特許 7528271 直流電流遮断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】直流電流遮断装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/00 20060101AFI20240729BHJP

   H01H 33/59 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

H02J1/00 301B

H01H33/59 B

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022576250

(86)(22)【出願日】2021-01-19

(86)【国際出願番号】 JP2021001640

(87)【国際公開番号】W WO2022157824

(87)【国際公開日】2022-07-28

【審査請求日】2023-07-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】濱島 慎ノ介

(72)【発明者】

【氏名】児山 裕史

(72)【発明者】

【氏名】石黒 崇裕

【審査官】田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１６７４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－４８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３６５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ １／００

Ｈ０１Ｈ ３３／５９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の分岐点で、第１の機械式接点が設けられた第１の補助線路と第２の補助線路とに分岐された複数の直流送電線と、
前記直流送電線に流れる電流を遮断可能な半導体遮断器と、少なくとも前記半導体遮断器の第１端と前記第１端とは逆側の第２端との間のエネルギーを消費するエネルギー消費要素とを有する遮断消費部と、
それぞれの前記第１の補助線路あるいは前記第２の補助線路に対応する複数の開閉転流部と、
それぞれの前記第１の補助線路に属する前記第１の機械式接点の第１極と、前記遮断消費部の第１端とを接続する第１の直流バスと、
それぞれの前記第２の補助線路に属する前記第１の機械式接点の第１極と、前記遮断消費部の前記第１端とは逆側の第２端とを接続する第２の直流バスと、
を備える直流電流遮断装置。

【請求項2】

前記開閉転流部のそれぞれは、少なくとも一つの第２の機械式接点と、対応する前記第１の補助線路あるいは前記第２の補助線路に流れる電流を選択的に前記遮断消費部に転流させる転流回路と、を含む、
請求項１に記載の直流電流遮断装置。

【請求項3】

前記第１の機械式接点、前記遮断消費部、および前記開閉転流部を制御する制御装置、をさらに備え、
前記制御装置は、
定常の動作のときには、全ての前記第１の機械式接点と前記第２の機械式接点を閉極させた状態にし、
いずれかの前記直流送電線において事故が発生したときには、
前記事故が発生している前記直流送電線である事故回線の前記第１の補助線路または前記第２の補助線路のいずれか一方に属する前記第１の機械式接点と前記第２の機械式接点とを開極させた状態にし、
前記事故回線以外の前記直流送電線である健全回線の前記第１の補助線路または前記第２の補助線路のいずれか他方に属する前記第１の機械式接点、あるいは前記第２の機械式接点、あるいはそれらの両方を開極させた状態にし、
次に前記開極させた状態にした前記第２の機械式接点に対応する前記転流回路を動作させ、対応する前記第２の機械式接点の電流を略ゼロ状態にし、前記半導体遮断器を導通状態にした後、前記半導体遮断器に流れる電流を略ゼロの状態に移行させることで、前記事故回線に流れる電流を略ゼロの状態にする、
請求項２に記載の直流電流遮断装置。

【請求項4】

前記制御装置は、
前記事故回線に流れる電流が略ゼロの状態になった後に、前記事故回線の前記第１の補助線路または前記第２の補助線路のいずれか他方に属する前記第１の機械式接点、あるいは前記第２の機械式接点、あるいはそれらの両方を開極させた状態にし、
前記健全回線において開極させた状態にした前記第１の機械式接点と前記第２の機械式接点とを閉極させた状態にする、
請求項３に記載の直流電流遮断装置。

【請求項5】

前記第１の機械式接点、前記遮断消費部、および前記開閉転流部を制御する制御装置、をさらに備え、
前記制御装置は、
定常の動作のときには、全ての前記第１の機械式接点と前記第２の機械式接点を閉極させた状態にし、
前記第１の直流バスあるいは前記第２の直流バスのいずれかにおいて事故が発生したときには、
前記事故が発生している直流バスに接続されている前記第１の補助線路または前記第２の補助線路に属する前記第１の機械式接点と前記第２の機械式接点とを開極させた状態にし、
次に前記開極させた状態にした前記第２の機械式接点に対応する前記転流回路を動作させ、対応する前記第２の機械式接点の電流を略ゼロ状態にし、前記半導体遮断器を導通状態にした後、前記半導体遮断器に流れる電流を略ゼロの状態に移行させることで、前記事故が発生している直流バスに流れる電流を略ゼロの状態にする、
請求項２から請求項４のうちいずれか１項に記載の直流電流遮断装置。

【請求項6】

前記第１の直流バスおよび前記第２の直流バスのいずれか一方または両方には、さらに送電線が接続される、
請求項２から請求項５のうちいずれか１項に記載の直流電流遮断装置。

【請求項7】

送電線は、前記第１の直流バスおよび前記第２の直流バスのいずれか一方または両方が接続された逆側に、電力変換器が接続される、
請求項６に記載の直流電流遮断装置。

【請求項8】

前記第１の補助線路または前記第２の補助線路のいずれか一方は、発生した事故によって流れる電流の上流側の補助線路であり、
前記第１の補助線路または前記第２の補助線路のいずれか他方は、発生した前記事故によって流れる電流の下流側の補助線路である、
請求項３から請求項７のうちいずれか１項に記載の直流電流遮断装置。

【請求項9】

前記第１の補助線路または前記第２の補助線路のいずれか一方は、発生した事故によって流れる電流の下流側の補助線路であり、
前記第１の補助線路または前記第２の補助線路のいずれか他方は、発生した前記事故によって流れる電流の上流側の補助線路である、
請求項３から請求項７のうちいずれか１項に記載の直流電流遮断装置。

【請求項10】

前記転流回路は、前記第２の機械式接点の両極間の電流値を変化させることにより、前記第２の機械式接点に流れる電流を略ゼロの状態にして、前記第２の機械式接点の両極間を電気的に遮断させた状態にする、
請求項２から請求項９のうちいずれか１項に記載の直流電流遮断装置。

【請求項11】

前記転流回路は、半導体スイッチ部を含む複数のレグ部と少なくとも一以上の蓄電要素とにより構成されたブリッジ回路である、
請求項２から請求項１０のうちいずれか１項に記載の直流電流遮断装置。

【請求項12】

前記レグ部は、複数の半導体スイッチ部を直列接続した直列回路である、
請求項１１に記載の直流電流遮断装置。

【請求項13】

前記レグ部は、少なくとも一以上の半導体スイッチ部と、少なくとも一以上の電流整流素子とを直列接続した直列回路である、
請求項１１または請求項１２に記載の直流電流遮断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、直流電流遮断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、直流送電を行う直流送電システムについて検討・導入が進められている。直流送電システムは、従来の交流送電システムに比べ、長距離大電力送電に適用した場合に、低コストで設置可能であり且つ電力損失が少ない高効率なシステムを構築することが可能である。その一方、複数の発電端子を連系した直流送電システムにおいては系統事故の発生した個所を遮断・隔離することが難しい。直流電流では、電流がゼロを横切る点（ゼロ点）が生じず、機械式接点では電流を容易に遮断できないためである。これを解決するため、能動的に機械式接点に電流ゼロ点を作る様々な構成の直流電流遮断装置が検討されている。直流電流遮断装置は、直流送電線で事故が発生した際に、この直流送電線に属する直流電流遮断器を開極することで事故が発生した直流送電線（事故回線）を切り離し、事故回線以外の直流送電線（健全回線）による送電を維持するものである。

【0003】

直流電流遮断装置の一つの形態として、機械接点式の遮断器と、半導体で構成した半導体遮断器などとを組み合せて構成したハイブリッド方式の直流電流遮断装置がある。ハイブリッド方式の直流電流遮断装置では、機械接点式の遮断器に流れる事故電流を自己消弧が可能な半導体素子に転流させて電流ゼロ点を能動的に作ることで機械接点式の遮断器を電気的に遮断された状態に移行させ、この状態において半導体遮断器で事故電流を遮断する。

【0004】

ハイブリッド方式の直流電流遮断装置において、機械接点式の遮断器や半導体遮断器は、直流送電線に対して設けられる。このため、複数の直流送電線を備える直流送電システムに適用されるハイブリッド方式の直流電流遮断装置では、直流送電線に応じた数の機械接点式の遮断器や半導体遮断器が設けられることになる。しかしながら、半導体遮断器は、ハイブリッド方式の直流電流遮断装置の中でもコストが高い部品である。これは、直流送電システムにおいて直流送電線により送電する電圧が高いため、直流送電線以上の耐圧を持つ高耐圧の半導体遮断器を実現する必要があるからである。このため、多端子のハイブリッド方式の直流電流遮断装置において、半導体遮断器を複数の直流送電線で共有する構成のものが考えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】欧州特許登録公報第３，３４２，０１７Ｂ１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、多端子の直流送電システムに適用され、半導体遮断器を共通化した上で、事故が発生した直流送電線を遮断することができる直流電流遮断装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の直流電流遮断装置は、複数の直流送電線と、遮断消費部と、複数の開閉転流部と、第１の直流バスと、第２の直流バスとを持つ。複数の直流送電線のそれぞれは、所定の分岐点で、第１の機械式接点が設けられた第１の補助線路と第２の補助線路とに分岐される。遮断消費部は、前記直流送電線に流れる電流を遮断可能な半導体遮断器と、少なくとも前記半導体遮断器の第１端と前記第１端とは逆側の第２端との間のエネルギーを消費するエネルギー消費要素とを有する。複数の開閉転流部のそれぞれは、それぞれの前記第１の補助線路あるいは前記第２の補助線路に対応する。第１の直流バスは、それぞれの前記第１の補助線路に属する前記第１の機械式接点の第１極と、前記遮断消費部の第１端とを接続する。第２の直流バスは、それぞれの前記第２の補助線路に属する前記第１の機械式接点の第１極と、前記遮断消費部の前記第１端とは逆側の第２端とを接続する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図。

【図2A】第１の実施形態の直流電流遮断装置が備える半導体遮断器およびアレスタの変形例の構成の一例を示す図。

【図2B】第１の実施形態の直流電流遮断装置が備える半導体遮断器およびアレスタの変形例の構成の一例を示す図。

【図2C】第１の実施形態の直流電流遮断装置が備える半導体遮断器における半導体スイッチ部の変形例の構成の一例を示す図。

【図2D】第１の実施形態の直流電流遮断装置が備える半導体遮断器における半導体スイッチ部の変形例の構成の一例を示す図。

【図3】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第１の動作について説明するための図。

【図4】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第１の動作について説明するための図。

【図5】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第１の動作について説明するための図。

【図6】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第１の動作について説明するための図。

【図7】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第１の動作について説明するための図。

【図8】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第１の動作について説明するための図。

【図9】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第１の動作について説明するための図。

【図10】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第１の動作について説明するための図。

【図11】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第１の動作について説明するための図。

【図12】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第２の動作について説明するための図。

【図13】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第２の動作について説明するための図。

【図14】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第２の動作について説明するための図。

【図15】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第２の動作について説明するための図。

【図16】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第２の動作について説明するための図。

【図17】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第２の動作について説明するための図。

【図18】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第１の変形例の構成の一例を示す図。

【図19】第１の実施形態の直流電流遮断装置の第２の変形例の構成の一例を示す図。

【図20】第２の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図。

【図21】第３の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図。

【図22】第３の実施形態の直流電流遮断装置の第３の動作について説明するための図。

【図23】第３の実施形態の直流電流遮断装置の第３の動作について説明するための図。

【図24】第３の実施形態の直流電流遮断装置の第３の動作について説明するための図。

【図25】第３の実施形態の直流電流遮断装置の第３の動作について説明するための図。

【図26】第３の実施形態の直流電流遮断装置の第３の動作について説明するための図。

【図27】第３の実施形態の直流電流遮断装置の第３の動作について説明するための図。

【図28】第３の実施形態の直流電流遮断装置の第３の動作について説明するための図。

【図29】第３の実施形態の直流電流遮断装置の第３の動作について説明するための図。

【図30】第３の実施形態の直流電流遮断装置の第３の動作について説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態の直流電流遮断装置を、図面を参照して説明する。

【0010】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図である。図１には、複数の直流送電線ＬＮ（直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－ｎ）の節点部分に構成する直流電流遮断装置１の一例を示している。直流電流遮断装置１では、それぞれの直流送電線ＬＮが所定の箇所で補助線路Ａと補助線路Ｂとに分岐し、補助線路Ａ同士、あるいは補助線路Ｂ同士が接続されることによって、それぞれの直流送電線ＬＮの間で直流電流（以下、単に「電流」という）を送電する。図１においては、直流電流遮断装置１が備えるそれぞれの構成要素が直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－ｎのいずれの直流送電線ＬＮに対応する構成要素であるかを表すために、それぞれの符号の後に「－（ハイフン）」とハイフンに続く数字を付している。さらに、図１においては、直流電流遮断装置１が備えるそれぞれの構成要素が補助線路Ａあるいは補助線路Ｂのいずれの補助線路に対応する構成要素であるかを表すために、それぞれの符号の後に「－（ハイフン）」とハイフンに続く「Ａ」または「Ｂ」の符号を付している。以下の説明においては、いずれの直流送電線ＬＮ、あるいはいずれの補助線路に対応する構成要素であるかを区別しない場合には、それぞれの構成要素の符号に付したハイフンとハイフンに続く符号や数字を省略する。

【0011】

直流電流遮断装置１は、例えば、複数の補助断路器１０（補助断路器１０－１～１０－ｎ）と、複数の直流リアクトル２０（直流リアクトル２０－１～２０－ｎ）と、複数の遮断器３０（遮断器３０－Ａ－１～３０－Ａ－ｎ、および遮断器３０－Ｂ－１～３０－Ｂ－ｎ）と、複数の断路器４０（断路器４０－Ａ－１～４０－Ａ－ｎ、および断路器４０－Ｂ－１～４０－Ｂ－ｎ）と、複数の転流回路５０（転流回路５０－Ａ－１～５０－Ａ－ｎ、および転流回路５０－Ｂ－１～５０－Ｂ－ｎ）と、複数のインダクタ６０（インダクタ６０－Ａ－１～６０－Ａ－ｎ、およびインダクタ６０－Ｂ－１～６０－Ｂ－ｎ）と、二つの直流バス７０（直流バス７０－Ａおよび７０－Ｂ）と、半導体遮断器８０と、アレスタ９０と、制御装置１００と、を備える。

【0012】

直流電流遮断装置１では、それぞれの直流送電線ＬＮに補助断路器１０と直流リアクトル２０とが直列に接続され、送電側とは逆側で二つの補助線路（補助線路Ａと補助線路Ｂ）に分岐されている。そして、直流電流遮断装置１では、それぞれの補助線路に遮断器３０と断路器４０とが直列に接続されている。例えば、直流送電線ＬＮ－１では、送電側に補助断路器１０－１の第２極ｆ－１が接続され、補助断路器１０－１の第１極ｅ－１と直流リアクトル２０の第２端と接続され、直流リアクトル２０の第１端側で補助線路Ａ－１と補助線路Ｂ－１とに分岐されている。補助線路Ａ－１には、直流リアクトル２０の第１端側に遮断器３０－Ａ－１の第２極ｄ－Ａ－１が接続され、遮断器３０－Ａ－１の第１極ｃ－Ａ－１と断路器４０－Ａ－１の第２極ｂ－Ａ－１とが接続されている。一方、補助線路Ｂ－１には、直流リアクトル２０の第１端側に遮断器３０－Ｂ－１の第２極ｄ－Ｂ－１が接続され、遮断器３０－Ｂ－１の第１極ｃ－Ｂ－１と断路器４０－Ｂ－１の第２極ｂ－Ｂ－１とが接続されている。直流送電線ＬＮ－２～直流送電線ＬＮ－ｎも同様である。補助線路Ａは、特許請求の範囲における「第１の補助線路」の一例であり、補助線路Ｂは、特許請求の範囲における「第２の補助線路」の一例である。断路器４０は、特許請求の範囲における「第１の機械式接点」の一例であり、遮断器３０は、特許請求の範囲における「第２の機械式接点」の一例である。

【0013】

直流電流遮断装置１では、それぞれの直流送電線ＬＮの補助線路に接続された断路器４０同士が、対応する直流バス７０に接続されている。より具体的には、それぞれの直流送電線ＬＮの補助線路Ａ－１～Ａ－ｎに接続された断路器４０－Ａ－１～４０－Ａ－ｎの第１極ａ－Ａ－１～ａ－Ａ－ｎが直流バス７０－Ａに接続されている。一方、それぞれの直流送電線ＬＮの補助線路Ｂ－１～Ｂ－ｎに接続された断路器４０－Ｂ－１～４０－Ｂ－ｎの第１極ａ－Ｂ－１～ａ－Ｂ－ｎが直流バス７０－Ｂに接続されている。直流電流遮断装置１における通常の送電においては、それぞれの直流送電線ＬＮに属する補助断路器１０と直流リアクトル２０を通り、さらにそれぞれの直流送電線ＬＮで分岐した補助線路において、遮断器３０、断路器４０、および直流バス７０のそれぞれを通って電流が流れる。直流バス７０－Ａは、特許請求の範囲における「第１の直流バス」の一例であり、直流バス７０－Ｂは、特許請求の範囲における「第２の直流バス」の一例である。

【0014】

さらに、直流電流遮断装置１では、それぞれの補助線路において、遮断器３０の第１極ｃと第２極ｄと両極間に、転流回路５０とインダクタ６０とが直列に接続されている。つまり、直流電流遮断装置１では、転流回路５０とインダクタ６０との直列回路が、遮断器３０に並列に設けられている。例えば、補助線路Ａ－１では、遮断器３０－Ａ－１の第１極ｃ－Ａ－１と断路器４０－Ａ－１の第２極ｂ－Ａ－１との間の箇所の補助線路Ａ－１に、転流回路５０－Ａ－１の第１端ｇ－Ａ－１が接続され、転流回路５０－Ａ－１の第２端ｈ－Ａ－１にインダクタ６０－Ａ－１の第１端が接続され、インダクタ６０－Ａ－１の第２端が遮断器３０－Ａ－１の第２極ｄ－Ａ－１側の補助線路Ａ－１に接続されている。補助線路Ａ－２～Ａ－ｎや、補助線路Ｂ－１～Ｂ－ｎも同様である。転流回路５０は、特許請求の範囲における「転流回路」の一例である。遮断器３０と転流回路５０（インダクタ６０を含んでもよい）との構成は、特許請求の範囲における「開閉転流部」の一例である。

