JP5972638B2 - Protection control device - Google Patents
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Description
本発明は、電力線に供給される電力の監視結果に基づき特定の保護動作を実行させる保護制御装置に関する。 The present invention relates to a protection control device that executes a specific protection operation based on a monitoring result of power supplied to a power line.
従来、たとえば特許文献1のインバータ装置が知られている。当該インバータ装置の制御回路は、インバータ回路のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて、直流電源からの直流電力を交流電力に変換する。制御回路は、インバータ回路により生成される交流電力の異常の有無を監視して、過電流などの異常が検出されたときには特定の保護動作を実行する。すなわち、制御回路は、インバータ回路の動作を停止させるとともに、直流電源とインバータ回路との間に設けられた接触器に遮断動作を実行させる。当該保護動作の実行を通じて、過電流事故などの影響の波及が抑制される。 Conventionally, for example, an inverter device disclosed in Patent Document 1 is known. The control circuit of the inverter device converts DC power from the DC power source into AC power through switching control of the switching elements of the inverter circuit. The control circuit monitors whether there is an abnormality in the AC power generated by the inverter circuit, and executes a specific protection operation when an abnormality such as an overcurrent is detected. That is, the control circuit stops the operation of the inverter circuit and causes the contactor provided between the DC power supply and the inverter circuit to execute a cutoff operation. Through the execution of the protection operation, the influence of an overcurrent accident or the like is suppressed.
ところが、特許文献1のインバータ装置には、つぎのような問題があった。すなわち、保護動作を制御する制御回路が一系統であるため、当該制御回路に異常が発生した場合には、保護動作を正しく実行させることが困難となる。当該保護動作に対する信頼性を確保するために、制御回路をもう一組設けていわゆる二重系の制御システムを構築することも考えられる。しかしこの場合、重複して設ける回路の分だけ部品点数が増加する。なお、インバータ装置だけでなく、電力系統などの保護制御装置についても同様の問題が懸念される。 However, the inverter device of Patent Document 1 has the following problems. That is, since the control circuit that controls the protection operation is a single system, it is difficult to correctly execute the protection operation when an abnormality occurs in the control circuit. In order to ensure the reliability with respect to the protection operation, it is conceivable to construct a so-called dual control system by providing another set of control circuits. However, in this case, the number of parts increases by the number of circuits provided redundantly. In addition, not only the inverter device but also a protection control device such as a power system is concerned about the same problem.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、部品点数の増大を抑えつつ保護動作に対する信頼性を確保することができる保護制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a protection control device capable of ensuring the reliability of the protection operation while suppressing an increase in the number of parts.
請求項1に記載の発明は、電力線から取り込まれるアナログ信号としての交流電力をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、前記A/Dコンバータにより生成されるデジタル信号としきい値との比較を通じて前記交流電力の異常の有無を判定する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記交流電力に異常が発生している旨判定されるとき、特定の保護動作の実行を促す保護制御装置において、前記制御回路の異常を検出する第2の異常検出手段を設け、前記第2の異常検出手段は、前記制御回路の外部に設けられて当該制御回路の動作を監視して当該制御回路の動作の異常が検出されるときには当該制御回路に代わって前記特定の保護動作の実行を促す外部監視回路と、前記制御回路に設けられて当該制御回路の動作を監視するとともに前記外部監視回路の動作についても監視する内部監視回路とを含み、前記制御回路は、前記内部監視回路を通じて自身の動作の異常が検出されるとき、前記特定の保護動作の実行を促すとともに、前記内部監視回路を通じて外部監視回路の異常が検出されるときについても、前記特定の保護動作の実行を促すことをその要旨とする。 The invention according to claim 1 is an A / D converter that converts AC power as an analog signal captured from a power line into a digital signal, and the digital signal generated by the A / D converter is compared with a threshold value. and a control circuit for determining the presence or absence of abnormality of the AC power, the control circuit, when abnormality in the AC power is determined that has occurred, the protection and control device for prompting the execution of a specific protection operation, before the second fault detection means to detect an abnormality of the serial control circuit is provided, the second abnormality detection means, the operation of the provided outside monitors the operation of the control circuit the control circuit of the control circuit An external monitoring circuit for urging the execution of the specific protection operation instead of the control circuit when an abnormality is detected, and monitoring the operation of the control circuit provided in the control circuit. And a internal monitoring circuitry that monitors the operation of the external monitoring circuit, the control circuit when an abnormality is detected in its operation through the internal monitoring circuit, encourages the execution of the specific protection operation, the even with when an abnormality of the external monitoring circuit is detected through the internal monitoring circuit, as its gist to encourage the execution of the specific protection operation.
この構成によれば、交流電力の異常が検出された場合だけでなく、制御回路の異常が検出されるときにおいても、特定の保護動作が実行される。このため、保護動作に対する信頼性を確保することが可能である。 According to this arrangement, not only when the abnormality of the AC power is detected, braking even when the abnormality of the control circuitry is detected, the specific protection operation is performed. For this reason, it is possible to ensure the reliability with respect to the protection operation.
また、保護動作の信頼性を確保するために、保護制御装置をいわゆる二重系にすることが考えられるものの、この構成を採用する場合には部品点数の増大などが懸念される。この点、本発明によれば、重複して設けられる回路が存在しない分、部品点数の増大を抑制することが可能である。
また、制御回路に内部監視回路を設けることにより、制御回路自身の異常の有無を判定することができる。
また、制御回路の異常が検出された場合には制御装置を通じて特定の保護動作を促すこと自体が困難になることが想定される。この点、本発明によれば、制御回路の異常が検出されるときには、外部監視回路によって特定の保護動作が促される。このため、特定の保護動作に対する信頼性が確保される。また、外部監視回路の異常が検出されるときには、制御回路によって特定の保護動作が促される。このように、制御回路と外部監視回路との間で相互に監視し合うことにより、特定の保護動作に対する信頼性が確保される。
Further, in order to ensure the reliability of the protection operation, it is conceivable to use a so-called double system for the protection control device. However, when this configuration is adopted, there is a concern about an increase in the number of parts. In this regard, according to the present invention, it is possible to suppress an increase in the number of parts because there is no redundant circuit.
Further, by providing an internal monitoring circuit in the control circuit, it is possible to determine whether the control circuit itself is abnormal.
Further, when an abnormality of the control circuit is detected, it is assumed that it is difficult to promote a specific protection operation through the control device. In this regard, according to the present invention, when an abnormality of the control circuit is detected, a specific protection operation is prompted by the external monitoring circuit. For this reason, the reliability with respect to a specific protection operation is ensured. Further, when an abnormality of the external monitoring circuit is detected, a specific protection operation is prompted by the control circuit. In this way, the mutual monitoring between the control circuit and the external monitoring circuit ensures the reliability for a specific protection operation.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の保護制御装置において、前記交流電力は、直流電源により生成される直流電力がインバータ装置を通じて変換されてなる交流電力であって、前記特定の保護動作は、前記インバータ装置を停止させる動作であることをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the protection control device according to the first aspect, the AC power is AC power obtained by converting DC power generated by a DC power source through an inverter device, and the specific power The gist of the protection operation is to stop the inverter device.
