JPS6347045B2 - - Google Patents
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- JPS6347045B2 JPS6347045B2 JP8060884A JP8060884A JPS6347045B2 JP S6347045 B2 JPS6347045 B2 JP S6347045B2 JP 8060884 A JP8060884 A JP 8060884A JP 8060884 A JP8060884 A JP 8060884A JP S6347045 B2 JPS6347045 B2 JP S6347045B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は発電機が短絡をした場合励磁装置を
破損から防ぐようにしたサイリスタ励磁装置の保
護装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a protection device for a thyristor exciter which prevents the exciter from being damaged in the event of a short circuit in a generator.
従来、特にこの種の装置は設置していなかつた
が半導体技術が発展して、回転励磁機がサイリス
タ励磁装置に変わり始めるに従がい、サイリスタ
の過電流破損を防止する必要が生じたため、この
発明はなされたものである。 Previously, this type of device had not been installed, but as semiconductor technology developed and rotary exciters began to change to thyristor excitation devices, it became necessary to prevent damage to thyristors due to overcurrent, so this invention was developed. It has been announced.
第1図に従来のサイリスタ励磁回路の基本構成
図を示す。1は交流発電機、2は発電機1の励磁
コイル、3は励磁電流を測定する分流器、4は界
磁放電抵抗、5は界磁しや断器の主コンタクト
(a接点)、6は界磁しや断器の補助コンタクト
(b接点)、7はサイリスタ励磁装置、8〜13は
サイリスタ励磁装置7の出力部の3相ブリツジに
組まれたサイリスタ素子、14は界磁電流計、1
5は界磁電圧計である。 FIG. 1 shows a basic configuration diagram of a conventional thyristor excitation circuit. 1 is an alternating current generator, 2 is an exciting coil of the generator 1, 3 is a shunt that measures the exciting current, 4 is a field discharge resistor, 5 is the main contact (A contact) of the field switch and disconnector, 6 is a Auxiliary contact (b contact) for field magnetization and disconnection, 7 is a thyristor excitation device, 8 to 13 are thyristor elements assembled in the three-phase bridge of the output part of the thyristor excitation device 7, 14 is a field ammeter, 1
5 is a field voltmeter.
次に動作について説明する。交流発電機1はそ
の界磁コイル2にサイリスタ励磁装置7の直流出
力によつて励磁されている。 Next, the operation will be explained. The alternating current generator 1 has its field coil 2 excited by the DC output of a thyristor exciting device 7 .
交流発電機1は自動電圧調整装置(図示せず以
下AVRと略す)より与えられた信号により、発
電機1の出力電圧が一定になるようにサイリスタ
励磁装置7の直流出力が制御されている。この制
御された直流出力は励磁電圧計15と励磁電流計
14で運転員によつて確認されながら運転され
る。 In the AC generator 1, the DC output of the thyristor excitation device 7 is controlled by a signal given from an automatic voltage regulator (not shown, hereinafter abbreviated as AVR) so that the output voltage of the generator 1 is constant. The controlled DC output is checked by the operator using the excitation voltmeter 15 and the excitation ammeter 14 during operation.
今何らかの異常が発生するか、あるいは発電機
1を停止したい場合は界磁しや断器をトリツプし
て主コンタクト5を開くと共に交流発電機の界磁
にたくわえられたエネルギーは界磁しや断器の補
助コンタクト6によつてつくられた界磁放電抵抗
回路に流れることにより放出される。 If an abnormality occurs now or if you want to stop the generator 1, trip the field magnet or disconnector to open the main contact 5, and the energy stored in the field of the alternator will be released. It is discharged by flowing through the field discharge resistance circuit created by the auxiliary contact 6 of the device.
第2図は従来のものにおいて発電機1が3相短
絡した状態を示した図で3相交流発電機に突発短
絡電流が流れると、界磁コイル側にもその反作用
の電流(ifr)が流れる。電機子の基本波交流分
は界磁コイル2に直流分を流し、電機子電流iの
直流分は界磁コイル2に回転周波数の交流分を流
す。 Figure 2 shows a conventional generator 1 in which three phases are short-circuited. When a sudden short-circuit current flows through the three-phase alternating current generator, a reaction current (ifr) also flows to the field coil side. . The fundamental alternating current component of the armature flows through the field coil 2 as a direct current component, and the direct current component of the armature current i flows through the field coil 2 as an alternating current component of the rotational frequency.
この反作用による電流は、短絡が発生すると比
較的急に上昇し、短絡過度時定数T′dに従がい
徐々に減衰する。 The current due to this reaction rises relatively rapidly when a short circuit occurs, and gradually attenuates in accordance with the short circuit transient time constant T'd.
従来のサイリスタ励磁回路は以上のように構成
されているので、もしも交流発電機の出力に3相
短絡が発生した場合この反作用による過大電流が
サイリスタ素子に流れて、そのとき通電している
サイリスタ素子を破損する欠点があつた。またサ
イリスタ素子保護用の速断フユーズがサイリスタ
に直列に入つている場合(図示せず)はこの速断
フユーズが溶断してしまう欠点があつた。 Conventional thyristor excitation circuits are configured as described above, so if a three-phase short circuit occurs in the output of the alternator, an excessive current due to this reaction will flow to the thyristor elements that are energized at that time. There was a defect that caused damage. Further, when a fast-acting fuse for protecting the thyristor element is connected in series with the thyristor (not shown), there is a drawback that the fast-acting fuse is blown out.
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、交流発電機の出力
で3相短絡が発生しても、これを自動検出して、
サイリスタ励磁装置の出力部のサイリスタをフル
(full)点弧して全てのサイリスタを導通させて、
反作用の電流を全てのサイリスタに分流させてサ
イリスタ素子の破損を防止する装置を提供するこ
とを目的としている。 This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and even if a three-phase short circuit occurs in the output of an alternator, it can be automatically detected and
Full firing the thyristor at the output part of the thyristor excitation device to make all the thyristors conductive,
It is an object of the present invention to provide a device that prevents damage to thyristor elements by dividing a reaction current to all thyristors.
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第3図において1〜14は第1図に述べたも
のと同一のものである。21は計器用変圧器(以
下PTと略す)、22も同じくPT、23,24は
補助変圧器、25〜30は3相全波整流回路に組
まれたダイオード、31は抵抗、32はコンデン
サ、33,34は入力抵抗、35は可変抵抗器
(バイアス設定器)、36は演算増巾器、37,3
8は抵抗、39はヒステリシス調整抵抗、41は
絶縁増巾器、42,43は抵抗、44は可変抵抗
器(バイアス設定器)、45は演算増巾器、46,
47は抵抗、48はヒステリシス調整抵抗、4
9,50,51,52は抵抗、53はトランジス
タ、54はダイオード、55〜61は抵抗、62
はダイオード、63,64はトランジスタ、65
はコンデンサ、66はユニジヤンクシヨントラン
ジスタ、67はバルストランス、68,69は抵
抗、70,71はダイオード、72,73はコン
デンサ、74,75は抵抗、76はトランジス
タ、77はダイオード、78はリレー、79はダ
イオード、80はリレー78のa接点である。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 3, numerals 1 to 14 are the same as those described in FIG. 21 is a potential transformer (hereinafter abbreviated as PT), 22 is also a PT, 23 and 24 are auxiliary transformers, 25 to 30 are diodes assembled in a three-phase full-wave rectifier circuit, 31 is a resistor, 32 is a capacitor, 33, 34 are input resistors, 35 is a variable resistor (bias setting device), 36 is an operational amplifier, 37, 3
8 is a resistor, 39 is a hysteresis adjustment resistor, 41 is an isolation amplifier, 42 and 43 are resistors, 44 is a variable resistor (bias setting device), 45 is an operational amplifier, 46,
47 is a resistor, 48 is a hysteresis adjustment resistor, 4
9, 50, 51, 52 are resistors, 53 is a transistor, 54 is a diode, 55 to 61 are resistors, 62
is a diode, 63 and 64 are transistors, 65
is a capacitor, 66 is a unidirectional transistor, 67 is a pulse transformer, 68, 69 are resistors, 70, 71 are diodes, 72, 73 are capacitors, 74, 75 are resistors, 76 is a transistor, 77 is a diode, 78 is a relay , 79 is a diode, and 80 is an a contact of the relay 78.
次にこの発明の動作について説明する。先ず3
相短絡が発生するとどのような現象が発生するか
というと、発電機の端子電圧が極端に減少すると
共に、この突発短絡電流が流れると反作用によ
り、界磁電流が急速に上昇する。 Next, the operation of this invention will be explained. First 3
What happens when a phase short circuit occurs is that the terminal voltage of the generator decreases extremely, and when this sudden short circuit current flows, the field current rapidly increases due to the reaction.
