JPH0366685B2 - - Google Patents

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JPH0366685B2
JPH0366685B2 JP57115486A JP11548682A JPH0366685B2 JP H0366685 B2 JPH0366685 B2 JP H0366685B2 JP 57115486 A JP57115486 A JP 57115486A JP 11548682 A JP11548682 A JP 11548682A JP H0366685 B2 JPH0366685 B2 JP H0366685B2
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JP
Japan
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capacitor
thyristor switch
voltage
output
time
Prior art date
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JP57115486A
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Japanese (ja)
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Inventor
Hirotaka Shiraishi
Shigeo Konishi
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

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  • 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〕 本発明は、電力系統等の負荷に対し、必要に応
じて投入、接続される調相用進相コンデンサの初
期充電制御装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an initial charging control device for a phase advance capacitor for phase modulation, which is turned on and connected as necessary to a load such as an electric power system. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第1図は電力系統に対して投入、接続される進
相コンデンサの投入方式の一例を示す回路図であ
る。同図において、1は遮断器、2は主トラン
ス、3は直列リアクトル、4は進相コンデンサ、
5は逆並列に接続された2個のサイリスタから成
るスイツチである。なお直列リアクトル3は、進
相コンデンサ4を接続した系統Pの高調波による
波形のひずみを防止するためと、系統Pに対する
コンデンサ4の開閉時の過渡現象を抑圧するため
に使用されるもので、一般にコンデンサリアクタ
ンスの6〜14%程度のリアクタンスをもたせてい
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a method for introducing a phase advancing capacitor to be connected to an electric power system. In the figure, 1 is a circuit breaker, 2 is a main transformer, 3 is a series reactor, 4 is a phase advance capacitor,
5 is a switch consisting of two thyristors connected in antiparallel. The series reactor 3 is used to prevent waveform distortion due to harmonics of the system P to which the phase advance capacitor 4 is connected, and to suppress transient phenomena when the capacitor 4 opens and closes for the system P. Generally, it has a reactance of about 6 to 14% of the capacitor reactance.

さて、第1図において、図示せざる手段により
電力系統Pに対し進相コンデンサ4を投入するこ
とが必要と判断されると、遮断器1を投入して主
変圧器2の1次側と電力系統Pを接続する。次に
サイリスタスイツチ5のゲートへ点弧パルスを送
つて該スイツチをオンさせることにより、コンデ
ンサ4の電力系統Pへの接続(投入)がなされ
る。このようにして、コンデンサ4の電力系統P
への投入が一旦なされても、その後の系統Pの負
荷状況により、コンデンサ4は系統Pから切り離
されたり、或いは再投入されたりするものである
ことは勿論であり、この切り離し、再投入(これ
を開閉とも云う)は、サイリスタスイツチ5のオ
ン、オフ制御により行なわれる。
Now, in FIG. 1, when it is determined by means not shown that it is necessary to turn on the phase advance capacitor 4 to the power system P, the circuit breaker 1 is turned on and the power is connected to the primary side of the main transformer 2. Connect system P. Next, the capacitor 4 is connected to the power system P by sending an ignition pulse to the gate of the thyristor switch 5 to turn on the switch. In this way, the power system P of the capacitor 4
Even if the capacitor 4 is once connected to the system P, it goes without saying that the capacitor 4 will be disconnected from the system P or reconnected depending on the load condition of the system P after that, and this disconnection and reconnection (this (also referred to as opening and closing) is performed by on/off control of the thyristor switch 5.

コンデンサ4の系統Pに対する投入時、突入電
流が流れるのを抑制するため、一般には、サイリ
スタスイツチ5の両端間にかかつている交流電圧
の1サイクルのうち、電圧が零となる時点(位
相)を選んで該サイリスタスイツチ5を点弧さ
せ、コンデンサ4の投入を行なう方式(以下、零
電圧同期投入方式と呼ぶ)が採用されている。
In order to suppress the flow of inrush current when the capacitor 4 is connected to the system P, the point (phase) at which the voltage becomes zero in one cycle of the AC voltage applied across the thyristor switch 5 is generally determined. A method is adopted in which the thyristor switch 5 is selected and the thyristor switch 5 is turned on to close the capacitor 4 (hereinafter referred to as the zero voltage synchronous closing method).