このように、請求項1に記載の保護制御装置は、たとえばインバータ装置の保護制御装置として好適である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の保護制御装置において、前記A/Dコンバータの異常を検出する第1の異常検出手段を設け、前記A/Dコンバータは、前記交流電力の他既知の基準電圧をも取り込み、前記第1の異常検出手段は、前記取り込まれた基準電圧のA/D変換後の値が予め記憶された前記基準電圧のA/D変換後の値に対して逸脱しているかどうかに基づき前記A/Dコンバータの異常の有無を判定することをその要旨とする。
Thus, the protection control device according to claim 1 is suitable as a protection control device for an inverter device, for example.
According to a third aspect of the present invention, in the protection control device according to the first or second aspect of the present invention, a first abnormality detection means for detecting an abnormality of the A / D converter is provided, and the A / D converter is In addition to the AC power, a known reference voltage is also fetched, and the first abnormality detecting means stores the value after the A / D conversion of the fetched reference voltage after the A / D conversion of the reference voltage. The gist is to determine whether or not the A / D converter is abnormal based on whether or not the value deviates from the value of.
このように、A/D変換後の基準電圧と、予め制御回路に記憶されたA/D変換後の基準電圧との比較を通じて、簡単にA/Dコンバータの異常の有無を判定可能である。 As described above, it is possible to easily determine whether the A / D converter is abnormal or not by comparing the reference voltage after A / D conversion with the reference voltage after A / D conversion stored in advance in the control circuit .
本発明によれば、部品点数の増大を抑えつつ特定の保護動作に対する信頼性を確保することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reliability with respect to specific protection operation | movement can be ensured, suppressing the increase in a number of parts.
以下、本発明を系統連系インバータシステムに具体化した一実施の形態を図1および図2に基づいて説明する。
図1に示すように、系統連系インバータシステム11は、直流電源12、インバータ装置13は、および変圧器14を備えてなる。直流電源12はインバータ装置13を介して変圧器14の一次側に接続されている。変圧器14の二次側は三相3線式の電力系統15に接続されている。直流電源12は、太陽光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池を備えている。直流電源12は、太陽電池により生成される直流電力をインバータ装置13へ供給する。インバータ装置13は、直流電源12により生成される直流電力を交流電力に変換する。変圧器14は、インバータ装置13により生成される交流電力を変圧し、当該変圧した交流電力を電力系統15へ供給する。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a grid-connected inverter system will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the grid interconnection inverter system 11 includes a DC power supply 12, an inverter device 13, and a transformer 14. The DC power source 12 is connected to the primary side of the transformer 14 via the inverter device 13. The secondary side of the transformer 14 is connected to a three-phase three-wire power system 15. The DC power source 12 includes a solar cell that converts solar energy into electrical energy. The DC power supply 12 supplies DC power generated by the solar battery to the inverter device 13. The inverter device 13 converts DC power generated by the DC power supply 12 into AC power. The transformer 14 transforms AC power generated by the inverter device 13 and supplies the transformed AC power to the power system 15.
<インバータ装置>
つぎに、インバータ装置13の構成を説明する。
図1に示すように、インバータ装置13、DC/DCコンバータ回路21、インバータ回路22、フィルタ回路23、および保護制御回路24を備えている。
<Inverter device>
Next, the configuration of the inverter device 13 will be described.
As shown in FIG. 1, an inverter device 13, a DC / DC converter circuit 21, an inverter circuit 22, a filter circuit 23, and a protection control circuit 24 are provided.
DC/DCコンバータ回路21は、直流電源12により生成される直流電圧を昇圧する。DC/DCコンバータ回路21は、図示しない制御回路により生成されるPWM信号に基づいてスイッチング素子のスイッチングを制御することにより、直流電源12により生成される直流電圧を所定の電圧レベルに昇圧する。 The DC / DC converter circuit 21 boosts the DC voltage generated by the DC power supply 12. The DC / DC converter circuit 21 boosts the DC voltage generated by the DC power supply 12 to a predetermined voltage level by controlling switching of the switching element based on a PWM signal generated by a control circuit (not shown).
インバータ回路22は、DC/DCコンバータ回路21により生成される直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ回路22は、直列に接続された2つのスイッチング素子を1組とする3組のスイッチングアームが互いに並列に接続されてなる。インバータ回路22は、図示しない制御回路により生成されるPWM信号に基づいて各スイッチング素子をスイッチングさせることにより、DC/DCコンバータ回路21により生成される直流電圧を三相(U相、V相、W相)の交流電圧に変換する。また、インバータ回路22は、保護制御回路24を通じて過電流事故などの異常が検出されるとき、制御回路によるPWM信号の生成、すなわち電力変換動作を停止する。 The inverter circuit 22 converts the DC voltage generated by the DC / DC converter circuit 21 into an AC voltage. The inverter circuit 22 is formed by connecting three sets of switching arms each having two switching elements connected in series as one group. The inverter circuit 22 switches each switching element based on a PWM signal generated by a control circuit (not shown), thereby converting the DC voltage generated by the DC / DC converter circuit 21 into three phases (U-phase, V-phase, W-phase). Phase) AC voltage. Further, when an abnormality such as an overcurrent accident is detected through the protection control circuit 24, the inverter circuit 22 stops generating the PWM signal by the control circuit, that is, the power conversion operation.
フィルタ回路23は、インバータ回路22により生成される交流電圧に含まれるスイッチング周波数成分を除去する。フィルタ回路23としては、たとえばリアクトルおよびキャパシタからなるローパスフィルタが採用される。 The filter circuit 23 removes a switching frequency component included in the AC voltage generated by the inverter circuit 22. As the filter circuit 23, for example, a low-pass filter including a reactor and a capacitor is employed.
保護制御回路24は、過電流事故および過電圧事故をそれぞれ検出する。正確には、保護制御回路24は、インバータ装置13から変圧器14へ供給される三相各相の電流が過電流レベルに達しているかどうかを検出する。また、保護制御回路24は、インバータ回路22と変圧器14との間を接続する三相各相の電流経路の各相間電圧が過電圧レベルに達しているかどうかを検出する。 The protection control circuit 24 detects an overcurrent accident and an overvoltage accident, respectively. Precisely, the protection control circuit 24 detects whether the current of each of the three phases supplied from the inverter device 13 to the transformer 14 has reached an overcurrent level. Further, the protection control circuit 24 detects whether or not each phase voltage of the current path of each of the three phases connecting the inverter circuit 22 and the transformer 14 has reached an overvoltage level.
保護制御回路24は、3つの電流経路にそれぞれ設けられた変流器(CT)25u,25v,25wを介して、各相の電流経路に生ずる電流を検出する。保護制御回路24は、検出される電流の値と、予め記憶される電流判定しきい値とを比較して、検出される電流の値がしきい値を超えるとき、各相の電流経路に過電流が発生している旨判定する。保護制御回路24は、過電流を検出した場合、インバータ回路22へ動作を停止する旨の指令信号S0を生成する。 The protection control circuit 24 detects currents generated in the current paths of the respective phases via current transformers (CT) 25u, 25v, and 25w provided in the three current paths, respectively. The protection control circuit 24 compares the detected current value with a current determination threshold value stored in advance. When the detected current value exceeds the threshold value, the protection control circuit 24 passes the current path of each phase. It is determined that current is generated. When the overcurrent is detected, the protection control circuit 24 generates a command signal S0 for stopping the operation to the inverter circuit 22.
また、保護制御回路24は、3つの電流経路の各相間にそれぞれ接続された計器用変圧器(VT)26を介して、各相間電圧を検出する。保護制御回路24は、検出される各相間電圧の値と、予め記憶される電圧判定しきい値とを比較して、検出される各相間電圧の値がしきい値を超えるとき、各相の電流経路間に過電圧が発生している旨判定する。保護制御回路24は、過電圧を検出した場合、インバータ回路22へ動作を停止する旨の指令信号S0を生成する。なお、保護制御回路24の構成は後に詳述する。 Moreover, the protection control circuit 24 detects the voltage between each phase through the instrument transformer (VT) 26 connected between each phase of the three current paths. The protection control circuit 24 compares the value of each phase voltage detected with a voltage determination threshold value stored in advance, and when the value of each phase voltage detected exceeds the threshold value, It is determined that an overvoltage has occurred between the current paths. When the overvoltage is detected, the protection control circuit 24 generates a command signal S0 for stopping the operation to the inverter circuit 22. The configuration of the protection control circuit 24 will be described in detail later.
<保護制御回路>
つぎに、保護制御回路24について詳細に説明する。
図2に示すように、保護制御回路24は、A/Dコンバータ(アナログ−デジタル変換回路)31、PLD(Programmable Logic Device)32、外部WDT(外部ウォッチドッグタイマ)33、および停止回路34を備えている。
<Protection control circuit>
Next, the protection control circuit 24 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the protection control circuit 24 includes an A / D converter (analog-digital conversion circuit) 31, a PLD (Programmable Logic Device) 32, an external WDT (external watchdog timer) 33, and a stop circuit 34. ing.
<A/Dコンバータ>
A/Dコンバータ31は、アナログ信号をデジタル信号(たとえば0および1で表現される信号)に変換する。ここでは、アナログ信号は、変流器25u,25v,25wを介して取り込まれる三相各相の電流信号、および計器用変圧器26を介して取り込まれる各相間の電圧信号である。なお、図2では、A/Dコンバータ31に取り込まれる各相の電流信号および各相間の電圧信号をそれぞれ計測信号V1としてまとめて表す。各相の電流および各相間電圧は、それぞれA/Dコンバータ31に取り込まれる。
<A/D converter>
The A / D converter 31 converts an analog signal into a digital signal (for example, a signal expressed by 0 and 1). Here, the analog signal is a current signal of each phase of three phases taken in via the current transformers 25u, 25v, 25w, and a voltage signal between the phases taken in via the instrument transformer 26. In FIG. 2, the current signal of each phase and the voltage signal between each phase taken into the A / D converter 31 are collectively shown as a measurement signal V1. The current of each phase and the voltage between each phase are taken into the A / D converter 31, respectively.
A/Dコンバータ31は、入力選択回路41、A/D変換器42、制御回路43および基準電圧回路44を有している。
入力選択回路41は、アナログフィルタ、サンプルアンドホールド回路、およびマルチプレクサなどを備えている。アナログフィルタは、サンプリング時に発生するおそれのあるエイリアシング(折り返し)誤差を抑制するためのローパスフィルタである。サンプリングホールド回路は、A/D変換の開始前に入力される信号をサンプリングし、A/D変換が終了するまでホールドする。これにより、A/D変換中の電圧変化が抑制される。マルチプレクサは、所定の制御信号に基づき、入力される複数のアナログ信号の中から1つを選択し、この選択したアナログ信号を順次A/D変換器42へ供給する。すなわち、入力選択回路41は、計測信号V1、および外部の基準電圧回路51により生成される基準電圧V2を順次取り込み、これら取り込んだ計測信号V1および基準電圧V2を順次A/D変換器42へ供給する。なお、基準電圧V2の電圧値は既知である。
The A / D converter 31 includes an input selection circuit 41, an A / D converter 42, a control circuit 43, and a reference voltage circuit 44.
The input selection circuit 41 includes an analog filter, a sample and hold circuit, a multiplexer, and the like. The analog filter is a low-pass filter for suppressing aliasing (folding) errors that may occur during sampling. The sampling and holding circuit samples a signal input before the start of A / D conversion, and holds it until the A / D conversion ends. Thereby, the voltage change during A / D conversion is suppressed. The multiplexer selects one of a plurality of input analog signals based on a predetermined control signal, and sequentially supplies the selected analog signal to the A / D converter 42. That is, the input selection circuit 41 sequentially takes in the measurement signal V1 and the reference voltage V2 generated by the external reference voltage circuit 51, and sequentially supplies the taken measurement signal V1 and reference voltage V2 to the A / D converter 42. To do. The voltage value of the reference voltage V2 is known.
A/D変換器42は、アナログ信号である計測信号V1および基準電圧V2をそれぞれデジタル信号に変換する。すなわち、A/D変換器42は、基準電圧回路44により生成される基準電圧Vrefとアナログ信号(V1,V2)の電圧とを比較する。A/D変換器42は、基準電圧Vrefに対してアナログ信号(V1,V2)の電圧が高い旨判断されるときにはハイレベルの信号を、基準電圧Vrefに対してアナログ入力信号(V1,V2)の電圧が低い旨判断されるときにはローレベルの信号を生成する。ちなみに、基準電圧Vrefは、A/Dコンバータ31のフルスケールを決定する基準値となる。 The A / D converter 42 converts the measurement signal V1 and the reference voltage V2, which are analog signals, into digital signals. That is, the A / D converter 42 compares the reference voltage Vref generated by the reference voltage circuit 44 with the voltages of the analog signals (V1, V2). The A / D converter 42 outputs a high level signal when it is determined that the voltage of the analog signal (V1, V2) is higher than the reference voltage Vref, and the analog input signal (V1, V2) with respect to the reference voltage Vref. When it is determined that the voltage of the signal is low, a low level signal is generated. Incidentally, the reference voltage Vref is a reference value that determines the full scale of the A / D converter 31.
制御回路43は、PLD32からの指令に基づきA/D変換器42の動作を制御する。また、制御回路43は、A/D変換器42により生成されるデジタル信号をPLD32に供給する。なお、制御回路43とPLD32との間を接続する信号線には図示しないプルアップ抵抗が接続される。 The control circuit 43 controls the operation of the A / D converter 42 based on a command from the PLD 32. In addition, the control circuit 43 supplies the digital signal generated by the A / D converter 42 to the PLD 32. A pull-up resistor (not shown) is connected to the signal line connecting the control circuit 43 and the PLD 32.
<PLD>
PLD32は、A/Dコンバータ31を通じてデジタル信号に変換された計測信号V1または基準電圧V2が正常であるか異常であるかを判定する。PLD32の記憶回路32aには、しきい値電流、およびしきい値電圧がそれぞれ記憶されている。しきい値電流は、各相の電流値が過電流レベルに達しているかどうかの判定基準となる。しきい値電圧は、各相間の電圧値が過電圧レベルに達しているかどうかの判定基準となる。また、記憶回路32aには、前述した既知の基準電圧V2のA/D変換後の値が基準電圧判定値として記憶されている。基準電圧判定値は、A/Dコンバータ31の異常の有無の判定基準となる値であって、所定の値幅が設定される。
<PLD>
The PLD 32 determines whether the measurement signal V1 or the reference voltage V2 converted into a digital signal through the A / D converter 31 is normal or abnormal. A threshold current and a threshold voltage are stored in the storage circuit 32a of the PLD 32, respectively. The threshold current is a criterion for determining whether or not the current value of each phase has reached the overcurrent level. The threshold voltage is a criterion for determining whether or not the voltage value between the phases has reached the overvoltage level. The storage circuit 32a stores a value after the A / D conversion of the known reference voltage V2 described above as a reference voltage determination value. The reference voltage determination value is a value serving as a determination reference for the presence / absence of abnormality of the A / D converter 31, and a predetermined value width is set.
PLD32は、A/D変換後の計測信号V1(ここでは各相の電流信号)としきい値電流とを比較する。PLD32は、A/D変換後の電流信号がしきい値電流を超えている旨判断されるとき、過電流事故が発生しているとして、異常検出信号S1を生成する。また、PLD32は、A/D変換後の計測信号V1(ここでは各相間の電圧信号)としきい値電圧とを比較する。PLD32は、デジタル変換後の電圧信号がしきい値電圧を超えている旨判断されるとき、過電圧事故が発生しているとして、異常検出信号S1を生成する。 The PLD 32 compares the measurement signal V1 (here, the current signal of each phase) after A / D conversion with the threshold current. When it is determined that the current signal after A / D conversion exceeds the threshold current, the PLD 32 determines that an overcurrent accident has occurred and generates an abnormality detection signal S1. Further, the PLD 32 compares the measurement signal V1 after A / D conversion (here, a voltage signal between the phases) with a threshold voltage. When it is determined that the voltage signal after digital conversion exceeds the threshold voltage, the PLD 32 determines that an overvoltage accident has occurred and generates an abnormality detection signal S1.
PLD32は、取り込んだ基準電圧V2のA/D変換後の値と、記憶回路32aに記憶された基準電圧判定値との比較を通じて、A/Dコンバータ31の異常の有無を判定する。PLD32は、取り込んだ基準電圧V2のA/D変換後の値が基準電圧判定値に対して逸脱する旨判断されるとき、A/Dコンバータ31に異常が発生しているとして、異常検出信号S1を生成する。このように、PLD32は、A/Dコンバータ31の異常を検出する第1の異常検出手段としても機能する。 The PLD 32 determines whether the A / D converter 31 is abnormal or not by comparing the value after the A / D conversion of the acquired reference voltage V2 with the reference voltage determination value stored in the storage circuit 32a. When it is determined that the value after the A / D conversion of the acquired reference voltage V2 deviates from the reference voltage determination value, the PLD 32 determines that an abnormality has occurred in the A / D converter 31 and detects the abnormality detection signal S1. Is generated. Thus, the PLD 32 also functions as a first abnormality detection unit that detects an abnormality of the A / D converter 31.
PLD32は、内部WDT32b(内部ウォッチドッグタイマ)を有している。内部WDT32bはPLD32が正常に動作しているかどうかを監視する。すなわち、内部WDT32bは、PLD32上で動作するプログラムに定期的に信号を送らせる。内部WDT32bは一定周期(WDTタイムアウト時間)だけ経過したにもかかわらず信号を送ってこなかったプログラムがあれば、そのプログラムがハングアップなどの異常状態に陥っている旨判断する。PLD32は、内部WDT32bを通じてプログラムの異常が検出されたときにも、前述した異常検出信号S1を生成する。 The PLD 32 has an internal WDT 32b (internal watchdog timer). The internal WDT 32b monitors whether the PLD 32 is operating normally. That is, the internal WDT 32b periodically sends a signal to a program operating on the PLD 32. If there is a program that has not sent a signal even though a fixed period (WDT timeout time) has elapsed, the internal WDT 32b determines that the program has fallen into an abnormal state such as a hang-up. The PLD 32 also generates the above-described abnormality detection signal S1 when a program abnormality is detected through the internal WDT 32b.
<外部WDT>
外部WDT33は、PLD32との間で相互に監視を行う。すなわち、外部WDT33はPLD32あるいは内部WDT32bに監視信号Swを定期的に送らせる。同様に、内部WDT32bは外部WDT33に監視信号Swを定期的に送らせる。
<External WDT>
The external WDT 33 monitors each other with the PLD 32. That is, the external WDT 33 periodically sends the monitoring signal Sw to the PLD 32 or the internal WDT 32b. Similarly, the internal WDT 32b causes the external WDT 33 to periodically send a monitoring signal Sw.
外部WDT33は、一定周期だけ経過したにもかかわらずPLD32あるいは内部WDT32bから監視信号Swが送られてこなかったとき、PLD32あるいは内部WDT32bに異常が発生した旨判断する。このとき、外部WDT33は、前述の異常検出信号S1を生成する。すなわち、外部WDT33は、内部WDT32bと共に、PLD32の異常を検出する第2の異常検出手段として機能する。 The external WDT 33 determines that an abnormality has occurred in the PLD 32 or the internal WDT 32b when the monitoring signal Sw is not sent from the PLD 32 or the internal WDT 32b even though a predetermined period has elapsed. At this time, the external WDT 33 generates the above-described abnormality detection signal S1. That is, the external WDT 33 functions as a second abnormality detection unit that detects an abnormality of the PLD 32 together with the internal WDT 32b.
内部WDT32bは、一定周期だけ経過したにもかかわらず外部WDT33から監視信号Swが送られてこなかったとき、外部WDT33に異常が発生した旨判断する。このとき、PLD32は、前述の異常検出信号S1を生成する。 The internal WDT 32b determines that an abnormality has occurred in the external WDT 33 when the monitoring signal Sw is not sent from the external WDT 33 even though a predetermined period has elapsed. At this time, the PLD 32 generates the above-described abnormality detection signal S1.
<停止回路>
停止回路34は、PLD32または外部WDT33からの異常検出信号S1を受けて、インバータ回路22の動作を停止する旨の指令信号S0を生成し、この生成した指令信号S0をインバータ回路22へ供給する。
<Stop circuit>
The stop circuit 34 receives the abnormality detection signal S1 from the PLD 32 or the external WDT 33, generates a command signal S0 for stopping the operation of the inverter circuit 22, and supplies the generated command signal S0 to the inverter circuit 22.
<保護制御回路の動作>
つぎに、前述のように構成した保護制御回路の動作を説明する。
PLD32は、A/Dコンバータ31によりデジタル変換された計測信号V1(ここでは、電流信号)としきい値電流とを比較する。PLD32は、デジタル変換後の電流信号がしきい値電流を超えている旨判断されるとき、過電流事故が発生しているとして、異常検出信号S1を生成し、この生成した異常検出信号S1を停止回路34へ供給する。
<Operation of protection control circuit>
Next, the operation of the protection control circuit configured as described above will be described.
The PLD 32 compares the measurement signal V1 (here, a current signal) digitally converted by the A / D converter 31 with a threshold current. When it is determined that the current signal after digital conversion exceeds the threshold current, the PLD 32 determines that an overcurrent accident has occurred and generates an abnormality detection signal S1 and uses the generated abnormality detection signal S1. Supply to the stop circuit 34.
また、PLD32は、A/Dコンバータ31によりデジタル変換された計測信号V1(ここでは、電圧信号)としきい値電圧とを比較する。PLD32は、デジタル変換後の電圧信号がしきい値電圧を超えている旨判断されるとき、過電圧事故が発生しているとして、異常検出信号S1を生成し、この生成した異常検出信号S1を停止回路34へ供給する。 Further, the PLD 32 compares the measurement signal V1 (here, a voltage signal) digitally converted by the A / D converter 31 with a threshold voltage. When it is determined that the voltage signal after digital conversion exceeds the threshold voltage, the PLD 32 determines that an overvoltage accident has occurred and generates an abnormality detection signal S1 and stops the generated abnormality detection signal S1. Supply to circuit 34.
停止回路34は、異常検出信号S1を受けて指令信号S0を生成し、この生成した指令信号S0をインバータ回路22へ供給する。インバータ回路22は、指令信号S0を受けて、各スイッチング素子のスイッチング動作を停止する。これにより、過電流事故および過電圧事故の波及がそれぞれ抑制される。 The stop circuit 34 receives the abnormality detection signal S 1, generates a command signal S 0, and supplies the generated command signal S 0 to the inverter circuit 22. The inverter circuit 22 receives the command signal S0 and stops the switching operation of each switching element. Thereby, the spread of an overcurrent accident and an overvoltage accident is suppressed, respectively.
<信頼性確保のための処理>
さらに本例では、前述した過電流あるいは過電圧だけでなく、つぎの「1」〜「3」の異常についても検出する。
<Process to ensure reliability>
Further, in this example, not only the above-described overcurrent or overvoltage but also the following abnormalities “1” to “3” are detected.
1.A/Dコンバータ31のハードウェアの異常
2.PLD32のソフトウェアの異常
3.PLD32のハードウェアの異常
「1」〜「3」の異常が発生した場合、過電流事故あるいは過電圧事故を正常に検出することが困難となる。「1」〜「3」の異常の有無を検出することにより、保護制御回路24の検出信頼性、ひいては異常検出時の保護動作に対する信頼性を確保することが可能となる。以下、順番に説明する。
1. 1. Hardware error of A / D converter 31 2. PLD32 software error Abnormalities in the hardware of the PLD 32 When the abnormalities “1” to “3” occur, it is difficult to normally detect an overcurrent accident or an overvoltage accident. By detecting the presence / absence of the abnormality “1” to “3”, it is possible to ensure the detection reliability of the protection control circuit 24 and, in turn, the reliability for the protection operation when the abnormality is detected. Hereinafter, it demonstrates in order.
<1.A/Dコンバータのハードウェアの異常検出方法>
まず、A/Dコンバータ31のハードウェアの異常はつぎのようにして検出される。すなわち、前述したようにA/Dコンバータ31には、計測信号V1だけでなく、既知の電圧値を有する基準電圧V2も取り込まれる。
<1. A / D Converter Hardware Error Detection Method>
First, the hardware abnormality of the A / D converter 31 is detected as follows. That is, as described above, the A / D converter 31 receives not only the measurement signal V1 but also the reference voltage V2 having a known voltage value.
PLD32は、取り込まれた基準電圧V2のA/D変換値が既知の電圧値に対応する値(基準電圧判定値)であるとき、A/Dコンバータ31は正常である、すなわちA/Dコンバータ31のハードウェアに異常は発生していない旨判定する。このとき、PLD32は、計測信号V1のA/D変換値は正しい値である旨判定する。 In the PLD 32, when the A / D conversion value of the fetched reference voltage V2 is a value (reference voltage determination value) corresponding to a known voltage value, the A / D converter 31 is normal, that is, the A / D converter 31. It is determined that no abnormality has occurred in the hardware. At this time, the PLD 32 determines that the A / D conversion value of the measurement signal V1 is a correct value.
これに対して、PLD32は、基準電圧V2のA/D変換値が既知の電圧値に対応する値(基準電圧判定値)に対して逸脱している旨判断されるとき、A/Dコンバータ31は異常である、すなわちA/Dコンバータ31のハードウェアに異常が発生している旨判定する。このとき、PLD32は、計測信号V1のA/D変換値は間違っている旨判定する。 On the other hand, when the PLD 32 determines that the A / D conversion value of the reference voltage V2 deviates from a value corresponding to a known voltage value (reference voltage determination value), the A / D converter 31 Is abnormal, that is, it is determined that an abnormality has occurred in the hardware of the A / D converter 31. At this time, the PLD 32 determines that the A / D conversion value of the measurement signal V1 is incorrect.
また、PLD32は、計測信号V1のA/D変換値がオーバーフローを示す値であるときにも同様に、A/Dコンバータ31のハードウェアに異常が発生している旨判定する。ちなみに、オーバーフローは、通常、A/Dコンバータ31に供給されるアナログ信号のレベルがフルスケール(最大入力レベル)を超えたときに発生する。 The PLD 32 similarly determines that an abnormality has occurred in the hardware of the A / D converter 31 when the A / D conversion value of the measurement signal V1 is a value indicating overflow. Incidentally, the overflow usually occurs when the level of the analog signal supplied to the A / D converter 31 exceeds the full scale (maximum input level).
このように、予め電圧値が分かっている基準電圧V2のA/D変換値が正常か異常かを判定することにより、A/Dコンバータ31のハードウェア(特に、A/D変換器42)が正常か異常かを簡単に判定することが可能である。また、オーバーフローが発生したときには、A/Dコンバータ31に内蔵された基準電圧回路44に異常が発生した旨判定することもできる。これは前述したように、基準電圧回路44において生成される基準電圧Vrefは、A/Dコンバータ31のフルスケールを決定する基準値となるからである。基準電圧回路44に何らかの異常が発生した場合には、意図せずオーバーフローが発生することも想定される。PLD32は、A/Dコンバータ31のハードウェアの異常を検出したとき、特定の保護動作、すなわちインバータ回路22のスイッチング動作を停止させるべく、前述の異常検出信号S1を生成する。 Thus, by determining whether the A / D conversion value of the reference voltage V2 whose voltage value is known in advance is normal or abnormal, the hardware of the A / D converter 31 (particularly, the A / D converter 42) It is possible to easily determine whether it is normal or abnormal. When an overflow occurs, it can be determined that an abnormality has occurred in the reference voltage circuit 44 built in the A / D converter 31. This is because the reference voltage Vref generated in the reference voltage circuit 44 is a reference value that determines the full scale of the A / D converter 31 as described above. If any abnormality occurs in the reference voltage circuit 44, it is assumed that an overflow occurs unintentionally. When detecting an abnormality in the hardware of the A / D converter 31, the PLD 32 generates the above-described abnormality detection signal S1 in order to stop a specific protection operation, that is, the switching operation of the inverter circuit 22.
<2.PLDのソフトウェアの異常検出方法>
つぎに、PLD32のソフトウェアの異常検出方法を説明する。PLD32のソフトウェアの異常は、内部WDT32bを利用して検出される。前述したように、内部WDT32bは、一定周期だけ経過したにもかかわらず、PLD32上で動作するプログラムが規定の信号(ウォッチドッグタイマをリセットさせるための信号)を送ってこなかったとき、当該プログラムに異常が発生している旨判断する。PLD32は、内部WDT32bによりPLD32のソフトウェアの異常が検出されたとき、インバータ回路22のスイッチング動作を停止させるべく、前述の異常検出信号S1を生成する。
<2. PLD Software Anomaly Detection Method>
Next, a software abnormality detection method for the PLD 32 will be described. An abnormality in the software of the PLD 32 is detected using the internal WDT 32b. As described above, when a program operating on the PLD 32 does not send a prescribed signal (a signal for resetting the watchdog timer), the internal WDT 32b does not send the program to the program even though a certain period has elapsed. Determine that an abnormality has occurred. The PLD 32 generates the above-described abnormality detection signal S1 in order to stop the switching operation of the inverter circuit 22 when the abnormality of the software of the PLD 32 is detected by the internal WDT 32b.
<3.PLDのハードウェアの異常検出方法>
つぎに、PLD32のハードウェアの異常検出方法を説明する。PLD32のハードウェアの異常は、PLD32と外部WDT33との相互監視を通じて検出される。前述したように、通常、PLD32および外部WDT33との間では、監視信号Swが一定周期で相互に授受される。PLD32からの監視信号Swが一定周期を超えて途絶えた場合にはPLD32のハードウェアに異常が発生している旨判定される。また、外部WDT33からの監視信号Swが一定周期を超えて途絶えた場合には外部WDT33のハードウェアに異常が発生している旨判定される。そして、PLD32に異常が発生したときには外部WDT33が、逆に外部WDT33に異常が発生したときにはPLD32が前述の異常検出信号S1を生成する。このようにして、PLD32および外部WDT33のハードウェア故障が担保される。
<3. PLD hardware abnormality detection method>
Next, a hardware abnormality detection method for the PLD 32 will be described. A hardware abnormality of the PLD 32 is detected through mutual monitoring between the PLD 32 and the external WDT 33. As described above, usually, the monitoring signal Sw is exchanged between the PLD 32 and the external WDT 33 at a constant cycle. When the monitoring signal Sw from the PLD 32 stops after a certain period, it is determined that an abnormality has occurred in the hardware of the PLD 32. Further, when the monitoring signal Sw from the external WDT 33 is interrupted beyond a certain period, it is determined that an abnormality has occurred in the hardware of the external WDT 33. When an abnormality occurs in the PLD 32, the external WDT 33 generates the above-described abnormality detection signal S1. Conversely, when an abnormality occurs in the external WDT 33, the PLD 32 generates the above-described abnormality detection signal S1. In this way, hardware failure of the PLD 32 and the external WDT 33 is ensured.
<実施の形態の効果>
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)A/Dコンバータ31に異常が発生した場合には、交流電力の異常の有無を正しく判定することが困難となるため、保護動作に対する信頼性の低下が懸念される。この点、本例では、PLD32は、電圧値が既知である基準電圧V2のA/D変換後の値が、予め記憶されたA/D変換後の既知の電圧値に対して逸脱した値である場合、A/Dコンバータ31のハードウェアに異常が発生している旨判定し、インバータ回路22を停止させる。このため、誤ったA/D変換後の電流値または電圧値に基づき特定の保護動作が実行されることはない。したがって、インバータ装置13の保護動作に対する信頼性が確保される。
<Effect of Embodiment>
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When an abnormality occurs in the A / D converter 31, it is difficult to correctly determine whether or not there is an abnormality in the AC power. In this regard, in this example, the PLD 32 is a value in which the value after the A / D conversion of the reference voltage V2 having a known voltage value deviates from the previously stored known voltage value after the A / D conversion. If there is, it is determined that an abnormality has occurred in the hardware of the A / D converter 31, and the inverter circuit 22 is stopped. For this reason, a specific protection operation is not executed based on an erroneous current value or voltage value after A / D conversion. Therefore, the reliability with respect to the protective operation of the inverter device 13 is ensured.
(2)また、PLD32には内部WDT32bを設けた。内部WDT32bによりPLD32により実行されるプログラムの異常を検出することができる。当該プログラムの異常が検出されるとき、PLD32はインバータ回路22の動作を停止させる。したがって、インバータ装置13の保護動作に対する信頼性が確保される。 (2) The PLD 32 is provided with an internal WDT 32b. An abnormality of a program executed by the PLD 32 can be detected by the internal WDT 32b. When the abnormality of the program is detected, the PLD 32 stops the operation of the inverter circuit 22. Therefore, the reliability with respect to the protective operation of the inverter device 13 is ensured.
(3)さらに、外部WDT33を設け、PLD32との間で相互に監視を行うようにした。外部WDT33は、PLD32に異常が発生した旨判断されるとき、PLD32に代わってインバータ回路22の動作を停止させる。このように、PLD32自身に故障が発生した場合であれ、インバータ回路22の動作を停止させることができる。したがって、インバータ装置13の保護動作に対する信頼性が確保される。なお、PLD32は、外部WDT33の異常を検出した場合にもインバータ回路22の動作を停止させる。 (3) Further, an external WDT 33 is provided to perform mutual monitoring with the PLD 32. When it is determined that an abnormality has occurred in the PLD 32, the external WDT 33 stops the operation of the inverter circuit 22 in place of the PLD 32. Thus, even when a failure occurs in the PLD 32 itself, the operation of the inverter circuit 22 can be stopped. Therefore, the reliability with respect to the protective operation of the inverter device 13 is ensured. Note that the PLD 32 also stops the operation of the inverter circuit 22 when detecting an abnormality of the external WDT 33.
(4)インバータ装置13の保護動作に対する信頼性を確保するために、たとえば保護制御回路24をもう一組設けることも考えられる。このいわゆる二重系のシステムを構築する場合に比べて、本例のインバータ装置13では、重複して設けられる回路が存在しないので、その分、部品点数の増加が抑えられる。部品点数の増大が抑制されることにより、製品コストの低減にもつながる。また、部品点数が抑えられる分だけ、インバータ装置13の体格も抑えられる。このため、インバータ装置13の設置スペースを節約する観点から好ましい。 (4) In order to ensure the reliability with respect to the protection operation of the inverter device 13, for example, another set of protection control circuits 24 may be provided. Compared with the case of constructing this so-called dual system, in the inverter device 13 of this example, there is no redundantly provided circuit, and accordingly, an increase in the number of parts can be suppressed. Suppressing the increase in the number of parts leads to a reduction in product cost. Moreover, the physique of the inverter apparatus 13 is also suppressed by the amount that the number of parts is suppressed. For this reason, it is preferable from the viewpoint of saving the installation space of the inverter device 13.
(5)前述したように、A/Dコンバータ31およびPLD32のハードウェアあるいはソフトウェアの異常が検出された場合における保護動作が担保される。このため、PLD32のデジタル信号処理機能を利用した保護制御回路24を構築することができる。保護制御回路24の検出信頼性は前記(1)〜(3)により確保される。 (5) As described above, the protection operation when an abnormality in the hardware or software of the A / D converter 31 and the PLD 32 is detected is ensured. Therefore, the protection control circuit 24 using the digital signal processing function of the PLD 32 can be constructed. The detection reliability of the protection control circuit 24 is ensured by the above (1) to (3).
(6)コンパレータ回路などの汎用電子部品を利用して保護制御回路24を構築することも考えられるものの、この場合には調整抵抗などを通じて、閾値電圧あるいは電圧増幅率などの微調整を行う必要がある。本例によれば、このような回路素子を通じた微調整は不要である。 (6) Although it is conceivable to construct the protection control circuit 24 using general-purpose electronic components such as a comparator circuit, in this case, it is necessary to finely adjust the threshold voltage or the voltage amplification factor through an adjustment resistor or the like. is there. According to this example, such fine adjustment through the circuit element is unnecessary.
(7)PLD32は、A/D変換後の電流値としきい値電流との比較を通じて過電流判定を、またA/D変換後の電圧値としきい値電圧との比較を通じて過電圧判定を行う。PLD32は、プログラム(内部の論理構造)を自在に定義あるいは変更することができる。すなわち、過電流あるいは過電圧などの事故検出レベルの設定は、数値(パラメータ)を指定することで足りる。このため。しきい値電流およびしきい値電圧などの設定作業、あるいは変更作業が簡単である。 (7) The PLD 32 performs overcurrent determination through comparison between the current value after A / D conversion and the threshold current, and also performs overvoltage determination through comparison between the voltage value after A / D conversion and the threshold voltage. The PLD 32 can freely define or change a program (internal logical structure). In other words, it is sufficient to set a fault detection level such as overcurrent or overvoltage by specifying a numerical value (parameter). For this reason. Setting work such as threshold current and threshold voltage, or changing work is simple.
<他の実施の形態>
なお、前記実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・本例のPLD32として、EPGA(Field-Programmable Gate Array)あるいはCPLD(Complex Programmable Logic Device)を採用してもよい。
<Other embodiments>
The embodiment described above may be modified as follows.
As the PLD 32 of this example, EPGA (Field-Programmable Gate Array) or CPLD (Complex Programmable Logic Device) may be adopted.
・本例では、PLD32により事故判定を行うようにしたが、PLD32に代えてマイクロコンピュータを採用してもよい。この場合、マイクロコンピュータは、本発明の制御回路に相当する。 In this example, the accident determination is performed by the PLD 32, but a microcomputer may be employed instead of the PLD 32. In this case, the microcomputer corresponds to the control circuit of the present invention.
・本例の外部WDT33として、WDT機能を有するマイクロコンピュータ、ならびにWDT機能を有するPLD、EPGAおよびCPLDを採用してもよい。
・本例では、過電流事故および過電圧事故の双方を検出するようにしたが、製品仕様などに応じて、いずれか一方のみを検出するようにしてもよい。
As the external WDT 33 in this example, a microcomputer having a WDT function, and a PLD, EPGA, and CPLD having a WDT function may be adopted.
In this example, both the overcurrent accident and the overvoltage accident are detected, but only one of them may be detected in accordance with the product specifications.
・本例では、過電流事故または過電圧事故が検出されたとき、インバータ回路22のスイッチング動作を停止させるようにしたが、併せてDC/DCコンバータ回路21の動作を停止させるようにしてもよい。たとえば、DC/DCコンバータ回路21の制御回路(内蔵)は、保護制御回路24からの異常検出信号S1を受けて、PWM信号の生成を停止することにより、昇圧動作を停止する。 In this example, when an overcurrent accident or an overvoltage accident is detected, the switching operation of the inverter circuit 22 is stopped. However, the operation of the DC / DC converter circuit 21 may be stopped together. For example, the control circuit (built-in) of the DC / DC converter circuit 21 receives the abnormality detection signal S1 from the protection control circuit 24 and stops generating the PWM signal, thereby stopping the boosting operation.
・本例では、三相3線式の電力系統15に対応させるべく、インバータ回路22として3つのハーフブリッジ(スイッチングアーム)を組み合わせた三相ブリッジインバータを採用したが、インバータ回路22の構成は、接続される電力系統15あるいはその他の条件に応じて、適宜決定すればよい。 In this example, a three-phase bridge inverter combining three half bridges (switching arms) is adopted as the inverter circuit 22 in order to correspond to the three-phase three-wire power system 15, but the configuration of the inverter circuit 22 is What is necessary is just to determine suitably according to the electric power grid | system 15 connected or other conditions.
・本例では、直流電源12およびインバータ装置13を1組だけ設けたが、複数組設けてもよい。この場合、各インバータ装置13の出力端子は変圧器14に対して並列に接続してもよい。すなわち、系統連系インバータシステム11は、直流電源12およびインバータ装置13からなる複数台の分散型電源が、1台の変圧器14を介して電力系統15に並列に接続される構成としてもよい。 In this example, only one set of the DC power supply 12 and the inverter device 13 is provided, but a plurality of sets may be provided. In this case, the output terminal of each inverter device 13 may be connected in parallel to the transformer 14. That is, the grid-connected inverter system 11 may have a configuration in which a plurality of distributed power sources including the DC power source 12 and the inverter device 13 are connected in parallel to the power system 15 via a single transformer 14.
・本例では、過電流事故または過電圧事故が検出されたときにはインバータ装置13を停止させるようにしたが、つぎのようにしてもよい。たとえばフィルタ回路23と各計測機器(CT、VT)との間に、三相接触器あるいは遮断器を設ける。そして、過電流事故または過電圧事故が検出されたときには、特定の保護動作としてインバータ装置13を停止させるだけではなく、三相接触器あるいは遮断器を開放させる。その結果、インバータ装置13から変圧器14への給電経路が遮断される。インバータ装置13を系統連系インバータシステム11から切り離すことにより、事故の波及が抑制される。 In this example, the inverter device 13 is stopped when an overcurrent accident or an overvoltage accident is detected, but the following may be used. For example, a three-phase contactor or a circuit breaker is provided between the filter circuit 23 and each measuring device (CT, VT). When an overcurrent accident or an overvoltage accident is detected, not only the inverter device 13 is stopped as a specific protection operation, but also the three-phase contactor or circuit breaker is opened. As a result, the power supply path from the inverter device 13 to the transformer 14 is interrupted. By disconnecting the inverter device 13 from the grid-connected inverter system 11, the spread of accidents is suppressed.
・本例では、太陽電池を利用する直流電源12を採用したが、電力の供給対象などに応じて適宜変更してもよい。直流電源12として、たとえば燃料電池あるいは蓄電池などを採用することも可能である。さらに、エンジン発電機あるいは風力発電機などにより生成される交流電力を直流電力に変換する装置を直流電源12として採用してもよい。 In this example, the DC power source 12 using solar cells is adopted, but may be appropriately changed according to the power supply target. As the DC power source 12, for example, a fuel cell or a storage battery can be employed. Furthermore, a device that converts AC power generated by an engine generator or wind power generator into DC power may be employed as the DC power source 12.
・本例では、インバータ回路22のスイッチングを制御する図示しない制御回路と、保護制御回路24とを別個に設けたが、これら2つの制御回路を1つに統合して設けてもよい。たとえば、変流器25u,25v,25wあるいは計器用変圧器26の検出結果に基づき、インバータ回路22のスイッチングを制御するなどしてもよい。 In this example, a control circuit (not shown) that controls switching of the inverter circuit 22 and the protection control circuit 24 are provided separately, but these two control circuits may be integrated into one. For example, the switching of the inverter circuit 22 may be controlled based on the detection result of the current transformers 25u, 25v, 25w or the instrument transformer 26.
・本例では、保護制御回路24はインバータ装置13に内蔵したが、インバータ装置13と別個に設けてもよい。
・本例では、保護制御回路24は、インバータ装置13により生成される交流電力の計測結果(監視結果)に基づき異常の有無を判定するだけであったが、その時々の計測結果である電流値あるいは電圧値を外部の表示装置に表示させてもよい。
In this example, the protection control circuit 24 is built in the inverter device 13, but may be provided separately from the inverter device 13.
In this example, the protection control circuit 24 only determines the presence or absence of an abnormality based on the measurement result (monitoring result) of the AC power generated by the inverter device 13, but the current value that is the measurement result at that time Alternatively, the voltage value may be displayed on an external display device.
・本例では、PLD32と外部WDT33との間で相互監視を行うようにしたが、たとえばPLD32による外部WDT33の監視は行わないようにしてもよい。すなわち、外部WDT33によるPLD32の監視のみ行う。 In this example, mutual monitoring is performed between the PLD 32 and the external WDT 33. However, the external WDT 33 may not be monitored by the PLD 32, for example. That is, only the monitoring of the PLD 32 by the external WDT 33 is performed.
・本例では、1.A/Dコンバータ31のハードウェアの異常、2.PLD32のソフトウェアの異常、および3.PLD32のハードウェアの異常のすべてを監視するようにしたが、これら「1」〜「3」のうち少なくとも一を監視するようにしてもよい。 In this example: 1. Hardware abnormality of A / D converter 31 2. PLD32 software abnormality, and Although all the hardware abnormalities of the PLD 32 are monitored, at least one of these “1” to “3” may be monitored.
・本例では、保護制御回路24は、インバータ装置13の保護回路に適用したが、送電系統あるいは配電系統などの電力系統15の保護回路として適用してもよい。電力系統15の異常を検出した場合には、特定の保護動作として、たとえば系統の開閉器あるいは遮断器をトリップ(開放)させる。 In this example, the protection control circuit 24 is applied to the protection circuit of the inverter device 13, but may be applied as a protection circuit of the power system 15 such as a power transmission system or a distribution system. When an abnormality in the power system 15 is detected, for example, a system switch or circuit breaker is tripped (opened) as a specific protection operation.
・本例では、インバータ装置13は変圧器14を介して電力系統15に接続したが、電力系統15ではなく誘導電動機(モータ)などの適宜の電気負荷に接続してもよい。すなわち、本例のインバータ装置13の用途は、系統連系インバータシステム11に限定されない。 In this example, the inverter device 13 is connected to the power system 15 via the transformer 14, but may be connected to an appropriate electric load such as an induction motor (motor) instead of the power system 15. That is, the application of the inverter device 13 of this example is not limited to the grid interconnection inverter system 11.
・本例の保護制御回路24は、高周波電源および溶接機などのインバータ応用機器全般に適用可能である。 The protection control circuit 24 of this example can be applied to general inverter application equipment such as a high-frequency power source and a welding machine.
12…直流電源、13…インバータ装置、31…A/Dコンバータ、32…PLD(制御回路)、24…保護制御回路(保護制御装置)、32b…内部ウォッチドッグタイマ(内部監視回路)、33…外部ウォッチドッグタイマ(外部監視回路)、51…基準電圧回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... DC power supply, 13 ... Inverter device, 31 ... A / D converter, 32 ... PLD (control circuit), 24 ... Protection control circuit (protection control device), 32b ... Internal watchdog timer (internal monitoring circuit), 33 ... External watchdog timer (external monitoring circuit), 51... Reference voltage circuit.
Claims (3)
前記A/Dコンバータにより生成されるデジタル信号としきい値との比較を通じて前記交流電力の異常の有無を判定する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記交流電力に異常が発生している旨判定されるとき、特定の保護動作の実行を促す保護制御装置において、
前記制御回路の異常を検出する第2の異常検出手段を設け、
前記第2の異常検出手段は、前記制御回路の外部に設けられて当該制御回路の動作を監視して当該制御回路の動作の異常が検出されるときには当該制御回路に代わって前記特定の保護動作の実行を促す外部監視回路と、前記制御回路に設けられて当該制御回路の動作を監視するとともに前記外部監視回路の動作についても監視する内部監視回路とを含み、
前記制御回路は、
前記内部監視回路を通じて自身の動作の異常が検出されるとき、前記特定の保護動作の実行を促すとともに、
前記内部監視回路を通じて外部監視回路の異常が検出されるときについても、前記特定の保護動作の実行を促す保護制御装置。 An A / D converter that converts alternating current power as an analog signal captured from the power line into a digital signal;
A control circuit that determines whether or not the AC power is abnormal through a comparison between a digital signal generated by the A / D converter and a threshold value;
In the protection control device that prompts execution of a specific protection operation when the control circuit determines that an abnormality has occurred in the AC power,
The second fault detection means to detect an abnormality before Symbol control circuit is provided,
The second abnormality detection means is provided outside the control circuit and monitors the operation of the control circuit. When an abnormality in the operation of the control circuit is detected, the specific protection operation is performed instead of the control circuit. An external monitoring circuit that prompts the execution of the internal monitoring circuit, and an internal monitoring circuit that is provided in the control circuit and monitors the operation of the control circuit and also monitors the operation of the external monitoring circuit,
The control circuit includes:
When an abnormality of its own operation is detected through the internal monitoring circuit, it prompts execution of the specific protection operation,
Even with when an abnormality is detected in the external monitoring circuit via the internal monitoring circuit, the protective control apparatus to prompt the execution of the specific protection operation.
前記交流電力は、直流電源により生成される直流電力がインバータ装置を通じて変換されてなる交流電力であって、
前記特定の保護動作は、前記インバータ装置を停止させる動作である保護制御装置。 The protection control device according to claim 1,
The AC power is AC power obtained by converting DC power generated by a DC power source through an inverter device,
The specific control operation is a protection control device that stops the inverter device.
前記A/Dコンバータの異常を検出する第1の異常検出手段を設け、
前記A/Dコンバータは、前記交流電力の他既知の基準電圧をも取り込み、
前記第1の異常検出手段は、前記取り込まれた基準電圧のA/D変換後の値が予め記憶された前記基準電圧のA/D変換後の値に対して逸脱しているかどうかに基づき前記A/Dコンバータの異常の有無を判定する保護制御装置。 In the protection control device according to claim 1 or 2,
Providing a first abnormality detecting means for detecting an abnormality of the A / D converter;
The A / D converter also captures a known reference voltage in addition to the AC power,
The first abnormality detection means determines whether the value after the A / D conversion of the taken-in reference voltage deviates from the value after the A / D conversion of the reference voltage stored in advance. A protection control device that determines whether an A / D converter is abnormal.
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