JPH0343875B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は同期機の界磁巻線に開閉器を介さず直
接制御整流された界磁電流を供給するようにした
同期機の励磁装置に関する。

従来、同期機の励磁装置としては交流電源出力
を電源しや断器を介してサイリスタ整流装置に供
給し、このサイリスタ整流装置により交流電源出
力を制御整流してその出力を同期機の界磁巻線に
開閉器を介さず直接供給するようにしたものがあ
る。

第１図はかかる従来の同期機の励磁装置の構成
例を示すものである。第１図において、１は界磁
巻線１Ｆを備えた発電機で、この発電機１の出力
端は系統並列投入用の主しや断器２、主変圧器３
を直列に介して交流系統４に接続されている。ま
た、５は発電機１の界磁巻線１Ｆを励磁する励磁
回路に設けられたサイリスタ整流装置で、その交
流側入力端は電源しや断器６、励磁電源変圧器７
を直列に介して主変圧器３と主しや断器２とを結
ぶ電路に接続されている。さらに８は入力端が計
器用変圧器９を介して発電機１と主しや断器２と
を結ぶ電路に接続された自動電圧調整装置で、こ
の自動電圧調整装置８は発電機１の出力電圧が所
定の電圧になるように上記サイリスタ整流装置５
のサイリスタを導通制御するものである。１０は
発電機１の界磁巻線１Ｆに並列に接続されたバイ
パス用サイリスタ、１１は同じく界磁巻線１Ｆに
並列に接続されバイパス用サイリスタ１０に対し
てゲート点弧信号を与える自動点弧回路である。

このような構成の同期機の励磁装置において、
今、自動電圧調整装置８の出力によりサイリスタ
整流装置５のサイリスタが導通制御され発電機１
の出力電圧が所定の電圧となるように界磁巻線１
Ｆの励磁電流が制御されているものとする。この
ような状態にあるとき、発電機１の界磁巻線１Ｆ
の励磁を停止するには、まず電源しや断器６を開
放する。すると界磁巻線１Ｆには逆電圧が発生
し、バイパス用サイリスタ１０には設定値以上の
順方向電圧がかかり、同時に自動点弧回路１１に
よりバイパス用サイリスタ１０を自動点弧させ
る。したがつて界磁巻線１Ｆとバイパス用サイリ
スタ１０と閉回路が形成されるので、界磁巻線に
流れる電流を瞬断することによる大電圧の発生を
抑えて界磁電流を減衰させることができる。

しかるに近年発電機の大容量化に伴ない界磁電
流も増大するため、その励磁停止時に流れる通過
電流を第１図に示す如く励磁回路に設けられた１
個のバイパス用サイリスタで減衰させるものでは
通過電流容量が不足するようになつてきている。
このため励磁回路に設けられるバイパス用サイリ
スタの個数を増やしてこれらを並列に接続すれ
ば、総合的に通電電流容量を増加し得、バイパス
用サイリスタの電流容量の問題を解決することが
できる。しかし、発電機の運転中にはこれらのバ
イパス用サイリスタは使用されないため、単に励
磁停止時の通電だけの目的でサイリスタを増やす
ことは装置のコスト上昇をもたらし、経済的に不
利なものとなる。また、バイパス用サイリスタの
個数を増した場合、各々のサイリスタ素子の特性
の違いやバイパス用サイリスタを並列に接続する
ことにより自動点弧回路が複雑化し、このため、
信頼性が低下するとともにバイパス用サイリスタ
の点弧失敗等を招くことがある。したがつて、こ
のような場合には励磁停止時に発生する界磁巻線
のエネルギーをバイパスさせることができず、セ
レンアレスタ等の保護用品をを破壊させ、サイリ
スタ装置等に少なからずダメージを与える不都合
が発生する。

本発明は同期機の励磁停止時に発生する界磁巻
線の逆電圧によるエネルギーのバイパス通電容量
を増加させることができる信頼性の高い同期機の
励磁装置を提供することを目的とする。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。第２図は本発明の同期機の励磁装置の構成図
を示すもので、第１図と同一部分には同一記号を
付してその説明を省略し、ここでは異なる点につ
いてのみ述べる。本実施例では第２図に示すよう
にサイリスタ整流装置５を構成する全てのサイリ
スタに対して点弧パルスを与える点流パルス発生
回路（以下、特殊点流パルス発生装置と呼ぶ）１
２を設け、またバイパス用サイリスタ１０に直列
にバイパス用放電抵抗１３を設ける構成とするも
のである。

