JP2005312108A - Excitation controller of synchronous machine - Google Patents

Excitation controller of synchronous machine Download PDF

Info

Publication number
JP2005312108A
JP2005312108A JP2004122393A JP2004122393A JP2005312108A JP 2005312108 A JP2005312108 A JP 2005312108A JP 2004122393 A JP2004122393 A JP 2004122393A JP 2004122393 A JP2004122393 A JP 2004122393A JP 2005312108 A JP2005312108 A JP 2005312108A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
overvoltage
thyristor
gate
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004122393A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4528552B2 (en
Inventor
Masahiko Shibata
雅彦 柴田
Kenichi Takahashi
健一 高橋
Fumio Sato
文生 佐藤
Toshiaki Sogabe
敏明 曾我部
Osanori Onizuka
長徳 鬼塚
Atsushi Sato
篤士 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba System Technology Corp
Keihin Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba System Technology Corp
Keihin Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba System Technology Corp, Keihin Electric Industry Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2004122393A priority Critical patent/JP4528552B2/en
Publication of JP2005312108A publication Critical patent/JP2005312108A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4528552B2 publication Critical patent/JP4528552B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the excitation controller of a synchronous machine in which damage on an overvoltage protector and deterioration of an AC circuit breaker can be prevented. <P>SOLUTION: An overvoltage protector 12 comprises a positive polarity overvoltage protection circuit 20 connected in parallel with a thyristor rectifier 16 and operating when the positive electrode side has an overvoltage in the plus direction, and a negative polarity overvoltage protection circuit 21 operating when the negative electrode side of the series circuit has an overvoltage in the plus direction. The positive polarity overvoltage protection circuit 20 and the negative polarity overvoltage protection circuit 21 comprise a series circuit of thyristors S1, S2 being tuned on when an overvoltage appears across the DC circuit and resistors R2, R3 for suppressing the applying voltage to the thyristors S1, S2, and gate trigger circuits 22, 23 for supplying a gate current continuously to the thyristors S1, S2 when an overvoltage appears across the DC circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、同期機の界磁巻線に直流電流を供給する同期機の励磁制御装置に関する。   The present invention relates to an excitation control device for a synchronous machine that supplies a direct current to a field winding of the synchronous machine.

同期発電機や同期電動機などの同期機は、励磁制御装置により界磁巻線の直流回路に直流電流を供給して励磁するようになっている。通常、界磁巻線に供給する直流電流は、交流励磁電源を例えばサイリスタ整流器で整流して供給し、界磁巻線とサイリスタ整流器との間に界磁巻線の保護のために界磁遮断器が設けられている。この界磁遮断器は直流遮断器であるため大型であることから、近年においては、直流遮断器に代えて交流遮断器をサイリスタ整流器と交流励磁電源との間に設け、励磁制御装置の小型化を図るようにしている。   A synchronous machine such as a synchronous generator or a synchronous motor is excited by supplying a direct current to a direct current circuit of a field winding by an excitation control device. Normally, the DC current supplied to the field winding is supplied by rectifying an AC excitation power source with, for example, a thyristor rectifier and blocking the field between the field winding and the thyristor rectifier to protect the field winding. A vessel is provided. Since this field breaker is a DC breaker and is large, in recent years, an AC breaker has been installed between the thyristor rectifier and the AC excitation power source instead of the DC breaker to reduce the size of the excitation control device. I try to plan.

交流遮断器を用いる場合には、交流遮断器の開極時に発生する界磁側過電圧から界磁巻線を保護するために直流回路に過電圧保護装置が設けられる。すなわち、交流遮断器の開極動作は機械的に行われるため、開極動作の間に交流遮断器の主極にはアークが発生し、このアークは、界磁巻線のインピーダンスがほとんどがリアクタンスであることから、同期機の界磁側のインピーダンスを著しく高めるように作用する。従って、交流遮断器の開極時には界磁側過電圧が発生するので、過電圧保護装置が設けられている。   When an AC circuit breaker is used, an overvoltage protection device is provided in the DC circuit in order to protect the field winding from the field side overvoltage generated when the AC circuit breaker is opened. In other words, since the opening operation of the AC circuit breaker is performed mechanically, an arc is generated at the main pole of the AC circuit breaker during the opening operation, and this arc has almost no impedance in the field winding. Therefore, it acts to remarkably increase the impedance on the field side of the synchronous machine. Therefore, since the field side overvoltage is generated when the AC circuit breaker is opened, an overvoltage protection device is provided.

交流遮断器を用い過電圧保護装置を備えた励磁制御装置としては、交流遮断器の開極時に、その開極に伴って発生する界磁側過電圧を適正に抑制するために、界磁側過電圧が発生する前の交流遮断器への開指令により早期に過電圧保護装置を動作させるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。   As an excitation control device using an AC circuit breaker and having an overvoltage protection device, when the AC circuit breaker is opened, in order to appropriately suppress the field side overvoltage generated by the opening, the field side overvoltage is There is one in which an overvoltage protection device is operated at an early stage by an open command to an AC circuit breaker before the occurrence (see, for example, Patent Document 1).

図18は従来の同期機の励磁制御装置の回路構成図、図19は従来の同期機の励磁制御装置における過電圧保護装置の動作説明図である。同期機の界磁巻線11に界磁電流を供給する直流回路には過電圧保護装置12が設けられている。3相の交流励磁電源13は励磁変圧器14および交流遮断器15を介してサイリスタ整流器16に入力され、サイリスタ整流器16はゲートパルス発生器17からのゲート信号で動作し3相交流を直流に変換して直流回路に供給する。   FIG. 18 is a circuit configuration diagram of a conventional synchronous machine excitation control device, and FIG. 19 is an operation explanatory diagram of an overvoltage protection device in the conventional synchronous machine excitation control device. An overvoltage protection device 12 is provided in a DC circuit that supplies a field current to the field winding 11 of the synchronous machine. A three-phase AC excitation power supply 13 is input to a thyristor rectifier 16 via an excitation transformer 14 and an AC circuit breaker 15, and the thyristor rectifier 16 operates by a gate signal from a gate pulse generator 17 to convert a three-phase AC to DC. To supply to the DC circuit.

過電圧保護装置12は、直流回路の過電圧保護と同期機が停止する際の界磁電流の放電の機能を担うものである。直流回路は、通常時は正極Pがプラス電圧であり負極Nがマイナス電圧であるが、同期機が停止する際の界磁電流の放電時には、負極Nがプラス電圧となり正極Pマイナス電圧となる過電圧が発生する。また、交流遮断器14の開放時に発生するアークにより正極Pがプラス電圧で負極Nがマイナス電圧である過電圧が発生する。また、通常運転中においても何らかの異常により直流回路の正極Pおよび負極Nの間に過電圧が発生する。   The overvoltage protection device 12 is responsible for the overvoltage protection of the DC circuit and the function of discharging the field current when the synchronous machine stops. In the DC circuit, normally, the positive electrode P has a positive voltage and the negative electrode N has a negative voltage. However, when the field current is discharged when the synchronous machine is stopped, the negative electrode N becomes a positive voltage and the positive voltage becomes a negative voltage. Will occur. Further, an arc generated when the AC circuit breaker 14 is opened causes an overvoltage in which the positive electrode P is a positive voltage and the negative electrode N is a negative voltage. Further, even during normal operation, an overvoltage occurs between the positive electrode P and the negative electrode N of the DC circuit due to some abnormality.

過電圧保護装置12は、直流回路の正極Pおよび負極Nの間に発生した過電圧を抑制するものであり、正極Pの電圧が負極Nの電圧より高い過電圧の発生(P>N方向)時は実線矢印で示す方向で動作し、負極Nの電圧が正極Pの電圧より高い過電圧の発生(P<N方向)時は破線矢印で示す方向で動作する。   The overvoltage protection device 12 suppresses an overvoltage generated between the positive electrode P and the negative electrode N of the DC circuit, and a solid line when an overvoltage is generated where the voltage of the positive electrode P is higher than the voltage of the negative electrode N (P> N direction). It operates in the direction indicated by the arrow, and when an overvoltage occurs where the voltage at the negative electrode N is higher than the voltage at the positive electrode P (P <N direction), the operation is performed in the direction indicated by the dashed arrow.

過電圧の検出は過電圧ブレーク素子18で行われ、過電圧の極性の判別はダイオードブリッジ回路19で行われる。すなわち、直流回路の正極Pとダイオードブリッジ回路19とはダイオードD1および電流抑制抵抗R1を介して接続され、ダイオードブリッジ回路19からサイリスタS1にゲート信号が与えられるように接続されている。また、直流回路の負極Nとダイオードブリッジ回路19とは放電抵抗R2およびダイオードD2を介して接続され、ダイオードブリッジ回路19から電流抑制抵抗R1を介してサイリスタS2にゲート信号が与えられるように接続されている。   The overvoltage is detected by the overvoltage break element 18, and the polarity of the overvoltage is determined by the diode bridge circuit 19. That is, the positive electrode P of the DC circuit and the diode bridge circuit 19 are connected via the diode D1 and the current suppression resistor R1, and are connected so that a gate signal is given from the diode bridge circuit 19 to the thyristor S1. Further, the negative electrode N of the DC circuit and the diode bridge circuit 19 are connected via a discharge resistor R2 and a diode D2, and are connected so that a gate signal is applied from the diode bridge circuit 19 to a thyristor S2 via a current suppression resistor R1. ing.

いま、図19に示すように時刻t0において、直流回路の正極Pと負極Nとの間にP>N方向で電圧が上昇を始めたとする。そして、時刻t1に過電圧ブレーク素子18が有する固有のブレーク電圧VBOに達すると、ダイオードD1および電流抑制抵抗R1を介してダイオードブリッジ回路19および過電圧ブレーク素子18に実線矢印の方向の電流が流れ、さらに、サイリスタS1のゲートとカソードとの間(以下GK間と称す)および放電抵抗R2の順路で電流が流れる。サイリスタS1はゲート電流が流れるためサイリスタS1はアノードとカソードとの間(以下AK間と称す)が導通する。この導通期間は数μsec(Tw)である。その後の時刻t2にAK間電圧はほぼゼロになる。これに伴い、放電抵抗R2の電圧VR2が発生する。 Now, as shown in FIG. 19, it is assumed that the voltage starts increasing in the P> N direction between the positive electrode P and the negative electrode N of the DC circuit at time t0. When the time t1 reaches a specific break voltage V BO having an overvoltage break element 18, the direction of current solid arrow flows through the diode bridge circuit 19 and overvoltage break element 18 via the diode D1 and the current suppressing resistor R1, Furthermore, a current flows between the gate and the cathode of the thyristor S1 (hereinafter referred to as GK) and the normal path of the discharge resistor R2. Since a gate current flows through the thyristor S1, the thyristor S1 is electrically connected between the anode and the cathode (hereinafter referred to as AK). This conduction period is several μsec (Tw). Thereafter, the voltage between AKs becomes almost zero at time t2. Along with this, a voltage VR2 of the discharge resistor R2 is generated.

一方、直流回路の正極Pと負極Nとの間にP<N方向で電圧が異常に大きくなり始める場合は、時刻t1に過電圧ブレーク素子18が有する固有のブレーク電圧VBOに達すると、放電抵抗R2およびダイオードD2を介して、ダイオードブリッジ回路19および過電圧ブレーク素子18の方向に電流が流れ、さらに電流抑制抵抗R1からサイリスタS2のGK間の順路で電流が流れる。サイリスタS2はゲート電流が注入されるとAK間が導通し、数μsec(Tw)後の時刻t2にAK間電圧はほぼゼロになる。 On the other hand, when the voltage starts to abnormally large at P <N direction between the positive electrode P and a negative electrode N of the DC circuit reaches the specific break voltage V BO having an overvoltage break element 18 at time t1, the discharge resistor A current flows in the direction of the diode bridge circuit 19 and the overvoltage break element 18 via R2 and the diode D2, and further a current flows in a normal path between the current suppression resistor R1 and GK of the thyristor S2. When a gate current is injected into the thyristor S2, the AK becomes conductive, and the voltage between the AKs becomes almost zero at time t2 after several μsec (Tw).

なお、放電抵抗R2、ダイオードD2、ダイオードブリッジ回路19、過電圧ブレーク素子18、電流抑制抵抗R1およびダイオードD1で構成されるP<N方向の過電圧保護回路は、同期機を緊急停止する場合の界磁電流の放電回路としても使用される。   Note that the P <N direction overvoltage protection circuit composed of the discharge resistor R2, the diode D2, the diode bridge circuit 19, the overvoltage break element 18, the current suppression resistor R1, and the diode D1 is a field for emergency stop of the synchronous machine. It is also used as a current discharge circuit.

同期機の緊急停止の場合は、界磁電流が流れている状態で交流遮断器15を遮断することになる。このとき、同期機の界磁巻線11は大きなリアクトルL分をもつので電流は瞬時にはゼロにはなり得ないことから、界磁巻線11の直流回路のP−N間には、L・di/dtでP<N方向の大きな電圧が発生する。従って、交流遮断器15の遮断接点の極間は瞬時には遮断できずアークでつながる。この場合、P−N間に過電圧ブレーク素子18のブレーク電圧VBOより大きな電圧が発生すれば、過電圧保護動作により放電抵抗R2とサイリスタS2とのルートに界磁電流がバイパスすることになり交流遮断器15は遮断される。
特開2003−229398号公報
In the case of an emergency stop of the synchronous machine, the AC circuit breaker 15 is cut off while a field current is flowing. At this time, since the field winding 11 of the synchronous machine has a large reactor L, the current cannot be instantaneously zero, and therefore, L between the PN of the DC circuit of the field winding 11 is L. A large voltage in the P <N direction is generated at di / dt. Therefore, the gap between the breaking contacts of the AC circuit breaker 15 cannot be cut off instantaneously but is connected by an arc. In this case, if a voltage higher than the break voltage V BO of the overvoltage break element 18 is generated between P and N, the field current bypasses the route between the discharge resistor R2 and the thyristor S2 by the overvoltage protection operation, and the AC is cut off. The device 15 is shut off.
JP 2003-229398 A

ところが、このような従来の励磁制御装置では、過電圧保護装置12のサイリスタS1、S2へのゲート電流の供給時間Twが極端に短いので、サイリスタS1、S2が壊れる可能性があり、また、同期機の緊急停止時に交流遮断器15に極端な負担がかかり、交流遮断器15の寿命を大きく消耗したり損傷する可能性がある。   However, in such a conventional excitation control device, since the supply time Tw of the gate current to the thyristors S1 and S2 of the overvoltage protection device 12 is extremely short, the thyristors S1 and S2 may be broken, and the synchronous machine During an emergency stop, an excessive load is applied to the AC circuit breaker 15, and the life of the AC circuit breaker 15 may be greatly consumed or damaged.

すなわち、直流回路の正極Pと負極Nとの間の電圧が過電圧ブレーク素子18のブレーク電圧VBOを超えると、その極性にしたがいサイリスタS1、S2が導通し、AK間電圧が数μsecでほぼゼロになり、その後は直流回路の正極Pと負極Nとの間の電圧のほとんどは放電抵抗R2に負荷される。従って、電流抑制抵抗R1に電流が流れる時間は数μsecである。このため、サイリスタS1、S2の内部では充分に拡散が出来ず、電流が接合面全体でなく狭い範囲に集中して流れ、この部分の過熱によりサイリスタS1、S2が破損する可能性がある。 That is, when the voltage between the positive electrode P and a negative electrode N of the DC circuit exceeds the break voltage V BO of the overvoltage break element 18, thyristors S1, S2 is conductive in accordance with their polarity, substantially zero AK voltage is several μsec After that, most of the voltage between the positive electrode P and the negative electrode N of the DC circuit is loaded on the discharge resistor R2. Therefore, the time for the current to flow through the current suppressing resistor R1 is several μsec. For this reason, the thyristors S1 and S2 cannot be sufficiently diffused in the thyristors S1 and S2, and the current flows in a narrow range rather than the entire joint surface, and the thyristors S1 and S2 may be damaged by overheating of this portion.

また、同期機の緊急停止で界磁巻線11に界磁電流が流れている状態で交流遮断器15を緊急遮断する場合、交流遮断器15の遮断極間に発生する電圧が過電圧ブレーク素子18のブレーク電圧VBOを超過してP<N方向の過電圧保護回路が動作して界磁電流が放電抵抗R2およびサイリスタS2にバイパスすることを期待しているが、ブレーク電圧VBOは運転継続を要求される過渡時を含めて通常発生し得る電圧よりかなり大きい電圧であり、交流遮断器15の遮断極間に容易に発生できるような電圧より大きい。交流遮断器15の遮断極間にブレーク電圧VBOより大きな電圧が発生しない場合は、遮断極間がアークでつながることで界磁電流が交流遮断器15で遮断できる値まで徐徐に減衰するまで遮断できない。この場合は、交流遮断器15はその寿命を大きく消耗するか、または最悪破損する。 When the AC circuit breaker 15 is urgently shut off in a state where a field current is flowing through the field winding 11 due to an emergency stop of the synchronous machine, the voltage generated between the breaking poles of the AC circuit breaker 15 is the overvoltage break element 18. The break voltage V BO is exceeded and the P <N direction overvoltage protection circuit operates to expect the field current to be bypassed to the discharge resistor R2 and the thyristor S2, but the break voltage V BO continues to operate. The voltage is much larger than the voltage that can be normally generated including the required transient time, and is larger than the voltage that can be easily generated between the breaking poles of the AC breaker 15. When a voltage larger than the break voltage V BO is not generated between the breaker poles of the AC breaker 15, the breaker electrode is interrupted until the field current is gradually attenuated to a value that can be interrupted by the AC breaker 15 by connecting the breaker poles with an arc. Can not. In this case, the AC circuit breaker 15 greatly consumes its life or is worst damaged.

本発明の目的は、過電圧保護装置の破損や交流遮断器の劣化を防止できる同期機の励磁制御装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an excitation control device for a synchronous machine that can prevent damage to an overvoltage protection device and deterioration of an AC circuit breaker.

本発明の同期機の励磁制御装置は、同期機の界磁巻線に界磁電流を供給する直流回路に過電圧保護装置を備え、交流遮断器を介して入力される交流励磁電源をサイリスタ整流器で直流に変換し直流回路に供給する同期機の励磁制御装置において、過電圧保護装置は、サイリスタ整流器と並列に接続され直流回路の正極側がプラス方向に過電圧となったときに動作する正極性過電圧保護回路と、サイリスタ整流器および正極過電圧保護回路と並列に接続され直列回路の負極側がプラス方向に過電圧となったときに動作する負極性過電圧保護回路とを備え、正極性過電圧保護回路および負極性過電圧保護回路は、直流回路の両端電圧が過電圧となったときにオンするサイリスタとそのサイリスタへの印加電圧を抑制する抵抗との直列回路と、直流回路の両端電圧が印加され直流回路の両端に過電圧が発生したときにサイリスタにゲート電流を継続して供給するゲートトリッガ回路とから構成されたことを特徴とする。   An excitation control device for a synchronous machine of the present invention includes an overvoltage protection device in a DC circuit that supplies a field current to a field winding of the synchronous machine, and an AC excitation power input through an AC circuit breaker is a thyristor rectifier. In the synchronous machine excitation control device that converts to DC and supplies to the DC circuit, the overvoltage protection device is connected in parallel with the thyristor rectifier and operates when the positive side of the DC circuit becomes overvoltage in the positive direction. And a negative polarity overvoltage protection circuit that is connected in parallel with the thyristor rectifier and the positive polarity overvoltage protection circuit and that operates when the negative side of the series circuit becomes an overvoltage in the positive direction, the positive polarity overvoltage protection circuit and the negative polarity overvoltage protection circuit Is a series circuit of a thyristor that turns on when the voltage across the DC circuit becomes an overvoltage and a resistor that suppresses the voltage applied to the thyristor, Characterized in that it consists of a gate Torigga circuit supplies to continue gate current to the thyristor when an overvoltage across the DC circuit voltage across the road is applied occurs.

また、本発明の同期機の励磁制御装置は、同期機の界磁巻線に界磁電流を供給する直流回路に、交流遮断器を介して入力される交流励磁電源をサイリスタ整流器で直流に変換して供給する同期機の励磁制御装置において、交流励磁電源の3相を入力とし6アームのグレッツ接続で構成され順次2アームを導通させて交流励磁電源の3相を整流するサイリスタ整流器と、サイリスタ整流器の6アームのうちの2アームに順次ゲート信号を出力するゲートパルス発生器とを備え、ゲートパルス発生器は、外部からのゲートパルス停止信号により、サイリスタ整流器に印加される交流励磁電源の3相のうちのいずれか2相に接続される2組の4アームへのゲートパルスを停止し、残りの1相に接続される2アームの導通を維持することを特徴とする。   Further, the excitation control device for a synchronous machine according to the present invention converts an AC excitation power input through an AC circuit breaker into a DC by a thyristor rectifier to a DC circuit that supplies a field current to the field winding of the synchronous machine. A thyristor rectifier that rectifies the three phases of the AC excitation power source by sequentially connecting the two arms and receiving the three phases of the AC excitation power source. A gate pulse generator that sequentially outputs a gate signal to two of the six arms of the rectifier, and the gate pulse generator 3 of the AC excitation power source that is applied to the thyristor rectifier by an external gate pulse stop signal. The gate pulse to two sets of four arms connected to any two phases of the phases is stopped, and conduction of the two arms connected to the remaining one phase is maintained.

