出的功率来进行动作，通过检测流过被接地的端子的电流，从而可检测出接地故障的发生；第2接触器，该第2接触器对所述功率传输电路与所述负载电路之间流过的电流的通电和切断进行控制；接地故障位置检测部，该接地故障位置检测部基于从所述功率传输电路流向所述负载电路的电流与从所述负载电路流向所述功率传输电路的电流之差，检测出是否在功率传输电路侧和负载电路侧中的某一侧发生了接地故障；以及接触器控制部，该接触器控制部基于所述负载电路中是否发生接地故障的检测结果、以及所述接地故障位置检测部的检测结果，来控制所述第1接触器和所述第2接触器。2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，若检测出在所述负载电路中发生了接地故障，则所述接触器控制部断开所述第1接触器，并且在由所述接地故障位置检测部检测到接地故障位置为所述功率传输电路侧的情况下，即使在断开所述第1接触器后进行了指示接通所述第1接触器的操作，也仍然维持所述第1接触器的断开。3.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，在所述负载电路中检测到接地故障的发生后，所述接触器控制部断开所述第1接触器，并且在由所述接地故障位置检测部检测到所述接地故障发生的位置为所述负载电路侧的情况下，若在断开所述第1接触器后进行了指示接通所述第1接触器的操作，则所述接触器控制部在断开所述第2接触器的基础上，接通所述第1接触器。4.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，所述功率传输电路具有一对输出端，所述负载电路具有一对输入端，所述第2接触器配置于连接所述功率传输电路的一个输出端与负载电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：西川胜也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP