JPH0219485B2 - - Google Patents
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- JPH0219485B2 JPH0219485B2 JP58082947A JP8294783A JPH0219485B2 JP H0219485 B2 JPH0219485 B2 JP H0219485B2 JP 58082947 A JP58082947 A JP 58082947A JP 8294783 A JP8294783 A JP 8294783A JP H0219485 B2 JPH0219485 B2 JP H0219485B2
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- capacitor
- voltage
- circuit
- thyristor switch
- current
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 66
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 33
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、サイリスタスイツチを用いてコン
デンサを開閉する無効電力補償装置の過電圧保護
回路に関するものである。
デンサを開閉する無効電力補償装置の過電圧保護
回路に関するものである。
第１図は、サイリスタスイツチを用いてコンデ
ンサを開閉する従来の無効電力補償装置の回路構
成図を示す。図において、１は交流電源、２はリ
アクトル、３はコンデンサ、４はサイリスタ素子
１１，１２の逆並列回路で構成されるサイリスタ
スイツチ、５は電流変成器、６は電圧変成器、７
はタイミング信号発生回路、８はAND回路、９
はゲート点弧信号発生回路、１０は過電流検出回
路、１１及び１２はサイリスタ素子である。
ンサを開閉する従来の無効電力補償装置の回路構
成図を示す。図において、１は交流電源、２はリ
アクトル、３はコンデンサ、４はサイリスタ素子
１１，１２の逆並列回路で構成されるサイリスタ
スイツチ、５は電流変成器、６は電圧変成器、７
はタイミング信号発生回路、８はAND回路、９
はゲート点弧信号発生回路、１０は過電流検出回
路、１１及び１２はサイリスタ素子である。
次に動作について第２図に示す信号波形図とと
もに説明する。
もに説明する。
サイリスタスイツチ４がOFFになるときはコ
ンデンサ電流Icが零〔Ａ〕を横切る時点でOFFに
なるためコンデンサ３には交流電源電圧のピーク
値に等しい電圧Ｅが充電されることになる。この
充電極性はサイリスタスイツチ４がOFFになる
時点で正又は負方向のいづれのコンデンサ電流Ic
が最後に流れたか否かにより決定される。
ンデンサ電流Icが零〔Ａ〕を横切る時点でOFFに
なるためコンデンサ３には交流電源電圧のピーク
値に等しい電圧Ｅが充電されることになる。この
充電極性はサイリスタスイツチ４がOFFになる
時点で正又は負方向のいづれのコンデンサ電流Ic
が最後に流れたか否かにより決定される。
第２図ａは交流電源１の電源電圧Vacの信号波
形図である。今、仮にサイリスタ素子１２を通つ
て電流が流れた後、サイリスタスイツチ４が
OFFになつたものとすると、コンデンサ３の充
電電圧Vcは第２図ｂに示すように負極性電圧−
Ｅに充電されている。
形図である。今、仮にサイリスタ素子１２を通つ
て電流が流れた後、サイリスタスイツチ４が
OFFになつたものとすると、コンデンサ３の充
電電圧Vcは第２図ｂに示すように負極性電圧−
Ｅに充電されている。
サイリスタスイツチ４がOFFの期間はコンデ
ンサ３にはこの電圧−Ｅが充電されつぱなしにな
つているため、サイリスタスイツチ４の両端電圧
VTHYは第２図ｃに示すようにコンデンサ電圧Vc
と電源電圧Vacの重畳した電圧となり最大印加電
圧2Eが印加されることになる。第２図ｅに示す
ように時刻t1でコンデンサ３の投入信号S1が端子
ａに入るとサイリスタスイツチ４の両端電圧VTHY
が零〔Ｖ〕近傍の時点t2でゲート点弧信号Sgがサ
イリスタスイツチ４に与えられ、サイリスタスイ
ツチ４がONになつてコンデンサ３が交流電源１
に接続される。サイリスタスイツチ両端電圧VTHY
が零〔Ｖ〕の近傍でサイリスタスイツチ４がON
になつた場合は第２図ｄに示すようにコンデンサ