【0015】

直流電流遮断装置１では、それぞれの直流送電線ＬＮにおいて分岐した補助線路同士が接続されたそれぞれの直流バス７０が、半導体遮断器８０およびアレスタ９０を介して互いに接続されている。より具体的には、直流バス７０－Ａは、半導体遮断器８０の第１端ｉおよびアレスタ９０の第１端に接続され、直流バス７０－Ｂは、半導体遮断器８０の第２端ｊおよびアレスタ９０の第２端に接続されている。これにより、直流電流遮断装置１では、それぞれの直流送電線ＬＮにおいて分岐した二つの補助線路が、対応する直流バス７０と、半導体遮断器８０またはアレスタ９０とを介して互いに接続されている。半導体遮断器８０は、特許請求の範囲における「半導体遮断器」の一例であり、アレスタ９０は、特許請求の範囲における「エネルギー消費要素」の一例である。半導体遮断器８０とアレスタ９０との構成は、特許請求の範囲における「遮断消費部」の一例である。

【0016】

補助断路器１０、遮断器３０、および断路器４０は、機械接点式のスイッチである。補助断路器１０と、遮断器３０と、断路器４０とのそれぞれは、制御装置１００によって開極または閉極のいずれかの状態に制御される。

【0017】

直流リアクトル２０は、直流送電線ＬＮに事故が発生した場合に、対応する直流送電線ＬＮにおける電流の変化を抑制する。

【0018】

半導体遮断器８０は、第１端ｉ側から第２端ｊ側に流れる電流を遮断する。半導体遮断器８０は、例えば、互いに直列に接続された複数（図１には三つのみを示している）の半導体スイッチ部を備える。半導体スイッチ部のそれぞれは、互いに並列に接続された半導体スイッチング素子とダイオードとを備える。より具体的には、半導体スイッチ部では、ダイオードのカソードと半導体スイッチング素子のコレクタとが互いに接続され、ダイオードのアノードと半導体スイッチング素子のエミッタとが接続されている。半導体スイッチング素子のゲートは、制御装置１００によって制御（制御電圧が印加）される。つまり、半導体遮断器８０は、制御装置１００によってオンまたはオフのいずれかの状態に制御される。半導体スイッチング素子は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング素子である。半導体スイッチング素子は、ＩＧＢＴに限定されず、自己消弧を実現可能な半導体スイッチング素子であれば、いかなるスイッチング素子であってもよい。半導体遮断器８０は、オン状態（導通状態）のときに直流バス７０－Ａと直流バス７０－Ｂとの間に流れる電流を許容し、オフ状態（非導通状態）のときに流れる電流を遮断する。半導体遮断器８０のオン状態は、特許請求の範囲における「導通状態」の一例である。

【0019】

アレスタ９０は、半導体遮断器８０に並列に接続され、半導体遮断器８０がオフ状態に制御された場合に、直流送電線ＬＮや、補助線路Ａ、補助線路Ｂのインダクタンス分のエネルギーに起因して発生するサージエネルギーを消費（吸収）する。

【0020】

直流電流遮断装置１では、半導体遮断器８０の第１端ｉとアレスタ９０の第１端とが直流バス７０－Ａに接続され、半導体遮断器８０の第２端ｊとアレスタ９０の第２端とが直流バス７０－Ｂに接続されている。直流電流遮断装置１では、半導体遮断器８０とアレスタ９０との構成で、制御装置１００による半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部のオンまたはオフのいずれかの状態への制御に応じて、直流バス７０－Ａ側から直流バス７０－Ｂ側に流れる電流を許容、あるいは阻止（遮断）する。

【0021】

直流電流遮断装置１が備える半導体遮断器８０とアレスタ９０との構成は、図１に示した構成に限定されない。図２Ａおよび図２Ｂは、第１の実施形態の直流電流遮断装置１が備える半導体遮断器８０およびアレスタ９０の変形例の構成の一例を示す図である。図２Ａには、複数（図２Ａには二つのみを示している）の半導体スイッチ部８１が互いに直列に接続されている構成（図１に示した半導体遮断器８０と同様の構成）の半導体遮断器８０ａと、半導体遮断器８０ａが備える半導体スイッチ部８１のそれぞれに対応する複数（図２Ａには二つのみを示している）のアレスタ９１を備えるアレスタ９０ａの一例を示している。図２Ａに示した半導体遮断器８０ａとアレスタ９０ａとの構成では、図１に示した半導体遮断器８０とアレスタ９０との構成と同様に、半導体遮断器８０ａの第１端ｉ側から第２端ｊ側に流れる電流を遮断およびサージエネルギーの消費（吸収）をすることができる。図２Ｂには、複数（図２Ｂには四つのみを示している）の半導体スイッチ部８１が互いに逆向きで直列に接続されている構成の半導体遮断器８０ｂと、半導体遮断器８０ｂが備える半導体スイッチ部８１のそれぞれに対応する複数（図２Ｂには四つのみを示している）のアレスタ９１を備えるアレスタ９０ｂの一例を示している。図２Ｂに示した半導体遮断器８０ｂとアレスタ９０ｂとの構成では、図１に示した半導体遮断器８０とアレスタ９０との構成と同様の第１端ｉ側から第２端ｊ側に流れる電流の遮断およびサージエネルギーの消費（吸収）に加えて、第２端ｊ側から第１端ｉ側に流れる電流の遮断およびサージエネルギーの消費（吸収）も行うことができる。つまり、図２Ｂに示した半導体遮断器８０ｂとアレスタ９０ｂとの構成では、事故が発生した直流送電線ＬＮ（事故回線）において双方向に流れる電流（事故電流）の遮断およびサージエネルギーの消費（吸収）をすることができる。図２Ａに示した半導体遮断器８０ａや、図２Ｂに示した半導体遮断器８０ｂが備える半導体スイッチ部８１は、図１に示した半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部と同様の構成である。

【0022】

ここで、図１に示した半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部も含め、図２Ａに示した半導体遮断器８０ａや、図２Ｂに示した半導体遮断器８０ｂが備える半導体スイッチ部８１は、別の構成に代えることもできる。図２Ｃおよび図２Ｄは、第１の実施形態の直流電流遮断装置１が備える半導体遮断器８０における半導体スイッチ部８１の変形例の構成の一例を示す図である。図２Ｃに示した半導体スイッチ部８１ａは、一つの半導体スイッチ部と一つのダイオードとが直列に接続された直列回路である二つのレグ部と、一つのコンデンサとを備え、これらの構成要素が互いに接続されたブリッジ回路である。半導体遮断器８０や、半導体スイッチ部８１ａ、半導体スイッチ部８１ｂにおいて、半導体スイッチ部８１を、図２Ｃに示した半導体スイッチ部８１ａに代えた場合には、第１端ｉと第２端ｊとの間に流れる双方向の事故電流を遮断することができる。図２Ｄに示した半導体スイッチ部８１ｂは、一つのコンデンサで構成したものである。半導体遮断器８０や、半導体スイッチ部８１ａ、半導体スイッチ部８１ｂにおいて、半導体スイッチ部８１を、図２Ｄに示した半導体スイッチ部８１ｂに代えた場合でも、第１端ｉと第２端ｊとの間に流れる電流を遮断することができる。ただし、図２Ｄに示した半導体スイッチ部８１ｂでは、制御装置１００が能動的にオン、オフを制御することはできず、コンデンサに蓄積された事故電流のエネルギーが飽和した後にアレスタ９０がこのエネルギーを消費（吸収）することになるため、第１端ｉと第２端ｊとの間に流れる電流を遮断する際の速度は低下する。しかし、図２Ｄに示した半導体スイッチ部８１ｂは、半導体スイッチング素子を備えるそれぞれの半導体スイッチ部８１に比べて容易な構成であるため、半導体遮断器８０や、半導体遮断器８０ａ、半導体遮断器８０ｂを構成する際のコストやサイズを低減することができる。

【0023】

転流回路５０は、第１端ｇと第２端ｈとの間に流れる電流の向きを選択的に切り替える（転流する）。転流回路５０は、例えば、二つの半導体スイッチ部が互いに同じ向きで直列に接続された直列回路である二つのレグ部と、一つのコンデンサとを備え、これらの構成要素が互いに接続されたブリッジ回路である。転流回路５０が備えるレグ部におけるそれぞれの半導体スイッチ部は、半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部と同様に、例えば、互いに並列に接続された半導体スイッチング素子とダイオードとを備える。より具体的には、転流回路５０が備える半導体スイッチ部では、ダイオードのカソードと半導体スイッチング素子のコレクタとが互いに接続され、ダイオードのアノードと半導体スイッチング素子のエミッタとが接続されている。半導体スイッチング素子のゲートは、制御装置１００によって制御（制御電圧が印加）される。つまり、転流回路５０が備える半導体スイッチ部は、半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部と同様に、制御装置１００によってオンまたはオフのいずれかの状態に制御される。転流回路５０が備える半導体スイッチ部の半導体スイッチング素子は、半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部の半導体スイッチング素子と同様に、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのスイッチング素子である。ただし、転流回路５０が備える半導体スイッチ部の半導体スイッチング素子は、半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部の半導体スイッチング素子よりも耐圧が低いものであってもよい。転流回路５０が備える半導体スイッチ部の半導体スイッチング素子は、ＩＧＢＴに限定されず、自己消弧を実現可能な半導体スイッチング素子であれば、いかなるスイッチング素子であってもよい。転流回路５０は、制御装置１００による半導体スイッチ部のオンまたはオフのいずれかの状態への制御に応じて、第１端ｇと第２端ｈとの間に流れる電流の電流値を変化させることにより、第１端ｇと第２端ｈとの間に流れる電流を略ゼロの状態にさせる。これにより、転流回路５０は、対応する遮断器３０の両極間を電気的に遮断させる。直流電流遮断装置１では、インダクタ６０の第２端が、対応する補助線路に属する遮断器３０の第２極ｄと、この補助線路に分岐する前の直流送電線ＬＮに属する直流リアクトル２０の第１端との間に接続されている。インダクタ６０は、直流送電線ＬＮに事故が発生した場合に、対応する転流回路５０が備えるコンデンサが破損してしまうのを防止する。コンデンサは、特許請求の範囲における「蓄電要素」の一例である。

【0024】

制御装置１００は、補助断路器１０、遮断器３０、断路器４０、転流回路５０、および半導体遮断器８０を制御することにより、直流電流遮断装置１における直流送電線ＬＮの遮断および導通を制御する。制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより以下の機能を実現するものである。制御装置１００の機能のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。制御装置１００の機能のうち一部または全部は、専用のＬＳＩによって実現されてもよい。プログラムは、予め制御装置１００が備えるＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体が制御装置１００が備えるドライブ装置に装着されることで制御装置１００が備える記憶装置にインストールされてもよい。

【0025】

このような構成によって、直流電流遮断装置１では、高耐圧を実現するためにコストが高くなってしまう半導体遮断器８０を全ての直流送電線ＬＮで共通化した上で、いずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合には、その直流送電線ＬＮを遮断する。

【0026】

［直流電流遮断装置１において直流送電線ＬＮを遮断する第１の動作］
ここで、図３～図１１を参照して、例えば、直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－ｎが直流バス７０－Ａおよび直流バス７０－Ｂを介して互いに接続され、直流送電線ＬＮ－ｎから直流送電線ＬＮ－１および直流送電線ＬＮ－２に電流が流れているときに、直流送電線ＬＮ－１において事故が発生した場合を一例として、制御装置１００が、直流送電線ＬＮ－１を遮断させる第１の動作について説明する。図３～図１１には、制御装置１００によってそれぞれの構成要素が制御された状態における、直流電流遮断装置１内の電流の流れを示している。

【0027】

直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－ｎが直流バス７０－Ａおよび直流バス７０－Ｂを介して互いに接続されて送電している定常の送電状態（初期状態）において、全ての補助断路器１０、遮断器３０、断路器４０は閉極され、全ての転流回路５０が備える半導体スイッチ部、および半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部は全てオフ状態である。この場合、直流電流遮断装置１では、図３に示すように、直流送電線ＬＮ－ｎから、直流バス７０－Ａと直流バス７０－Ｂとのそれぞれを介して直流送電線ＬＮ－１および直流送電線ＬＮ－２に電流が流れている状態である。ここで、直流送電線ＬＮ－１に事故が発生した場合、制御装置１００は、以下のような手順でそれぞれの構成要素の開極、閉極、オン、オフを制御することにより、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１を遮断する。以下の説明においては、事故が発生した直流送電線ＬＮを「事故回線」ともいい、事故が発生した直流送電線ＬＮ以外の直流送電線ＬＮ、つまり、事故が発生していない直流送電線ＬＮを「健全回線」ともいう。

【0028】

（手順１－１）：まず、制御装置１００は、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１（事故回線）の補助線路Ａに属する遮断器３０－Ａ－１および断路器４０－Ａ－１を開極した状態にさせる。さらに、制御装置１００は、事故が発生していない直流送電線ＬＮ－２（健全回線）の補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ－２および断路器４０－Ｂ－２と、直流送電線ＬＮ－ｎ（健全回線）の補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ－ｎおよび断路器４０－Ｂ－ｎと、を開極した状態にさせる。つまり、制御装置１００は、補助線路Ａにおいて事故回線に属する機械接点式のスイッチを開極させ、補助線路Ｂにおいて健全回線に属する機械接点式のスイッチを開極させる。この場合でも、直流電流遮断装置１では、図４に示すように、直流送電線ＬＮ－ｎから、直流バス７０－Ａと直流バス７０－Ｂとのそれぞれを介して直流送電線ＬＮ－１および直流送電線ＬＮ－２に電流（事故電流）が流れている状態である。これは、それぞれの機械接点式のスイッチを開極させただけでは、それぞれの機械接点式のスイッチにおけるそれぞれの接点間に生じたアークによって、直流送電線ＬＮを電気的に遮断させた状態（遮断状態）にはならないからである。

【0029】

（手順１－２）：次に、制御装置１００は、開極した状態にさせた遮断器３０に対応する転流回路５０を動作させる。つまり、制御装置１００は、開極した状態にさせた遮断器３０に対応する転流回路５０が備える半導体スイッチ部をオン状態にさせる。これにより、半導体スイッチ部がオン状態にされた転流回路５０が備えるコンデンサは電荷を放電し、第１端ｇと第２端ｈとの間に流れる電流の向きを切り替える（転流する）。図５には、開極した状態にさせた遮断器３０－Ａ－１、遮断器３０－Ｂ－２、および遮断器３０－Ｂ－ｎに対応するそれぞれの転流回路５０を動作させた状態を示している。これにより、事故電流は転流回路５０に転流し、開極した状態にされた遮断器３０に流れる事故電流は、略ゼロの状態になる。ここで、手順１－１において機械接点式のスイッチを開極させた後、事故電流の流れる方向（潮流状態）によっては、遮断器３０の両極間の事故電流が略ゼロの状態となることもあり得る。この場合、制御装置１００は、手順１－２において、その遮断器３０に対応する転流回路５０を動作させなくてもよい。図６には、動作された転流回路５０を介して事故電流が流れることにより、対応する遮断器３０（遮断器３０－Ａ－１、遮断器３０－Ｂ－２、および遮断器３０－Ｂ－ｎ）の接点間に生じたアークが消弧された状態を示している。

【0030】

（手順１－３）：次に、制御装置１００は、半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部をオン状態にさせ、動作させていた転流回路５０の動作を停止させる。つまり、制御装置１００は、開極した状態にさせた遮断器３０に対応する転流回路５０が備える半導体スイッチ部をオフ状態にさせる。これにより、直流電流遮断装置１では、図７に示すように、直流送電線ＬＮ－１における事故電流は半導体遮断器８０に転流し、断路器４０－Ａ－１、断路器４０－Ｂ－２、および断路器４０－Ｂ－ｎに流れる事故電流は、略ゼロの状態になる。図７には、断路器４０－Ａ－１、断路器４０－Ｂ－２、および断路器４０－Ｂ－ｎの接点間に生じたアークが消弧された状態を示している。なお、断路器４０－Ａ－１、断路器４０－Ｂ－２、および断路器４０－Ｂ－ｎを開極させるタイミングは、手順１－３のタイミングであってもよい。

【0031】

（手順１－４）：次に、制御装置１００は、半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部をオフ状態にさせる。これにより、直流電流遮断装置１では、直流送電線ＬＮ－１の事故電流が遮断され、略ゼロの状態になる。その後も、直流電流遮断装置１では、線路中のインダクタンス成分に蓄積されたサージエネルギーによって、事故電流がしばらくの間流れ続けるが、このサージエネルギーは、アレスタ９０によって消費される。図８には、直流送電線ＬＮ－１の事故電流がアレスタ９０を通って流れている状態を示している。そして、図９には、直流送電線ＬＮ－１の事故電流がアレスタ９０によって消費されて流れなくなっている状態を示している。

【0032】

（手順１－５）：次に、制御装置１００は、直流送電線ＬＮ－１に流れる事故電流がゼロになった後（例えば、直流送電線ＬＮ－１に流れる事故電流がゼロになったと見なすことができる時間が経過した後）、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１に属する補助断路器１０－１と、遮断器３０－Ｂ－１および断路器４０－Ｂ－１を開極した状態にさせる。つまり、制御装置１００は、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１の補助線路Ｂにおいても、事故回線に属する機械接点式のスイッチを開極させる。図１０には、直流送電線ＬＮ－１に事故電流が流れなくなった状態で、補助断路器１０－１、遮断器３０－Ｂ－１、および断路器４０－Ｂ－１を開極した状態を示している。

【0033】

（手順１－６）：次に、制御装置１００は、事故が発生していない直流送電線ＬＮ－２の補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ－１および断路器４０－Ｂ－１と、直流送電線ＬＮ－ｎの補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ－ｎおよび断路器４０－Ｂ－ｎと、を閉極した状態にさせる。つまり、制御装置１００は、補助線路Ｂにおいて開極させていた健全回線の機械接点式のスイッチを閉極した状態に戻す。これにより、制御装置１００は、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１を電気的に遮断する動作を完了する。これにより、直流電流遮断装置１では、健全回線による直流電流の送電が維持される。図１１には、健全回線である直流送電線ＬＮ－ｎから、直流バス７０－Ａと直流バス７０－Ｂとのそれぞれを介して、健全回線である直流送電線ＬＮ－２に電流が流れている状態を示している。

【0034】

このような手順によって、直流電流遮断装置１では、制御装置１００が、事故回線の補助線路Ａに属する遮断器３０－Ａ、断路器４０－Ａ、および転流回路５０－Ａと、健全回線の補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ、断路器４０－Ｂ、および転流回路５０－Ｂと、を制御して事故電流によるアークを消弧させる。そして、直流電流遮断装置１では、制御装置１００が、事故電流がゼロになった後に、事故回線の補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ、断路器４０－Ｂを制御する。これにより、直流電流遮断装置１では、事故回線を遮断し、健全回線における送電を維持することができる。

【0035】

上述した第１の動作では、制御装置１００が、事故回線の補助線路Ａに属するそれぞれの構成要素と、健全回線の補助線路Ｂに属するそれぞれの構成要素とを制御して、事故電流が半導体遮断器８０の第１端ｉ側から第２端ｊ側に流れるようにし、この事故電流を遮断することにより直流送電線ＬＮ－１（事故回線）を遮断する場合について説明した。これは、半導体遮断器８０の構成が、第１端ｉ側から第２端ｊ側に流れる電流を遮断する構成であるためである。言い換えれば、第１の動作において制御装置１００は、事故回線を流れる事故電流の上流側を半導体遮断器８０の第１端ｉ側とし、事故電流の下流側を半導体遮断器８０の第２端ｊ側とするように、補助線路Ａと補助線路Ｂとに属するそれぞれの構成要素とを制御した。しかし、上述したように、半導体遮断器８０は、例えば、図２Ｂに示した半導体遮断器８０ｂや、半導体スイッチ部を図２Ｃに示した半導体スイッチ部８１ａに代えることにより、双方向の事故電流の遮断する構成にすることができる。この場合、直流電流遮断装置１では、事故回線を遮断する際に制御するそれぞれの構成要素を、補助線路Ａと補助線路Ｂとで逆にしてもよい。つまり、制御装置１００は、事故回線の補助線路Ｂに属するそれぞれの構成要素と、健全回線の補助線路Ａに属するそれぞれの構成要素とを制御して、事故回線を遮断させてもよい。ただし、この場合でも、事故電流の上流側と下流側との考え方は、上述した第１の動作と同様である。つまり、事故電流の上流側で事故回線に属するそれぞれの構成要素を制御し、事故電流の下流側で健全回線に属するそれぞれの構成要素を制御することに変わりはない。この場合の制御装置１００における手順は、上述した第１の動作と等価なものになるようにすればよい。従って、制御装置１００における手順に関する再度の詳細な説明は省略する。

【0036】

［直流電流遮断装置１において直流バス７０を遮断する第２の動作］
上述した第１の動作では、直流送電線ＬＮ－１に事故が発生した場合において、この事故回線を遮断させる動作について説明した。しかし、事故は、例えば、直流電流遮断装置１の内部で発生する可能性もあり得る。例えば、図１に示した直流電流遮断装置１の構成において、直流バス７０－Ｂに事故が発生することも考えられる。この場合、直流バス７０－Ｂにおいて発生した事故により、直流送電線ＬＮ－１～直流送電線ＬＮ―ｎに事故電流が流れてしまう。

【0037】

ここで、図３および図１２～図１７を参照して、例えば、直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－ｎが直流バス７０－Ａおよび直流バス７０－Ｂを介して互いに接続され、直流送電線ＬＮ－ｎから直流送電線ＬＮ－１および直流送電線ＬＮ－２に電流が流れているときに、直流バス７０－Ｂにおいて事故が発生した場合を一例として、制御装置１００が、直流バス７０－Ｂを遮断させる第２の動作について説明する。図１２～図１７には、制御装置１００によってそれぞれの構成要素が制御された状態における、直流電流遮断装置１内の電流の流れを示している。

【0038】

直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－ｎが直流バス７０－Ａおよび直流バス７０－Ｂを介して互いに接続されて送電している定常の送電状態（初期状態）は、第１の動作と同様に、全ての補助断路器１０、遮断器３０、断路器４０は閉極され、全ての転流回路５０が備える半導体スイッチ部、および半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部は全てオフ状態で直流電流の送電が行われている（図３参照）。ここで、直流バス７０－Ｂに事故（例えば、地絡事故）が発生した場合、制御装置１００は、以下のような手順でそれぞれの構成要素の開極、閉極、オン、オフを制御することにより、事故が発生した直流バス７０－Ｂを遮断する。以下の説明においては、事故が発生した直流バス７０－Ｂに接続されている直流送電線ＬＮの補助線路Ｂを「事故回線」ともいい、事故が発生した直流バス７０－Ｂ以外の直流バス７０－Ａ、つまり、事故が発生していない直流バス７０－Ａに接続されている直流送電線ＬＮの補助線路Ａを「健全回線」ともいう。

【0039】

（手順２－１）：まず、制御装置１００は、事故が発生した直流バス７０－Ｂに接続されている全ての直流送電線ＬＮの補助線路Ｂ（事故回線）に属する遮断器３０－Ｂおよび断路器４０－Ｂを開極した状態にさせる。つまり、制御装置１００は、補助線路Ｂに属する全ての機械接点式のスイッチを開極させる。この場合でも、直流電流遮断装置１では、図１２に示すように、直流バス７０－Ｂを介して補助線路Ｂに電流（事故電流）が流れている状態である。これは、上述した第１の動作において直流送電線ＬＮ－１に事故が発生した場合と同様に、それぞれの機械接点式のスイッチを開極させただけでは、それぞれの機械接点式のスイッチにおけるそれぞれの接点間に生じたアークによって、直流送電線ＬＮを電気的に遮断させた状態（遮断状態）にはならないからである。

【0040】

（手順２－２）：次に、制御装置１００は、開極した状態にさせた補助線路Ｂに属するそれぞれの遮断器３０に対応する転流回路５０を動作させる。これにより、半導体スイッチ部がオン状態にされた転流回路５０が備えるコンデンサは電荷を放電し、第１端ｇと第２端ｈとの間に流れる電流の向きを切り替える（転流する）。図１３には、開極した状態にさせた遮断器３０－Ｂ－１、遮断器３０－Ｂ－２、および遮断器３０－Ｂ－ｎに対応するそれぞれの転流回路５０を動作させた状態を示している。これにより、事故電流は転流回路５０に転流し、補助線路Ｂに属するそれぞれの遮断器３０に流れる事故電流は、略ゼロの状態になる。ここで、手順２－２でも、第１の動作と同様に、手順２－１において機械接点式のスイッチを開極させた後、事故電流の潮流状態によって遮断器３０の両極間の事故電流が略ゼロの状態となる場合には、その遮断器３０に対応する転流回路５０を動作させなくてもよい。図１４には、動作された転流回路５０を介して事故電流が流れることにより、補助線路Ｂに属するそれぞれの遮断器３０（遮断器３０－Ｂ－１、遮断器３０－Ｂ－２、および遮断器３０－Ｂ－ｎ）の接点間に生じたアークが消弧された状態を示している。

【0041】

（手順２－３）：次に、制御装置１００は、半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部をオン状態にさせ、動作させていた補助線路Ｂに属するそれぞれの遮断器３０に対応する転流回路５０の動作を停止させる。つまり、制御装置１００は、補助線路Ｂに属する全ての遮断器３０に対応する転流回路５０が備える半導体スイッチ部をオフ状態にさせる。これにより、直流電流遮断装置１では、図１５に示すように、直流バス７０－Ｂに接続されている全ての直流送電線ＬＮの事故電流は半導体遮断器８０に転流し、断路器４０－Ｂ－１、断路器４０－Ｂ－２、および断路器４０－Ｂ－ｎに流れる事故電流は、略ゼロの状態になる。図１５には、断路器４０－Ｂ－１、断路器４０－Ｂ－２、および断路器４０－Ｂ－ｎの接点間に生じたアークが消弧された状態を示している。なお、第２の動作でも、第１の動作と同様に、断路器４０－Ｂ－１、断路器４０－Ｂ－２、および断路器４０－Ｂ－ｎを開極させるタイミングは、手順２－３のタイミングであってもよい。

【0042】

（手順２－４）：次に、制御装置１００は、半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部をオフ状態にさせる。これにより、直流電流遮断装置１では、直流バス７０－Ｂの事故電流が遮断され、略ゼロの状態になる。その後も、直流電流遮断装置１では、線路中のインダクタンス成分に蓄積されたサージエネルギーによって、事故電流がしばらくの間流れ続けるが、このサージエネルギーは、アレスタ９０によって消費される。図１６には、直流バス７０－Ｂの事故電流がアレスタ９０を通って流れている状態を示している。そして、図１７には、直流バス７０－Ｂの事故電流がアレスタ９０によって消費されて流れなくなっている状態を示している。

【0043】

このような手順によって、直流電流遮断装置１では、制御装置１００が、直流バス７０－Ｂに接続された全ての補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ、断路器４０－Ｂ、および転流回路５０－Ｂを制御して、事故回線となった直流バス７０－Ｂを遮断し、健全回線である直流バス７０－Ａによって送電を維持する。

【0044】

（手順２－５）：その後、制御装置１００は、直流バス７０－Ｂが事故回線ではなくなった後（例えば、直流バス７０－Ｂにおいて発生した事故に対する改修が完了した後）、直流バス７０－Ｂに接続された全ての補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂおよび断路器４０－Ｂを閉極した状態にさせる。つまり、制御装置１００は、事故が発生した直流バス７０－Ｂに接続されている補助線路Ｂにおいて開極させていた機械接点式のスイッチを閉極した状態に戻す。これにより、直流電流遮断装置１では、直流バス７０－Ａと直流バス７０－Ｂとのそれぞれの直流バス７０を介した送電状態（初期状態）で直流電流の送電が行われる（図３参照）。