第3図の21〜39はこの発電機の端子電圧が
減少したことを検出する回路である。発電機電圧
をPT21,22で、110vにしたものをさらに半
導体回路に入力できるように補助変圧器23,2
4で電圧を落として、三相ブリツジ形整流回路で
整流して直流に変換し、抵抗31とコンデンサ3
2でフイルターしたのち、演算増巾器36を利用
した比較回路に与える。すなわちバイアス設定用
抵抗器35で設定した正の電圧の絶対値が発電機
電圧を検出した負の電圧と比較して、小さいとき
(通常運転中の場合)は、演算増巾器36の入力
は負の方が大きくなるため出力は正となる。3相
短絡が発生すれば、発電機電圧が極端に低下する
ため、演算増巾器36の入力はバイアス設定器3
5の入力の方が大きくなり正の方が大きくなるた
め出力は負となる。 Reference numerals 21 to 39 in FIG. 3 are circuits for detecting a decrease in the terminal voltage of this generator. Auxiliary transformers 23 and 2 are installed to input the generator voltage to 110v to the semiconductor circuit using PT21 and PT22.
Step 4 lowers the voltage, rectifies it with a three-phase bridge rectifier circuit, converts it to DC, and connects it to the resistor 31 and capacitor 3.
After filtering with step 2, the signal is applied to a comparator circuit using an operational amplifier 36. In other words, when the absolute value of the positive voltage set by the bias setting resistor 35 is smaller than the negative voltage detected by the generator voltage (during normal operation), the input to the operational amplifier 36 is Since the negative value is larger, the output is positive. If a three-phase short circuit occurs, the generator voltage will drop extremely, so the input of the operational amplifier 36 is connected to the bias setting device 3.
Since the input of 5 is larger and the positive one is larger, the output is negative.
第3図の41〜48は発電機の界磁電流が上昇
したことを検出する回路である。発電機の界磁電
流を分流器3でmVに変換し、絶縁増巾器(アイ
ソレータ)41で直流電圧に変換する。 Reference numerals 41 to 48 in FIG. 3 are circuits for detecting an increase in the field current of the generator. The field current of the generator is converted to mV by a shunt 3, and converted to DC voltage by an isolation amplifier (isolator) 41.
この電圧の負端子を零vにつなぎ、正出力端子
を用いて界磁電流に比例した正電圧を発生させ
る。バイアス設定器44は負の電圧を発信してお
り、通常は界磁電流の正よりもバイアス設定44
の負の電圧を大きくしてあるため、演算増巾器4
5の出力は正となつている。 The negative terminal of this voltage is connected to zero v, and the positive output terminal is used to generate a positive voltage proportional to the field current. The bias setter 44 is transmitting a negative voltage, and normally the bias setting 44 is higher than the positive field current.
Since the negative voltage of 4 is increased, the operational amplifier 4
The output of 5 is positive.
発電機の3相短絡の突発電流の反作用により界
磁電流が上昇するとバイアス設定器44の負の値
より正の入力が大きくなるため、演算増巾器45
の出力は負となる。 When the field current increases due to the reaction of the sudden current caused by a three-phase short circuit in the generator, the positive input becomes larger than the negative value of the bias setting device 44.
The output of is negative.
49〜54はNOR回路で、二つの入力がいず
れも正のときは出力は零v、いずれか片方が正で
もう片方が負のときも出力は零v、二つの入力の
いずれもが負のときのみ出力は正となる。 49 to 54 are NOR circuits, when both inputs are positive, the output is 0 V, when either one is positive and the other is negative, the output is 0 V, and both inputs are negative. The output is positive only when
55〜73は上記NOR回路の出力が正のとき
点弧パルスを(連続発生させる回路で、入力が零
vのとき、トランジスタ63はカツトオフ、トラ
ンジスタ64は導通し、コンデンサ65の両端の
電圧は0vとなつているためユニジヤンクシヨン
トランジスタ66は導通せず、点弧パルスは発生
しない。 55 to 73 are circuits that continuously generate firing pulses when the output of the NOR circuit is positive; when the input is 0 V, the transistor 63 is cut off, the transistor 64 is conductive, and the voltage across the capacitor 65 is 0 V. Therefore, the unijunction transistor 66 is not conductive and no ignition pulse is generated.