電流Icには突入電流は含まれず定常状態から電流
が流れ始める。
ンサ３にはこの電圧−Ｅが充電されつぱなしにな
つているため、サイリスタスイツチ４の両端電圧
VTHYは第２図ｃに示すようにコンデンサ電圧Vc
と電源電圧Vacの重畳した電圧となり最大印加電
圧2Eが印加されることになる。第２図ｅに示す
ように時刻t1でコンデンサ３の投入信号S1が端子
ａに入るとサイリスタスイツチ４の両端電圧VTHY
が零〔Ｖ〕近傍の時点t2でゲート点弧信号Sgがサ
イリスタスイツチ４に与えられ、サイリスタスイ
ツチ４がONになつてコンデンサ３が交流電源１
に接続される。サイリスタスイツチ両端電圧VTHY
が零〔Ｖ〕の近傍でサイリスタスイツチ４がON
になつた場合は第２図ｄに示すようにコンデンサ
電流Icには突入電流は含まれず定常状態から電流
が流れ始める。
サイリスタスイツチ両端電圧VTHYの零〔Ｖ〕の
近傍で各サイリスタ素子１１，１２にゲート点弧
信号Sgを与えるため交流電源１の電源電圧Vac
を電圧変成器６を介して検出し、タイミング信号
発生回路７において第２図ｆに示すように両端電
圧VTHYが零〔Ｖ〕の近傍、即ち交流電源１の電源
電圧Vacの負のピーク位相に同期したタイミング
信号Stを発生している。
近傍で各サイリスタ素子１１，１２にゲート点弧
信号Sgを与えるため交流電源１の電源電圧Vac
を電圧変成器６を介して検出し、タイミング信号
発生回路７において第２図ｆに示すように両端電
圧VTHYが零〔Ｖ〕の近傍、即ち交流電源１の電源
電圧Vacの負のピーク位相に同期したタイミング
信号Stを発生している。
このタイミング信号Stはコンデンサ３の充電極
性により電源電圧の正のピーク位相か負のピーク
位相かのいづれかのタイミンに同期して出され
る。
性により電源電圧の正のピーク位相か負のピーク
位相かのいづれかのタイミンに同期して出され
る。
このタイミング信号Stとコンデンサ３の投入信
号S1とのAND条件をAND回路８により求め条件
が成立した時点でゲート点弧信号発生回路９を駆
動し、第２図ｇのようにゲート点弧信号Sgを発
生する。ゲート点弧信号発生回路９は自励形発振
器等で構成されており一度駆動信号が入ると次に
停止信号Sgが端子ｂに与えられるまでゲート点
弧信号Sgをサイリスタスイツチ４に与え続ける。
通常は上述のようにサイリスタスイツチ４をON
にする場合はサイリスタスイツチ両端電圧VTHYが
零〔Ｖ〕の近傍にて行うのでコンデンサ３には突
入電流が流れないが、例えばタイミング信号発生
回路７の故障により正規の位相と異なる時点でタ
イミング信号Stが出た場合はサイリスタスイツチ
４のON時に大きさ突入電流が流れサイリスタ素
子１１及び１２が過負荷になることが考えられ
る。このためサイリスタスイツチ４に流れる電流
を電流変成器５により検出しタイミング信号Stの
ずれ等によりサイリスタ素子１１又は１２の点弧
位相がずれた場合（この現象を以後誤点弧と称
す）に流れる突入電流を過電流検出回路１０によ
り検出して直ちにゲート点弧信号発生回路９から
の信号発生を停止させサイリスタスイツチ４を
OFFにする無効電力補償装置の保護回路が用い
られている。
号S1とのAND条件をAND回路８により求め条件
が成立した時点でゲート点弧信号発生回路９を駆
動し、第２図ｇのようにゲート点弧信号Sgを発
生する。ゲート点弧信号発生回路９は自励形発振
器等で構成されており一度駆動信号が入ると次に
停止信号Sgが端子ｂに与えられるまでゲート点
弧信号Sgをサイリスタスイツチ４に与え続ける。
通常は上述のようにサイリスタスイツチ４をON
にする場合はサイリスタスイツチ両端電圧VTHYが
零〔Ｖ〕の近傍にて行うのでコンデンサ３には突
入電流が流れないが、例えばタイミング信号発生
回路７の故障により正規の位相と異なる時点でタ
イミング信号Stが出た場合はサイリスタスイツチ
４のON時に大きさ突入電流が流れサイリスタ素
子１１及び１２が過負荷になることが考えられ
る。このためサイリスタスイツチ４に流れる電流
を電流変成器５により検出しタイミング信号Stの
ずれ等によりサイリスタ素子１１又は１２の点弧
位相がずれた場合（この現象を以後誤点弧と称
す）に流れる突入電流を過電流検出回路１０によ
り検出して直ちにゲート点弧信号発生回路９から
の信号発生を停止させサイリスタスイツチ４を
OFFにする無効電力補償装置の保護回路が用い
られている。
従来の無効電力補償装置は以上のように構成さ
れているので、サイリスタスイツチ４の誤点弧時
に直ちにゲート点弧信号Sgを停止させる結果、
コンデンサ３及びサイリスタスイツチ４に過大な
印加電圧が印加される。ここで以下に過電圧が印
加される現象を第３図とともに説明する。
れているので、サイリスタスイツチ４の誤点弧時
に直ちにゲート点弧信号Sgを停止させる結果、
コンデンサ３及びサイリスタスイツチ４に過大な
印加電圧が印加される。ここで以下に過電圧が印
加される現象を第３図とともに説明する。
第３図ａ乃至ｄは、それぞれ第２図ａ乃至ｄに
対応した電源電圧Vac、コンデンサVc、サイリ
スタスイツチ両端電圧VTHY、コンデンサ電流Icの
誤点弧時の波形図であり、同図ｃに示すようにサ
イリスタスイツチ４に電圧2Eが印加される時刻t1
においてサイリスタスイツチ４が誤点弧した場合
が過電圧として最も厳しくなる。このとき第１図
のコンデンサ３とリアクトル２の直列回路により
初期値振幅2E〔Ｖ〕で自由振動が生じる。更に交
流電圧Vacが重畳されることによりコンデンサ電
圧Vcは最大振幅3E〔Ｖ〕迄達する。この時には、
コンデンサ３には定常電流の数倍の過電流Icが第
３図ｄのように流れる。従来の装置ではこの過電
流が過電流検出回路１０の設定値以上になると直
ちにゲート点弧信号Sgを停止するため、コンデ
ンサ電流Icが零〔Ａ〕になつた時刻t2においてサ
イリスタスイツチ４はOFFになる。この時点で
はコンデンサ電圧Vcは第３図ｂのようにピーク
値に達しており最悪の時は3E〔Ｖ〕の両端電圧が
コンデンサ３に充電されたままになる。
対応した電源電圧Vac、コンデンサVc、サイリ
スタスイツチ両端電圧VTHY、コンデンサ電流Icの
誤点弧時の波形図であり、同図ｃに示すようにサ
イリスタスイツチ４に電圧2Eが印加される時刻t1
においてサイリスタスイツチ４が誤点弧した場合
が過電圧として最も厳しくなる。このとき第１図
のコンデンサ３とリアクトル２の直列回路により
初期値振幅2E〔Ｖ〕で自由振動が生じる。更に交
流電圧Vacが重畳されることによりコンデンサ電
圧Vcは最大振幅3E〔Ｖ〕迄達する。この時には、
コンデンサ３には定常電流の数倍の過電流Icが第
３図ｄのように流れる。従来の装置ではこの過電
流が過電流検出回路１０の設定値以上になると直
ちにゲート点弧信号Sgを停止するため、コンデ
ンサ電流Icが零〔Ａ〕になつた時刻t2においてサ
イリスタスイツチ４はOFFになる。この時点で
はコンデンサ電圧Vcは第３図ｂのようにピーク
値に達しており最悪の時は3E〔Ｖ〕の両端電圧が
コンデンサ３に充電されたままになる。
更にサイリスタスイツチ４にはコンデンサ３の
充電電圧3E〔Ｖ〕に交流電源１の電源電圧Vac
（ピーク値Ｅ）が重畳されるため、第３図ｃのよ
うに最大4E〔Ｖ〕の電圧が印加されることにな
る。
充電電圧3E〔Ｖ〕に交流電源１の電源電圧Vac
（ピーク値Ｅ）が重畳されるため、第３図ｃのよ
うに最大4E〔Ｖ〕の電圧が印加されることにな
る。
上述のように従来のこの種の無効電力補償装置
においてはコンデンサ３及びサイリスタスイツチ
４としては誤点弧時の過電圧に耐えるようにする
必要があるために電圧定格の大きなものが必要で
あり、著しく不経済となるという問題点があつ
た。
においてはコンデンサ３及びサイリスタスイツチ
４としては誤点弧時の過電圧に耐えるようにする
必要があるために電圧定格の大きなものが必要で
あり、著しく不経済となるという問題点があつ
た。
この発明は、上記のような従来のものの問題点
を除去するためになされたものであり、誤点弧時
においても大きな過電圧がサイリスタスイツチ及
びコンデンサに印加しないような無効電力補償装
置の過電圧保護回路を提供することを目的として
いる。
を除去するためになされたものであり、誤点弧時
においても大きな過電圧がサイリスタスイツチ及
びコンデンサに印加しないような無効電力補償装
置の過電圧保護回路を提供することを目的として
いる。
この発明における無効電力補償装置の過電圧保
護回路においては、コンデンサの両端電圧の大き
さが一定レベルを越えたことを検出する電圧検出
回路と、サイリスタスイツチに流れるスイツチ電
流の零点近傍の通過時点を検出する電流零点検出
回路と、これら電圧検出回路及び電流零点検出回
路により、コンデンサの両端電圧が一定レベルを
越え、かつスイツチ電流が零点近傍の通過時点で
あることが検出されたとき、サイリスタスイツチ
を強制的に導通させる回路とを有する。
護回路においては、コンデンサの両端電圧の大き