【0045】

このような手順によって、直流電流遮断装置１では、制御装置１００が、事故回線となった直流バス７０－Ｂに接続された補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ、断路器４０－Ｂ、および転流回路５０－Ｂを制御して事故電流によるアークを消弧させる。これにより、直流電流遮断装置１では、直流バス７０－Ｂを遮断し、直流バス７０－Ａを介した送電を維持することができる。しかも、この場合では、定常の送電状態（初期状態）におけるそれぞれの直流送電線ＬＮの潮流状態は、いずれの方向であってもよい。その後、直流電流遮断装置１では、制御装置１００が、直流バス７０－Ｂが事故回線ではなくなった後に、それぞれの構成要素の状態を元に戻す。

【0046】

上述した第２の動作では、直流バス７０－Ｂが事故回線となった場合について説明した。つまり、事故電流が半導体遮断器８０の第１端ｉ側から第２端ｊ側に流れる場合について説明した。これは、半導体遮断器８０の構成が、第１端ｉ側から第２端ｊ側に流れる電流を遮断する構成であるためである。しかし、仮に直流バス７０－Ａが事故回線となった場合でも、半導体遮断器８０の第１端ｉ側から第２端ｊ側に事故電流が流れる場合には、同様に直流バス７０－Ａを遮断し、直流バス７０－Ｂを介した送電を維持することができる。さらに、上述したように、半導体遮断器８０は、例えば、図２Ｂに示した半導体遮断器８０ｂや、半導体スイッチ部を図２Ｃに示した半導体スイッチ部８１ａに代えることにより、双方向の事故電流の遮断する構成にすることができる。この場合、直流電流遮断装置１では、事故により流れる事故電流の方向にかかわらず、事故が発生した直流バス７０を遮断し、事故が発生していない直流バス７０を介した送電を維持することができる。この場合の制御装置１００における手順は、上述した第２の動作と等価なものになるようにすればよい。従って、制御装置１００における手順に関する再度の詳細な説明は省略する。

【0047】

このような構成および手順によって、直流電流遮断装置１では、高耐圧を実現するためにコストが高くなってしまう半導体遮断器８０を全ての直流送電線ＬＮで共通化した上で、いずれかの直流送電線ＬＮや直流バス７０に事故が発生した場合において、事故が発生した直流送電線ＬＮや直流バス７０を遮断し、事故が発生していない直流送電線ＬＮや直流バス７０による直流電流の送電を維持する。

【0048】

しかも、直流電流遮断装置１では、半導体遮断器８０を双方向の事故電流の遮断する構成にすることにより、事故回線の潮流状態にかかわらずに事故回線を流れる事故電流を遮断し、健全回線における直流送電時の定常的な電力損失を生じない状態で送電を維持することができる。

【0049】

［直流電流遮断装置１の変形例］
直流電流遮断装置１では、直流バス７０に直流送電線ＬＮ以外の送電線が接続されることもある。さらに、この送電線には、直流電流遮断装置１の直近に配置される他の装置や機器が接続されることもある。ここで、このような場合の一例について説明する。図１８は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１の第１の変形例の構成の一例を示す図である。図１９は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１の第２の変形例の構成の一例を示す図である。図１８および図１９においては、直流電流遮断装置１と共通する機能を有する構成要素については同一の符号を付している。

【0050】

図１８に示した直流電流遮断装置１ａでは、直流電流遮断装置１の直流バス７０－Ａに、一つの送電線ＰＬが接続されている。直流電流遮断装置１ａが備えるその他の構成要素やその接続は、直流電流遮断装置１と同様である。送電線ＰＬは、直流電流遮断装置１ａの直近に配置される他の装置や機器と直流バス７０とを接続する。送電線ＰＬは、直流バス７０－Ａの代わりに直流バス７０－Ｂに接続されてもよいし、異なる送電線ＰＬが直流バス７０－Ａおよび直流バス７０－Ｂの両方に接続されてもよい。直流バス７０－Ａおよび直流バス７０－Ｂの一方、あるいは両方に接続される送電線ＰＬは、一つに限定されず、複数であってもよい。

【0051】

図１９に示した直流電流遮断装置１ｂでは、直流バス７０－Ｂに接続された一つの送電線ＰＬにおいて、直流バス７０－Ｂが接続された側とは逆側に、電力変換器２００が接続されている。直流電流遮断装置１ｂが備えるその他の構成要素やその接続は、直流電流遮断装置１と同様である。電力変換器２００は、直流バス７０－Ｂを介してそれぞれの直流送電線ＬＮの間で送電する直流電流を変換する。電力変換器２００は、直流バス７０－Ａに接続された送電線ＰＬに接続されてもよいし、異なる送電線ＰＬが直流バス７０－Ａおよび直流バス７０－Ｂの両方に接続されている場合には、異なる電力変換器２００がそれぞれの送電線ＰＬに接続されてもよい。それぞれの送電線ＰＬに接続される電力変換器２００は、一つに限定されず、複数であってもよい。

【0052】

直流電流遮断装置１ａや直流電流遮断装置１ｂにおいて、いずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合の制御装置１００における制御の手順は、上述した第１の動作と同様である。直流電流遮断装置１ａや直流電流遮断装置１ｂにおいて、例えば、送電線ＰＬや電力変換器２００に事故が発生した場合の制御装置１００における制御の手順は、上述した第２の動作と同様である。例えば、直流電流遮断装置１ｂにおいて電力変換器２００に事故が発生した場合の制御装置１００における制御の手順は、図３および図１２～図１７を参照して説明した、直流バス７０－Ｂにおいて事故が発生した場合の一例と同様である。従って、制御装置１００における手順に関する再度の詳細な説明は省略する。

【0053】

上記説明したように、第１の実施形態の直流電流遮断装置１によれば、多端子の直流送電システムに適用され、半導体遮断器８０（半導体遮断器８０ａや半導体遮断器８０ｂを含む）を共通化した上で、事故が発生した直流送電線ＬＮや直流バス７０を遮断し、事故が発生していない直流送電線ＬＮや直流バス７０による直流電流の送電を維持することができる。

【0054】

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。図２０は、第２の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図である。図２０においては、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と共通する機能を有する構成要素については同一の符号を付している。図２０には、複数の直流送電線ＬＮ（直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－ｎ）の節点部分に構成する直流電流遮断装置２の一例を示している。

【0055】

直流電流遮断装置２は、例えば、複数の補助断路器１０（補助断路器１０－１～１０－ｎ）と、複数の直流リアクトル２０（直流リアクトル２０－１～２０－ｎ）と、複数の遮断器３０（遮断器３０－Ａ－１～３０－Ａ－ｎ、および遮断器３０－Ｂ－１～３０－Ｂ－ｎ）と、複数の断路器４０（断路器４０－Ａ－１～４０－Ａ－ｎ、および断路器４０－Ｂ－１～４０－Ｂ－ｎ）と、複数の転流回路５１（転流回路５１－Ａ－１～５１－Ａ－ｎ）と、複数の転流回路５０（転流回路５０－Ｂ－１～５０－Ｂ－ｎ）と、複数のインダクタ６０（インダクタ６０－Ａ－１～６０－Ａ－ｎ、およびインダクタ６０－Ｂ－１～６０－Ｂ－ｎ）と、二つの直流バス７０（直流バス７０－Ａおよび７０－Ｂ）と、半導体遮断器８０と、アレスタ９０と、制御装置１００と、を備える。直流電流遮断装置２は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１が備える補助線路Ａ側のそれぞれの転流回路５０が、転流回路５１に代わった構成である。

【0056】

転流回路５１は、転流回路５０と同様に、第１端ｇと第２端ｈとの間に流れる電流の向きを切り替える（転流する）。転流回路５１は、転流回路５０が備えるレグ部が代わっている。より具体的には、転流回路５１が備えるレグ部は、一つの半導体スイッチ部と一つのダイオードとが直列に接続された直列回路に代わっている。そして、転流回路５１でも、二つのレグ部と、一つのコンデンサとが互いに接続されたブリッジ回路となっている。転流回路５１も、転流回路５０と同様に、制御装置１００による半導体スイッチ部のオンまたはオフのいずれかの状態への制御に応じて、第１端ｇと第２端ｈとの間に流れる電流の電流値を変化させることにより、第１端ｇと第２端ｈとの間に流れる電流を略ゼロの状態にさせる。これにより、転流回路５１でも、転流回路５０と同様に、対応する遮断器３０の両極間を電気的に遮断させる。ダイオードは、特許請求の範囲における「電流整流素子」の一例である。

【0057】

［直流電流遮断装置２における動作］
直流電流遮断装置２では、補助線路Ａに対応する転流回路５０が転流回路５１に代わったことにより、直流送電線ＬＮまたは直流バス７０－Ｂで事故が発生した場合に、事故回線を遮断する構成となっている。しかし、直流電流遮断装置２において直流送電線ＬＮや直流バス７０を遮断させる動作を行う際の制御装置１００の手順は、直流電流遮断装置１における制御装置１００の手順と同様と等価なものになるようにすればよい。従って、直流電流遮断装置２における制御装置１００の手順に関する再度の詳細な説明は省略する。

【0058】

このような構成および手順によって、直流電流遮断装置２でも、直流電流遮断装置１と同様に、高耐圧を実現するためにコストが高くなってしまう半導体遮断器８０を全ての直流送電線ＬＮで共通化した上で、いずれかの直流送電線ＬＮや直流バス７０に事故が発生した場合において、事故が発生した直流送電線ＬＮや直流バス７０を遮断し、事故が発生していない直流送電線ＬＮや直流バス７０による直流電流の送電を維持する。そして、直流電流遮断装置２でも、直流電流遮断装置１と同様に、半導体遮断器８０を双方向の事故電流の遮断する構成にすることにより、事故回線の潮流状態にかかわらずに事故回線を流れる事故電流を遮断し、健全回線における直流送電時の定常的な電力損失を生じない状態で送電を維持することができる。

【0059】

しかも、直流電流遮断装置２では、補助線路Ａに対応する転流回路５０を転流回路５１に代えている。これにより、直流電流遮断装置２では、直流送電線ＬＮまたは直流バス７０－Ｂで発生した事故に対応する構成になっているものの、転流回路５１は転流回路５０に比べて容易な構成であるため、直流電流遮断装置２を構成する際のコストを低減することができる。

【0060】

直流電流遮断装置２においても、直流電流遮断装置１の変形例と同様に、直流バス７０に送電線ＰＬが接続され、さらに電力変換器２００などの他の装置や機器が接続されてもよい。

【0061】

上記説明したように、第２の実施形態の直流電流遮断装置２によれば、多端子の直流送電システムに適用され、半導体遮断器８０（半導体遮断器８０ａや半導体遮断器８０ｂを含む）を共通化した上で、事故が発生した直流送電線ＬＮや直流バス７０を遮断し、事故が発生していない直流送電線ＬＮや直流バス７０による直流電流の送電を維持することができる。

【0062】

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。図２１は、第３の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図である。図２１においては、第１の実施形態の直流電流遮断装置１あるいは第２の実施形態の直流電流遮断装置２と共通する機能を有する構成要素については同一の符号を付している。図２１には、複数の直流送電線ＬＮ（直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－ｎ）の節点部分に構成する直流電流遮断装置３の一例を示している。

【0063】

直流電流遮断装置３は、例えば、複数の補助断路器１０（補助断路器１０－１～１０－ｎ）と、複数の直流リアクトル２０（直流リアクトル２０－１～２０－ｎ）と、複数の遮断器３０（遮断器３０－Ａ－１～３０－Ａ－ｎ、および遮断器３０－Ｂ－１～３０－Ｂ－ｎ）と、複数の断路器４０（断路器４０－Ａ－１～４０－Ａ－ｎ、および断路器４０－Ｂ－１～４０－Ｂ－ｎ）と、複数の転流回路５１（転流回路５１－Ａ－１～５１－Ａ－ｎ、および転流回路５１－Ｂ－１～５１－Ｂ－ｎ）と、複数のインダクタ６０（インダクタ６０－Ａ－１～６０－Ａ－ｎ、およびインダクタ６０－Ｂ－１～６０－Ｂ－ｎ）と、二つの直流バス７０（直流バス７０－Ａおよび７０－Ｂ）と、半導体遮断器８０と、アレスタ９０と、制御装置１００と、を備える。直流電流遮断装置３は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１が備える補助線路Ａ側および補助線路Ｂ側のそれぞれの転流回路５０が、転流回路５１に代わった構成である。

【0064】

直流電流遮断装置３では、補助線路Ａおよび補助線路Ｂに対応するそれぞれの転流回路５０が転流回路５１に代わったことにより、直流送電線ＬＮまたは直流バス７０で事故が発生した場合に、事故回線に流れる事故電流を遮断することができる方向が一方向（つまり、単方向）である構成となっている。しかしながら、直流電流遮断装置３では、単方向の事故電流を遮断する構成になっているものの、転流回路５１は転流回路５０に比べて容易な構成であるため、直流電流遮断装置３を構成する際のコストを低減することができる。

【0065】

［直流電流遮断装置３において直流送電線ＬＮを遮断する第３の動作］
ここで、図２２～図３０を参照して、例えば、直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－ｎが直流バス７０－Ａおよび直流バス７０－Ｂを介して互いに接続され、直流送電線ＬＮ－２および直流送電線ＬＮ－ｎから直流送電線ＬＮ－１に電流が流れているときに、直流送電線ＬＮ－１において事故が発生した場合を一例として、制御装置１００が、直流送電線ＬＮ－１を遮断させる第３の動作について説明する。図２２～図３０には、制御装置１００によってそれぞれの構成要素が制御された状態における、直流電流遮断装置３内の電流の流れを示している。

【0066】

直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－ｎが直流バス７０－Ａおよび直流バス７０－Ｂを介して互いに接続されて送電している定常の送電状態（初期状態）において、全ての補助断路器１０、遮断器３０、断路器４０は閉極され、全ての転流回路５０が備える半導体スイッチ部、および半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部は全てオフ状態である。この場合、直流電流遮断装置３では、図２２に示すように、直流送電線ＬＮ－２および直流送電線ＬＮ－ｎから、直流バス７０－Ａと直流バス７０－Ｂとのそれぞれを介して直流送電線ＬＮ－１に電流が流れている状態である。ここで、直流送電線ＬＮ－１に事故が発生した場合、制御装置１００は、以下のような手順でそれぞれの構成要素の開極、閉極、オン、オフを制御することにより、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１を遮断する。以下の説明においては、事故が発生した直流送電線ＬＮを「事故回線」ともいい、事故が発生した直流送電線ＬＮ以外の直流送電線ＬＮ、つまり、事故が発生していない直流送電線ＬＮを「健全回線」ともいう。

【0067】

（手順３－１）：まず、制御装置１００は、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１（事故回線）の補助線路Ａに属する遮断器３０－Ａ－１および断路器４０－Ａ－１を開極した状態にさせる。さらに、制御装置１００は、事故が発生していない直流送電線ＬＮ－２（健全回線）の補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ－２および断路器４０－Ｂ－２と、直流送電線ＬＮ－ｎ（健全回線）の補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ－ｎおよび断路器４０－Ｂ－ｎと、を開極した状態にさせる。つまり、制御装置１００は、補助線路Ａにおいて事故回線に属する機械接点式のスイッチを開極させ、補助線路Ｂにおいて健全回線に属する機械接点式のスイッチを開極させる。この場合でも、直流電流遮断装置３では、図２３に示すように、直流送電線ＬＮ－２および直流送電線ＬＮ－ｎから、直流バス７０－Ａと直流バス７０－Ｂとのそれぞれを介して直流送電線ＬＮ－１に電流（事故電流）が流れている状態である。これは、それぞれの機械接点式のスイッチを開極させただけでは、それぞれの機械接点式のスイッチにおけるそれぞれの接点間に生じたアークによって、直流送電線ＬＮを電気的に遮断させた状態（遮断状態）にはならないからである。

【0068】

（手順３－２）：次に、制御装置１００は、開極した状態にさせた遮断器３０に対応する転流回路５０を動作させる。つまり、制御装置１００は、開極した状態にさせた遮断器３０に対応する転流回路５０が備える半導体スイッチ部をオン状態にさせる。これにより、半導体スイッチ部がオン状態にされた転流回路５０が備えるコンデンサは電荷を放電し、機械接点式のスイッチに流れる電流と逆向きに電流を発生させる。図２４には、開極した状態にさせた遮断器３０－Ａ－１、遮断器３０－Ｂ－２、および遮断器３０－Ｂ－ｎに対応するそれぞれの転流回路５０を動作させた状態を示している。これにより、開極した状態にされた遮断器３０に流れる事故電流は、略ゼロの状態になり、転流回路５０に電流が移り替わる（転流する）。ここで、手順３－１において機械接点式のスイッチを開極させた後、事故電流の流れる方向（潮流状態）によっては、遮断器３０の両極間の事故電流が略ゼロの状態となることもあり得る。この場合、制御装置１００は、手順３－２において、その遮断器３０に対応する転流回路５０を動作させなくてもよい。図２５には、動作された転流回路５０を介して事故電流が流れることにより、対応する遮断器３０（遮断器３０－Ａ－１、遮断器３０－Ｂ－２、および遮断器３０－Ｂ－ｎ）の接点間に生じたアークが消弧された状態を示している。

【0069】

（手順３－３）：次に、制御装置１００は、半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部をオン状態にさせ、動作させていた転流回路５０の動作を停止させる。つまり、制御装置１００は、開極した状態にさせた遮断器３０に対応する転流回路５０が備える半導体スイッチ部をオフ状態にさせる。これにより、直流電流遮断装置３では、図２６に示すように、直流送電線ＬＮ－１における事故電流は半導体遮断器８０に転流し、断路器４０－Ａ－１、断路器４０－Ｂ－２、および断路器４０－Ｂ－ｎに流れる事故電流は、略ゼロの状態になる。図２６には、断路器４０－Ａ－１、断路器４０－Ｂ－２、および断路器４０－Ｂ－ｎの接点間に生じたアークが消弧された状態を示している。なお、断路器４０－Ａ－１、断路器４０－Ｂ－２、および断路器４０－Ｂ－ｎを開極させるタイミングは、手順３－３のタイミングであってもよい。

【0070】

（手順３－４）：次に、制御装置１００は、半導体遮断器８０が備える半導体スイッチ部をオフ状態にさせる。これにより、直流電流遮断装置３では、直流送電線ＬＮ－１の事故電流が遮断され、略ゼロの状態になる。その後も、直流電流遮断装置３では、線路中のインダクタンス成分に蓄積されたサージエネルギーによって、事故電流がしばらくの間流れ続けるが、このサージエネルギーは、アレスタ９０によって消費される。図２７には、直流送電線ＬＮ－１の事故電流がアレスタ９０を通って流れている状態を示している。そして、図２８には、直流送電線ＬＮ－１の事故電流がアレスタ９０によって消費されて流れなくなっている状態を示している。

【0071】

（手順３－５）：次に、制御装置１００は、直流送電線ＬＮ－１に流れる事故電流がゼロになった後（例えば、直流送電線ＬＮ－１に流れる事故電流がゼロになったと見なすことができる時間が経過した後）、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１に属する補助断路器１０－１と、遮断器３０－Ｂ－１および断路器４０－Ｂ－１を開極した状態にさせる。つまり、制御装置１００は、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１の補助線路Ｂにおいても、事故回線に属する機械接点式のスイッチを開極させる。図２９には、直流送電線ＬＮ－１に事故電流が流れなくなった状態で、補助断路器１０－１、遮断器３０－Ｂ－１、および断路器４０－Ｂ－１を開極した状態を示している。

【0072】

（手順３－６）：次に、制御装置１００は、事故が発生していない直流送電線ＬＮ－２の補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ－１および断路器４０－Ｂ－１と、直流送電線ＬＮ－ｎの補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ－ｎおよび断路器４０－Ｂ－ｎと、を閉極した状態にさせる。つまり、制御装置１００は、補助線路Ｂにおいて開極させていた健全回線の機械接点式のスイッチを閉極した状態に戻す。これにより、制御装置１００は、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１を電気的に遮断する動作を完了する。これにより、直流電流遮断装置３では、健全回線による直流電流の送電が維持される。図３０には、健全回線である直流送電線ＬＮ－２および直流送電線ＬＮ－ｎが、直流バス７０－Ａと直流バス７０－Ｂとのそれぞれを介して接続され、それぞれの直流送電線ＬＮの間で電流が流れている状態を示している。

【0073】

このような手順によって、直流電流遮断装置３でも、直流電流遮断装置１と同様に、制御装置１００が、事故回線の補助線路Ａに属する遮断器３０－Ａ、断路器４０－Ａ、および転流回路５０－Ａと、健全回線の補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ、断路器４０－Ｂ、および転流回路５０－Ｂと、を制御して事故電流によるアークを消弧させる。そして、直流電流遮断装置３でも、直流電流遮断装置１と同様に、制御装置１００が、事故電流がゼロになった後に、事故回線の補助線路Ｂに属する遮断器３０－Ｂ、断路器４０－Ｂを制御する。これにより、直流電流遮断装置３でも、直流電流遮断装置１と同様に、事故回線を遮断し、健全回線における送電を維持することができる。

【0074】

上述した第３の動作でも、直流電流遮断装置１における第１の動作と同様に、制御装置１００が、事故回線の補助線路Ａに属するそれぞれの構成要素と、健全回線の補助線路Ｂに属するそれぞれの構成要素とを制御して、事故電流が半導体遮断器８０の第１端ｉ側から第２端ｊ側に流れるようにし、この事故電流を遮断することにより直流送電線ＬＮ－１（事故回線）を遮断する場合について説明した。しかし、直流電流遮断装置３でも、半導体遮断器８０が双方向の事故電流の遮断する構成である場合には、直流電流遮断装置１と同様に、制御装置１００が事故回線を遮断する際に制御するそれぞれの構成要素は、補助線路Ａと補助線路Ｂとで逆にしてもよい。この場合の制御装置１００における手順は、上述した第３の動作と等価なものになるようにすればよい。従って、制御装置１００における手順に関する再度の詳細な説明は省略する。

【0075】

［直流電流遮断装置３において直流バス７０を遮断する動作］
直流電流遮断装置３において直流バス７０を遮断させる動作を行う際の制御装置１００の手順は、上述した第３の動作を考慮して、直流電流遮断装置１における制御装置１００の手順と同様と等価なものになるようにすればよい。従って、直流電流遮断装置３において直流バス７０を遮断する際の制御装置１００の手順に関する再度の詳細な説明は省略する。

【0076】

このような構成および手順によって、直流電流遮断装置３でも、直流電流遮断装置１と同様に、高耐圧を実現するためにコストが高くなってしまう半導体遮断器８０を全ての直流送電線ＬＮで共通化した上で、いずれかの直流送電線ＬＮや直流バス７０に事故が発生した場合において、事故が発生した直流送電線ＬＮや直流バス７０を遮断し、事故が発生していない直流送電線ＬＮや直流バス７０による直流電流の送電を維持する。そして、直流電流遮断装置３でも、直流電流遮断装置１と同様に、半導体遮断器８０を双方向の事故電流の遮断する構成にすることにより、事故回線の潮流状態にかかわらずに事故回線を流れる事故電流を遮断し、健全回線における直流送電時の定常的な電力損失を生じない状態で送電を維持することができる。

【0077】

しかも、直流電流遮断装置３では、補助線路Ａと補助線路Ｂとの両方に対応する転流回路５０を転流回路５１に代えている。これにより、直流電流遮断装置３では、補助線路Ａと補助線路Ｂとにおいて転流させる電流の方向（事故回線に流れる事故電流を遮断することができる方向）は単方向となるものの、直流電流遮断装置３を構成する際のコストを低減することができる。

【0078】

直流電流遮断装置３においても、直流電流遮断装置１の変形例と同様に、直流バス７０に送電線ＰＬが接続され、さらに電力変換器２００などの他の装置や機器が接続されてもよい。

【0079】

上記説明したように、第３の実施形態の直流電流遮断装置３によれば、多端子の直流送電システムに適用され、半導体遮断器８０（半導体遮断器８０ａや半導体遮断器８０ｂを含む）を共通化した上で、事故が発生した直流送電線ＬＮや直流バス７０を遮断し、事故が発生していない直流送電線ＬＮや直流バス７０による直流電流の送電を維持することができる。

【0080】

上記に述べたとおり、各実施形態の直流電流遮断装置では、多端子の直流送電システムの節点部分に構成する直流電流遮断装置において、それぞれの直流送電線ＬＮを補助線路Ａと補助線路Ｂとに分岐し、それぞれの補助線路に対応する直流バス７０同士を、事故が発生した直流送電線ＬＮを遮断するための共通化した半導体遮断器８０を介して接続する。そして、各実施形態の直流電流遮断装置では、いずれかの直流送電線ＬＮや直流バス７０に事故が発生した場合に、制御装置が、事故電流の上流側で事故回線の補助線路に属する遮断器３０および断路器４０の開極または閉極を制御し、事故電流の下流側で健全回線の補助線路に属する遮断器３０および断路器４０の開極または閉極を制御することによって、事故回線を遮断する。これにより、各実施形態の直流電流遮断装置では、高耐圧を実現する半導体遮断器８０を全ての直流送電線ＬＮで共通化してコストを削減するとともに、事故回線の遮断と、健全回線による直流電流の正常な送電の維持とを行うことができる。

【0081】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、所定の分岐点で、第１の機械式接点（４０）が設けられた第１の補助線路（Ａ）と第２の補助線路（Ｂ）とに分岐された複数の直流送電線（ＬＮ）と、直流送電線に流れる電流を遮断可能な半導体遮断器（８０）と、少なくとも半導体遮断器の第１端と第１端とは逆側の第２端との間のエネルギーを消費するエネルギー消費要素（９０）とを有する遮断消費部と、それぞれの第１の補助線路あるいは第２の補助線路に対応する複数の開閉転流部（３０，５０，６０）と、それぞれの第１の補助線路に属する第１の機械式接点の第１極（ａ）と、遮断消費部の第１端（ｉ）とを接続する第１の直流バスと、それぞれの第２の補助線路に属する第１の機械式接点の第１極（ａ）と、遮断消費部の第１端とは逆側の第２端（ｊ）とを接続する第２の直流バスと、を備えることにより、半導体遮断器を共通化した上で、事故が発生した直流送電線を遮断することができる。

【0082】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0083】

１，１ａ，１ｂ，２，３・・・直流電流遮断装置、１０，１０－１，１０－２，１０－ｎ・・・補助断路器、２０，２０－１，２０－２，２０－ｎ・・・直流リアクトル、３０，３０－Ａ－１，３０－Ａ－２，３０－Ａ－ｎ，３０－Ｂ－１，３０－Ｂ－２，３０－Ｂ－ｎ・・・遮断器、４０，４０－Ａ－１，４０－Ａ－２，４０－Ａ－ｎ，４０－Ｂ－１，４０－Ｂ－２，４０－Ｂ－ｎ・・・断路器、５０，５０－Ａ－１，５０－Ａ－２，５０－Ａ－ｎ，５０－Ｂ－１，５０－Ｂ－２，５０－Ｂ－ｎ・・・転流回路、５１，５１－Ａ－１，５１－Ａ－２，５１－Ａ－ｎ，５１－Ｂ－１，５１－Ｂ－２，５１－Ｂ－ｎ・・・転流回路、６０，６０－Ａ－１，６０－Ａ－２，６０－Ａ－ｎ，６０－Ｂ－１，６０－Ｂ－２，６０－Ｂ－ｎ・・・インダクタ、７０，７０－Ａ，７０－Ｂ・・・直流バス、８０，８０ａ，８０ｂ・・・半導体遮断器、８１，８１ａ，８１ｂ・・・半導体スイッチ部、９０，９０ａ，９０ｂ・・・アレスタ、９１・・・アレスタ、１００・・・制御装置、２００・・・電力変換器、ＬＮ，ＬＮ－１，ＬＮ－２、ＬＮ－ｎ・・・直流送電線、ＰＬ・・・送電線

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】