第1図に示す回路が、始動時ではなく、すでに
通常運転に入つた状態における各部信号の波形を
第2図に示す。
FIG. 2 shows waveforms of signals of various parts when the circuit shown in FIG. 1 has already entered normal operation, not at the time of starting.

始動時であれば、コンデンサ4は未充電の状態
にあり、従つてコンデンサ4に対する充電動作か
ら動作が開始される訳であるが、通常運転に入つ
た状態では、コンデンサ4はすでに充電状態にあ
り、この状態においてサイリスタスイツチ5がオ
ン、オフしてコンデンサ4の開閉が行なわれる訳
である。
At the time of startup, the capacitor 4 is in an uncharged state, and therefore the operation starts from charging the capacitor 4. However, when normal operation begins, the capacitor 4 is already in a charged state. In this state, the thyristor switch 5 is turned on and off to open and close the capacitor 4.

第2図において、イは電源電圧(1相分)の波
形を示し、ロはコンデンサ4の両端にかかる電圧
波形を示し、ハはコンデンサ4に流れる電流の波
形を示し、ニはサイリスタスイツチ5の両端にか
かる電圧波形を示し、ホはサイリスタスイツチ5
のゲートへ印加される点弧信号を示している。
In Fig. 2, A shows the waveform of the power supply voltage (for one phase), B shows the voltage waveform applied to both ends of the capacitor 4, C shows the waveform of the current flowing through the capacitor 4, and D shows the waveform of the thyristor switch 5. The voltage waveform applied to both ends is shown, and E is the thyristor switch 5.
The ignition signal applied to the gate of FIG.

今、第2図において、時刻t1においてサイリス
タスイツチ5がオンし、時刻t2においてオフした
ものとする。時刻t1に至るまでは、コンデンサ4
の両端間電圧ロは、−Eボルト(定常電圧、電源
電圧のピーク値)に充電されており、従つてサイ
リスタスイツチ5の両端間電圧ニも、電源電圧波
形イをEボルトだけ持ち上げた形の波形になつて
いる。時刻t1において、サイリスタスイツチ5
を、零電圧同期投入方式によつて点弧させること
により、コンデンサ電流ハに含まれる過渡電流が
極めて小さくてすみ、数サイクルでコンデンサ電
流ハは定常電流に落ち着き、スムーズにコンデン
サを投入することができる。時刻t2においてサイ
リスタスイツチ5をオフした後は、コンデンサ4
の両端電圧は、図示の場合、+Eボルトに充電さ
れた状態にあり、サイリスタスイツチ5の両端間
電圧ニも、電源電圧波形イをEボルトだけ持ち下
げた形の波形になつている。
Now, in FIG. 2, it is assumed that the thyristor switch 5 is turned on at time t1 and turned off at time t2 . Until time t 1 , capacitor 4
The voltage B across the thyristor switch 5 is charged to -E volts (steady voltage, peak value of the power supply voltage), and therefore the voltage D across the thyristor switch 5 is also the same as the power supply voltage waveform A raised by E volts. It is shaped like a wave. At time t 1 , thyristor switch 5
By igniting the capacitor using the zero-voltage synchronous closing method, the transient current contained in the capacitor current C can be extremely small, and the capacitor current C settles down to a steady current within a few cycles, allowing smooth capacitor closing. can. After turning off the thyristor switch 5 at time t2 , the capacitor 4
In the illustrated case, the voltage across the thyristor switch 5 is charged to +E volts, and the voltage d across the thyristor switch 5 also has a waveform obtained by lowering the power supply voltage waveform a by E volts.

第1図に示す回路が始動時にあるときの、各部
信号の波形を第3図に示す。この場合、やはり第
2図の場合と同じく、時刻t1においてサイリスタ
スイツチ5がオンし、時刻t2においてオフしたも
のとする。
FIG. 3 shows the waveforms of the various signals when the circuit shown in FIG. 1 is at startup. In this case, as in the case of FIG. 2, it is assumed that the thyristor switch 5 is turned on at time t1 and turned off at time t2 .