入力が正となると、トランジスタ63のコレク
タ−エミツタ間は短絡となり、トランジスタ64
はカツトオフ、コンデンサ65は抵抗60を通し
て充電され、コンデンサ65の端子電圧が一定値
以上になるとユニジヤンクシヨントランジスタ6
6が導通してパルストランス67の一次側にパル
ス電流が流れ、二次側にはそれに相当したパルス
電圧が発生する。トランジスタ64がカツトオフ
のまゝであれば、コンデンサ65は充放電をくり
返し、この度毎にパルスを出す。コンデンサ65
の値を小さくしておけば、トランジスタ64がカ
ツトオフの間は高い周波数のパルスが連続出るこ
とになる。 When the input becomes positive, the collector and emitter of transistor 63 are short-circuited, and transistor 64
is cut off, the capacitor 65 is charged through the resistor 60, and when the terminal voltage of the capacitor 65 exceeds a certain value, the unijunction transistor 6 is turned off.
6 becomes conductive, a pulse current flows through the primary side of the pulse transformer 67, and a corresponding pulse voltage is generated on the secondary side. If transistor 64 remains cut off, capacitor 65 will charge and discharge repeatedly, producing a pulse each time. capacitor 65
If the value of is kept small, high frequency pulses will be continuously output while the transistor 64 is cut off.
すなわち、発電機電圧が低くなつて〔演算増巾
器36の出力が負となる〕、さらに界磁電流が所
定の値より大きく〔演算増巾器45の出力が負と
なる〕なれば、パルストランス67からは連続パ
ルスが発生し同じようなパルストランスの二次側
6個(図示は2個のみ4個は省略してある)をサ
イリスタ励磁装置7のサイリスタ素子8〜13の
ゲートに与えれば、サイリスタ素子8〜13は全
て点弧し、界磁コイル2に3相短絡の短絡電流の
反作用による逆起電力が発生してもサイリスタ8
と11、9と12、10と13の如く、3つに分
流してこれを流すため、サイリスタ素子が破損す
ることはなくなる。 That is, if the generator voltage becomes low [the output of the operational amplifier 36 becomes negative] and the field current becomes larger than a predetermined value [the output of the operational amplifier 45 becomes negative], the pulse Continuous pulses are generated from the transformer 67, and if six secondary pulse transformers (only two are shown and four are omitted) of similar pulse transformers are applied to the gates of thyristor elements 8 to 13 of the thyristor excitation device 7. , all of the thyristor elements 8 to 13 are fired, and even if a back electromotive force is generated in the field coil 2 due to the reaction of the short-circuit current of the three-phase short circuit, the thyristor elements 8 to 13 are fired.
Since the current is divided into three parts such as 11, 9 and 12, and 10 and 13, the thyristor element will not be damaged.
もちろんサイリスタ励磁装置7は3相全波整流
となるため頂上電圧となるが、3相短絡が発生し
たときは、頂上電圧のときの界磁電流の数倍とな
つているため、これを放電させるものである。 Of course, the thyristor excitation device 7 is a three-phase full-wave rectifier, so the peak voltage is reached, but when a three-phase short circuit occurs, the field current is several times as large as the field current at the peak voltage, so this is discharged. It is something.
トランジスタ76はトランジスタ63と全く同
じ動作をしリレー78及びそのa接点80は3相
短絡が発生したことを警報するためのものであ
る。 Transistor 76 operates in exactly the same way as transistor 63, and relay 78 and its a-contact 80 are for warning that a three-phase short circuit has occurred.
なお、上記実施例では三相交流発電機の例につ
いて説明したが、単相交流発電機でも同様の効果
がある。 In the above embodiment, a three-phase alternating current generator has been described as an example, but a single-phase alternating current generator can also have the same effect.
また、トランジスタ53,63,64,76は
ICのNAND回路を用いても同様の効果を奏する。 Furthermore, the transistors 53, 63, 64, and 76 are
A similar effect can be achieved by using an IC NAND circuit.