さが一定レベルを越えたことを検出する電圧検出
回路と、サイリスタスイツチに流れるスイツチ電
流の零点近傍の通過時点を検出する電流零点検出
回路と、これら電圧検出回路及び電流零点検出回
路により、コンデンサの両端電圧が一定レベルを
越え、かつスイツチ電流が零点近傍の通過時点で
あることが検出されたとき、サイリスタスイツチ
を強制的に導通させる回路とを有する。
この発明にあつては、サイリスタスイツチの誤
点弧により、コンデンサに過電圧が印加されると
きにはサイリスタスイツチを強制的に導通させ、
コンデンサに過電圧が印加されていない時点に同
期してサイリスタスイツチをOFFするようにサ
イリスタスイツチへゲート点弧信号を発生する。
点弧により、コンデンサに過電圧が印加されると
きにはサイリスタスイツチを強制的に導通させ、
コンデンサに過電圧が印加されていない時点に同
期してサイリスタスイツチをOFFするようにサ
イリスタスイツチへゲート点弧信号を発生する。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
る。
第４図において、第１図と同一符号は同一又は
相当部分を示し、さらに２９はコンデンサ電圧検
出用の絶縁増巾器、１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１
４ｂ，１５ａ，１５ｂはいずれも比較器、１６，
１７はAND回路、１８，１９はOR回路、２０
ａ，２０ｂはNOT回路、２１ａ，２１ｂはシン
グルシヨツト回路、２２はフリツプフロツプ回
路、２３，２４はAND回路、２５はNOT回路、
２６，２７はOR回路、２８はゲート点弧信号発
生回路である。
相当部分を示し、さらに２９はコンデンサ電圧検
出用の絶縁増巾器、１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１
４ｂ，１５ａ，１５ｂはいずれも比較器、１６，
１７はAND回路、１８，１９はOR回路、２０
ａ，２０ｂはNOT回路、２１ａ，２１ｂはシン
グルシヨツト回路、２２はフリツプフロツプ回
路、２３，２４はAND回路、２５はNOT回路、
２６，２７はOR回路、２８はゲート点弧信号発
生回路である。
このような構成の本実施例の動作を述べる前
に、本実施例による無効電力補償装置の過電圧保
護回路の原理的動作を第５図ａ乃至ｄの動作説明
図に基づいて説明する。なお、第５図ａ乃至ｄ
は、それぞれ第３図に対応して図示した電源電圧
Vac、コンデンサ電圧Vc、サイリスタスイツチ
両端電圧VTHY、コンデンサ電流Icの各信号波形図
である。
に、本実施例による無効電力補償装置の過電圧保
護回路の原理的動作を第５図ａ乃至ｄの動作説明
図に基づいて説明する。なお、第５図ａ乃至ｄ
は、それぞれ第３図に対応して図示した電源電圧
Vac、コンデンサ電圧Vc、サイリスタスイツチ
両端電圧VTHY、コンデンサ電流Icの各信号波形図
である。
今、サイリスタスイツチ４をON時に第５図ｂ
の時刻t1において誤点弧が生じた場合を想定する
と該点弧により第５図ｄに示すように大きな突入
コンデンサ電流Icがコンデンサ３に流れその結果
第５図ｂに示すようにコンデンサ電圧Vcは、リ
アクトル２とコンデンサ３の自由振動電圧と交流
電圧との重畳した波形となる。この例では、最も
きびしい誤点弧条件を考えるため、第５図ｃに示
すようにサイリスタスイツチ両端電圧VTHYが最大
2E〔Ｖ〕の時に誤点弧したとすると、自由振動の
最大振巾値は2Eとなり、更に交流電圧Ｅが重畳
されるためコンデンサ電圧Vcは減衰を無視する
と次式で表わされる。
の時刻t1において誤点弧が生じた場合を想定する
と該点弧により第５図ｄに示すように大きな突入
コンデンサ電流Icがコンデンサ３に流れその結果
第５図ｂに示すようにコンデンサ電圧Vcは、リ
アクトル２とコンデンサ３の自由振動電圧と交流
電圧との重畳した波形となる。この例では、最も
きびしい誤点弧条件を考えるため、第５図ｃに示
すようにサイリスタスイツチ両端電圧VTHYが最大
2E〔Ｖ〕の時に誤点弧したとすると、自由振動の
最大振巾値は2Eとなり、更に交流電圧Ｅが重畳
されるためコンデンサ電圧Vcは減衰を無視する
と次式で表わされる。
Vc＝Ecosω1t＋2Esinω2t (1)
但しω1は交流電流の角周波数
ω2は自由振動の角周波数
(1)式からcosω1t＝１、sinω2t＝１が成立する時
はVc＝3Eとなり、逆にまたcosω1t＝−１、