上記特殊転流パルス発生装置１２は、第３図に
示すように抵抗ＲとコンデンサＣとの組合せ回路
により構成されており、またその制御回路は第４
図に示すように構成されている。すなわち、第４
図に示すように制御電源母線Ｐ，Ｎ間に電源しや
断器６が開放すると閉じる補助常閉接点６−ｂと
補助リレーＸとを直列に接続し、また特殊転流パ
ルス発生装置１２の電源接続端を制御電源母線
Ｐ，Ｎ間に接続し、その出力端に補助リレーＸの
常開接点Ｘ−ａを接続し、この常開接点Ｘ−ａを
通して点弧パルス信号が送出できるようになつて
いる。なお、第３図では抵抗ＲとコンデンサＣと
で特殊転流パルス発生装置１２を構成するように
したが、静止形半導体素子やトランス等でも構成
でき、また第４図に示す制御回路では補助リレー
Ｘを用いたが、これをタイマー等に置き換えても
よいことは勿論である。

次に作用について述べるに、その理解を容易に
するため第２図の要部を詳細に示す第５図を参照
しながら説明する。ここで、第５図において、サ
イリスタ整流装置５は通常３相ブリツジである
が、これを単相ブリツジに単純化して示したもの
で、５−Ｕ，５−Ｖ，５−Ｘ，５−Ｙはサイリス
タである。また１４は主回路と電子回路を絶縁す
るゲートパルストランス、１５，１６は逆流防止
用ダイオードで、これら逆流防止用ダイオード１
５，１６は自動電圧調整装置８と特殊転流パルス
発生装置１２の何れからの信号もサイリスタ整流
装置５に伝え、逆に自動電圧調整装置８の出力が
特殊転流パルス発生装置１２に、また特殊転流パ
ルス発生装置１２の出力が自動電圧調整装置にそ
れぞれ流入することを防止するためのものであ
る。

第５図において、今、発電機１が運転状態にあ
るとすれば、サイリスタ整流装置５は自動電圧調
整装置８の出力により制御動作しており、電源し
や断器６を介して加えられる電源入力を直流に変
換して発電機１の界磁巻線１Ｆに供給し、発電機
１の出力電圧が所定の電圧になるように界磁制御
されている。この場合、サイリスタ整流装置５は
サイリスタ５−Ｕと５−Ｙ，５−Ｖと５−Ｘとい
う対になつて順次点弧されている。このような状
態にあるとき、発電機１の界磁巻線１Ｆの励磁を
停止するには、まず電源しや断器６を開放する。
するとサイリスタ整流装置５への電源入力が断た
れるため、界磁巻線１Ｆには今まで流れていた界
磁電流経路が断たれるので、その変化を妨げる方
向の逆電圧、つまりバイパス用サイリスタ１０に
対して順方向の電圧が発生する。この逆電圧が自
動点弧回路１１の設定値以上になると、自動点弧
回路１１が働き、バイパス用サイリスタ１０を自
動点弧する。この場合バイパス用サイリスタ１０
は電源しや断器６が開き始めると同時に点弧され
て導通するので、今までサイリスタ整流装置５を
通して流れていた電流がバイパス用放電抵抗１
３、バイパス用サイリスタ１０および界磁巻線１
Ｆを通る閉回路に流れるようになる。次いで電源
しや断器６が完全に開放状態になると、サイリス
タ整流装置５の入力電圧が断たれるため、サイリ
スタ５−Ｕ，５−Ｙ，５−Ｖ，５−Ｘは全てオフ
の状態になり、サイリスタ整流装置５の各サイリ
スタには電流が流れなくなる。しかしサイリスタ
整流装置５の各サイリスタ５−Ｕ，５−Ｘ，５−
Ｖ，５−Ｙは前述した如くバイパス用サイリスタ
１０が点弧してバイパス電流が流れると、この時
点からバイパス用放電抵抗１３よりそのアノード
電圧が確保されるので、上記サイリスタ５−Ｕ，
５−Ｘ，５−Ｖ，５−Ｙは点弧パルスが加えられ
れば、いつでも点弧できる状態になつている。

