JPH053209B2 - - Google Patents
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- JPH053209B2 JPH053209B2 JP57076951A JP7695182A JPH053209B2 JP H053209 B2 JPH053209 B2 JP H053209B2 JP 57076951 A JP57076951 A JP 57076951A JP 7695182 A JP7695182 A JP 7695182A JP H053209 B2 JPH053209 B2 JP H053209B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は交直変換所における高調波フイルタ監
視装置に係わるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a harmonic filter monitoring device in an AC/DC converter station.
［従来の技術と解決すべき課題］
交直電力変換器を含む電力系統において、変換
器にSCRを使用すると、系統電圧、電流に波形
歪を生じる。[Conventional technology and issues to be solved] When SCR is used as a converter in a power system that includes AC/DC power converters, waveform distortion occurs in the system voltage and current.
そこで、変換所においては変換時に生ずる高調
波を抑制するためコンデンサとリアクトルの直列
回路よりなる所要の各次数高調波フイルタが接続
されている。 Therefore, in order to suppress the harmonics generated during conversion, the conversion station is connected with harmonic filters of each required order, each consisting of a series circuit of a capacitor and a reactor.
これらのフイルタ用のコンデンサは小容量素子
の直並列接続で大容量のコンデンサユニツトを構
成している。フイルタの大容量化とともに内部素
子の数が増加するが、僅かの部分の素子故障によ
るインピーダンス変化は小さく、例えば従来から
知られている電流差動方式と称する同相他分路の
フイルタ電流と当該フイルタ電流とを比較して不
平衡を検出する方式、あるいはインピーダンス方
式と称する当該フイルタ電流をアナログシユミレ
ータに流してフイルタ電圧を作成し、これと母線
電圧の実測比例値とを比較するような方式でコン
デンサユニツトの内部故障の有無を検出するに
は、上述の電流差動方式では0.5％（１／200）、イン
ピーダンス方式で3.5％（≒１／30）程度の検出感度
しかなく、前述の如く大容量のコンデンサユニツ
トにより構成された高調波フイルタにあつては、
その僅かな素子に故障を生じた場合、これを検出
するのは困難であり、故障したまま使用せざるを
得ない現状にある。 Capacitors for these filters constitute a large capacitor unit by connecting small capacitance elements in series and parallel. The number of internal elements increases as the capacity of the filter increases, but the impedance change due to element failure in a small portion is small. A method that detects unbalance by comparing the current with the current, or a method called the impedance method that flows the filter current through an analog simulator to create a filter voltage, and compares this with the actually measured proportional value of the bus voltage. In order to detect whether there is an internal failure in the capacitor unit, the current differential method described above has a detection sensitivity of only 0.5% (1/200) and the impedance method has a detection sensitivity of only 3.5% (≒1/30). For harmonic filters composed of large capacity capacitor units,
If a failure occurs in a small number of elements, it is difficult to detect this, and the current situation is that the device must be used with the failure in place.
［課題を解決するための手段］
発明者は種々検討の結果、交直変換所で従来余
分なもの乃至不要なものと認識されて来た高調波
を利用すれば、前記変換所構成機器の異常を高感
度に監視することができることを見出した。[Means for Solving the Problem] As a result of various studies, the inventors have discovered that if harmonics, which have been conventionally recognized as redundant or unnecessary in an AC/DC converter station, are used, abnormalities in the converter station components can be detected. It has been found that monitoring can be performed with high sensitivity.
本発明は、この知見に基づきなされたもので集
中監視の場所において、高調波フイルタの故障の
ように交直変換所構成機器で生じる障害を高調波
の側面から診断できるようにした装置にあり、本
発明は、母線に交直変換器と高調波フイルタを備
える交直変換所において、分圧器による母線電圧
測定端子、交流器による各次数高調波フイルタ電
流測定端子を設け、前記各測定端子よりの電圧、
電流を入力する入力選択器と、該選択器よりの電
圧、電流の波形を同時にサンプリングしてデイジ
タル量に変換するＡ／Ｄ変換器と、該変換器およ
びメモリ、警報装置と接続されるCPUを備え、
前記CPUは母線電圧および当該次数高調波フイ
ルタ電流より高調波分析された当該次数高調波電
圧分と電流分によつて当該次数高調波フイルタの
インピーダンスを算出し、該インピーダンスを、
当該次数高調波フイルタが正常にあるときの基準
インピーダンスにて定められた設定値と比較し、
両者の差が定められた規定値を越えることで異常
と判別し、前記警報装置に出力できる機能を備え
る交直変換所における高調波フイルタ監視装置で
ある。 The present invention has been made based on this knowledge, and consists of a device that can diagnose failures occurring in AC/DC converter station component equipment, such as harmonic filter failures, from the aspect of harmonics at a centralized monitoring location. The invention provides an AC/DC converter station equipped with an AC/DC converter and a harmonic filter on a bus bar, which is provided with a bus voltage measuring terminal by a voltage divider, and each order harmonic filter current measuring terminal by an alternator, and the voltage from each of the measuring terminals,
An input selector that inputs current, an A/D converter that simultaneously samples the voltage and current waveforms from the selector and converts them into digital quantities, and a CPU that is connected to the converter, memory, and alarm device. Prepare,
The CPU calculates the impedance of the harmonic filter based on the harmonic voltage and current components of the bus voltage and the harmonic filter current, and calculates the impedance as follows:
Compare with the set value determined by the reference impedance when the harmonic filter is in normal condition,
This is a harmonic filter monitoring device in an AC/DC converter station, which has a function of determining an abnormality when the difference between the two exceeds a predetermined value, and outputting an output to the alarm device.
以下第１図、第２図にブロツク図で示す本発明
の実施例により本発明装置の構成を説明する。１
はサイリスタ変換器であり、７は分圧器（PD）
であり、８，８′，８″はコンデンサおよびリアク
トルの直列共振による高調波フイルタであり、発
生する異なつた次数の高調波に対応して母線ｌに
接続される。９はトータル変換器であり、その２
次側において変換器１の合計電流データを得るこ
とができる。またPD７はその中間より母線ｌの
電圧データを取り出すことができ、１０はいずれ
も測定端子を示している。 The configuration of the apparatus of the present invention will be explained below with reference to the embodiments of the present invention shown in block diagrams in FIGS. 1 and 2. 1
is a thyristor converter and 7 is a voltage divider (PD)
8, 8', and 8'' are harmonic filters based on series resonance of a capacitor and a reactor, which are connected to bus l in accordance with the harmonics of different orders generated. 9 is a total converter. , Part 2
On the next side, the total current data of the converter 1 can be obtained. Moreover, PD7 can take out the voltage data of bus line l from the middle thereof, and 10 indicates a measurement terminal.
高調波フイルタ８，８′，８″にも変流器がカツ
プリングされその２次側に測定端子１１が設けら
れる。 A current transformer is also coupled to the harmonic filters 8, 8', 8'', and a measurement terminal 11 is provided on the secondary side thereof.
第２図に本発明の実施例、特に機器構成部をブ
ロツクダイヤグラムで示す。 FIG. 2 shows a block diagram of an embodiment of the present invention, particularly the equipment components.
図において、１２は入力選択器であり、１３は
CPU、１４はメモリ、１５はプリンタ、１６は
警報装置、１７は２組のＡ／Ｄ変換器である。 In the figure, 12 is an input selector, and 13 is an input selector.
14 is a memory, 15 is a printer, 16 is an alarm device, and 17 is two sets of A/D converters.
母線電圧、変換器電流、高調波フイルタ電流
等、高調波電圧、電流を求めるのに必要な箇所に
設けられた測定端子１０，１１よりの入力が入力
選択器１２の各チヤンネルに接続される。 Inputs from measurement terminals 10 and 11 provided at locations necessary for determining harmonic voltages and currents such as bus voltage, converter current, and harmonic filter current are connected to each channel of an input selector 12.
母線電圧と変換器電流、または高調波フイルタ
電流を組として２組のＡ／Ｄ変換器１７により電
圧、電流波形を１サイクルにわたり同時サンプリ
ングしてCPU１３に入力する。 The voltage and current waveforms are simultaneously sampled over one cycle by two sets of A/D converters 17 as a set of bus voltage and converter current or harmonic filter current and input to the CPU 13.
CPU１３ではフーリエ級数の原理による高調
波分析により当該次数高調波電圧分、電流分が算
出され、又同様変換器電流を１サイクルにわたり
サンプリングしてCPU１３において前記高調波
分析により変換器電流に含まれる各次数高調波電
流が算出され、いずれもメモリ１４に記憶され
る。 The CPU 13 calculates the harmonic voltage and current of the relevant order by harmonic analysis based on the principle of Fourier series, and similarly samples the converter current over one cycle and performs the harmonic analysis in the CPU 13 to calculate each harmonic voltage and current included in the converter current. The order harmonic currents are calculated and both are stored in the memory 14.
前記各次数高調波電圧分と同高調波電流分によ
つて、当該各次数の高調波フイルタのインピーダ
ンスを算出する。 The impedance of the harmonic filter of each order is calculated from the harmonic voltage of each order and the harmonic current of each order.
この結果をこの高調波フイルタが正常であると
きのインピーダンスを基準値として比較し、その
差が定められている規定値を越えた場合、後述の
ように僅かの素子が故障していても、警報装置に
よつて警報し、また、同調リアクトルに異常があ
つても警報し、またデータをプリンタ１５に打出
すことができる。 Compare this result with the impedance when this harmonic filter is normal as a reference value, and if the difference exceeds the specified value, an alarm will be issued even if a few elements are malfunctioning as described later. The device can issue an alarm, also issue an alarm if there is an abnormality in the tuning reactor, and output data to the printer 15.
前記高調波フイルタ故障検出の原理について触
れてみると以下のとおりである。 The principle of harmonic filter failure detection is as follows.
フイルタのｎ次高調波に対するインピーダンス
Znは次式で表わし得る。 Impedance of filter for nth harmonic
Zn can be expressed by the following formula.
Zn＝Ｒ＋ｊ（nXL−１／ｎXc） …(1)
ただし、ｎ：高調波次数
Xc：コンデンサの基本波リアクタン
ス
XL：リアクトルの基本波リアクタン
ス
Ｒ：抵抗
フイルタがno次高調波にチユーニングしてい
る場合は、
noXLO＝１／noXCo …(2)
Ｑ＝noXLO／Ｒ
Ｑは回路の選択率であり、通常大きな値50〜70
である。no次高調波において、XLO，XCc を正
常なリアクトルの基本波リアクタンス、および正
常なコンデンサの基本波リアクタンスとし、前記
XLO，XCoを基準リアクタンスとし、事故後の基
本波リアクタンスをそれぞれLL，Xcとし、その
増減率xl，Xcを求めると
xl＝XL／XLO Xc＝Xc／Xco …(3)
となり、(2)、(3)式を(1)に代入すると、
Zn＝Ｒ｛１＋jQ（ｎ／no・xl−no／ｎXc）｝ …(4)
となる。 Zn=R+j(nX L -1/nXc) ...(1) where, n: harmonic order Xc: fundamental wave reactance of capacitor XL: fundamental wave reactance of reactor R: resistance Filter is tuned to no harmonic In the case, noX LO = 1/noXCo …(2) Q = noX LO /R Q is the selectivity of the circuit, and is usually a large value of 50 to 70.
It is. For the no-order harmonic, let X LO and XCc be the fundamental reactance of a normal reactor and the fundamental reactance of a normal capacitor, and
Let X LO and XCo be the reference reactances, and let the fundamental wave reactance after the accident be L L and Xc, respectively, and find their increase/decrease rates xl and Xc as follows: xl=X L /X LO Xc=Xc/Xco...(3) Substituting equations (2) and (3) into (1) yields Zn=R{1+jQ(n/no·xl−no/nXc)} (4).
(4)式よりフイルタのチユーニング周波数の近傍
ではXcが例えば１％変化すると、xc＝0.99、xl
＝1.00より、
Ｚ＝Ｒ（１＋jQ×0.01）となるが、ここでフイ
ルタの虚数部はＱ倍拡大して現われることになる
ので、非常に高感度に内部故障が検知できる。 From equation (4), if Xc changes by, for example, 1% near the tuning frequency of the filter, xc = 0.99, xl
=1.00, Z=R(1+jQ×0.01), but since the imaginary part of the filter appears expanded by a factor of Q, internal failures can be detected with extremely high sensitivity.
なお、上記の説明から分るように、この場合、
実際には監視されているｎ次高調波フイルタの設
計値Ｒ，Ｌ，Ｃに基づいて算出したｎ次高調波で
のインピーダンスと前記高調波フイルタの電流と
母線電圧より得た当該高調波フイルタのインピー
ダンスを比較していることになり、(4)式で示すよ
うに虚数部を対比すればよいことになる。 In addition, as can be seen from the above explanation, in this case,
In reality, the impedance at the n-th harmonic calculated based on the design values R, L, and C of the n-th harmonic filter being monitored, the current of the harmonic filter, and the bus voltage of the harmonic filter. This means that the impedances are being compared, and the imaginary part can be compared as shown in equation (4).
以下、第３図、第４図に示すフローチヤートに
よりCPUを中心とするデータ処理手順について
説明する。 The data processing procedure centered on the CPU will be explained below with reference to the flowcharts shown in FIGS. 3 and 4.
第３図は本監視装置において必要とされるデー
タの処理に共通する部分を示している。 FIG. 3 shows parts common to data processing required in this monitoring device.
［共通部］
スタートして、で周波数の測定を行う。これ
は入力した母線電圧、高調波フイルタ電流、交直
変換器電源側電流を解析するときの基準として必
要である。[Common part] Start and measure the frequency. This is necessary as a reference when analyzing the input bus voltage, harmonic filter current, and AC/DC converter power supply current.
はすでに説明したように、母線電圧、各次数
高調波フイルタの電流をとり出し、母線電圧とｎ
次高調波フイルタ電流をＡ／Ｄ変換器に入力して
１サイクル分同時にサンプリングを行うことを示
している。 As already explained, take the bus voltage and the current of each harmonic filter, and calculate the bus voltage and n
This shows that the harmonic filter current is input to the A/D converter and simultaneously sampled for one cycle.
はの１サイクルにわたりサンプリングし
た、電圧、電流のデイジタルデータをフーリエ級
数の原理による波形分析で、前記母線電圧に含ま
れるｎ次の高調波電圧分とこの高調波フイルタに
含まれる高調波電流分等が、デイジタル量として
計算されることを示す。 The digital data of voltage and current sampled over one cycle is analyzed by waveform analysis based on the principle of Fourier series, and the n-th harmonic voltage component included in the bus voltage and the harmonic current component included in this harmonic filter are determined. is calculated as a digital quantity.
ではにより算出された各要素、すなわち各
次数高調波電圧分、電流分等デイジタルデータ、
測定した周波数等が保存されることを示す。 Then, each element calculated by , that is, digital data such as each harmonic voltage component and current component,
Indicates that the measured frequency etc. will be saved.
、で示すように必要な全要素の分析が完了
すれば、第４図に示すような処理に入る。 When the analysis of all necessary elements is completed as shown in , the process as shown in FIG. 4 begins.
［フイルタ監視］
４図ので示すように、メモリからｎ次のフイ
ルタ電流分と母線電圧分に相当するｎ次の高調波
データをとり出すことを示す。[Filter Monitoring] As shown in Figure 4, n-th harmonic data corresponding to the n-th filter current and bus voltage is extracted from the memory.
ではｎ次の高調波フイルタのインピーダンス
を算出することを示す。 Now, calculation of the impedance of the n-th harmonic filter will be shown.
一方、今監視の対象としているｎ次高調波フ
イルタの設計値Ｌ，Ｃ，Ｒをメモリ内に記憶させ
ておき、さらに測定した周波数をもとにしてｎ倍
の周波数を求め、これとメモリ内の前記LCR値
とから正常時の基準インピーダンスを算出するこ
とを示す。 On the other hand, the design values L, C, and R of the n-th harmonic filter that is currently being monitored are stored in the memory, and the frequency multiplied by n is determined based on the measured frequency. This indicates that the reference impedance during normal operation is calculated from the LCR value of .
、はｎ次の高調波フイルタの標準インピー
ダンスの虚数部と前記実測による同高調波フイル
タの虚数部との比較をなし、その差がプラス、マ
イナスの規定値内にあれば正常と判別し、差が
規定値を越えるときはフイルタ内部異常と判別
し、警報することを示している。なお、この場
合、インピーダンスの虚数部のみを比較すれば、
わずかの故障でも、検出できることはすでに説明
したとおりである。 , compares the imaginary part of the standard impedance of the n-th harmonic filter with the imaginary part of the same harmonic filter measured above, and if the difference is within the specified plus or minus values, it is determined to be normal, and the difference is determined. When the value exceeds the specified value, it is determined that there is an internal abnormality in the filter, and an alarm is issued. In this case, if we compare only the imaginary parts of the impedances, we get
As already explained, even a slight failure can be detected.
［発明の効果］
本発明は、交直変換所において設置され、運転
中にある交直変換器の電流、各次数高調波フイル
タ電流、母線電圧を監視装置に導入することによ
り、前記各次数高調波フイルタに事故が発生した
ときは、迅速に警報することができ、系統の安全
運転に寄与することができる。また、本発明装置
により、各次数の高調波フイルタの監視を行うと
き、このフイルタの監視は同高調波の周波数にお
けるフイルタの標準インピーダンスと現に前記フ
イルタの電圧分と電流分から求めたインピーダン
スを比較しているが、もともと高調波フイルタ
Ｌ，Ｃの直列共振回路であるため、両者の比較は
共振点の近傍でなされ、前記標準インピーダンス
よりわずかにコンデンサ、またはリアクトルに故
障があつたときでも、インピーダンス虚数部の変
動は大きく、極めて正確にコンデンサ、リアクト
ルの故障を警報することができる。[Effects of the Invention] The present invention introduces the current of an AC/DC converter installed in an AC/DC converter station and is in operation, the current of each harmonic filter, and the bus voltage into a monitoring device. When an accident occurs, a warning can be issued quickly, contributing to the safe operation of the system. Furthermore, when a harmonic filter of each order is monitored by the device of the present invention, the filter is monitored by comparing the standard impedance of the filter at the same harmonic frequency with the impedance actually determined from the voltage and current components of the filter. However, since it is originally a series resonant circuit of harmonic filters L and C, the comparison between the two is made near the resonance point, and even if there is a failure in the capacitor or reactor, the impedance imaginary number will be slightly lower than the standard impedance. The fluctuation in the area is large, and it is possible to warn of capacitor and reactor failures with great accuracy.
第１図は本発明実施の変換所の機器配置の１例
を示す。第２図は本発明の実施例、特に機器構成
を示す。第３図、第４図は本発明による高調波フ
イルタ故障警報手順を示すフローチヤートであ
る。
１……サイリスタ変換器、７……PD、８，
８′，８″……高調波フイルタ、９……トータル変
流器、１０，１１……測定端子、１２……入力選
択器、１３……CPU、１４……メモリ、１５…
…プリンタ、１６……警報装置、１７……Ａ／Ｄ
変換器。
FIG. 1 shows an example of the equipment arrangement of a conversion station according to the present invention. FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, particularly the equipment configuration. FIGS. 3 and 4 are flowcharts showing the harmonic filter failure alarm procedure according to the present invention. 1... Thyristor converter, 7... PD, 8,
8', 8''...Harmonic filter, 9...Total current transformer, 10, 11...Measurement terminal, 12...Input selector, 13...CPU, 14...Memory, 15...
...Printer, 16...Alarm device, 17...A/D
converter.
Claims (1)
おいて、分圧器による母線電圧測定端子、変流器
による各次高調波フイルタ電流測定端子を設け、
前記各測定端子よりの電圧、電流を入力する入力
選択器と、該選択器よりの電圧、電流の波形を同
時にサンプリングしてデイジタル量に変換する
Ａ／Ｄ変換器と、該変換器およびメモリ、警報装
置と接続されるCPUを備え、前記CPUは母線電
圧および当該次数高調波フイルタ電流より高調波
分析された当該次数高調波電圧分と電流分によつ
て当該次数高調波フイルタのインピーダンスを算
出し、該インピーダンスを、当該次数高調波フイ
ルタが正常にあるときの基準インピーダンスにて
定められた設定値と比較し、両者の差が定められ
た規定値を越えることで異常と判別し、前記警報
装置に出力できる機能を備えることを特徴とする
交直変換所における高調波フイルタ監視装置。 ２ 高調波フイルタの監視において、CPUが得
られる当該次数の高調波フイルタのインピーダン
スの虚数部の値を当該次数高調波フイルタが正常
にあるときの基準インピーダンスの虚数部にて定
められた設定値と比較し、両者の差が定められた
規定値を越えることで異常と判別する機能を備え
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
交直変換所における高調波フイルタ監視装置。[Claims] 1. In an AC/DC switching station equipped with a harmonic filter on the bus bar, a bus voltage measuring terminal using a voltage divider and each harmonic filter current measuring terminal using a current transformer are provided,
an input selector that inputs the voltage and current from each of the measurement terminals; an A/D converter that simultaneously samples the voltage and current waveforms from the selector and converts them into digital quantities; the converter and memory; The CPU includes a CPU connected to the alarm device, and the CPU calculates the impedance of the harmonic filter based on the harmonic voltage and current components of the harmonic of the harmonic that are harmonically analyzed from the bus voltage and the current of the harmonic filter of the harmonic. , the impedance is compared with a set value determined by the reference impedance when the harmonic filter is in normal condition, and when the difference between the two exceeds a prescribed value, it is determined that the impedance is abnormal, and the alarm device 1. A harmonic filter monitoring device in an AC/DC converting station, characterized by having a function capable of outputting an output to 2. When monitoring a harmonic filter, the value of the imaginary part of the impedance of the harmonic filter of the relevant order obtained by the CPU is set to the set value determined by the imaginary part of the reference impedance when the harmonic filter of the relevant order is in normal condition. A harmonic filter monitoring device in an AC/DC converting station according to claim 1, characterized in that it is provided with a function of comparing the two and determining an abnormality when the difference between the two exceeds a predetermined value.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP57076951A JPS58195431A (en) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | Harmonic wave monitor in ac/dc conversion station |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP57076951A JPS58195431A (en) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | Harmonic wave monitor in ac/dc conversion station |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3149563A Division JPH07118865B2 (en) | 1982-05-07 | 1991-05-23 | Converter ignition angle deviation monitoring device at AC / DC converter station. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH053209B2 true JPH053209B2 (en) | 1993-01-14 |
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Family Applications (2)
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| JP57076951A Granted JPS58195431A (en) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | Harmonic wave monitor in ac/dc conversion station |
| JP3149563A Expired - Lifetime JPH07118865B2 (en) | 1982-05-07 | 1991-05-23 | Converter ignition angle deviation monitoring device at AC / DC converter station. |
Family Applications After (1)
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| JP3149563A Expired - Lifetime JPH07118865B2 (en) | 1982-05-07 | 1991-05-23 | Converter ignition angle deviation monitoring device at AC / DC converter station. |
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|---|---|
| JP (2) | JPS58195431A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104410041B (en) * | 2014-11-05 | 2018-03-06 | 许继集团有限公司 | A kind of converter station valve hall fire tripgear logic judging method |
-
1982
- 1982-05-07 JP JP57076951A patent/JPS58195431A/en active Granted
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3149563A patent/JPH07118865B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0646530A (en) | 1994-02-18 |
| JPH07118865B2 (en) | 1995-12-18 |
| JPS58195431A (en) | 1983-11-14 |
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