sinω2t＝１が成立する時はVc＝Ｅとなることは
明らかである。
はVc＝3Eとなり、逆にまたcosω1t＝−１、
sinω2t＝１が成立する時はVc＝Ｅとなることは
明らかである。
このことは第５図ｂに示すようにコンデンサ電
圧Vcの自由振動成分と電源電圧成分とが逆極性
になつたt2ではコンデンサ電圧Vcは電源電圧Ｅ
に近い値になるため、この位相でサイリスタスイ
ツチ４をOFFにするように制御すれば、コンデ
ンサ電圧VcはほぼＥ〔Ｖ〕に近くなりサイリスタ
スイツチ４及びコンデンサ３の過電圧を避けるこ
とができる。
圧Vcの自由振動成分と電源電圧成分とが逆極性
になつたt2ではコンデンサ電圧Vcは電源電圧Ｅ
に近い値になるため、この位相でサイリスタスイ
ツチ４をOFFにするように制御すれば、コンデ
ンサ電圧VcはほぼＥ〔Ｖ〕に近くなりサイリスタ
スイツチ４及びコンデンサ３の過電圧を避けるこ
とができる。
次に第４図実施例の動作について説明する。
コンデンサ３の電圧は絶縁増巾器２９により検
出されその大きさは比較器１３ａと１３ｂにおい
てあらかじめ設定された過電圧レベルと比較され
る。なお比較器１３ａは正極性の、また比較器１
３ｂは負極性の夫々の電圧比較用として用いてい
る。この過電圧比較レベルはサイリスタスイツチ
４をOFFにしても各サイリスタ素子１１又は１
２に問題となる過電圧が印加されない範囲のコン
デンサ電圧値に設定される。
出されその大きさは比較器１３ａと１３ｂにおい
てあらかじめ設定された過電圧レベルと比較され
る。なお比較器１３ａは正極性の、また比較器１
３ｂは負極性の夫々の電圧比較用として用いてい
る。この過電圧比較レベルはサイリスタスイツチ
４をOFFにしても各サイリスタ素子１１又は１
２に問題となる過電圧が印加されない範囲のコン
デンサ電圧値に設定される。
一方、コンデンサ３に流れる電流は電流変成器
５を介して検出されシヤント抵抗Ｒにより電流値
に比例した電圧信号に変換される。
５を介して検出されシヤント抵抗Ｒにより電流値
に比例した電圧信号に変換される。
なお、説明の便宜上、上記の電圧信号に変換し
た電流信号を以下電流信号Icと称することにす
る。電流信号Icは比較器１４ａ，１４ｂにおいて
あらかじめ設定された過電流レベルと比較され
る。第４図では両極性の比較を行うため比較器１
４ａ及び１４ｂを用いている。又、この電流信号
Icは更に電流値の零点をみつけるための比較器１
５ａ，１５ｂに入力される。比較器１５ａ，１５
ｂの出力信号をそれぞれNOT回路２０ａ，２０
ｂを通してシングルシヨツト回路２１ａ，２１ｂ
に入力することにより電流が０を横切る時点でパ
ルス状の出力信号を出すようにしている。
た電流信号を以下電流信号Icと称することにす
る。電流信号Icは比較器１４ａ，１４ｂにおいて
あらかじめ設定された過電流レベルと比較され
る。第４図では両極性の比較を行うため比較器１
４ａ及び１４ｂを用いている。又、この電流信号
Icは更に電流値の零点をみつけるための比較器１
５ａ，１５ｂに入力される。比較器１５ａ，１５
ｂの出力信号をそれぞれNOT回路２０ａ，２０
ｂを通してシングルシヨツト回路２１ａ，２１ｂ
に入力することにより電流が０を横切る時点でパ
ルス状の出力信号を出すようにしている。
なお、比較器１５ａ，１５ｂ、NOT回路２０
ａ，２０ｂ、シングルシヨツト回路２１ａ，２１
ｂを２回路用意したのは、電流の正極性側と負極
性側の電流の零点を求めるためである。
ａ，２０ｂ、シングルシヨツト回路２１ａ，２１
ｂを２回路用意したのは、電流の正極性側と負極
性側の電流の零点を求めるためである。
第１図の場合と同様の回路（図示せず）に投入
信号S1が入るとこの投入信号S1とサイリスタスイ
ツチ電圧VTHYの零〔Ｖ〕近傍を検出するタイミン
グ信号StとをAND回路２３によりAND条件を求
め、この条件が成立した時点でAND回路２４及
びOR回路２７を介してゲート点弧信号発生回路
２８を駆動し、サイリスタスイツチ４にゲート点
弧信号Sgを与える。ゲート点弧信号発生回路２
８は自己保持形のゲート点弧信号発生回路であり
１度投入信号S1が入ると次に停止信号S2が入らな
い限りゲート点弧信号Sgを出力し続ける。
信号S1が入るとこの投入信号S1とサイリスタスイ
ツチ電圧VTHYの零〔Ｖ〕近傍を検出するタイミン
グ信号StとをAND回路２３によりAND条件を求
め、この条件が成立した時点でAND回路２４及
びOR回路２７を介してゲート点弧信号発生回路