このような状態にある時、サイリスタ５−Ｕ，
５−Ｖ，５−Ｘ，５−Ｙに特殊転流パルス発生装
置１２により点弧パルスを与えると、サイリスタ
５−Ｕ，５−Ｖ，５−Ｘ，５−Ｙは全て導通状態
になる。この場合、特殊転流パルス発生装置１２
は第３図に示す如くコンデンサＣが充電された状
態にあり、またその制御は第４図に示す如く電源
しや断器６の開放により閉じる補助常閉接点６−
ｂにより補助リレーＸが動作し、その常開接点Ｘ
−ａが閉じることによりコンデンサＣの充電電荷
を放電させ、これが点弧パルスとして送出され
る。したがつて通常運転中はサイリスタ５−Ｕ，
５−Ｖ，５−Ｘ，５−Ｙが５−Ｕと５−Ｙ、５−
Ｖと５−Ｘという対になつて順次点弧制御される
が、電源しや断器６が開放された状態では特殊転
流パルス発生装置１２によりサイリスタ５−Ｕ，
５−Ｖ，５−Ｘ，５−Ｙが全て同時に点弧される
ことになる。これにより、サイリスタ整流装置５
の各サイリスタ５−Ｕ，５−Ｖ，５−Ｘ，５−Ｙ
が同時に導通するので、このサイリスタ整流装置
１２により励磁回路が短絡状態となり、バイパス
用サイリスタ１０とバイパス用放電抵抗１３を通
して界磁巻線１Ｆに流れていた電流がサイリスタ
５−Ｕと５−Ｘ、５−Ｖと５−Ｙを通して流れる
ようになる。

このように本実施例ではバイパス用サイリスタ
１０をフラツシユ的に用い、主に界磁巻線１Ｆの
エネルギーをサイリスタ整流装置５のサイリスタ
５−Ｕと５−Ｘ，５−Ｖと５−Ｙにバイパスさせ
て流れるようにしたので、バイパス電流の分流回
路数を増加させ得、バイパス通電容量を飛躍的に
増大させることができる。通常サイリスタ整流装
置は複数個のサイリスタを多並列にして構成して
いるので、上記のように各サイリスタの全てを同
時に点弧すれば、複数の分流回路を形成すること
ができる。

上記ではサイリスタ整流装置５を単相全波ブリ
ツジについて述べたが、３相全波ブリツジの場合
も同様なので、ここではその説明を省略する。

なお、上記実施例では特殊転流パルス発生装置
１２を設けてその点弧パルスをサイリスタ整流装
置５に与えるようにしたが、その機能を自動電圧
調整装置８に持たせるようにしてもよく、また電
源しや断器６を開く前にサイリスタ整流装置５を
ゲートブロツクするようにしてもよい。

以上述べたように本発明によれば、サイリスタ
整流装置により制御整流された電流を開閉器を介
さず直接界磁巻線に供給するようにした同期機の
励磁装置において、界磁巻線の励磁停止時、この
界磁巻線と並列に設けられたバイパス用サイリス
タを界磁巻線に発生する逆電圧により点弧して瞬
時のみこのバイパス用サイリスタを通して界磁巻
線を流し、次いでこの界磁電流を主にサイリスタ
整流装置のサイリスタ群を全て同時に点弧するこ
とにより形成される複数の分流回路を通して流す
ようにしたので、同期機の大容量化に伴つて界磁
電流が増大しても回路構成を簡単且つ安価にして
対処し得る信頼性の高い同期機の励磁装置が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成例を示す回路図、第２
図は本発明装置の一実施例の構成を示す回路図、
第３図は同実施例における特殊転流パルス発生装
置の内部構成例を示す回路図、第４図は同じく特
殊転流パルス発生装置の制御回路図、第５図は第
２図に示す回路構成においてその作用説明に必要
な部分を詳細に示す回路図である。 １……発電機、１Ｆ……界磁巻線、５……サイ
リスタ整流装置、８……自動電圧調整装置、１０
……バイパス用サイリスタ、１１……自動点弧回
路、１２……特殊転流パルス発生装置、１３……
バイパス用放電抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源出力を電源しや断器６を介してサイ
   リスタ整流装置５に供給し、制御整流した直流出
   力を同期機の界磁巻線１Ｆに開閉器を介さずに直
   接供給する同期機の励磁装置において、 前記界磁巻線と並列に正方向出力を阻止する極
   性に設けられたバイパス用サイリスタ１０と、 前記界磁巻線と並列に設けられ、この界磁巻線
   の設定値以上の逆電圧が発生したとき前記バイパ
   ス用サイリスタを点弧させ界磁巻線を転流させる
   自動点弧回路１１と、 前記バイパス用サイリスタと直列に設けられ、
   界磁電流が転流したとき前記サイリスタ整流装置
   のアノード電圧を確保する放電抵抗１３と、 前記電源しや断器が解放されたことを条件に前
   記放電抵抗によりアノード電圧が確保されたとき
   サイリスタ整流装置を構成する全てのサイリスタ
   に同時に点弧パルスを与え界磁電流を転流させる
   転流パルス発生回路１２とを具備することを特徴
   とする同期機の励磁装置。