本発明によれば、同期機の界磁巻線の直流回路の両端に過電圧が発生したときに過電圧保護装置のサイリスタにゲート電流を継続して供給するので、過電圧保護装置のサイリスタでの電荷の拡散が適正に行われ過電圧保護装置のサイリスタの破壊を防止できる。また、交流遮断器の遮断指令があったとき過電圧防止装置のパルス発生器は、交流励磁電源の周波数より数倍大きい周波数の連続パルスをサイリスタのゲートに供給しサイリスタを断続的に導通させているので、交流遮断器の遮断時には遮断極間に発生する電圧を低くすることができ遮断極間がアークでつながることを防止できる。さらに、交流遮断器の遮断指令があったときサイリスタ整流器の2相に接続されるアームを非導通とし、残りの1相に接続される2アームの導通を維持するので、交流遮断器の遮断時に遮断極間に発生する電圧を低くすることができ遮断極間がアークでつながることを防止できる。   According to the present invention, the gate current is continuously supplied to the thyristor of the overvoltage protection device when an overvoltage occurs at both ends of the DC circuit of the field winding of the synchronous machine. Diffusion is performed properly and destruction of the thyristor of the overvoltage protection device can be prevented. In addition, when an AC circuit breaker shut-off command is issued, the pulse generator of the overvoltage prevention device supplies a continuous pulse having a frequency several times larger than the frequency of the AC excitation power source to the thyristor gate to intermittently turn on the thyristor. Therefore, when the AC circuit breaker is interrupted, the voltage generated between the interrupting poles can be lowered, and the arcs between the interrupting poles can be prevented. Further, when the AC circuit breaker is instructed to shut off, the arm connected to the two phases of the thyristor rectifier is made non-conductive, and the two arms connected to the remaining one phase are kept conductive. The voltage generated between the breaking poles can be lowered, and the breaking poles can be prevented from being connected by an arc.

以下、本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図、図2は本発明の第1の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置における過電圧保護装置の動作説明図である。図1において、3相の交流励磁電源13は励磁変圧器14および交流遮断器15を介してサイリスタ整流器16に入力され、サイリスタ整流器16はゲートパルス発生器17からのゲート信号で動作し3相交流を直流に変換して、同期機の界磁巻線11に界磁電流を供給する直流回路に供給する。交流遮断器15としては、気中遮断器ACBあるいは真空遮断器VCBが使用される。   Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an excitation control device for a synchronous machine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram of an overvoltage protection device in the excitation control device for the synchronous machine according to the first embodiment of the present invention. It is operation | movement explanatory drawing. In FIG. 1, a three-phase AC excitation power supply 13 is input to a thyristor rectifier 16 via an excitation transformer 14 and an AC circuit breaker 15, and the thyristor rectifier 16 operates by a gate signal from a gate pulse generator 17 and operates as a three-phase AC. Is converted to a direct current and supplied to a DC circuit for supplying a field current to the field winding 11 of the synchronous machine. As the AC circuit breaker 15, an air circuit breaker ACB or a vacuum circuit breaker VCB is used.

過電圧保護装置12は界磁電流を供給する直流回路にサイリスタ整流器16と並列に接続され、直流回路の正極側がプラス方向に過電圧となったときに動作する正極性過電圧保護回路20と、直列回路の負極側がプラス方向に過電圧となったときに動作する負極性過電圧保護回路21とから構成される。   The overvoltage protection device 12 is connected in parallel to the thyristor rectifier 16 to a DC circuit that supplies a field current, and operates when a positive side of the DC circuit becomes overvoltage in the positive direction, and a series circuit It comprises a negative polarity overvoltage protection circuit 21 that operates when the negative side becomes an overvoltage in the positive direction.

正極性過電圧保護回路20は、直流回路の正極Pおよび負極N間の両端電圧が過電圧となったときにオンするサイリスタS1と、このサイリスタS1への印加電圧を抑制する抵抗R3との直列回路が接続され、また、直流回路の両端に過電圧が発生したときにサイリスタS1にゲート電流を継続して供給するゲートトリッガ回路22が、サイリスタS1のゲートとカソード間の逆過電圧保護用のダイオードD2を介して直流回路の両端に接続されている。   The positive overvoltage protection circuit 20 includes a series circuit of a thyristor S1 that is turned on when the voltage across the positive electrode P and the negative electrode N of the DC circuit becomes an overvoltage, and a resistor R3 that suppresses the voltage applied to the thyristor S1. A gate trigger circuit 22 that is connected and continuously supplies a gate current to the thyristor S1 when an overvoltage occurs at both ends of the DC circuit is connected via a diode D2 for reverse overvoltage protection between the gate and the cathode of the thyristor S1. Connected to both ends of the DC circuit.

また、負極性過電圧保護回路21も同様に、直流回路の正極Pおよび負極N間の両端電圧が過電圧となったときにオンするサイリスタS2と、このサイリスタS2への印加電圧を抑制する抵抗R2との直列回路が接続され、また、直流回路の両端に過電圧が発生したときにサイリスタS2にゲート電流を継続して供給するゲートトリッガ回路23が、サイリスタS2のゲートとカソード間の逆過電圧保護用のダイオードD1を介して直流回路の両端に接続されている。   Similarly, the negative overvoltage protection circuit 21 also has a thyristor S2 that turns on when the voltage across the positive electrode P and negative electrode N of the DC circuit becomes an overvoltage, and a resistor R2 that suppresses the voltage applied to the thyristor S2. In addition, a gate trigger circuit 23 that continuously supplies a gate current to the thyristor S2 when an overvoltage is generated at both ends of the DC circuit is connected to a reverse overvoltage protection between the gate and the cathode of the thyristor S2. It is connected to both ends of the DC circuit via a diode D1.

さらに、ゲートトリッガ回路22、23は、それぞれ逆方向阻止用のダイオードD3、D4と、電流抑制抵抗R4、R5と、過電圧ブレーク素子B1、B2との直列回路で形成されている。正極性過電圧保護回路20と負極性過電圧保護回路21とは回路要素を供給しないでそれぞれ独立に形成されている。   Further, the gate trigger circuits 22 and 23 are formed of series circuits of reverse blocking diodes D3 and D4, current suppression resistors R4 and R5, and overvoltage break elements B1 and B2, respectively. The positive overvoltage protection circuit 20 and the negative overvoltage protection circuit 21 are formed independently without supplying circuit elements.

いま、図2に示すように時刻t0において、直流回路の正極Pと負極Nとの間にP>N方向で電圧が上昇を始めとする。この場合、過電圧保護装置12の正極性過電圧保護回路20が動作することになる。すなわち、直流回路の正極Pと負極Nとの間の電圧が時刻t1にゲートトリッガ回路22の過電圧ブレーク素子B1が有する固有のブレーク電圧VBOに達すると、電流抑制抵抗R4、ダイオードD3を介してサイリスタS1のGK間にゲート電流が流れサイリスタS1のAK間が導通する。 Now, as shown in FIG. 2, at time t0, the voltage starts to increase between the positive electrode P and the negative electrode N of the DC circuit in the direction of P> N. In this case, the positive overvoltage protection circuit 20 of the overvoltage protection device 12 operates. In other words, reaches the specific break voltage V BO voltage having an overvoltage break element B1 gate Torigga circuit 22 at time t1 between the positive electrode P and a negative electrode N of the DC circuit, through the current suppressing resistor R4, the diode D3 A gate current flows between GK of the thyristor S1, and AK of the thyristor S1 becomes conductive.

この場合、数μsec(Tw)後の時刻t2にサイリスタS1のAK間電圧はほぼゼロになるが、抵抗R3によりサイリスタS1と抵抗R3との直列回路の電圧は直流回路の正極Pと負極NとのPN間の電圧VPNに維持される。また、過電圧ブレーク素子B1、電流抑制抵抗R4、ダイオードD3およびサイリスタS1のGK間から構成されるゲート電流供給回路には、直流回路の正極Pと負極NとのPN間の電圧VPNが継続して印加され、サイリスタS1には継続して充分のゲート電流が注入される。従って、サイリスタS1は充分に電荷が拡散されて、電流は接合面全体に平均して流れ、部分過熱による損傷の可能性は払拭される。 In this case, the voltage between the AKs of the thyristor S1 becomes substantially zero at time t2 after several μsec (Tw), but the voltage of the series circuit of the thyristor S1 and the resistor R3 is caused by the resistor R3 to the positive electrode P and the negative electrode N of the DC circuit. It is maintained in the voltage V PN between PN. In addition, the voltage V PN between the positive electrode P and the negative electrode N of the DC circuit continues in the gate current supply circuit configured between the GK of the overvoltage break element B1, the current suppressing resistor R4, the diode D3, and the thyristor S1. A sufficient gate current is continuously injected into the thyristor S1. Therefore, the thyristor S1 is sufficiently diffused in electric charge, and the current flows on the entire junction surface on average, and the possibility of damage due to partial overheating is eliminated.

一方、直流回路の正極Pと負極Nとの間にP<N方向で電圧が異常に大きくなった場合も同様の動作であり、サイリスタS2も部分過熱による損傷の可能性はなくなる。   On the other hand, when the voltage is abnormally increased in the P <N direction between the positive electrode P and the negative electrode N of the DC circuit, the same operation is performed, and the thyristor S2 is not likely to be damaged due to partial overheating.

以上の説明では、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に交流遮断器15を設けた場合について説明したが、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に交流遮断器15を設けるようにしてもよい。好ましくは、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に設ける交流遮断器15は気中遮断器ACBとし、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に設ける交流遮断器15は真空遮断器VCBとする。   Although the case where the AC circuit breaker 15 is provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 has been described above, the AC circuit breaker 15 is provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14. May be provided. Preferably, the AC circuit breaker 15 provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 is an air circuit breaker ACB, and the AC circuit breaker 15 provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14 is The vacuum circuit breaker VCB.