以上のようにこの発明によれば、発電機の出力
に短絡が発生したとき、即ち発電機電圧が低下し
たこと及び発電機の界磁電流が所定値を超過した
ことの両方共検知したときに、サイリスタ励磁装
置のサイリスタ素子を全て点弧させ、反作用によ
つて増大した界磁電流をサイリスタ素子に分流さ
せるようにしたので、サイリスタ励磁装置のサイ
リスタ破損や速断ヒユーズの溶損をまねくことな
く、サイリスタ励磁装置を保護できる効果があ
る。 As described above, according to the present invention, when a short circuit occurs in the output of the generator, that is, when it is detected that both the generator voltage has decreased and the generator field current has exceeded a predetermined value, All the thyristor elements of the thyristor excitation device are ignited, and the field current increased by the reaction is shunted to the thyristor elements, so that the thyristor of the thyristor excitation device is not damaged or the fast-acting fuse is melted. This has the effect of protecting the thyristor excitation device.
第1図は従来の励磁回路を示す回路図、第2図
は3相短絡のときの反作用により逆起電力が発生
して界磁電流が増加することを説明するための回
路図、第3図はこの発明の一実施例を示す構成
図、1は発電機、2は発電機の界磁コイル、7は
サイリスタ励磁装置、8〜13はサイリスタ素
子、21〜39は発電機電圧が低下したことを検
出する検出器、41〜48は発電機の界磁電流が
所定値を超過したことを検出する検出器、49〜
53は上記二つの検出器が両方共検出したことを
検出するNOR回路、55〜73は点弧パルスを
連続発生させる回路、74〜80は上記二つの検
出器が両方共検出したとき動作するリレー。
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。
Fig. 1 is a circuit diagram showing a conventional excitation circuit, Fig. 2 is a circuit diagram to explain that a back electromotive force is generated due to a reaction when three phases are shorted, and the field current increases. Fig. 3 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, 1 is a generator, 2 is a field coil of the generator, 7 is a thyristor excitation device, 8 to 13 are thyristor elements, and 21 to 39 are generator voltage drops. Detectors 41-48 detect that the field current of the generator exceeds a predetermined value; 49-48;
53 is a NOR circuit that detects that both of the above two detectors have detected, 55 to 73 are circuits that continuously generate firing pulses, and 74 to 80 are relays that operate when both of the above two detectors have detected. . Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
発電機の端子電圧を制御するサイリスタ励磁装置
において、発電機電圧が低下したことを検出する
検出器と、発電機の界磁電流が所定値を超過した
ことを検出する検出器と、これら二つの検出器が
両方共検出したときこれを検出する回路を設け、
この回路が検出したとき点弧パルスを連続発生さ
せる回路によりサイリスタ励磁装置のサイリスタ
素子を全て点弧させて発電機の短絡電流の反作用
によつて増大した界磁電流をサイリスタ素子に分
流させるようにしたことを特徴とする短絡保護装
置。 2 発電機電圧が低下したことを検出する検出器
と、発電機の界磁電流が所定値を超過したことを
検出する検出器をそなえ、上記検出器が両方共同
時に検出したとき動作するリレーにより、運転員
に警報を与え緊急処理をうながすようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の短絡保
護装置。[Claims] 1. Supplying an output current to a field coil of a generator,
In a thyristor excitation device that controls the terminal voltage of a generator, there is a detector that detects that the generator voltage has decreased, and a detector that detects that the field current of the generator has exceeded a predetermined value. A circuit is provided to detect when both detectors detect this.
When this circuit detects this, a circuit that continuously generates firing pulses fires all the thyristor elements of the thyristor excitation device, and the field current increased by the reaction of the short circuit current of the generator is shunted to the thyristor elements. A short circuit protection device characterized by: 2 Equipped with a detector that detects that the generator voltage has decreased and a detector that detects that the field current of the generator exceeds a predetermined value, and a relay that operates when both of the above detectors simultaneously detect 2. The short-circuit protection device according to claim 1, wherein the short-circuit protection device is configured to give a warning to an operator to prompt emergency treatment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060884A JPS60223424A (en) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | Shortcircuit protective device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060884A JPS60223424A (en) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | Shortcircuit protective device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60223424A JPS60223424A (en) | 1985-11-07 |
| JPS6347045B2 true JPS6347045B2 (en) | 1988-09-20 |
Family
ID=13723039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8060884A Granted JPS60223424A (en) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | Shortcircuit protective device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60223424A (en) |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP8060884A patent/JPS60223424A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60223424A (en) | 1985-11-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |