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(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】2024-09-19
(45)【発行日】2024-09-30
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/06 20060101AFI20240920BHJP
H01F 30/12 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
H02M7/06 U
H01F30/12 C
H01F30/12 N
H01F30/12 T
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020180815
(22)【出願日】2020-10-28
(65)【公開番号】P2022071713
(43)【公開日】2022-05-16
【審査請求日】2023-10-12
(73)【特許権者】
【識別番号】304000836
【氏名又は名称】学校法人 名古屋電気学園
(73)【特許権者】
【識別番号】000124591
【氏名又は名称】河村電器産業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100078721
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 喜樹
(72)【発明者】
【氏名】雪田 和人
(72)【発明者】
【氏名】加藤 彰訓
【審査官】今井 貞雄
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１６３０３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１４８９００（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－０５０４６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３５４７５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１９８７７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ７／０６
Ｈ０１Ｆ ３０／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
高圧３相電力を多相変圧器を使用して低圧交流電力に変換し、変換された前記低圧交流電力を全波整流回路を使用して直流電力に変換する電力変換装置であって、前記多相変圧器が、１次側巻線を構成する第１巻線と、２次側巻線を構成する第２～第５巻線の４つの異なる３相の位相を生成する巻線とを有する１２相変圧器であり、
前記第２～第５巻線は何れもスター結線されて、前記第１～第５巻線は共通する鉄心に巻回されて成り、
前記第２巻線及び前記第３巻線の中性点同士が連結されている一方、
前記第４巻線及び前記第５巻線は、前記第３巻線の途中の共通する所定の位置から分岐して、前記第３巻線の０．７１倍の巻数で形成され、
前記第２～第５巻線のそれぞれが異なる位相の３相電圧を出力し、１２相の交流電圧を出力することを特徴とする電力変換装置。
【請求項2】
前記２次側巻線の前記中性点は、避雷器を介して接地されて成ることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記全波整流回路の出力に、２つのＤＣ／ＤＣコンバータが並列に接続され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの互いの出力を連携させて接地極に対して正負同一の電圧を出力するバイポーラ電源を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記全波整流回路の出力線は、１０ｋΩ～５０ｋΩの抵抗素子を介して接地されて成ることを特徴とする請求項１又は２記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記抵抗素子に流れる電流を監視して、電流値が所定の範囲を外れたら異常発生信号を出力する電流監視部と、前記異常発生信号を受けて報知動作する報知部とを有することを特徴とする請求項４記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記多相変圧器の一次側に遮断器を有し、前記遮断器は、前記異常発生信号を受けて遮断動作することを特徴とする請求項５記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高圧交流電力を低圧交流電力に変換した後、直流電力を生成する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
高圧交流電力から直流電力を生成する場合、従来は高圧受電設備において高圧を低圧に変換した後、ＡＣ／ＤＣコンバータにより直流を生成する構成が広く採用されている。例えば、特許文献１では、ＩＧＢＴを使用したコンバータ回路を用いて直流を生成した。
また、ＡＣ／ＤＣコンバータを使用しない構成として多相変圧器を使用する構成がある。例えば、特許文献２では、２次側にスター結線した巻線とデルタ結線した巻線を設けた６相変圧器を使用して、生成された６相電圧を全波整流して直流電力を生成した。
また、ＡＣ／ＤＣコンバータを使用しない構成として多相変圧器を使用する構成がある。例えば、特許文献２では、２次側にスター結線した巻線とデルタ結線した巻線を設けた６相変圧器を使用して、生成された６相電圧を全波整流して直流電力を生成した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－１６３８３９号公報
【文献】特開２００８－２９５１５５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、ＡＣ／ＤＣコンバータを使用して直流を生成する場合、高周波スイッチングノイズが発生し、周囲の電子機器、通信機器に悪影響を与える問題があった。また、コンバータ回路には高耐圧の半導体素子が必要であり、コスト高であったし維持管理が面倒であった。
また、多相変圧器を使用する構成は、高周波ノイズの発生はないが、各相それぞれ独立した巻線であるためコアを小さくできず、変圧器が大型なものとなっていた。
また、多相変圧器を使用する構成は、高周波ノイズの発生はないが、各相それぞれ独立した巻線であるためコアを小さくできず、変圧器が大型なものとなっていた。
【0005】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、高電圧を低電圧に変換する際に多相変圧器を使用することで、ＡＣ／ＤＣコンバータを使用せずに直流電力の生成を可能とし、更に多相変圧器の小型化が可能な電力変換装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、高圧３相電力を多相変圧器を使用して低圧交流電力に変換し、変換された低圧交流電力を全波整流回路を使用して直流電力に変換する電力変換装置であって、多相変圧器が、１次側巻線を構成する第１巻線と、２次側巻線を構成する第２～第５巻線の４つの異なる３相の位相を生成する巻線とを有する１２相変圧器であり、第２～第５巻線は何れもスター結線されて、第１～第５巻線は共通する鉄心に巻回されて成り、第２巻線及び第３巻線の中性点同士が連結されている一方、第４巻線及び第５巻線は、第３巻線の途中の共通する所定の位置から分岐して、第３巻線の０．７１倍の巻数で形成され、第２～第５巻線のそれぞれが異なる位相の３相電圧を出力し、１２相の交流電圧を出力することを特徴とする。
この構成によれば、１２相の多相の低圧交流電力を生成して全波整流回路により直流変換して直流電力を生成するため、リップルの小さい直流を生成でき、高周波で切り替え動作するＡＣ／ＤＣコンバータを使用することなく安定した直流電力の生成が可能となる。
加えて、２次側を構成する４つの巻線のうち、第４巻線と第５巻線は、第３巻線の途中から分岐して形成されるため、それぞれの一部巻線を第３巻線に肩代わりさせることができ、各相を単独で巻回形成するより巻回数を削減できる。よって、多相変圧器を小型化できる。
この構成によれば、１２相の多相の低圧交流電力を生成して全波整流回路により直流変換して直流電力を生成するため、リップルの小さい直流を生成でき、高周波で切り替え動作するＡＣ／ＤＣコンバータを使用することなく安定した直流電力の生成が可能となる。
加えて、２次側を構成する４つの巻線のうち、第４巻線と第５巻線は、第３巻線の途中から分岐して形成されるため、それぞれの一部巻線を第３巻線に肩代わりさせることができ、各相を単独で巻回形成するより巻回数を削減できる。よって、多相変圧器を小型化できる。
【0008】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、２次側巻線の中性点は、避雷器を介して接地されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、多相変圧器の２次側巻線の中性点を避雷器を介して接地することで、１つの避雷器のみで２次側電路の被雷に対して落雷被害を最小限に留めることができる。
この構成によれば、多相変圧器の２次側巻線の中性点を避雷器を介して接地することで、１つの避雷器のみで２次側電路の被雷に対して落雷被害を最小限に留めることができる。
【0009】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、全波整流回路の出力に、２つのＤＣ／ＤＣコンバータが並列に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータの互いの出力を連携させて接地極に対して正負同一の電圧を出力するバイポーラ電源を形成したことを特徴とする。
この構成によれば、バイポーラ電源を備えるため、負荷を選ばずどのような直流負荷であっても電力を供給できる。
この構成によれば、バイポーラ電源を備えるため、負荷を選ばずどのような直流負荷であっても電力を供給できる。
【0010】
請求項４の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、全波整流回路の出力線は、１０ｋΩ～５０ｋΩの抵抗素子を介して接地されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、直流電力出力側で漏電や感電等の電路異常が発生した場合に、抵抗素子により漏電電流を抑制でき、被害を抑制できる。
この構成によれば、直流電力出力側で漏電や感電等の電路異常が発生した場合に、抵抗素子により漏電電流を抑制でき、被害を抑制できる。
【0011】
請求項５の発明は、請求項４に記載の構成において、抵抗素子に流れる電流を監視して、電流値が所定の範囲を外れたら異常発生信号を出力する電流監視部と、異常発生信号を受けて報知動作する報知部とを有することを特徴とする。
この構成によれば、直流電路に地絡等の電路異常が発生したら、抵抗素子に流れる電流が変化するため、その変化から電路異常を検知して報知部が報知動作する。よって電路異常の発生を認識でき対処し易い。
この構成によれば、直流電路に地絡等の電路異常が発生したら、抵抗素子に流れる電流が変化するため、その変化から電路異常を検知して報知部が報知動作する。よって電路異常の発生を認識でき対処し易い。
【0012】
請求項６の発明は、請求項５に記載の構成において、多相変圧器の一次側に遮断器を有し、遮断器は、異常発生信号を受けて遮断動作することを特徴とする。
この構成によれば、直流電路に地絡事故等の電路異常が発生したら、多相変圧器の入力電路が遮断される。よって、直流電路に異常が発生したら速やかに安全な状態を確保できる。
この構成によれば、直流電路に地絡事故等の電路異常が発生したら、多相変圧器の入力電路が遮断される。よって、直流電路に異常が発生したら速やかに安全な状態を確保できる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、６相或いは１２相の多相の低圧交流電力を生成して全波整流回路により直流変換して直流電力を生成するため、リップルの小さい直流を生成でき、高周波で切り替え動作するコンバータを使用することなく安定した直流電力の生成が可能となる。よって、高周波スイッチングによるノイズが発生することがない。
加えて、６相変圧器、１２相変圧器の双方とも、従来より巻回数を削減でき、多相変圧器の小型化が可能となる。
加えて、６相変圧器、１２相変圧器の双方とも、従来より巻回数を削減でき、多相変圧器の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明に係る電力変換装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】多相変圧器を１２相変圧器とした電力変換装置の構成図である。（高抵抗）
【図3】直流出力をバイポーラ出力とした電力変換装置の構成図である。
【図4】１２相変圧器の構成図である。
【図11】１２相変圧器を使用した電力変換装置において、直流電路が被雷した場合の雷電流の流れを示す回路説明図である。
【図12】１２相変圧器を使用した電力変換装置において、直流電路で地絡が発生した場合の地絡電流の流れを示す回路説明図である。
【図13】異常検知機構を備えた電力変換装置の構成図である。
【図14】電力変換装置の他の例を示し、直流出力に自家発電による他の直流電力を加えた構成図である。
【図15】電力変換装置の外観を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図16】多相変圧器を６相変圧器とした電力変換装置の構成図である。
【図17】６相変圧器の構成図である。
【図18】６相変圧器が生成する電圧のベクトル図であり、（ａ）は第２巻線、第３巻線のそれぞれの相電圧、（ｂ）は第２巻線の相間電圧と第２巻線及び第３巻線の間の同一相の線間電圧の関係を示している。
【図19】６相変圧器の出力波形図である。
【図20】６相変圧器を使用した電力変換装置において、直流電路が被雷した場合の雷電流の流れを示す回路説明図である。
【図21】６相変圧器を使用した電力変換装置において、直流電路に地絡が発生した場合の地絡電流の流れを示す回路説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る電力変換装置の一例を示す概略構成図であり、高圧受電設備に組み込んだ状態を示している。電力変換装置１は、高圧受電設備を収容するキュービクル等に収容され、高圧交流負荷開閉器（ＬＢＳ）２を介して高圧引き込み線が接続される多相変圧器３、多相変圧器３の出力を整流する整流回路４を備えている。
電力変換装置１は、高圧３相電源１０から受電した６６００Ｖの高圧３相交流電力を、３８０Ｖ等の特定電圧の低圧交流電力に変換し、変換した電力を直流に変換して出力する。
電力変換装置１は、高圧３相電源１０から受電した６６００Ｖの高圧３相交流電力を、３８０Ｖ等の特定電圧の低圧交流電力に変換し、変換した電力を直流に変換して出力する。
【0016】
図２は、多相変圧器３に１２相変圧器３ａを使用して、低圧１２相の電圧を出力し、４つの３相全波整流回路を備えた整流回路４により１組の直流出力を生成する構成を示している。尚、５は直流電路Ｍ１に設けられた地絡保護回路を示し、２本の出力線から成る直流電路Ｍ１は、それぞれ１０ｋΩ～５０ｋΩの抵抗素子Ｒｒを介して接地されている。
【0017】
図３は、直流出力の他の構成を示し、バイポーラ出力とした構成図である。整流回路４により生成した直流出力に対して、図３に示すように２つのＤＣ／ＤＣコンバータ７（第１コンバータ７ａ、第２コンバータ７ｂ）を並列に配置し、これら２つの出力を組み合わせることで、バイポーラ電源として使用することができる。
ここでは、第１コンバータ７ａ、第２コンバータ７ｂ共に３８０Ｖ出力とし、第１コンバータの０Ｖ端子と第２コンバータの３８０Ｖ端子を接続すれば、+３８０Ｖ／－３８０Ｖの直流電力を出力できる構成を示している。
このように、バイポーラ電源を備えることができ、負荷を選ばずどのような直流負荷であっても電力を供給できる。
ここでは、第１コンバータ７ａ、第２コンバータ７ｂ共に３８０Ｖ出力とし、第１コンバータの０Ｖ端子と第２コンバータの３８０Ｖ端子を接続すれば、+３８０Ｖ／－３８０Ｖの直流電力を出力できる構成を示している。
このように、バイポーラ電源を備えることができ、負荷を選ばずどのような直流負荷であっても電力を供給できる。
【0018】
尚、この２つのコンバータ７を接続せず、独立に使用しても良く、その場合何れか一方を１００Ｖ出力とすれば、３８０Ｖ出力と１００Ｖ出力の２種類の直流電力を出力できる。
【0019】
図４～図１０は、１２相変圧器３ａの具体的構成を示す説明図であり、以下これらの図を参照して１２相変圧器３ａを具体的に説明する。
図４は構成図を示している。図４に示すように、１２相変圧器３ａは、１次側巻線Ｌ１を構成する第１巻線１１、２次側巻線Ｌ２を構成する４つの巻線（第２巻線１２、第３巻線１３、第４巻線１４、第５巻線１５）を備えている。
何れの巻線も、入力される３相電力に対応する３つの巻回部（１１ａ～１１ｃ、１２ａ～１２ｃ、１３ａ～１３ｃ、１４ａ～１４ｃ、１５ａ～１５ｃ）を有している。
図４は構成図を示している。図４に示すように、１２相変圧器３ａは、１次側巻線Ｌ１を構成する第１巻線１１、２次側巻線Ｌ２を構成する４つの巻線（第２巻線１２、第３巻線１３、第４巻線１４、第５巻線１５）を備えている。
何れの巻線も、入力される３相電力に対応する３つの巻回部（１１ａ～１１ｃ、１２ａ～１２ｃ、１３ａ～１３ｃ、１４ａ～１４ｃ、１５ａ～１５ｃ）を有している。
【0020】
第１巻線１１はデルタ結線され、３つの端子（Ｒｉｎ、Ｓｉｎ、Ｔｉｎ）に高圧の３相交流電力が接続される。
第２～第５巻線１２，１３，１４，１５は、全てスター結線されている（但し、後述するように、第４巻線１４、第５巻線１５は完全な形でのスター結線でなない）。以下、３相をＲ相、Ｓ相、Ｔ相として説明する。尚、第１巻線１１はスター結線であっても良い。
第２～第５巻線１２，１３，１４，１５は、全てスター結線されている（但し、後述するように、第４巻線１４、第５巻線１５は完全な形でのスター結線でなない）。以下、３相をＲ相、Ｓ相、Ｔ相として説明する。尚、第１巻線１１はスター結線であっても良い。
【0021】
１２相変圧器３ａの２次側は、第２巻線１２の出力端子Ｒ１，Ｓ１，Ｔ１、第３巻線１３の出力端子Ｒ２，Ｓ２，Ｔ２、第４巻線１４の出力端子Ｒ３，Ｓ３，Ｔ３、第５巻線１５の出力端子Ｒ４，Ｓ４，Ｔ４を有し、全１２端子を備えている。
第２巻線１２と第３巻線１３のスター結線された中性点Ｑ同士は連結され、第３巻線１３は第２巻線１２に対して極性が反転するよう鉄心８に巻回されている。また、第４巻線１４と第５巻線１５は、第３巻線１３の途中の同一点から分岐して形成され、第４巻線１４と第５巻線１５とは、第３巻線１３の中性点Ｑを兼用している。
第２巻線１２と第３巻線１３のスター結線された中性点Ｑ同士は連結され、第３巻線１３は第２巻線１２に対して極性が反転するよう鉄心８に巻回されている。また、第４巻線１４と第５巻線１５は、第３巻線１３の途中の同一点から分岐して形成され、第４巻線１４と第５巻線１５とは、第３巻線１３の中性点Ｑを兼用している。
【0022】
第４巻線１４、第５巻線１５は具体的に以下のように鉄心８に巻回されている。まず、第４巻線１４の各相は次のように巻回されている。
Ｒ相巻線１４aは、第３巻線１３のＲ相巻線１３ａの途中から分岐して引き出され、１次側Ｓ相と共通の脚部鉄心８ｂに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｒ３である。
Ｓ相巻線１４ｂは、第３巻線１３のＳ相巻線１３ｂの途中から分岐して引き出され、第１巻線１１のＴ相（或いは第２巻線１２のＴ相）と共通の脚部鉄心８ｃに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｓ３である。
またＴ相巻線１４ｃは、第３巻線１３のＴ相巻線１３ｃの途中から分岐して引き出され、１次側Ｒ相と共通の脚部鉄心８ａに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｔ３である。
Ｒ相巻線１４aは、第３巻線１３のＲ相巻線１３ａの途中から分岐して引き出され、１次側Ｓ相と共通の脚部鉄心８ｂに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｒ３である。
Ｓ相巻線１４ｂは、第３巻線１３のＳ相巻線１３ｂの途中から分岐して引き出され、第１巻線１１のＴ相（或いは第２巻線１２のＴ相）と共通の脚部鉄心８ｃに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｓ３である。
またＴ相巻線１４ｃは、第３巻線１３のＴ相巻線１３ｃの途中から分岐して引き出され、１次側Ｒ相と共通の脚部鉄心８ａに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｔ３である。
【0023】
第５巻線１５の各相は次のように巻回されている。Ｒ相巻線１５ａは、第４巻線１４と同一部位である第３巻線１３のＲ相巻線１３ａの途中から分岐して引き出され、第１巻線１１のＴ相（或いは第２巻線１２のＴ相）と共通の脚部鉄心８ｃに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｒ４である。
Ｓ相巻線１５ｂは、第４巻線１４と同一部位である第３巻線１３のＳ相巻線１３ｂの途中から分岐して引き出され、第１巻線１１のＲ相（或いは第２巻線１２のＲ相）と共通の脚部鉄心８ａに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｓ４である。
またＴ相巻線１５ｃは、第４巻線１４と同一部位である第３巻線１３のＴ相巻線１３ｃの途中から分岐して引き出され、第１巻線１１のＳ相（或いは第２巻線１２のＳ相）と共通の脚部鉄心８ｂに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｔ４である。
Ｓ相巻線１５ｂは、第４巻線１４と同一部位である第３巻線１３のＳ相巻線１３ｂの途中から分岐して引き出され、第１巻線１１のＲ相（或いは第２巻線１２のＲ相）と共通の脚部鉄心８ａに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｓ４である。
またＴ相巻線１５ｃは、第４巻線１４と同一部位である第３巻線１３のＴ相巻線１３ｃの途中から分岐して引き出され、第１巻線１１のＳ相（或いは第２巻線１２のＳ相）と共通の脚部鉄心８ｂに巻回されている。そして、先端が出力端子Ｔ４である。
【0024】
図５は２次側巻線Ｌ２の個々の巻線のベクトル説明図であり、第２巻線１２のＲ１相を基準に各相を示している。この図５に示すように、第２巻線１２の３相の巻線１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、入力される３相電力と同様にそれぞれ１２０度の位相差を有する電圧を出力端子Ｒ１，Ｓ１，Ｔ１から出力する。
そして第３巻線１３の各巻線１３ａ，１３ｂ，１３ｃの位相は、この第２巻線１２に対して上述したように正反対の極性を示し、出力端子Ｒ２，Ｓ２，Ｔ２の位相は、第２巻線１２のＲ１，Ｓ１，Ｔ１の各相に対して１８０度の位相差を有している。尚、第２巻線１２に対する第３巻線１３の巻回数は、０．７３倍（√３－１倍）となっている。
そして第３巻線１３の各巻線１３ａ，１３ｂ，１３ｃの位相は、この第２巻線１２に対して上述したように正反対の極性を示し、出力端子Ｒ２，Ｓ２，Ｔ２の位相は、第２巻線１２のＲ１，Ｓ１，Ｔ１の各相に対して１８０度の位相差を有している。尚、第２巻線１２に対する第３巻線１３の巻回数は、０．７３倍（√３－１倍）となっている。
【0025】