第1の実施の形態によれば、過電圧保護装置12の正極性過電圧保護回路20と負極性過電圧保護回路21とを回路要素を供給しないでそれぞれ独立に形成し、同期機の界磁巻線の直流回路の両端に過電圧が発生したときに過電圧保護装置12の正極性過電圧保護回路20と負極性過電圧保護回路21とは、それぞれ独立して、サイリスタS1、S2にゲート電流を継続して供給するので、過電圧保護装置12のサイリスタS1、S2での電荷の拡散が適正に行われ、過電圧保護装置12のサイリスタS1、S2の破壊を防止できる。   According to the first embodiment, the positive polarity overvoltage protection circuit 20 and the negative polarity overvoltage protection circuit 21 of the overvoltage protection device 12 are formed independently without supplying circuit elements, and the field windings of the synchronous machine are formed. When an overvoltage occurs at both ends of the DC circuit, the positive polarity overvoltage protection circuit 20 and the negative polarity overvoltage protection circuit 21 of the overvoltage protection device 12 each independently supply a gate current to the thyristors S1 and S2. Therefore, the charge diffusion is appropriately performed in the thyristors S1 and S2 of the overvoltage protection device 12, and the destruction of the thyristors S1 and S2 of the overvoltage protection device 12 can be prevented.

次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。図3は本発明の第2の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図である。この第2の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、過電圧保護装置12の負極性過電圧保護回路21に連続パルス発生器24を追加して設けたものである。図1に示した第1の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a circuit configuration diagram of an excitation control device for a synchronous machine according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, a continuous pulse generator 24 is added to the negative polarity overvoltage protection circuit 21 of the overvoltage protection device 12 with respect to the first embodiment shown in FIG. The same elements as those in the first embodiment shown in FIG.

連続パルス発生器24は、交流遮断器15の遮断指令があったときは、交流励磁電源13の周波数より数倍大きい周波数の連続パルスをサイリスタS2のゲートに供給しサイリスタS2を断続的に導通させる。すなわち、連続パルス発生器24は、図4に示すように同期機を停止するために交流遮断器15に出力される遮断指令があったときは、サイリスタS2のゲートとカソードとの間へ連続パルスを印加する。これにより、直流回路の正極Pと負極Nとの間に発生する電圧がゲートトリッガ回路23の過電圧ブレーク素子B2のブレーク電圧VBOになる以前にサイリスタS2を導通させることができ、直流回路の正極Pと負極Nとの間に発生する過電圧を防止する。 The continuous pulse generator 24 supplies a continuous pulse having a frequency several times larger than the frequency of the AC excitation power supply 13 to the gate of the thyristor S2 when the AC breaker 15 is instructed to cut off, thereby turning on the thyristor S2 intermittently. . That is, as shown in FIG. 4, the continuous pulse generator 24 outputs a continuous pulse between the gate and the cathode of the thyristor S2 when there is a cutoff command output to the AC circuit breaker 15 to stop the synchronous machine. Apply. Thereby, the thyristor S2 can be turned on before the voltage generated between the positive electrode P and the negative electrode N of the DC circuit becomes the break voltage V BO of the overvoltage break element B2 of the gate trigger circuit 23, and the positive electrode of the DC circuit An overvoltage generated between P and the negative electrode N is prevented.

図5は連続パルス発生器24を有していない場合のサイリスタ整流器16の入出力電圧の特性図、図6は連続パルス発生器24を設けた本発明の第2の実施の形態の場合のサイリスタ整流器16の入出力電圧の特性図である。   FIG. 5 is a characteristic diagram of the input / output voltage of the thyristor rectifier 16 when the continuous pulse generator 24 is not provided, and FIG. 6 is a thyristor according to the second embodiment of the present invention in which the continuous pulse generator 24 is provided. 6 is a characteristic diagram of input / output voltages of the rectifier 16. FIG.

同期機を停止する場合には、交流遮断器15に遮断指令が出力されるとともにサイリスタ整流器16にゲートパルス停止指令が出力される。交流遮断器15への遮断指令が出力されてから、実際に交流遮断器15が遮断を開始するまでには時間遅れがあり、同様に、サイリスタ整流器16へのゲートパルス停止指令が出力されてから、実際にサイリスタ整流器16がゲートパルスの発生を停止するまでには時間遅れがある。   When stopping the synchronous machine, a cutoff command is output to the AC circuit breaker 15 and a gate pulse stop command is output to the thyristor rectifier 16. There is a time delay after the interruption command to the AC circuit breaker 15 is output until the AC circuit breaker 15 actually starts the interruption. Similarly, after the gate pulse stop instruction to the thyristor rectifier 16 is output. Actually, there is a time delay until the thyristor rectifier 16 stops generating the gate pulse.

連続パルス発生器24を具備せずに交流遮断器を遮断した場合は、図5に示す特性となる。図5において、時点t0で実際にゲートパルスの発生停止が行われ、時点t1で実際に交流遮断器15が遮断を開始したとする。この場合、ゲートパルスの発生が停止したことに伴いサイリスタ整流器16の出力である直流電圧は、ゲートパルスの停止前に導通していたサイリスタ整流器16の2アームを介して単相交流電圧になり数msec以内に負電圧となる。そして、時点t1で交流遮断器15が遮断を開始しても負荷が大きなリアクトルを所持する同期機の界磁巻線11であるので簡単には遮断できない。   When the AC circuit breaker is interrupted without the continuous pulse generator 24, the characteristics shown in FIG. 5 are obtained. In FIG. 5, it is assumed that the generation of the gate pulse is actually stopped at time t0 and the AC circuit breaker 15 actually starts breaking at time t1. In this case, as the generation of the gate pulse is stopped, the DC voltage that is the output of the thyristor rectifier 16 becomes a single-phase AC voltage through the two arms of the thyristor rectifier 16 that has been conducted before the gate pulse is stopped, and is several Negative voltage within msec. And even if the AC circuit breaker 15 starts breaking at time t1, it cannot be easily broken because it is the field winding 11 of the synchronous machine having a large reactor.

負荷側である直流回路側では、電流が減少しようとするためにL・di/dtで大きな負電圧を発生する。従って、交流遮断器15の遮断極間はアークでつながったまま大きな電圧がかかる状態が続く。そして、時点t2になって直流回路の両端電圧がゲートトリッガ回路21のブレーク電圧VBO以上となったときに、ようやくサイリスタS2が導通し界磁電流の放電バイパス路ができ、サイリスタ整流器16の出力電圧が小さくなったときに交流遮断器15は遮断される。 On the DC circuit side that is the load side, a large negative voltage is generated at L · di / dt because the current tends to decrease. Accordingly, a state in which a large voltage is applied between the breaker poles of the AC breaker 15 while being connected by an arc continues. When the voltage across the DC circuit becomes equal to or higher than the break voltage V BO of the gate trigger circuit 21 at time t2, the thyristor S2 is finally turned on to form a field current discharge bypass, and the output of the thyristor rectifier 16 When the voltage becomes small, the AC circuit breaker 15 is cut off.

なお、ゲートトリッガ回路21のブレーク電圧VBOは、実効値と瞬時値との違い、アーム転流時の転流サージ、同期機の短時間許容過電圧、過電圧ブレーク素子B2のバラツキ等を考慮し、交流電圧実効値に比較してかなり大きな電圧に設定されている。従って、直流回路の両端電圧がゲートトリッガ回路21のブレーク電圧VBO以上となる間に、交流遮断器15の遮断極接点は激しく損耗することになる。 The break voltage V BO of the gate trigger circuit 21 takes into consideration the difference between the effective value and the instantaneous value, commutation surge at the time of arm commutation, short-time allowable overvoltage of the synchronous machine, variation of the overvoltage break element B2, etc. The voltage is set to be considerably larger than the AC voltage effective value. Therefore, while the voltage across the DC circuit becomes equal to or higher than the break voltage V BO of the gate trigger circuit 21, the breaking electrode contact of the AC circuit breaker 15 is severely worn.

そこで、第2の実施の形態では連続パルス発生器24を設け、交流遮断器15に出力される遮断指令があったときは、サイリスタS2のゲートとカソードとの間へ連続パルスを印加し、サイリスタS2を断続的に導通させ、直流回路の正極Pと負極Nとの間に発生する電圧がゲートトリッガ回路23の過電圧ブレーク素子B2のブレーク電圧VBOになる以前にサイリスタS2を導通させる。 Therefore, in the second embodiment, the continuous pulse generator 24 is provided, and when there is a cutoff command output to the AC circuit breaker 15, a continuous pulse is applied between the gate and the cathode of the thyristor S2, and the thyristor S2 intermittently to conduct, thereby turning on the positive electrode P and a previously thyristor S2, will break the voltage V BO of the overvoltage break element B2 gate Torigga circuit 23 is a voltage generated between the negative electrode N of the DC circuit.

図6において、時点t0で交流遮断器15への遮断指令があると、連続パルス発生器24はパルスを発生しサイリスタS2のゲートとカソードとの間へ連続パルスを印加する。これにより、サイリスタS2は断続的に導通する。   In FIG. 6, when there is a cutoff command to the AC breaker 15 at time t0, the continuous pulse generator 24 generates a pulse and applies a continuous pulse between the gate and the cathode of the thyristor S2. As a result, the thyristor S2 is intermittently conducted.

そして、時点t1でサイリスタ整流器16のゲートパルスが停止して直流回路が負電圧に移行すると、連続パルスがサイリスタS2に印加されているので、すぐにサイリスタS2は導通し界磁電流の放電バイパス路ができる。従って、時点t2で交流遮断器15が遮断を開始したときには、直流回路の両端電圧は小さい値となっており、そのため交流遮断器15は容易に遮断され、遮断極の接点には接点の寿命を大きく消耗するような負担は掛からない。   Then, when the gate pulse of the thyristor rectifier 16 stops at time t1 and the DC circuit shifts to a negative voltage, since the continuous pulse is applied to the thyristor S2, the thyristor S2 is immediately turned on and the field current discharge bypass path Can do. Therefore, when the AC circuit breaker 15 starts breaking at time t2, the voltage across the DC circuit has a small value, so that the AC circuit breaker 15 is easily cut off and the contact life of the contact of the breaker pole is reduced. There is no burden that can be consumed greatly.

以上の説明では、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に交流遮断器15を設けた場合について説明したが、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に交流遮断器15を設けるようにしてもよい。好ましくは、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に設ける交流遮断器15は気中遮断器ACBとし、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に設ける交流遮断器15は真空遮断器VCBとする。   Although the case where the AC circuit breaker 15 is provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 has been described above, the AC circuit breaker 15 is provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14. May be provided. Preferably, the AC circuit breaker 15 provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 is an air circuit breaker ACB, and the AC circuit breaker 15 provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14 is The vacuum circuit breaker VCB.

第2の実施の形態によれば、交流遮断器の遮断指令があったとき過電圧防止装置のパルス発生器は、交流励磁電源の周波数より数倍大きい周波数の連続パルスをサイリスタのゲートに供給しサイリスタを断続的に導通させているので、直流回路が負電圧に移行すると、すぐにサイリスタS2は導通し、交流遮断器の遮断時には遮断極間に発生する電圧を低くすることができ遮断極間がアークでつながることを防止できる。   According to the second embodiment, the pulse generator of the overvoltage prevention device supplies a continuous pulse having a frequency several times larger than the frequency of the AC excitation power source to the thyristor gate when an AC circuit breaker cutoff command is issued. As the DC circuit shifts to a negative voltage, the thyristor S2 is immediately turned on, and the voltage generated between the breaking electrodes can be lowered when the AC circuit breaker is cut off. It is possible to prevent connection by arc.

次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。図7は本発明の第3の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置における過電圧保護装置12の負極性過電圧保護回路21の回路構成図である。この第3の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、ゲートトリッガ回路23の過電圧ブレーク素子B2に代えて、複数個の過電圧ブレーク素子B21〜B2nを直列に接続した過電圧ブレーク回路25を設けたものである。図1のゲートトリッガ回路23と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a circuit configuration diagram of the negative polarity overvoltage protection circuit 21 of the overvoltage protection device 12 in the excitation control device of the synchronous machine according to the third embodiment of the present invention. This third embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a plurality of overvoltage break elements B21 to B2n are connected in series instead of the overvoltage break element B2 of the gate trigger circuit 23. An overvoltage break circuit 25 is provided. The same elements as those in the gate trigger circuit 23 of FIG.

図7において、ゲートトリッガ回路23に組み込まれた過電圧ブレーク回路25は、複数個の過電圧ブレーク素子B21〜B2nを直列に接続して構成されている。各々の過電圧ブレーク素子B21〜B2nは固有のブレーク電圧VBO21〜VBO2nを有しており、これら複数個の過電圧ブレーク素子B21〜B2nのブレーク電圧VBO21〜VBO2nの合計が過電圧ブレーク回路25全体のブレーク電圧VBOとなる。 In FIG. 7, an overvoltage break circuit 25 incorporated in the gate trigger circuit 23 is configured by connecting a plurality of overvoltage break elements B21 to B2n in series. Each overvoltage break elements B21~B2n has a specific break voltage V BO21 ~V BO2n, total overall overvoltage break circuit 25 of the break voltage V BO21 ~V BO2n of plural overvoltage break element B21~B2n Break voltage VBO .

図8は、過電圧ブレーク素子B21〜B2nの電圧電流の特性図である。過電圧ブレーク素子B21〜B2nに印加される電圧がブレーク電圧VBOを越すと短絡動作が開始し、電流が保持電流I以上であればその短絡状態を継続する。このような電流電圧特性を有する過電圧ブレーク素子B21〜B2nを直列に接続するので、過電圧ブレーク回路25全体のブレーク電圧VBOは、これら複数個の過電圧ブレーク素子B21〜B2nのブレーク電圧VBO21〜VBO2nの合計となる。過電圧ブレーク素子B21〜B2nとしては、例えば、双方向2端子のサイリスタ構造で構成される新電元工業株式会社製のサイダック(登録商標)を使用する。 FIG. 8 is a characteristic diagram of voltage / current of the overvoltage break elements B21 to B2n. The voltage applied to the overvoltage break element B21~B2n is started with short operation Kosu break voltage V BO, continues the short circuit condition if the current holding current I H or more. Since the overvoltage break elements B21 to B2n having such current-voltage characteristics are connected in series, the break voltage V BO of the entire overvoltage break circuit 25 is set to the break voltages V BO21 to VBO of the plurality of overvoltage break elements B21 to B2n. This is the sum of BO2n . As the overvoltage break elements B21 to B2n, for example, Sidac (registered trademark) made by Shindengen Electric Industry Co., Ltd., which has a thyristor structure having two bidirectional terminals, is used.

第3の実施の形態によれば、同期機の励磁制御装置の過電圧保護装置12に要求されるブレーク電圧VBOに見合った過電圧ブレーク素子B21〜B2nの直列数を選択することで、ブレーク電圧値を設定することが可能となる。 The According to the third embodiment, by selecting the serial number of the overvoltage break elements B21~B2n commensurate with the break voltage V BO required for overvoltage protector 12 of the excitation controller for a synchronous machine, the break voltage Can be set.

次に、本発明の第4の実施の形態を説明する。図9は本発明の第4の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図である。この第4の実施の形態は、図7に示した第3の実施の形態に対し、ゲートトリッガ回路23の過電圧ブレーク回路25は、複数個の過電圧ブレーク素子B21〜B2nのうちの1個または複数個を短絡する接点26を有し、交流遮断器15の遮断指令があったときは、その接点26をオンして、過電圧ブレーク回路23のブレーク電圧値を小さくするようにしたものである。図1および図7と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a circuit configuration diagram of an excitation control device for a synchronous machine according to the fourth embodiment of the present invention. This fourth embodiment is different from the third embodiment shown in FIG. 7 in that the overvoltage break circuit 25 of the gate trigger circuit 23 includes one or more of a plurality of overvoltage break elements B21 to B2n. When the AC breaker 15 is instructed to shut off, the contact 26 is turned on to reduce the break voltage value of the overvoltage break circuit 23. The same elements as those in FIG. 1 and FIG.

逆極性過電圧保護回路21の過電圧ブレーク回路23は、複数の過電圧ブレーク素子B21〜B2nの直列回路および接点26で構成され、接点26は界磁遮断時の放電動作のときに複数の過電圧ブレーク素子B21〜B2nの中の1つまたはいくつかの複数の過電圧ブレーク素子Bを橋絡して、過電圧ブレーク回路23全体のブレーク電圧値を小さくする動作を行う。   The overvoltage break circuit 23 of the reverse polarity overvoltage protection circuit 21 includes a series circuit of a plurality of overvoltage break elements B21 to B2n and a contact 26. The contact 26 is a plurality of overvoltage break elements B21 during a discharge operation at the time of field interruption. The operation of reducing the break voltage value of the entire overvoltage break circuit 23 is performed by bridging one or some of the plurality of overvoltage break elements B in .about.B2n.

図10は過電圧ブレーク回路23の動作説明図である。交流遮断器15への遮断指令が出力される時点t0の以前においては、交流遮断器15の遮断による界磁電流のバイパス放電に起因しない過電圧保護動作の場合であるので、過電圧ブレーク回路23全体のブレーク電圧VBOを大きく設定しておく。これにより、通常運転時の過電圧に対する保護動作を行う。一方、交流遮断器15への遮断指令が出力された時点t0以降においては、交流遮断器15のアーク放電を速やかに解消するために過電圧ブレーク回路23全体のブレーク電圧VBOを小さく設定する。つまり、接点26をオンして複数の過電圧ブレーク素子B21〜B2nの1つまたはいくつかの複数の過電圧ブレーク素子Bを橋絡して、過電圧ブレーク回路23全体のブレーク電圧VBOを小さくする。 FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the overvoltage break circuit 23. Before the time t0 when the interruption command to the AC circuit breaker 15 is output, the overvoltage protection operation is not caused by the bypass discharge of the field current due to the interruption of the AC circuit breaker 15, so the entire overvoltage break circuit 23 is The break voltage VBO is set large. As a result, a protection operation against overvoltage during normal operation is performed. On the other hand, after the time point t0 when the interruption command to the AC circuit breaker 15 is output, the break voltage V BO of the overvoltage break circuit 23 as a whole is set small in order to quickly eliminate the arc discharge of the AC circuit breaker 15. That is, the contact 26 is turned on to bridge one or some of the plurality of overvoltage break elements B21 to B2n, thereby reducing the break voltage V BO of the entire overvoltage break circuit 23.

以上の説明では、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に交流遮断器15を設けた場合について説明したが、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に交流遮断器15を設けるようにしてもよい。好ましくは、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に設ける交流遮断器15は気中遮断器ACBとし、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に設ける交流遮断器15は真空遮断器VCBとする。   Although the case where the AC circuit breaker 15 is provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 has been described above, the AC circuit breaker 15 is provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14. May be provided. Preferably, the AC circuit breaker 15 provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 is an air circuit breaker ACB, and the AC circuit breaker 15 provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14 is The vacuum circuit breaker VCB.

第4の実施の形態によれば、交流遮断器15の遮断による界磁電流のバイパス放電に起因しない過電圧保護動作の場合と、交流遮断器15の遮断による界磁電流のバイパス放電に起因する過電圧保護とにより、過電圧保護装置12の負極性過電圧保護回路21のブレーク電圧の切り替えを行うので、通常運転時の過電圧を適正に保護できるとともに、交流遮断器15の遮断時には交流遮断器15のアーク放電を速やかに解消できる。   According to the fourth embodiment, the overvoltage protection operation not caused by the bypass discharge of the field current due to the interruption of the AC breaker 15 and the overvoltage caused by the bypass discharge of the field current caused by the interruption of the AC breaker 15 Since the break voltage of the negative polarity overvoltage protection circuit 21 of the overvoltage protection device 12 is switched by the protection, it is possible to properly protect the overvoltage during normal operation, and arc discharge of the AC circuit breaker 15 when the AC circuit breaker 15 is cut off. Can be resolved quickly.

次に、本発明の第5の実施の形態を説明する。図11は本発明の第5の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図である。この第5の実施の形態は、図3に示した第2の実施の形態に対し、連続パルス発生器24は外部からのパルス発生開始指令aから時間カウントするタイマー回路27を有し、交流遮断器15の遮断指令があったとき、タイマー回路27に設定された時間遅れで連続パルスをサイリスタS2のゲートに供給開始するようにしたものである。図3と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a circuit configuration diagram of an excitation control device for a synchronous machine according to the fifth embodiment of the present invention. The fifth embodiment is different from the second embodiment shown in FIG. 3 in that the continuous pulse generator 24 has a timer circuit 27 for counting time from an external pulse generation start command a, and interrupts AC. When a shut-off command for the device 15 is received, supply of continuous pulses to the gate of the thyristor S2 is started with a time delay set in the timer circuit 27. The same elements as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

連続パルス発生器24はタイマー27とパルス発生器28とから構成され、外部からパルス発生開始指令aを受けるとタイマー27で設定される時間だけ遅れて連続パルスを発生する。   The continuous pulse generator 24 includes a timer 27 and a pulse generator 28. When a pulse generation start command a is received from the outside, the continuous pulse generator 24 generates a continuous pulse with a delay set by the timer 27.

図12は連続パルス発生器24にタイマー27を有していない場合の特性図であり、サイリスタ整流器16へのゲートパルス停止より連続パルスの発生が早い場合を示す。図12中、時点t0は交流遮断器15への遮断指令およびサイリスタ整流器16へのゲートパルス停止指令の時点、時点t1はサイリスタ整流器16がゲートパルスの発生を停止した時点、時点t2は界磁電流のバイパスが完了した時点、時点t3は交流遮断器15が遮断開始した時点である。   FIG. 12 is a characteristic diagram when the continuous pulse generator 24 does not have the timer 27, and shows a case where the generation of the continuous pulse is earlier than the stop of the gate pulse to the thyristor rectifier 16. In FIG. 12, time t0 is the time of the interruption command to the AC circuit breaker 15 and the gate pulse stop command to the thyristor rectifier 16, time t1 is the time when the thyristor rectifier 16 stops generating the gate pulse, and time t2 is the field current. The time point t3 is the time point when the AC circuit breaker 15 has started to break.

時点t0で交流遮断器15への遮断指令およびサイリスタ整流器16へのゲートパルス停止指令があると、連続パルス発生器24はパルスを発生しサイリスタS2のゲートとカソードとの間へ連続パルスを印加する。この場合には、この間わずかであるがサイリスタS2のアノードカソードへの印加電圧が負の状態でゲートパルスが印加される可能性がある。あるいは順方向でゲートパルスが印加され一旦導通した後にサイリスタ整流器16からの逆電圧で再びオフする状態もあり得る。励磁変圧器14の2次側電圧が非常に大きい場合は、このような状態の発生はサイリスタS2にとって好ましくない場合もある。   When there is a cutoff command to the AC circuit breaker 15 and a gate pulse stop command to the thyristor rectifier 16 at time t0, the continuous pulse generator 24 generates a pulse and applies a continuous pulse between the gate and the cathode of the thyristor S2. . In this case, there is a possibility that the gate pulse is applied while the voltage applied to the anode and cathode of the thyristor S2 is negative during this period. Alternatively, there may be a state in which a gate pulse is applied in the forward direction and is once turned on, and then turned off again by a reverse voltage from the thyristor rectifier 16. If the secondary voltage of the excitation transformer 14 is very large, the occurrence of such a state may not be preferable for the thyristor S2.

そこで、連続パルス発生器24のタイマー27で連続パルスの発生開始をサイリスタ整流器16のゲートパルス停止直後とする。図13は連続パルス発生器24にタイマー27を有している場合の特性図である。図13中、時点t1はサイリスタ整流器16がゲートパルスの発生を停止した時点、時点t2はタイマー回路27が連続パルス信号の出力を許可した時点、時点t3は交流遮断器15が遮断開始した時点である。連続パルス発生器24のタイマー27で連続パルスの発生開始をサイリスタ整流器16のゲートパルス停止直後にすることで、サイリスタS2が確実に順方向の時に導通して界磁電流のバイパス回路を形成させ、その直後には交流遮断器15を容易に遮断させることができる。   Therefore, the start of continuous pulse generation by the timer 27 of the continuous pulse generator 24 is set immediately after the gate pulse of the thyristor rectifier 16 is stopped. FIG. 13 is a characteristic diagram when the continuous pulse generator 24 has a timer 27. In FIG. 13, time t1 is the time when the thyristor rectifier 16 stops generating the gate pulse, time t2 is the time when the timer circuit 27 permits the output of the continuous pulse signal, and time t3 is the time when the AC circuit breaker 15 starts breaking. is there. By starting the continuous pulse generation immediately after the gate pulse of the thyristor rectifier 16 is stopped by the timer 27 of the continuous pulse generator 24, the thyristor S2 is surely turned on when it is in the forward direction to form a field current bypass circuit, Immediately thereafter, the AC circuit breaker 15 can be easily disconnected.

以上の説明では、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に交流遮断器15を設けた場合について説明したが、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に交流遮断器15を設けるようにしてもよい。好ましくは、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に設ける交流遮断器15は気中遮断器ACBとし、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に設ける交流遮断器15は真空遮断器VCBとする。   Although the case where the AC circuit breaker 15 is provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 has been described above, the AC circuit breaker 15 is provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14. May be provided. Preferably, the AC circuit breaker 15 provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 is an air circuit breaker ACB, and the AC circuit breaker 15 provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14 is The vacuum circuit breaker VCB.

第5の実施の形態によれば、放電方向のサイリスタS2を連続パルスで点弧させるにあたり、連続パルス発生器24のタイマー回路27で連続パルスの発生時点をサイリスタ整流器16に対してより良いタイミングとするので、サイリスタS2のアノードカソードへの印加電圧が負の状態でゲートパルスが印加されることを防止できる。また、順方向でゲートパルスが印加され一旦導通した後にサイリスタ整流器16からの逆電圧で再びオフする状態も防止できる。   According to the fifth embodiment, when the thyristor S2 in the discharge direction is ignited with a continuous pulse, the timer circuit 27 of the continuous pulse generator 24 sets the generation time of the continuous pulse to the thyristor rectifier 16 with better timing. Therefore, it is possible to prevent the gate pulse from being applied when the voltage applied to the anode and cathode of the thyristor S2 is negative. It is also possible to prevent a state in which the gate pulse is applied in the forward direction and once turned on, and then turned off again by the reverse voltage from the thyristor rectifier 16.

次に、本発明の第6の実施の形態を説明する。図14は本発明の第6の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図である。第6の実施の形態は、交直変換用のサイリスタ整流器16を界磁遮断時には界磁電流の放電バイパス回路として使用するものである。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a circuit configuration diagram of an excitation control device for a synchronous machine according to the sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, the AC / DC conversion thyristor rectifier 16 is used as a field current discharge bypass circuit when the field is cut off.

交流励磁電源13の3相電圧は、励磁変圧器14および交流遮断器15を介して、UVWおよびXYZの6アームのグレッツ接続で構成されたサイリスタ整流器16に入力される。サイリスタ整流器16は、ゲートパルス発生器17からのゲート信号により、UVWおよびXYZの6アームのうち順次2アームを導通させて交流励磁電源13の3相を整流する。   The three-phase voltage of the AC excitation power supply 13 is input via an excitation transformer 14 and an AC circuit breaker 15 to a thyristor rectifier 16 configured by a 6-arm Gretz connection of UVW and XYZ. The thyristor rectifier 16 rectifies the three phases of the AC excitation power supply 13 by sequentially turning on two of the six arms of UVW and XYZ by the gate signal from the gate pulse generator 17.

また、ゲートパルス発生器17は、外部からのゲートパルス停止信号GRにより、サイリスタ整流器16に印加される交流励磁電源13の3相のうちのいずれか2相に接続される2組の4アームへのゲートパルスを停止し、残りの1相に接続される2アームの導通を維持する。   The gate pulse generator 17 is connected to two sets of four arms connected to any two phases of the three phases of the AC excitation power supply 13 applied to the thyristor rectifier 16 by an external gate pulse stop signal GR. , And the conduction of the two arms connected to the remaining one phase is maintained.

すなわち、ゲートパルス発生器17はUアームパルス発生器17U、Xアームパルス発生器17X、Vアームパルス発生器17V、Yアームパルス発生器17Y、Wアームパルス発生器17W、Zアームパルス発生器17Zで構成され、外部からのゲートパルス停止信号GRにより、いずれか2相に接続される2組のアーム(例えばVY、WZのアーム)のゲートパルス発生を停止できる機能を有している。   That is, the gate pulse generator 17 includes a U arm pulse generator 17U, an X arm pulse generator 17X, a V arm pulse generator 17V, a Y arm pulse generator 17Y, a W arm pulse generator 17W, and a Z arm pulse generator 17Z. The gate pulse generation of two sets of arms connected to any two phases (for example, VY and WZ arms) can be stopped by an external gate pulse stop signal GR.

図15は、本発明の第6の実施の形態におけるサイリスタ整流器16の電圧波形の特性図である。時刻t0に交流遮断器15の遮断指令があったとすると、その遮断指令と同時にゲートパルス停止信号GRが出力され、サイリスタ整流器16の交流入力のうちV相とW相とに接続されるV、Y、WおよびZアームのサイリスタへのゲートパルスが停止される。これにより、時刻t1にはUアームとXアームとが導通し、界磁電流の放電回路となる。この時点で交流遮断器15の遮断極は遮断できる。   FIG. 15 is a characteristic diagram of the voltage waveform of the thyristor rectifier 16 in the sixth embodiment of the present invention. If the AC circuit breaker 15 is interrupted at time t0, the gate pulse stop signal GR is output simultaneously with the interrupt command, and V and Y connected to the V phase and W phase of the AC input of the thyristor rectifier 16 are output. , The gate pulses to the W and Z arm thyristors are stopped. As a result, at time t1, the U arm and the X arm are conducted to form a field current discharging circuit. At this time, the breaking pole of the AC breaker 15 can be cut off.

以上の説明では、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に交流遮断器15を設けた場合について説明したが、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に交流遮断器15を設けるようにしてもよい。好ましくは、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に設ける交流遮断器15は気中遮断器ACBとし、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に設ける交流遮断器15は真空遮断器VCBとする。   Although the case where the AC circuit breaker 15 is provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 has been described above, the AC circuit breaker 15 is provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14. May be provided. Preferably, the AC circuit breaker 15 provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 is an air circuit breaker ACB, and the AC circuit breaker 15 provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14 is The vacuum circuit breaker VCB.

第6の実施の形態によれば、交流遮断器の遮断指令があったときサイリスタ整流器の2相に接続されるアームを非導通とし、残りの1相に接続される2アームの導通を維持するので、交流遮断器の遮断時に遮断極間に発生する電圧を低くすることができ遮断極間がアークでつながることを防止できる。   According to the sixth embodiment, the arm connected to the two phases of the thyristor rectifier is made non-conductive when the AC circuit breaker cutoff command is issued, and the conduction of the two arms connected to the remaining one phase is maintained. Therefore, it is possible to reduce the voltage generated between the breaking electrodes when the AC circuit breaker is broken, and to prevent the breaking electrodes from being connected by an arc.

次に、本発明の第7の実施の形態を説明する。図16は本発明の第7の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図である。第7の実施の形態は、図14に示した第6の実施の形態に対し、ゲートパルス発生器17は、外部からのゲートパルス停止信号GRが入力されたとき、サイリスタ整流回路16のUVWおよびXYZの6アームのうち導通状態にある2アームの次に導通する2アームの導通を維持し、他の4アームへのゲートパルスを停止するようにしたものである。   Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 is a circuit configuration diagram of an excitation control device for a synchronous machine according to the seventh embodiment of the present invention. The seventh embodiment is different from the sixth embodiment shown in FIG. 14 in that the gate pulse generator 17 receives the UVW and thyristor rectifier circuit 16 when an external gate pulse stop signal GR is input. Of the six arms of XYZ, the conduction of the two arms that are conducted next to the two arms that are in the conducting state is maintained, and the gate pulse to the other four arms is stopped.

図16に示すように、ゲートパルス発生器17はUアームパルス発生器17U、Xアームパルス発生器17X、Vアームパルス発生器17V、Yアームパルス発生器17Y、Wアームパルス発生器17WおよびZアームパルス発生器17Zを有するともに、3個のゲートパルス停止回路GR1、GR2、GR3を有する。   As shown in FIG. 16, the gate pulse generator 17 includes a U arm pulse generator 17U, an X arm pulse generator 17X, a V arm pulse generator 17V, a Y arm pulse generator 17Y, a W arm pulse generator 17W and a Z arm. It has a pulse generator 17Z and three gate pulse stop circuits GR1, GR2, GR3.

ゲートパルス停止回路GR1は、OR回路29UXおよびAND回路30UXを有し、UアームあるいはXアームのパルス発生と外部からのゲートパルス停止信号GRとのAND条件により、Uアーム、Xアーム、WアームおよびZアームのゲートパルス発生を停止させる。   The gate pulse stop circuit GR1 includes an OR circuit 29UX and an AND circuit 30UX. The U arm, the X arm, the W arm, and the AND gate are generated according to the AND condition between the U arm or X arm pulse generation and the external gate pulse stop signal GR. Stops Z-arm gate pulse generation.

同様に、ゲートパルス停止回路GR2は、OR回路29VYおよびAND回路30VYを有し、VアームあるいはYアームのパルス発生と外部からのゲートパルス停止信号GRとのAND条件により、Vアーム、Yアーム、UアームおよびXアームのゲートパルス発生を停止させる。   Similarly, the gate pulse stop circuit GR2 has an OR circuit 29VY and an AND circuit 30VY. Depending on the AND condition between the pulse generation of the V arm or the Y arm and the gate pulse stop signal GR from the outside, the V arm, the Y arm, Stops U-arm and X-arm gate pulse generation.

また、ゲートパルス停止回路GR3は、OR回路29WZおよびAND回路30WZを有し、WアームあるいはZアームのパルス発生と外部からのゲートパルス停止信号GRとのAND条件により、Wアーム、Zアーム、VアームおよびYアームのゲートパルス発生を停止させる。ここで、ゲートパルス停止回路GR1、GR2、GR3におけるUX、VYおよびWZの出力パルスのOR回路は、次のパルスは発生されるまで継続する時限機能を所持する。   The gate pulse stop circuit GR3 includes an OR circuit 29WZ and an AND circuit 30WZ. Depending on the AND condition between the W arm or Z arm pulse generation and the external gate pulse stop signal GR, the W arm, Z arm, V Stops the gate pulse generation of the arm and Y arm. Here, the OR circuit of the output pulses of UX, VY and WZ in the gate pulse stop circuits GR1, GR2 and GR3 has a timed function which continues until the next pulse is generated.

図17は、本発明の第7の実施の形態におけるサイリスタ整流器16の電圧波形の特性図である。時刻t0に交流遮断器15の遮断指令があったとすると、その遮断指令と同時にゲートパルス停止信号GRが発生し、そのタイミングがVアームパルス発生直後であるので、正極P側がVからWに転流した時点でWZのペアが導通し界磁電流の放電回路となる。この時点で交流遮断器15の遮断極は容易に遮断可能となる。   FIG. 17 is a characteristic diagram of the voltage waveform of the thyristor rectifier 16 in the seventh embodiment of the present invention. If the AC breaker 15 is interrupted at time t0, the gate pulse stop signal GR is generated simultaneously with the interrupt command, and the timing is immediately after the generation of the V arm pulse, so that the positive electrode P side commutates from V to W. At that time, the pair of WZ is turned on to form a field current discharging circuit. At this time, the breaker pole of the AC breaker 15 can be easily cut off.

以上の説明では、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に交流遮断器15を設けた場合について説明したが、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に交流遮断器15を設けるようにしてもよい。好ましくは、励磁変圧器14とサイリスタ整流器16との間に設ける交流遮断器15は気中遮断器ACBとし、3相の交流励磁電源13と励磁変圧器14との間に設ける交流遮断器15は真空遮断器VCBとする。   Although the case where the AC circuit breaker 15 is provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 has been described above, the AC circuit breaker 15 is provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14. May be provided. Preferably, the AC circuit breaker 15 provided between the excitation transformer 14 and the thyristor rectifier 16 is an air circuit breaker ACB, and the AC circuit breaker 15 provided between the three-phase AC excitation power supply 13 and the excitation transformer 14 is The vacuum circuit breaker VCB.

第7の実施の形態によれば、外部からのゲートパルス停止信号GRが入力されたとき、サイリスタ整流回路16のUVWおよびXYZの6アームのうち導通状態にある2アームの次に導通する2アームの導通を維持し、他の4アームへのゲートパルスを停止するようにしたので、交流遮断器の遮断時に遮断極間に発生する電圧を低くすることができ遮断極間がアークでつながることを防止できる。   According to the seventh embodiment, when an external gate pulse stop signal GR is input, two arms that are conductive next to two arms that are in the conductive state among the six arms of UVW and XYZ of the thyristor rectifier circuit 16 Since the gate pulse to the other 4 arms is stopped, the voltage generated between the breaking poles can be reduced when the AC breaker is cut off, and the breaking poles can be connected by an arc. Can be prevented.

本発明の第1の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図。The circuit block diagram of the excitation control apparatus of the synchronous machine concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置における過電圧保護装置の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of the overvoltage protection apparatus in the excitation control apparatus of the synchronous machine concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図。The circuit block diagram of the excitation control apparatus of the synchronous machine concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における連続パルス発生器の動作説明図。The operation | movement explanatory drawing of the continuous pulse generator in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における連続パルス発生器を有していない場合のサイリスタ整流器の入出力電圧の特性図。The characteristic diagram of the input-output voltage of a thyristor rectifier when not having the continuous pulse generator in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における連続パルス発生器を有した場合のサイリスタ整流器の入出力電圧の特性図。The characteristic diagram of the input-output voltage of a thyristor rectifier at the time of having the continuous pulse generator in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置における過電圧保護装置の負極性過電圧保護回路21の回路構成図。The circuit block diagram of the negative polarity overvoltage protection circuit 21 of the overvoltage protection apparatus in the excitation control apparatus of the synchronous machine concerning the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態における過電圧ブレーク素子の電圧電流の特性図。The characteristic diagram of the voltage current of the overvoltage break element in the 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図。The circuit block diagram of the excitation control apparatus of the synchronous machine concerning the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態における過電圧ブレーク回路の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of the overvoltage break circuit in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図。The circuit block diagram of the excitation control apparatus of the synchronous machine concerning the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態における連続パルス発生器にタイマーを有していない場合の特性図。The characteristic view in case the timer is not provided in the continuous pulse generator in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態における連続パルス発生器にタイマーを有している場合の特性図。The characteristic view in case the continuous pulse generator in the 5th Embodiment of this invention has a timer. 本発明の第6の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図。The circuit block diagram of the excitation control apparatus of the synchronous machine concerning the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態にけるサイリスタ整流器の電圧波形の特性図。The characteristic figure of the voltage waveform of the thyristor rectifier in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係わる同期機の励磁制御装置の回路構成図。The circuit block diagram of the excitation control apparatus of the synchronous machine concerning the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態におけるサイリスタ整流器の電圧波形の特性図。The characteristic figure of the voltage waveform of the thyristor rectifier in the 7th Embodiment of this invention. 従来の同期機の励磁制御装置の回路構成図。The circuit block diagram of the excitation control apparatus of the conventional synchronous machine. 従来の同期機の励磁制御装置における過電圧保護装置の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of the overvoltage protection apparatus in the excitation control apparatus of the conventional synchronous machine.

符号の説明Explanation of symbols

11…界磁巻線、12…過電圧保護装置、13…交流励磁電源、14…励磁変圧器、15…交流遮断器、16…サイリスタ整流器、17…ゲートパルス発生器、18…過電圧ブレーク素子、19…ダイオードブリッジ回路、20…正極性過電圧保護回路、21…負極性過電圧保護回路、22…ゲートトリッガ回路、23…ゲートトリッガ回路、24…連続パルス発生器、25…過電圧ブレーク回路、26…接点、27…タイマー回路、28…パルス発生器、29…OR回路、30…AND回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Field winding, 12 ... Overvoltage protection device, 13 ... AC excitation power supply, 14 ... Excitation transformer, 15 ... AC circuit breaker, 16 ... Thyristor rectifier, 17 ... Gate pulse generator, 18 ... Overvoltage break element, 19 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Diode bridge circuit, 20 ... Positive polarity overvoltage protection circuit, 21 ... Negative polarity overvoltage protection circuit, 22 ... Gate trigger circuit, 23 ... Gate trigger circuit, 24 ... Continuous pulse generator, 25 ... Overvoltage break circuit, 26 ... Contact, 27 ... Timer circuit, 28 ... Pulse generator, 29 ... OR circuit, 30 ... AND circuit

Claims (8)

同期機の界磁巻線に界磁電流を供給する直流回路に過電圧保護装置を備え、交流遮断器を介して入力される交流励磁電源をサイリスタ整流器で直流に変換し前記直流回路に供給する同期機の励磁制御装置において、前記過電圧保護装置は、前記サイリスタ整流器と並列に接続され前記直流回路の正極側がプラス方向に過電圧となったときに動作する正極性過電圧保護回路と、前記サイリスタ整流器および前記正極過電圧保護回路と並列に接続され前記直列回路の負極側がプラス方向に過電圧となったときに動作する負極性過電圧保護回路とを備え、前記正極性過電圧保護回路および前記負極性過電圧保護回路は、前記直流回路の両端電圧が過電圧となったときにオンするサイリスタと前記サイリスタへの印加電圧を抑制する抵抗との直列回路と、前記直流回路の両端電圧が印加され前記直流回路の両端に過電圧が発生したときに前記サイリスタにゲート電流を継続して供給するゲートトリッガ回路とから構成されたことを特徴とする同期機の励磁制御装置。 A DC circuit that supplies a field current to the field winding of the synchronous machine is equipped with an overvoltage protection device, and an AC excitation power input through an AC circuit breaker is converted to DC by a thyristor rectifier and supplied to the DC circuit. In the excitation control device of the machine, the overvoltage protection device is connected in parallel with the thyristor rectifier and operates when a positive side of the DC circuit becomes an overvoltage in a positive direction, the thyristor rectifier and the thyristor rectifier A negative polarity overvoltage protection circuit connected in parallel with a positive polarity overvoltage protection circuit and operating when the negative side of the series circuit is overvoltage in the positive direction, the positive polarity overvoltage protection circuit and the negative polarity overvoltage protection circuit, A series circuit of a thyristor that turns on when the voltage across the DC circuit becomes an overvoltage and a resistor that suppresses the voltage applied to the thyristor And a gate trigger circuit that continuously supplies a gate current to the thyristor when a voltage is applied across the DC circuit and an overvoltage occurs across the DC circuit. Control device. 前記負極性過電圧保護回路は、前記直流回路の両端電圧が過電圧となったときにオンするサイリスタと前記サイリスタへの印加電圧を抑制する抵抗との直列回路と、前記直流回路の両端電圧が印加され前記直流回路の両端に過電圧が発生したときに前記サイリスタにゲート電流を継続して供給するゲートトリッガ回路と、前記交流遮断器の遮断指令があったとき交流励磁電源の周波数より数倍大きい周波数の連続パルスを前記サイリスタのゲートに供給する連続パルス発生器とを備えたことを特徴とする請求項1記載の同期機の励磁制御装置。 In the negative overvoltage protection circuit, a series circuit of a thyristor that is turned on when a voltage across the DC circuit becomes an overvoltage and a resistor that suppresses a voltage applied to the thyristor, and a voltage across the DC circuit are applied. A gate trigger circuit that continuously supplies a gate current to the thyristor when an overvoltage occurs at both ends of the DC circuit, and a frequency several times larger than the frequency of the AC excitation power supply when the AC circuit breaker is instructed to shut down. 2. A synchronous machine excitation control apparatus according to claim 1, further comprising a continuous pulse generator for supplying a continuous pulse to the gate of the thyristor. 前記直流回路の両端電圧が過電圧となったことを検出する前記ゲートトリッガ回路に組み込まれた過電圧ブレーク回路は、複数個の過電圧ブレーク素子を直列に接続して構成されたことを特徴とする請求項1または2記載の同期機の励磁制御装置。 The overvoltage break circuit incorporated in the gate trigger circuit for detecting that the voltage across the DC circuit is overvoltage is configured by connecting a plurality of overvoltage break elements in series. 3. An excitation control device for a synchronous machine according to 1 or 2. 前記ゲートトリッガ回路は、前記過電圧ブレーク回路の複数個の過電圧ブレーク素子のうちの1個または複数個を短絡する接点を有し、前記交流遮断器の遮断指令があったときは前記接点をオンし前記過電圧ブレーク回路のブレーク電圧値を小さくすることを特徴とする請求項3記載の同期機の励磁制御装置。 The gate trigger circuit has a contact for short-circuiting one or more of the plurality of overvoltage break elements of the overvoltage break circuit, and turns on the contact when the AC circuit breaker is instructed to shut down. 4. The synchronous machine excitation control device according to claim 3, wherein a break voltage value of the overvoltage break circuit is reduced. 前記連続パルス発生器は外部からのパルス発生開始指令から時間カウントするタイマー回路を有し、前記交流遮断器の遮断指令があったとき前記タイマー回路に設定された時間遅れで連続パルスを前記サイリスタのゲートに供給開始することを特徴とする請求項2記載の同期機の励磁制御装置。 The continuous pulse generator has a timer circuit for counting time from an external pulse generation start command, and when there is a command to shut off the AC circuit breaker, a continuous pulse is sent to the thyristor with a time delay set in the timer circuit. 3. The excitation control device for a synchronous machine according to claim 2, wherein supply to the gate is started. 同期機の界磁巻線に界磁電流を供給する直流回路に、交流遮断器を介して入力される交流励磁電源をサイリスタ整流器で直流に変換して供給する同期機の励磁制御装置において、前記交流励磁電源の3相を入力とし6アームのグレッツ接続で構成され順次2アームを導通させて前記交流励磁電源の3相を整流するサイリスタ整流器と、前記サイリスタ整流器の前記6アームのうちの2アームに順次ゲート信号を出力するゲートパルス発生器とを備え、前記ゲートパルス発生器は、外部からのゲートパルス停止信号により、前記サイリスタ整流器に印加される前記交流励磁電源の3相のうちのいずれか2相に接続される2組の4アームへのゲートパルスを停止し、残りの1相に接続される2アームの導通を維持することを特徴とする同期機の励磁制御装置。 In the excitation control device for a synchronous machine that supplies a DC circuit that supplies a field current to a field winding of the synchronous machine by converting an AC excitation power input via an AC circuit breaker into a direct current using a thyristor rectifier. A thyristor rectifier configured with 6-arm Gretz connection using three phases of the AC excitation power supply as input, and sequentially rectifying the three phases of the AC excitation power supply by conducting two arms sequentially, and two of the six arms of the thyristor rectifier A gate pulse generator that sequentially outputs a gate signal, and the gate pulse generator is one of the three phases of the AC excitation power source that is applied to the thyristor rectifier by an external gate pulse stop signal. Stopping the gate pulse to two sets of four arms connected to two phases and maintaining conduction of the two arms connected to the remaining one phase The control device. 前記ゲートパルス発生器は、外部からのゲートパルス停止信号が入力されたとき前記6アームのうち導通状態にある2アームの次に導通する2アームの導通を維持し、他の4アームへのゲートパルスを停止することを特徴とする請求項6記載の同期機の励磁制御装置。 The gate pulse generator maintains the conduction of the two arms that are conducted next to the two arms that are in the conduction state among the six arms when an external gate pulse stop signal is input, and gates to the other four arms The excitation control device for a synchronous machine according to claim 6, wherein the pulse is stopped. 前記交流遮断器は、気中遮断器または真空遮断器であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一記載の同期機の励磁制御装置。 8. The excitation control apparatus for a synchronous machine according to claim 1, wherein the AC circuit breaker is an air circuit breaker or a vacuum circuit breaker.
JP2004122393A 2004-04-19 2004-04-19 Excitation control device for synchronous machine Expired - Lifetime JP4528552B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004122393A JP4528552B2 (en) 2004-04-19 2004-04-19 Excitation control device for synchronous machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004122393A JP4528552B2 (en) 2004-04-19 2004-04-19 Excitation control device for synchronous machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005312108A true JP2005312108A (en) 2005-11-04
JP4528552B2 JP4528552B2 (en) 2010-08-18

Family

ID=35440257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004122393A Expired - Lifetime JP4528552B2 (en) 2004-04-19 2004-04-19 Excitation control device for synchronous machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4528552B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011081974A (en) * 2009-10-05 2011-04-21 Panasonic Electric Works Co Ltd Direct current breaker
CN104601056A (en) * 2015-01-26 2015-05-06 瓮福(集团)有限责任公司 Triggering control method of synchronous motor excitation device
CN107160467A (en) * 2017-06-15 2017-09-15 南通恒康数控机械股份有限公司 A kind of ring erects the digital control approach that signal switches in the calibration of knife two-way motor
CN111864698A (en) * 2020-08-11 2020-10-30 南京信息工程大学滨江学院 Overvoltage protection circuit and method for synchronous generator rotor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52120317A (en) * 1976-04-02 1977-10-08 Hitachi Ltd Field overvoltage protector for synchronous machine
JPH118946A (en) * 1997-06-13 1999-01-12 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Battery voltage adjustment device
JP2000354398A (en) * 1999-06-10 2000-12-19 Meidensha Corp Protector for generator
JP2003299398A (en) * 2002-04-02 2003-10-17 Toshiba Corp Excitation controller of synchronous machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52120317A (en) * 1976-04-02 1977-10-08 Hitachi Ltd Field overvoltage protector for synchronous machine
JPH118946A (en) * 1997-06-13 1999-01-12 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Battery voltage adjustment device
JP2000354398A (en) * 1999-06-10 2000-12-19 Meidensha Corp Protector for generator
JP2003299398A (en) * 2002-04-02 2003-10-17 Toshiba Corp Excitation controller of synchronous machine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011081974A (en) * 2009-10-05 2011-04-21 Panasonic Electric Works Co Ltd Direct current breaker
CN104601056A (en) * 2015-01-26 2015-05-06 瓮福(集团)有限责任公司 Triggering control method of synchronous motor excitation device
CN107160467A (en) * 2017-06-15 2017-09-15 南通恒康数控机械股份有限公司 A kind of ring erects the digital control approach that signal switches in the calibration of knife two-way motor
CN111864698A (en) * 2020-08-11 2020-10-30 南京信息工程大学滨江学院 Overvoltage protection circuit and method for synchronous generator rotor

Also Published As

Publication number Publication date
JP4528552B2 (en) 2010-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015121983A1 (en) Protection system for dc power transmission system, ac/dc converter, and dc power transmission system breaking method
US5617012A (en) Power converter protecting apparatus for electric power system
US7583047B2 (en) Quenching device for a converter bridge with line regeneration
JPS63131411A (en) Commutation circuit
JP3965037B2 (en) DC vacuum interrupter
JPH0474948B2 (en)
EP0470525B1 (en) Power converter with shoot-through protection
JP6953885B2 (en) Power supply and cutoff switch circuit
JP4528552B2 (en) Excitation control device for synchronous machine
US7443129B2 (en) Quenching device for a converter bridge with line regeneration
JP2018195565A (en) Direct current shut-down device
US20060071640A1 (en) Fast-recovery circuitry and method for a capacitor charging power supply
JP5357616B2 (en) Circuit for protecting at least one DC network with a DC load against overvoltage
US6594130B2 (en) Method and circuit for the protection of a thyristor
JPH11275872A (en) Overvoltage protective device for capacitor of power conversion circuit
JP2634692B2 (en) Secondary overvoltage protection device for AC-excited synchronous machine
JPH0866047A (en) Voltage type power converter
JP2002112452A (en) Power converting apparatus
JPS5814710Y2 (en) Overcurrent prevention device for high-speed shutdown of DC generators
JPS639280Y2 (en)
JPH07177743A (en) Controller for ac-dc converter
JPH05252648A (en) Rectifier device equipped with protective circuit
JPH04217814A (en) Input overvoltage protective circuit for semiconductor power converter
JPH0834665B2 (en) AC / DC converter
JPH10174441A (en) Current form conversion device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100511

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100607

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4528552

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350