２８を駆動し、サイリスタスイツチ４にゲート点
弧信号Sgを与える。ゲート点弧信号発生回路２
８は自己保持形のゲート点弧信号発生回路であり
１度投入信号S1が入ると次に停止信号S2が入らな
い限りゲート点弧信号Sgを出力し続ける。
サイリスタスイツチ４の誤点弧が生じ過電流が
流れると比較器１４ａ，１４ｂが過電流を検出し
てOR回路１９を介してフリツプフロツプ回路２
２をセツトし、このフリツプフロツプ回路２２の
出力信号はOR回路２６を介してゲート点弧信号
発生回路２８の「停止」端子に入力され、ゲート
点弧信号Sgが停止される。コンデンサ電流Icが
零になる時点、即ちコンデンサ電圧Vcがピーク
に達する時点でコンデンサ電圧Vcが過電圧レベ
ルを越えている場合は比較器１３ａ，１３ｂの各
出力信号がそれぞれAND回路１６，１７及びOR
回路１８，２７を介してゲート点弧信号発生回路
２８の「スタート」端子に入力されゲート点弧信
号Sgをサイリスタスイツチ４に与えることによ
りサイリスタスイツチ４が続けてONになつてサ
イリスタ素子１１，１２及びコンデンサ３に過電
圧が印加されるのを防止する。
流れると比較器１４ａ，１４ｂが過電流を検出し
てOR回路１９を介してフリツプフロツプ回路２
２をセツトし、このフリツプフロツプ回路２２の
出力信号はOR回路２６を介してゲート点弧信号
発生回路２８の「停止」端子に入力され、ゲート
点弧信号Sgが停止される。コンデンサ電流Icが
零になる時点、即ちコンデンサ電圧Vcがピーク
に達する時点でコンデンサ電圧Vcが過電圧レベ
ルを越えている場合は比較器１３ａ，１３ｂの各
出力信号がそれぞれAND回路１６，１７及びOR
回路１８，２７を介してゲート点弧信号発生回路
２８の「スタート」端子に入力されゲート点弧信
号Sgをサイリスタスイツチ４に与えることによ
りサイリスタスイツチ４が続けてONになつてサ
イリスタ素子１１，１２及びコンデンサ３に過電
圧が印加されるのを防止する。
上述の動作をより具体的に示すために第６図ａ
乃至１を用いて説明する。
乃至１を用いて説明する。
第６図において図ａはコンデンサ電圧Vc、図
ｂはコンデンサ電流Icの波形図であり、時刻t1に
おいて誤点弧が生じたとすると図ｂに示す過電流
Icが流れコンデンサ電圧Vcは図ａのようになる。
さらに同図ｃ及びｄは比較器１３ａ，１３ｂの出
力を示しコンデンサ電圧Vcが過電圧レベルを超
えた期間中出力信号を送出する。同図ｅ及びｆは
比較器１４ａ，１４ｂの出力信号を示しコンデン
サ電流Icが過電流レベルを超えた期間中出力す
る。この比較器１４ａ，１４ｂが出力されると同
図ｇに示すようにフリツプフロツプ回路２２がセ
ツトされ出力信号が“Ｈ”レベルになる。
ｂはコンデンサ電流Icの波形図であり、時刻t1に
おいて誤点弧が生じたとすると図ｂに示す過電流
Icが流れコンデンサ電圧Vcは図ａのようになる。
さらに同図ｃ及びｄは比較器１３ａ，１３ｂの出
力を示しコンデンサ電圧Vcが過電圧レベルを超
えた期間中出力信号を送出する。同図ｅ及びｆは
比較器１４ａ，１４ｂの出力信号を示しコンデン
サ電流Icが過電流レベルを超えた期間中出力す
る。この比較器１４ａ，１４ｂが出力されると同
図ｇに示すようにフリツプフロツプ回路２２がセ
ツトされ出力信号が“Ｈ”レベルになる。
又、コンデンサ電流Icの通電期間が同図ｈ及び
ｉに示すように比較器１５ａ，１５ｂにより検出
され、コンデンサ電流Icが零を横切る点がシング
ルシヨツト回路２１ａ，２１ｂにより同図ｊ及び
ｋに示すように検出される。同図１はゲート点弧
信号Sgを示しており時点t1において出されたゲー
ト点弧信号Sgは過電流が検出されたためフリツ
プフロツプ回路２２の出力信号が“Ｈ”レベルに
なるのに同期して停止される。
ｉに示すように比較器１５ａ，１５ｂにより検出
され、コンデンサ電流Icが零を横切る点がシング
ルシヨツト回路２１ａ，２１ｂにより同図ｊ及び
ｋに示すように検出される。同図１はゲート点弧
信号Sgを示しており時点t1において出されたゲー
ト点弧信号Sgは過電流が検出されたためフリツ
プフロツプ回路２２の出力信号が“Ｈ”レベルに
なるのに同期して停止される。
しかし同図ｃ及びｄに示すようにコンデンサ３
の過電圧が検出されているので図ｃとｊ及び図ｄ
とｋのAND条件に従つてt2とt3でゲート点弧信号
発生回路２８が駆動されゲート点弧信号Sgが出
される。その結果同図ｂに示すようにt2とt3の時
点でサイリスタスイツチがONになりコンデンサ
電流Icを流し続け時点t4においてサイリスタスイ
ツチ４はOFFとなる。同図ａに示すように時点t4
では自由振動電圧と電源電圧とは逆極性となつて
おりほぼＥに等しい電圧であるため、この時点t4
でサイリスタスイツチ４をOFFにしても、この
サイリスタスイツチ４には過電圧は印加されな
い。
の過電圧が検出されているので図ｃとｊ及び図ｄ
とｋのAND条件に従つてt2とt3でゲート点弧信号
発生回路２８が駆動されゲート点弧信号Sgが出
される。その結果同図ｂに示すようにt2とt3の時
点でサイリスタスイツチがONになりコンデンサ
電流Icを流し続け時点t4においてサイリスタスイ
ツチ４はOFFとなる。同図ａに示すように時点t4
では自由振動電圧と電源電圧とは逆極性となつて
おりほぼＥに等しい電圧であるため、この時点t4
でサイリスタスイツチ４をOFFにしても、この
サイリスタスイツチ４には過電圧は印加されな
い。
又、過電流の流れる期間も第６図ｂに示すよう
に電源周波数のほぼ半サイクル程度であるためサ
イリスタスイツチ４自体の温度上昇は問題になら
ない範囲である。
に電源周波数のほぼ半サイクル程度であるためサ
イリスタスイツチ４自体の温度上昇は問題になら
ない範囲である。
なお、上記実施例ではゲート点弧信号発生回路
２８としては連続出力形のものを示したが単発出
力形のゲート点弧信号発生回路でも良い。
２８としては連続出力形のものを示したが単発出
力形のゲート点弧信号発生回路でも良い。
又、上記実施例ではサイリスタスイツチ４とし
てはサイリスタ素子１１，１２の逆並列回路の場
合を示したがサイリスタとダイオードの逆並列回
路及び、その他の半導体スイツチであつても良く
上記実施例と同様の効果を奏する。
てはサイリスタ素子１１，１２の逆並列回路の場
合を示したがサイリスタとダイオードの逆並列回
路及び、その他の半導体スイツチであつても良く
上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のようにこの発明の無効電力補償装置の過
電圧保護方式によればサイリスタスイツチの誤点
弧時にコンデンサに過電圧が印加されない時点に
同期してサイリスタスイツチをOFFにするよう
にしたのでサイリスタスイツチ及びコンデンサの
耐圧を従来より低くすることができしかもこれの
部品の損傷を皆無にすることも可能で極めて経済
的な装置が達成できる効果がある。
電圧保護方式によればサイリスタスイツチの誤点
弧時にコンデンサに過電圧が印加されない時点に
同期してサイリスタスイツチをOFFにするよう
にしたのでサイリスタスイツチ及びコンデンサの
耐圧を従来より低くすることができしかもこれの
部品の損傷を皆無にすることも可能で極めて経済
的な装置が達成できる効果がある。
第１図は従来の無効電力補償装置の保護回路を
示す回路構成図、第２図は第１図の無効電力補償
装置の正常時の動作を示す各部の信号波形図、第
３図は第１図の無効電力補償装置のサイリスタス
イツチの誤点弧時の各部の信号波形図、第４図は
この発明の実施例による無効電力補償装置の過電
圧保護回路を示す回路構成図、第５図は第４図実
施例のサイリスタスイツチの誤点弧時に於る原理
動作を説明するための各部の信号波形図、第６図
は第４図実施例の過電圧保護回路の動作信号波形
図である。 １……交流電源、２……リアクトル、３……コ
ンデンサ、４……サイリスタスイツチ、５……電
流変成器、６……電圧変成器、７……タイミング
信号発生回路、８……AND回路、９……ゲート
点弧信号発生回路、１０……過電流検出回路、１
１，１２……サイリスタ素子、１３ａ，１３ｂ，
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ……比較器、１
６，１７……AND回路、１８，１９……OR回
路、２０ａ，２０ｂ……NOT回路、２１ａ，２
１ｂ……シングルシヨツト回路、２２……フリツ
プフロツプ回路、２３，２４……AND回路、２
５……NOT回路、２６，２７……OR回路、２８
……ゲート点弧信号発生回路、２９……絶縁増巾
器。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。
示す回路構成図、第２図は第１図の無効電力補償
装置の正常時の動作を示す各部の信号波形図、第
３図は第１図の無効電力補償装置のサイリスタス
イツチの誤点弧時の各部の信号波形図、第４図は
この発明の実施例による無効電力補償装置の過電
圧保護回路を示す回路構成図、第５図は第４図実
施例のサイリスタスイツチの誤点弧時に於る原理
動作を説明するための各部の信号波形図、第６図
は第４図実施例の過電圧保護回路の動作信号波形
図である。 １……交流電源、２……リアクトル、３……コ
ンデンサ、４……サイリスタスイツチ、５……電
流変成器、６……電圧変成器、７……タイミング
信号発生回路、８……AND回路、９……ゲート
点弧信号発生回路、１０……過電流検出回路、１
１，１２……サイリスタ素子、１３ａ，１３ｂ，
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ……比較器、１
６，１７……AND回路、１８，１９……OR回
路、２０ａ，２０ｂ……NOT回路、２１ａ，２
１ｂ……シングルシヨツト回路、２２……フリツ
プフロツプ回路、２３，２４……AND回路、２
５……NOT回路、２６，２７……OR回路、２８
……ゲート点弧信号発生回路、２９……絶縁増巾
器。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。
Claims (1)
- １ コンデンサに直列接続されるサイリスタ・ス
イツチにより上記コンデンサの投入を制御する際
に上記サイリスタ・スイツチ及び上記コンデンサ
を保護する無効電力補償装置の過電圧保護回路に
おいて、上記サイリスタ・スイツチをON、OFF
する点弧信号を発生するゲート点弧信号発生回路
と、上記コンデンサの両端電圧の大きさが一定レ
ベルを越えたことを検出する電圧検出回路と、上
記サイリスタ・スイツチに流れるスイツチ電流の
零点近傍の通過時点を検出する電流零点検出回路
と、この電流零点検出回路により上記スイツチ電
流が零点近傍の通過時点であることが検出され、
かつ上記電圧検出回路により上記コンデンサの両
端電圧が一定レベルを越えたことを検出している
時上記ゲート点弧信号発生回路に点弧指令を与
え、強制的に上記サイリスタ・スイツチを導通さ
せる回路とを備えたことを特徴とする無効電力補
償装置の過電圧保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58082947A JPS59206916A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | 無効電力補償装置の過電圧保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58082947A JPS59206916A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | 無効電力補償装置の過電圧保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59206916A JPS59206916A (ja) | 1984-11-22 |
| JPH0219485B2 true JPH0219485B2 (ja) | 1990-05-02 |
Family
ID=13788407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58082947A Granted JPS59206916A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | 無効電力補償装置の過電圧保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59206916A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5519725B2 (ja) * | 2012-04-25 | 2014-06-11 | 株式会社日本製鋼所 | 負荷短絡時の素子保護機能を備えた交流スイッチ装置 |
| KR102511389B1 (ko) * | 2016-03-23 | 2023-03-17 | 엘에스일렉트릭(주) | 사이리스터 보호장치 및 그의 보호방법 |
-
1983
- 1983-05-10 JP JP58082947A patent/JPS59206916A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59206916A (ja) | 1984-11-22 |
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