また第４巻線１４の第３巻線１３から引き出した巻線１４ａ，１４ｂ，１４ｃの各出力端子Ｒ３，Ｓ３，Ｔ３の位相は、第２巻線１２の各相と同位相の電圧を発生する。更に、第５巻線１５の第３巻線１３から引き出した巻線１５ａ，１５ｂ，１５ｃの各出力端子Ｒ４，Ｓ４，Ｔ４の位相は、第４巻線１４と同様に第２巻線１２の対応する各相の出力端子Ｒ１，Ｓ１，Ｔ１と同位相の電圧を発生する。
【0026】
図６は２次側の位相説明図で、第２巻線１２のＲ１端子の位相に対する第３巻線１３，第４巻線１４，第５巻線１５の出力位相を示している。
図６に示すように、第２巻線１２のＲ１端子とＴ１端子間の電圧絶対値及び位相に対して、第２巻線１２のＲ１端子と第４巻線１４のＴ３端子間の電圧絶対値は等しく、位相は１５度遅れている。また、第２巻線１２のＲ１端子と第３巻線１３のＲ２端子間の電圧絶対値は等しく、位相は３０度遅れている。更に、第２巻線１２のＲ１端子と第５巻線１５のＳ４端子間の電圧絶対値は等しく、位相は４５度遅れている。
図６に示すように、第２巻線１２のＲ１端子とＴ１端子間の電圧絶対値及び位相に対して、第２巻線１２のＲ１端子と第４巻線１４のＴ３端子間の電圧絶対値は等しく、位相は１５度遅れている。また、第２巻線１２のＲ１端子と第３巻線１３のＲ２端子間の電圧絶対値は等しく、位相は３０度遅れている。更に、第２巻線１２のＲ１端子と第５巻線１５のＳ４端子間の電圧絶対値は等しく、位相は４５度遅れている。
【0027】
図７～図９は、図６に示す特定の相間電圧が負荷（直流グリッド）６に印加される様子を示す説明図であり、１２相変圧器３ａの出力電圧（ベクトルで示す）が整流回路４で整流されて負荷６に印加される様子を示している。
図７は第２巻線１２のＲ１－Ｔ１端子間の出力が負荷６に印加される様子を示し、図８は第２巻線１２のＲ１端子と第４巻線１４のＴ３端子の間の出力が負荷６に印加される様子を示し、図９は第２巻線１２のＲ１端子と第３巻線１３のＲ２端子の間の出力が負荷６に印加される様子を示している。
このように、絶対値が等しい各相間電圧が整流されて負荷６に印加される。
図７は第２巻線１２のＲ１－Ｔ１端子間の出力が負荷６に印加される様子を示し、図８は第２巻線１２のＲ１端子と第４巻線１４のＴ３端子の間の出力が負荷６に印加される様子を示し、図９は第２巻線１２のＲ１端子と第３巻線１３のＲ２端子の間の出力が負荷６に印加される様子を示している。
このように、絶対値が等しい各相間電圧が整流されて負荷６に印加される。
【0028】
そして、このような各相の関係は、第２巻線１２のＳ１端子の位相に対する第３巻線１３，第４巻線１４，第５巻線１５の出力位相、第２巻線１２のＴ１端子の位相に対する第３巻線１３，第４巻線１４，第５巻線１５の出力位相も同様であり、絶対値が等しい相間電圧が生成されて負荷６に印加される。
【0029】
図１０は、第３巻線１３から第４巻線１４及び第５巻線１５を引き出す位置を示すベクトル説明図であり、以下このベクトル図を参照して第４巻線１４、第５巻線１５を引き出す位置Ｘを具体的に説明する。尚、Ｅ１（Ｑ－Ｒ１間の電圧）は第２巻線１２の出力電圧を示している。
図１０に示すＲ１－Ｔ３間の電圧（Ａ＋Ｂ）を２００Ｖとすると、Ｒ１－Ｒ２間の電圧も同様に２００Ｖであり、電圧Ｅ１は２００／√３＝１１５．４Ｖとなる。
そして、 電圧Ａ＝電圧Ｂ／ｔａｎ１５°
また 電圧Ａ＝電圧Ｂ×３．７２３
であるため、電圧Ａ＝２００－電圧Ｂを加味すると、
電圧Ａ＝２００／（１＋ｔａｎ１５°）＝１５７．７３Ｖ
となる。
図１０に示すＲ１－Ｔ３間の電圧（Ａ＋Ｂ）を２００Ｖとすると、Ｒ１－Ｒ２間の電圧も同様に２００Ｖであり、電圧Ｅ１は２００／√３＝１１５．４Ｖとなる。
そして、 電圧Ａ＝電圧Ｂ／ｔａｎ１５°
また 電圧Ａ＝電圧Ｂ×３．７２３
であるため、電圧Ａ＝２００－電圧Ｂを加味すると、
電圧Ａ＝２００／（１＋ｔａｎ１５°）＝１５７．７３Ｖ
となる。
【0030】
よって、
電圧Ｂ＝２００－電圧Ａ＝２００－１５７．７３＝４２．２７Ｖ
Ｒ１－Ｘ間の電圧＝Ａ／ｃｏｓ１５°＝１６３．３Ｖ
Ｒ２－Ｘ間の電圧＝（Ｒ１－Ｒ２間の電圧）－（Ｒ１－Ｘ間の電圧）＝３６．７Ｖ
となり、
Ｑ－Ｘ間の電圧＝（Ｒ１－Ｘ間の電圧）－（Ｒ１－Ｑ間の電圧）
＝１６３．３－１１５．４６＝４７．８３Ｖ
Ｑ－Ｒ２間の電圧＝２００－（Ｒ１－Ｑ間の電圧）
＝２００－１１５．４６＝８４．５４Ｖ
となる。
尚、電圧Ｂ＝２００－電圧Ａ＝４２．２７Ｖ
Ｘ－Ｔ３間の電圧＝電圧Ｂ×√２＝５９．７７Ｖ となる。
電圧Ｂ＝２００－電圧Ａ＝２００－１５７．７３＝４２．２７Ｖ
Ｒ１－Ｘ間の電圧＝Ａ／ｃｏｓ１５°＝１６３．３Ｖ
Ｒ２－Ｘ間の電圧＝（Ｒ１－Ｒ２間の電圧）－（Ｒ１－Ｘ間の電圧）＝３６．７Ｖ
となり、
Ｑ－Ｘ間の電圧＝（Ｒ１－Ｘ間の電圧）－（Ｒ１－Ｑ間の電圧）
＝１６３．３－１１５．４６＝４７．８３Ｖ
Ｑ－Ｒ２間の電圧＝２００－（Ｒ１－Ｑ間の電圧）
＝２００－１１５．４６＝８４．５４Ｖ
となる。
尚、電圧Ｂ＝２００－電圧Ａ＝４２．２７Ｖ
Ｘ－Ｔ３間の電圧＝電圧Ｂ×√２＝５９．７７Ｖ となる。
【0031】
これらの結果から、
（Ｑ－Ｘ間の電圧）／（Ｑ－Ｒ２間の電圧）＝４７．８３／８４．５４＝０．５６５
即ち、位置Ｘは、中性点（Ｑ点）から５６．５％の位置となる。
尚、２次側の各巻線を巻数比をみると、
第２巻線：第３巻線：第４巻線：第５巻線＝１：０．７３：０．５２：０．５２
となっている。
（Ｑ－Ｘ間の電圧）／（Ｑ－Ｒ２間の電圧）＝４７．８３／８４．５４＝０．５６５
即ち、位置Ｘは、中性点（Ｑ点）から５６．５％の位置となる。
尚、２次側の各巻線を巻数比をみると、
第２巻線：第３巻線：第４巻線：第５巻線＝１：０．７３：０．５２：０．５２
となっている。
【0032】
このように、２次側を構成する第２～第５の４つの巻線のうち、第４巻線１４と第５巻線１５は、第３巻線１３の途中の中性点から５６．５％の位置から分岐させるため、２分の１を超える領域で肩代わりさせることができ、各相を単独で巻回形成するより巻回数を削減できる。よって、多相変圧器を小型化できる。
そして、第３巻線１３による出力電圧は、第２巻線１２の出力位相に対して１８０度反転した位相の電圧となり、第４巻線１４による出力電圧の位相は、第２巻線１２の同一相の出力に対して１５度の位相差を生成する。更に、第５巻線１５による出力電圧の位相は、第２巻線１２の同一相の出力に対して１５度の位相差を生成するし、第４巻線１４に対して第２巻線１２の同一相を挟んで３０度の位相差を生成する。結果、１２相の電圧を生成する。
また、１２相の多相の低圧交流電力を生成して整流回路４により全波整流して直流電力を生成するため、リップルの小さい直流を生成でき、高周波で切り替え動作するＡＣ／ＤＣコンバータを使用することなく安定した直流電力の生成が可能となる。よって、高周波スイッチングによるノイズが発生することがない。
そして、第３巻線１３による出力電圧は、第２巻線１２の出力位相に対して１８０度反転した位相の電圧となり、第４巻線１４による出力電圧の位相は、第２巻線１２の同一相の出力に対して１５度の位相差を生成する。更に、第５巻線１５による出力電圧の位相は、第２巻線１２の同一相の出力に対して１５度の位相差を生成するし、第４巻線１４に対して第２巻線１２の同一相を挟んで３０度の位相差を生成する。結果、１２相の電圧を生成する。
また、１２相の多相の低圧交流電力を生成して整流回路４により全波整流して直流電力を生成するため、リップルの小さい直流を生成でき、高周波で切り替え動作するＡＣ／ＤＣコンバータを使用することなく安定した直流電力の生成が可能となる。よって、高周波スイッチングによるノイズが発生することがない。
【0033】
図１１は、直流電路Ｍ１が被雷した場合の落雷電流（雷サージ）Ｉｔの流れを示している。但し、１２相変圧器３ａは図５に示す２次側巻線Ｌ２のベクトル図で示している。また、Ｐ１は被雷点、１７は１２相変圧器３ａの出力を開閉する開閉器、１８は負荷６を直流電路Ｍ１から開放する開閉装置、２０は１２相変圧器３ａの２次側中性点Ｑの接地線に設けられた避雷器（ＳＰＤ）である。
図１１に示すように直流電路Ｍ１が被雷したら、その雷サージＩｔは整流回路４、１２相変圧器３ａ、避雷器２０を介し大地に流れ出る。
尚、被雷の極性が逆極性であったら、雷サージＩｔはこの逆の経路を通って（整流回路４では逆極性のダイオードを通って）流れる。
図１１に示すように直流電路Ｍ１が被雷したら、その雷サージＩｔは整流回路４、１２相変圧器３ａ、避雷器２０を介し大地に流れ出る。
尚、被雷の極性が逆極性であったら、雷サージＩｔはこの逆の経路を通って（整流回路４では逆極性のダイオードを通って）流れる。
【0034】
このように、直流電路Ｍ１に被雷があると、整流回路４、変圧器３を介して避雷器２０に雷サージＩｔを流すことができ、変圧器３の２次側を雷被害から保護することができる。また、１２相変圧器３ａは、２次側巻線Ｌ２が共通する中性点Ｑを有し、この中性点Ｑの１ヶ所を避雷器２０を介して接地することで、１つの避雷器２０のみで被雷対策を実施することができる。
【0035】
図１２は、直流電路Ｍ１で地絡が発生した場合の地絡電流Ｉｇの流れを示す回路説明図である。Ｐ２は地絡点を示している。
図１２に示すように、地絡電流Ｉｇは大地から地絡保護回路５を介して他方の直流電路Ｍ１へ流れ、その後整流回路４、変圧器３を経由して地絡した直流電路Ｍ１に流れる。このとき、地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒにより電流が制限される。
このように、地絡電流Ｉｇが地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒで制限されるため、直流電力出力側で漏電や感電等の電路異常が発生した場合に、抵抗素子Ｒｒにより漏電電流を抑制でき、被害を抑制できる。
図１２に示すように、地絡電流Ｉｇは大地から地絡保護回路５を介して他方の直流電路Ｍ１へ流れ、その後整流回路４、変圧器３を経由して地絡した直流電路Ｍ１に流れる。このとき、地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒにより電流が制限される。
このように、地絡電流Ｉｇが地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒで制限されるため、直流電力出力側で漏電や感電等の電路異常が発生した場合に、抵抗素子Ｒｒにより漏電電流を抑制でき、被害を抑制できる。
【0036】
図１３は、地絡を検知する異常検知機構を備えた電力変換装置１の変更例を示している。ここでは、地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒに流れる電流を検出して、電路の状態を監視している。多相変圧器３、整流回路４等は上記形態と同様であるが、多相変圧器３の一次側に遮断器３０を配置し、この遮断器３０を遮断動作させる電流監視部３１を備えている点が上記形態とは相違している。以下、相違点を説明する。
【0037】
電流監視部３１は、地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒに流れる電流を計測し、電流の変化を監視している。また、報知部３１ａを有すると共に、遮断器３０と信号線３２で接続され、遮断器３０を遮断操作する。
地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒには、正常時一定の電流が流れている。例えば、直流電路に３８０Ｖの電圧が通電されている場合、抵抗素子Ｒｒが１０ｋΩであれば、３８ｍＡが常時流れており、この電流を電流監視部３１は監視している。この電流が所定の範囲を外れたら（例えば１０ｍＡ以下になったら）、異常発生（地絡事故発生）と判断して報知部３１ａから警報が発せられる。同時に異常発生信号が遮断器３０に対して出力され、遮断器３０が遮断動作する。
地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒには、正常時一定の電流が流れている。例えば、直流電路に３８０Ｖの電圧が通電されている場合、抵抗素子Ｒｒが１０ｋΩであれば、３８ｍＡが常時流れており、この電流を電流監視部３１は監視している。この電流が所定の範囲を外れたら（例えば１０ｍＡ以下になったら）、異常発生（地絡事故発生）と判断して報知部３１ａから警報が発せられる。同時に異常発生信号が遮断器３０に対して出力され、遮断器３０が遮断動作する。
【0038】
このように、直流電路Ｍ１に地絡等の電路異常が発生したら、抵抗素子Ｒｒに流れる電流が変化するため、その変化から電路異常を検知して報知部３１ａが報知動作する。よって電路異常の発生を認識でき対処し易い。
また、直流電路Ｍ１に地絡事故等の電路異常が発生したら、多相変圧器３の入力電路が遮断される。よって、直流電路Ｍ１に異常が発生したら速やかに安全な状態を確保できる。
また、直流電路Ｍ１に地絡事故等の電路異常が発生したら、多相変圧器３の入力電路が遮断される。よって、直流電路Ｍ１に異常が発生したら速やかに安全な状態を確保できる。
【0039】
図１４は、電力変換装置１の他の例を示し、直流出力に自家発電による他の直流電力を加えた構成を示している。
図１４では、整流回路４が出力する直流電路Ｍ１に、太陽光発電電力２３、風力発電電力２５等の再生可能エネルギーによる発電電力、更にＥＶ（Electric Ｖehicle）出力電力２４、蓄電池電力２６等を連携させている。
個々の電源が出力する電圧が異なる場合は、図１４に示すように、複数の直流電源の電圧を同一の電圧に変更する多入力ＤＣ／ＤＣコンバータ２７を配置して、１出力にまとめることで、比較的大きな電力を必要とする直流負荷（直流グリッド）６に対して電力を良好に供給することが可能となる。
図１４では、整流回路４が出力する直流電路Ｍ１に、太陽光発電電力２３、風力発電電力２５等の再生可能エネルギーによる発電電力、更にＥＶ（Electric Ｖehicle）出力電力２４、蓄電池電力２６等を連携させている。
個々の電源が出力する電圧が異なる場合は、図１４に示すように、複数の直流電源の電圧を同一の電圧に変更する多入力ＤＣ／ＤＣコンバータ２７を配置して、１出力にまとめることで、比較的大きな電力を必要とする直流負荷（直流グリッド）６に対して電力を良好に供給することが可能となる。
【0040】
尚、各電源が直流電路Ｍ１の出力電圧と同一電圧で出力されれば、多入力ＤＣ／ＤＣコンバータ２７は必要なくなり、整流回路４の出力電路である直流電路Ｍ１に直接接続することができる。
【0041】
図１５は、電力変換装置１の外観図を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図１５において、３４は多相変圧器３の前面に配置された開閉可能なパネル、１８は直流電路Ｍ１を整流回路４から開放する開閉装置、３５は交流／直流の電圧、電流等を表示する表示器である。尚、平面図は天板を外した状態を示している。
整流回路４、開閉装置１８はパネル３４の背部に配置され、表示器３５はパネル３４の前面に配置されている。
このように開閉できるパネル３４の背部に開閉装置１８、整流回路４を配置することで、整流回路４のメンテナンスがし易いし、開閉装置１８の操作がし易くなる。
整流回路４、開閉装置１８はパネル３４の背部に配置され、表示器３５はパネル３４の前面に配置されている。
このように開閉できるパネル３４の背部に開閉装置１８、整流回路４を配置することで、整流回路４のメンテナンスがし易いし、開閉装置１８の操作がし易くなる。
【0042】
図１６は、電力変換装置１の他の例を示し、多相変圧器３を６相変圧器３ｂとした電力変換装置１の構成図である。上記図２に示す１２相変圧器３ａを使用した構成と同様に、地絡保護回路５、整流回路４を備えている。但し、整流回路４は、６相の交流電圧を整流すれば良いため、ダイオード数は半減している。
【0043】
図１７は６相変圧器３ｂの具体的構成図であり、１次側巻線Ｌ１を構成する第１巻線４１、２次側巻線Ｌ２を構成する第２巻線４２及び第３巻線４３の３つの巻線を有している。
何れも３相電力に対応するための３つの巻回部（４１ａ～４１ｃ、４２ａ～４２ｃ、４３ａ～４３ｃ）を有し、スター結線されている。
何れも３相電力に対応するための３つの巻回部（４１ａ～４１ｃ、４２ａ～４２ｃ、４３ａ～４３ｃ）を有し、スター結線されている。
【0044】
第１巻線４１が高圧の３相電源のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の各相が接続されるＲｉｎ，Ｓｉｎ，Ｔｉｎの３端子（１次側端子）を備えている。第２巻線４２は３つの出力端子（２次側端子）Ｒ１，Ｓ１，Ｔ１を有し、第３巻線４３は３つの出力端子（２次側端子）Ｒ２，Ｓ２，Ｔ２を有している。第２巻線４２と第３巻線４３のスター結線された中性点同士は連結されている。
尚、この中性点Ｑは後述するように避雷器２０を介して接地されている。
尚、この中性点Ｑは後述するように避雷器２０を介して接地されている。
【0045】
各巻線４１，４２，４３の巻回部（４１ａ～４１ｃ、４２ａ～４２ｃ、４３ａ～４３ｃ）は、この鉄心４８の３本の脚にそれぞれ巻回されている。但し、第３巻線４３は第２巻線４２に比べて巻回数が少なく、第２巻線４２と第３巻線４３とは１：（√３－１）の比で巻回されている。具体的に、第３巻線４３は第２巻線４２に比べて約０．７３倍の巻数で巻回されている。
【0046】
図１８は、このように巻回した２次側の６端子に発生する電圧のベクトル図を示し、（ａ）は各相の電圧、（ｂ）は線間電圧を示している。図１８（ａ）に示すように、第２巻線４２から出力される３相の電圧ＶＲ１、ＶＳ１、ＶＴ１、及び第３巻線４３から出力される３相の電圧ＶＲ２，ＶＳ２，ＶＴ２は、それぞれ１２０度の位相差を有しているが、第３巻線４３の出力は第２巻線４２との巻線比に比例して小さい。そのため、出力される電圧が巻き数比に比例した大きさとなる。
【0047】
そして、線間（相間）電圧は、図１８（ｂ）に示すように、Ｒ１端子－Ｓ１端子間の電圧ＶＳ１－Ｒ１の位相に対して、Ｓ１端子－Ｓ２端子間の電圧ＶＳ１－Ｓ２（ＶＳ１＋ＶＳ２）は３０進相で発生し、且つ絶対値は等しい。また、Ｓ１端子－Ｔ１端子間の電圧ＶＴ１－Ｓ１の位相に対して、Ｔ１端子－Ｔ２端子間の電圧ＶＴ１－Ｔ２（ＶＴ１＋ＶＴ２）は３０進相で発生し、且つ絶対値は等しい。更に、Ｔ１端子－Ｒ１端子間の電圧ＶＲ１－Ｔ１の位相に対して、Ｒ１端子－Ｒ２端子間の電圧ＶＲ１－Ｒ２（ＶＲ１＋ＶＲ２）は３０進相で発生し、且つ絶対値は等しい。
【0048】
図１９は、このように各巻線を巻回した変圧器３ｂの出力電圧波形を示し、この出力電圧は全波整流する整流回路４で整流され、１２相の電圧波形から成る直流が生成され、リップルの小さい直流電圧を得ることができる。
【0049】
このように、第１巻線４１に加えて、２次側の電圧を生成する第２巻線４２及び第３巻線４３もスター結線するため、生成する電圧を一定にし易い。そして、第３巻線４３もスター結線されるため、従来のデルタ結線に比べて巻数を√３分の１減らすことができ、変圧器３ｂを小型にできる。
そして、第２巻線４２から出力される線間電圧の位相に対して、第２巻線４２と第３巻線４３の同一相間の線間電圧は３０度の位相差を有して発生するため、６相の電圧を生成できる。そして、全波整流することで３０度位相がズレた全１２相の波形を生成することができる。
よって、６相の多相の低圧交流電力を生成して整流回路４により全波整流して直流電力を生成することで、リップルの小さい直流を生成でき、高周波で切り替え動作するコンバータを使用することなく安定した直流電力の生成が可能となる。よって、高周波スイッチングによるノイズが発生することがない。
そして、第２巻線４２から出力される線間電圧の位相に対して、第２巻線４２と第３巻線４３の同一相間の線間電圧は３０度の位相差を有して発生するため、６相の電圧を生成できる。そして、全波整流することで３０度位相がズレた全１２相の波形を生成することができる。
よって、６相の多相の低圧交流電力を生成して整流回路４により全波整流して直流電力を生成することで、リップルの小さい直流を生成でき、高周波で切り替え動作するコンバータを使用することなく安定した直流電力の生成が可能となる。よって、高周波スイッチングによるノイズが発生することがない。
【0050】
図２０は、この６相変圧器３ｂを使用した電力変換装置１の、直流電路Ｍ１が被雷した場合の落雷電流（雷サージ）Ｉｔの流れを示している。但し、６相変圧器３ｂは２次側巻線のみ示している。Ｐ１は被雷点、１７は開閉装置、２０は避雷器（ＳＰＤ）であり、６相変圧器３ｂの中性点Ｑは避雷器２０を介して接地されている。
図２０に示すように直流電路Ｍ１が被雷したら、その雷サージＩｔは整流回路４、６相変圧器３ｂ、避雷器２０を介し大地に流れ出る。
尚、被雷の極性が逆極性であったら、雷サージＩｔはこの逆の経路を通って（整流回路４では逆極性のダイオードを通って）流れる。
図２０に示すように直流電路Ｍ１が被雷したら、その雷サージＩｔは整流回路４、６相変圧器３ｂ、避雷器２０を介し大地に流れ出る。
尚、被雷の極性が逆極性であったら、雷サージＩｔはこの逆の経路を通って（整流回路４では逆極性のダイオードを通って）流れる。
【0051】
このように、直流電路Ｍ１に被雷があると、整流回路４、変圧器３を介して避雷器２０に雷サージＩｔを流すことができ、変圧器３の２次側を雷被害から保護することができる。また、６相変圧器３ｂの２次側巻線Ｌ２は共通する中性点Ｑを有しており、この中性点Ｑを避雷器２０を介して接地することで、１つの避雷器２０のみで２次側電路の被雷に対して落雷被害を最小限に留めることができる。
【0052】
図２１は、６相変圧器３ｂを使用した上記構成の回路の直流電路Ｍ１で地絡が発生した場合の地絡電流Ｉｇの流れを示す回路説明図である。Ｐ２は地絡点を示している。
図２１に示すように、地絡電流Ｉｇは大地から地絡保護回路５を介して他方の直流電路Ｍ１へ流れ、その後整流回路４、６相変圧器３ｂを経由して地絡した直流電路Ｍ１に流れる。このとき、地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒにより電流が制限される。
このように、地絡電流Ｉｇが地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒで制限されるため、感電事故等による被害を抑制できる。
図２１に示すように、地絡電流Ｉｇは大地から地絡保護回路５を介して他方の直流電路Ｍ１へ流れ、その後整流回路４、６相変圧器３ｂを経由して地絡した直流電路Ｍ１に流れる。このとき、地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒにより電流が制限される。
このように、地絡電流Ｉｇが地絡保護回路５の抵抗素子Ｒｒで制限されるため、感電事故等による被害を抑制できる。
【0053】
尚、この６相変圧器３ｂを使用した電力変換装置１においても、１２相変圧器２ａを使用した上記図３に示すように直流出力をバイポーラ電源とすることができるし、上記図１３に示す構成のように、６相変圧器３ｂの１次側に遮断器を配置して、抵抗素子Ｒｒの電流値が異常値を示したら、１次側の遮断器を遮断させても良い。
また、上記実施形態では、高圧交流電力を直流に変換する電力変換装置１を説明したが、需要家内に直流グリッドに加えて交流グリッドもある場合は、整流前の低圧交流電力の一部を分岐されて交流グリッドに供給することができる。
また、上記実施形態では、高圧交流電力を直流に変換する電力変換装置１を説明したが、需要家内に直流グリッドに加えて交流グリッドもある場合は、整流前の低圧交流電力の一部を分岐されて交流グリッドに供給することができる。
【符号の説明】
【0054】
１・・電力変換装置、３・・多相変圧器、３ａ・・１２相変圧器、３ｂ・・６相変圧器、４・・整流回路（全波整流回路）、５・・地絡保護回路、７・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、１０・・高圧３相電源、１１・・第１巻線、１２・・第２巻線、１３・・第３巻線、１４・・第４巻線、１５・・第５巻線、１７・・開閉器、１８・・開閉装置、２０・・避雷器、３０・・遮断器、３１・・電流監視部、３１ａ・・報知部、３４・・パネル、４１・・第１巻線、４２・・第２巻線、４３・・第３巻線、Ｌ１・・１次側巻線、Ｌ２・・２次側巻線、Ｍ１・・直流電路、Ｑ・・中性点、Ｒｒ・・抵抗素子。
【図1】
【図2】
【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】