この場合は、始動時であるため、時刻t1に至る
までは、コンデンサ4は無充電状態にあり、その
ためコンデンサ4の両端電圧ロは零ボルト状態に
あり、サイリスタスイツチ5には、電源の電圧波
形イがそのまま印加されている。時刻t1におい
て、零電圧同期投入方式により電源電圧波形イの
零点でサイリスタスイツチ5がオンしたとする
と、コンデンサ4を流れる電流ハは、コンデンサ
4と直列リアクトル3の共振作用により図に示し
た如くなり、大きな過渡電流を含むことになる。
In this case, since it is the time of starting, the capacitor 4 is in an uncharged state until time t 1. Therefore, the voltage across the capacitor 4 is in a zero volt state, and the thyristor switch 5 has no voltage from the power supply. Waveform A is applied as is. At time t1 , if the thyristor switch 5 is turned on at the zero point of the power supply voltage waveform A using the zero voltage synchronization method, the current C flowing through the capacitor 4 will be as shown in the figure due to the resonance between the capacitor 4 and the series reactor 3. This results in a large transient current.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

この過渡電流の大きさは、直列リアクトル3の
リアクタンスの大きさにより変化する。通常この
直列リアクトルは、先にも述べたようにコンデン
サ容量の6〜14%程度のリアクタンスをもつよう
に決められるが、仮に直列リアクトルが6%のリ
アクタンスをもつとした場合に流れる過渡電流の
ピーク値は、定常電流(定格電流のピーク値)の
約2倍にも達し、回路定数にもよるが、数サイク
ルにわたつて過渡電流が継続する。このように始
動時においてコンデンサの無充電状態でサイリス
タスイツチの投入を行なうと、コンデンサがすで
に定常電圧にまで充電された状態にあるときサイ
リスタスイツチを投入する場合に比べて、はるか
に大きな電流が流れ、この大電流に耐えるため
に、サイリスタスイツチの電流容量を大きくし、
余裕をもつたものに設計しなければならないので
結局コストアツプを招くという欠点があつた。
The magnitude of this transient current changes depending on the magnitude of the reactance of the series reactor 3. Normally, this series reactor is determined to have a reactance of about 6 to 14% of the capacitor capacity, as mentioned earlier, but if the series reactor has a reactance of 6%, the peak of the transient current that flows would be The value reaches approximately twice the steady current (peak value of rated current), and the transient current continues for several cycles, depending on the circuit constants. In this way, when the thyristor switch is turned on when the capacitor is not charged during startup, a much larger current flows than when the thyristor switch is turned on when the capacitor is already charged to a steady voltage. In order to withstand this large current, the current capacity of the thyristor switch is increased,
This had the disadvantage that it had to be designed with a margin, which ultimately led to an increase in costs.

本発明は、上述のような従来技術の欠点を除去
するためになされたものであり、従つて本発明の
目的は、始動時においてサイリスタスイツチを投
入しても大きな過渡電流が流れることがないよう
に、遮断器の投入後、サイリスタスイツチの投入
を行なうまでの間に、自動的にコンデンサに徐々
に初期充電を行い、サイリスタスイツチの投入時
点ではコンデンサの充電を完了しておくための初
期充電制御装置を提供することにある。
The present invention has been made in order to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, and an object of the present invention is to prevent large transient current from flowing even when the thyristor switch is turned on at the time of starting. Initial charging control automatically charges the capacitor gradually after the circuit breaker is turned on until the thyristor switch is turned on, and the capacitor is fully charged when the thyristor switch is turned on. The goal is to provide equipment.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的達成のため、本発明では、負荷として
の電力系統に対し、遮断器、直列リアクトル、調
相用進相コンデンサ、逆並列接続された複数のサ
イリスタから成るサイリスタスイツチ、から成る
直列回路を接続し、遮断器投入後、前記サイリス
タスイツチをオン、オフさせることにより負荷に
対する前記調相用進相コンデンサの投入、切り離
しを行うようにした調相設備における前記調相用
進相コンデンサの初期充電制御装置において、 限時手段と、信号保持手段と、電圧監視手段
と、点弧角指令手段と、論理積回路と、充電手段
と、充電電圧監視手段と、を具備した。
To achieve the above object, in the present invention, a series circuit consisting of a circuit breaker, a series reactor, a phase advance capacitor for adjusting the phase, and a thyristor switch consisting of a plurality of thyristors connected in anti-parallel is connected to the power system as a load. and, after closing the circuit breaker, the thyristor switch is turned on and off to turn on and disconnect the phase advance capacitor for phase adjustment in the phase adjustment equipment, wherein the phase advance capacitor for phase adjustment is connected to and disconnected from the load. The device includes: a time limit means, a signal holding means, a voltage monitoring means, a firing angle command means, an AND circuit, a charging means, and a charging voltage monitoring means.

〔作用〕[Effect]

限時手段は、前記遮断器の投入を検出し、その
一定時間後に限時出力を発生する。信号保持手段
は、該限時出力を入力されるとそれを保持してそ
れ以降、第1の信号を出力し続ける。電圧監視手
段は、前記サイリスタスイツチの両端間電圧を監
視し、周期的に変化する該電圧が所定の値以下に
ある期間だけ、第2の信号を出力する。また点弧
角指令手段は、前記負荷としての電力系統の電圧
波形を監視し、該波形における所定の点弧位相角
を表す第3の信号を出力する。
The time limit means detects the closing of the circuit breaker and generates a time limit output after a certain period of time. When the signal holding means receives the time-limited output, it holds it and continues to output the first signal from then on. The voltage monitoring means monitors the voltage across the thyristor switch, and outputs the second signal only during a period when the periodically changing voltage is below a predetermined value. Further, the firing angle command means monitors a voltage waveform of the electric power system as the load, and outputs a third signal representing a predetermined firing phase angle in the waveform.

すると論理積回路が、前記第1乃至第3の信号
の論理積をとつて出力する。充電手段は、該論理
積回路からの論理積出力を入力されると所定の一
定時間だけ前記サイリスタスイツチをオンさせて
その間、前記コンデンサを充電し、その後は前記
サイリスタスイツチをオフに転じる。前記論理積
回路からの論理積出力が間歇的に出力されるのに
伴つて前記充電手段が前記コンデンサの充電を繰
り返し、該充電電圧が所定の限度を超えたとき、
充電電圧監視手段は、そのことを検出して前記信
号保持手段をリセツトして前記第1の信号をオフ
に転じることにより、調相用進相コンデンサの初
期充電制御を終了する。
Then, the AND circuit calculates the AND of the first to third signals and outputs the result. When the charging means receives the AND output from the AND circuit, it turns on the thyristor switch for a predetermined period of time, charges the capacitor during that time, and then turns off the thyristor switch. When the charging means repeatedly charges the capacitor as the AND output from the AND circuit is intermittently output, and the charging voltage exceeds a predetermined limit,
The charging voltage monitoring means detects this, resets the signal holding means, and turns off the first signal, thereby completing the initial charging control of the phase advance capacitor.

〔実施例〕〔Example〕

次に図を参照して本発明の一実施例を説明す
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第4図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。同図において、1は遮断器、2は主トラン
ス、3は直列リアクトル、4は進相コンデンサ、
5はサイリスタスイツチ、6は同期トランス、9
は遮断器投入指令発生器、10,11はそれぞれ
電圧検出器、12,13はそれぞれコンパレー
タ、14はタイマ、15,16はそれぞれフリツ
プフロツプ、17はANDゲート、18,19は
それぞれ単安定マルチバイブレータ、20は
NOTゲート、21は点弧角調整器、22はパル
ス増幅器、である。
FIG. 4 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a circuit breaker, 2 is a main transformer, 3 is a series reactor, 4 is a phase advance capacitor,
5 is a thyristor switch, 6 is a synchronous transformer, 9
is a circuit breaker closing command generator, 10 and 11 are each a voltage detector, 12 and 13 are each a comparator, 14 is a timer, 15 and 16 are each a flip-flop, 17 is an AND gate, 18 and 19 are each a monostable multivibrator, 20 is
21 is a firing angle regulator, and 22 is a pulse amplifier.

なお、電圧検出器10は進相コンデンサ4の両
端におけるコンデンサ電圧を検出するためのもの
であり、コンパレータ12でこの検出電圧レベル
を監視しており、該レベルが所定のレベルに達し
たことが検出されたら、コンパレータ12はリセ
ツト信号を発してフリツプフロツプ15へ送る。
また遮断器1の投入指令信号が指令発生器9から
発せられると、該指令信号はタイマ14を介して
フリツプフロツプ15へ送られ、このフリツプフ
ロツプ15をセツトする。このフリツプフロツプ
15がセツトされている限り、コンデンサ4の初
期充電が(他の条件の成立と共に)可能となるも
のである。
The voltage detector 10 is for detecting the capacitor voltage across the phase advance capacitor 4, and the comparator 12 monitors this detected voltage level, and detects when the level reaches a predetermined level. When it does, comparator 12 issues a reset signal and sends it to flip-flop 15.
Further, when a closing command signal for the circuit breaker 1 is issued from the command generator 9, the command signal is sent to the flip-flop 15 via the timer 14, and this flip-flop 15 is set. As long as flip-flop 15 is set, initial charging of capacitor 4 is possible (as long as other conditions are satisfied).

電圧検出器11はサイリスタスイツチ5の両端
間におけるサイリスタスイツチ電圧を検出するた
めのものであり、コンパレータ13でこの検出電
圧レベルを監視しており、該レベルが所定の範囲
内にあることが検出されたら、その範囲内にある
期間だけコンパレータ13は信号を出力して
ANDゲート17へ送る。また、点弧角調整器2
1からは、同期トランス6を介して供給される電
源電圧の同期電圧波形に同期した(π−α)信号
(但しα=90°)がANDゲート17へ供給される。
The voltage detector 11 is for detecting the thyristor switch voltage across the thyristor switch 5, and the comparator 13 monitors this detected voltage level and detects that the level is within a predetermined range. , the comparator 13 outputs a signal only for a period within that range.
Send to AND gate 17. Also, the firing angle adjuster 2
1, a (π-α) signal (α=90°) synchronized with the synchronous voltage waveform of the power supply voltage supplied via the synchronous transformer 6 is supplied to the AND gate 17.

更にフリツプフロツプ15の初期充電可能を示
すセツト出力信号がANDゲート17へ送られて
いる。これら3入力信号のAND条件が成立する
と、ANDゲート17は出力を発生する。この出
力は、単安定マルチバイブレータ18を駆動する
ことにより、フリツプフロツプ16をセツトし、
このセツト出力が、初期充電時のサイリスタスイ
ツチ5の点弧位相を決めることになる。また単安
定マルチバイブレータ18の出力はNOTゲート
20、単安定マルチバイブレータ19を介してフ
リツプフロツプ16のリセツト端子へ送られ、こ
のフリツプフロツプ16をリセツトすることでサ
イリスタの点弧期間の終わりが決められる。実際
の点弧信号はパルス増幅器22を介してサイリス
タスイツチ5の各サイリスタへ供給される。
Furthermore, a set output signal indicating that flip-flop 15 can be initially charged is sent to AND gate 17. When the AND condition of these three input signals is satisfied, the AND gate 17 generates an output. This output sets flip-flop 16 by driving monostable multivibrator 18,
This set output determines the firing phase of the thyristor switch 5 during initial charging. The output of the monostable multivibrator 18 is sent via the NOT gate 20 and the monostable multivibrator 19 to the reset terminal of the flip-flop 16, and by resetting the flip-flop 16, the end of the firing period of the thyristor is determined. The actual firing signal is supplied to each thyristor of the thyristor switch 5 via a pulse amplifier 22.

以上で、回路各部の部分的機能は理解されたで
あろう。
The partial functions of each part of the circuit should now be understood.

次に、本発明による初期充電制御装置の動作に
ついて説明する。その前に初期充電の意味を改め
て説明しておく。
Next, the operation of the initial charging control device according to the present invention will be explained. Before that, let me explain again the meaning of initial charging.

第4図において、遮断器投入指令発生器9から
の投入指令により遮断器1が投入され電源がオン
となる。始動時であるからコンデンサ4は未充電
の状態にある。そこでサイリスタスイツチ5をオ
ン、オフ制御しながら徐々にコンデンサ4を充電
してゆく。コンデンサ4の充電が完了したら、サ
イリスタスイツチ5はオフの状態にして、次の通
常運転への移行を待つ。これで初期充電が完了し
たわけであり、以後は、フリツプフロツプ16へ
の通常のON−OFF指令の入力により、サイリス
タスイツチ5がオン、オフ制御されて、進相コン
デンサの開閉が行なわれることになる。それでは
次に第5図を参照しながら初期充電制御装置の動
作説明に移る。
In FIG. 4, the circuit breaker 1 is closed by a closing command from the circuit breaker closing command generator 9, and the power is turned on. Since it is the time of starting, the capacitor 4 is in an uncharged state. Therefore, the capacitor 4 is gradually charged while controlling the thyristor switch 5 to turn on and off. When charging of the capacitor 4 is completed, the thyristor switch 5 is turned off to wait for the next normal operation. This completes the initial charging, and from now on, by inputting the normal ON-OFF command to the flip-flop 16, the thyristor switch 5 is controlled to turn on and off, and the phase advance capacitor is opened and closed. . Next, the operation of the initial charging control device will be explained with reference to FIG.

第5図は初期充電動作時における第4図の回路
の各部信号を示す波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing signals of various parts of the circuit of FIG. 4 during the initial charging operation.

第5図イにおいて、eは電源電圧、icはコンデ
ンサ4の充電電流の各波形である。またロは、電
圧検出器10の出力(コンデンサ4の電圧波形)
が時間と共に変わり、コンデンサ4の充電が完了
するまでの様子を示した波形図、ハは電圧検出器
11の出力(サイリスタスイツチ5の両端間電圧
波形)の時間的変化を示した波形図、ニは指令発
生器9から出力される遮断器1の投入指令信号の
波形図、ホはフリツプフロツプ15のセツト出力
(初期充電可能期間信号)を示す波形図、ヘは点
弧角調整器21からの出力である(π−α)信号
(一般にはα=90°に選ばれる)の波形図、トはコ
ンパレータ13の出力(サイリスタスイツチ5の
両端間電圧レベルが所定の値以下にあることを検
出し、その期間だけ出力される信号)の波形図、
チは単安定マルチバイブレータ18の出力(サイ
リスタスイツチ5のオン指令信号)の波形図、リ
は単安定マルチバイブレータ19の出力(サイリ
スタスイツチ5のオフ指令信号)の波形図、ヌは
フリツプフロツプ16の出力(サイリスタスイツ
チ5の点弧信号)の波形図、ルはコンパレータ1
2の出力(コンデンサ4の電圧レベルが所定の充
電完了レベルに達したことを検出して出力される
信号)の波形図、オはコンデンサ4の充電完了に
より、以後、通常運転に移行した場合に、コンデ
ンサ投入のためにサイリスタスイツチ5に印加さ
れる点弧信号の波形図、である。
In FIG. 5A, e is the power supply voltage, and i c is the waveform of the charging current of the capacitor 4. In addition, B is the output of the voltage detector 10 (voltage waveform of the capacitor 4)
C is a waveform diagram showing changes over time until charging of capacitor 4 is completed; C is a waveform diagram showing temporal changes in the output of voltage detector 11 (voltage waveform across thyristor switch 5); is a waveform diagram of the closing command signal of the circuit breaker 1 outputted from the command generator 9, E is a waveform diagram showing the set output (initial chargeable period signal) of the flip-flop 15, and F is the output from the firing angle regulator 21. is a waveform diagram of the (π-α) signal (generally chosen to be α = 90°). A waveform diagram of the signal that is output only during that period,
H is a waveform diagram of the output of the monostable multivibrator 18 (on command signal of thyristor switch 5), R is a waveform diagram of the output of the monostable multivibrator 19 (OFF command signal of thyristor switch 5), and N is the output of the flip-flop 16. Waveform diagram of (firing signal of thyristor switch 5), le is comparator 1
Waveform diagram of output 2 (signal output when detecting that the voltage level of capacitor 4 has reached a predetermined charge completion level), O shows the waveform when the capacitor 4 is fully charged and the normal operation is resumed. , a waveform diagram of the ignition signal applied to the thyristor switch 5 to turn on the capacitor.

今、時刻t1において投入指令ニにより遮断器1
を投入すると、タイマ14の設定時間T1経過後
の時刻t2においてフリツプフロツプ15がセツト
され、初期充電可能モードとなる。このタイマー
14の設定時間T1としては、遮断器1が投入さ
れてからトランス2の励磁電流による過渡現象が
ほぼ完全に収まるまでの時間、約5秒程度を設定
すればよい。コンデンサ4は初期充電が開始され
るまでは無充電状態にあり、従つてこの間、サイ
リスタスイツチ5に印加される電圧は電源電圧と
同一波形になつている。
Now, at time t 1 , circuit breaker 1 is
When the battery is turned on, the flip-flop 15 is set at time t2 after the set time T1 of the timer 14 has elapsed, and the initial charging mode is entered. The time T 1 of the timer 14 may be set to about 5 seconds, which is the time from when the circuit breaker 1 is turned on until the transient phenomenon caused by the exciting current of the transformer 2 is almost completely stopped. The capacitor 4 is in an uncharged state until initial charging is started, and therefore, during this period, the voltage applied to the thyristor switch 5 has the same waveform as the power supply voltage.

この初期充電可能モードとなる時刻t2以後にお
いて、点弧角調整器21からの(π−α)信号ヘ
により、電源電圧eの正の半波の電気角90°から
180°の間で、サイリスタスイツチ電圧ハがコンパ
レータ13の検出レベル(例えばピーク値の20%
以下)に達した時点t3で、ANDゲート17から
出力が発生し、単安定マルチバイブレータ18か
らサイリスタスイツチ5のオン指令チがフリツプ
フロツプ16へ送られる。この時刻t3でフリツプ
フロツプ16がセツトされ、サイリスタスイツチ
5に点弧信号ヌが与えられて、サイリスタスイツ
チ5は時刻t3の位相でオンする。この結果、コン
デンサ4と直列リアクトル3の共振により過渡的
な突入電流ic(第5図イ)が流れる。この時のコ
ンパレータ13の電圧検出レベルの設定は、この
突入電流を小さく抑え、かつ初期充電終了時のコ
ンデンサ電圧ロが、電源電圧のピーク値に等しい
かあるいは許容される適当な電圧巾内に収まるよ
うな値に選ぶ。
After time t 2 when the initial charging mode is reached, the (π-α) signal from the firing angle regulator 21 changes the electrical angle from 90° of the positive half wave of the power supply voltage e.
During 180°, the thyristor switch voltage reaches the detection level of the comparator 13 (for example, 20% of the peak value).
At time t 3 (below), an output is generated from the AND gate 17 and an ON command for the thyristor switch 5 is sent from the monostable multivibrator 18 to the flip-flop 16. At this time t3 , the flip-flop 16 is set, the ignition signal N is applied to the thyristor switch 5, and the thyristor switch 5 is turned on at the phase of time t3 . As a result, a transient inrush current i c (FIG. 5a) flows due to resonance between the capacitor 4 and the series reactor 3. The setting of the voltage detection level of the comparator 13 at this time is such that this inrush current is kept small, and the capacitor voltage (R) at the end of initial charging is equal to the peak value of the power supply voltage or within an appropriate allowable voltage range. Choose a value like this.

通常、コンパレータ13の電圧検出レベルは電
源電圧のピーク値の10〜30%の範囲内に設定し、
検出電圧VTHがこのレベル以下のときコンパレー
タ13は出力トを出力するようにすればよい。ま
た、突入電流icは正の半波の期間だけ流すように
し、その期間が過ぎたらサイリスタスイツチ5を
オフして負の半波の期間では流さないようにしな
ければならない。何故ならもし負の半波の期間に
も突入電流が流れることになると、コンデンサ4
への流入電流が結果的に零になり、サイリスタが
消弧するとコンデンサ電圧は、初期の無充電状態
に近い値にまで戻る事になるからである。そこ
で、時間t3におけるオン指令の後、所定の時間T2
の経過後にオフ指令を出すために、単安定マルチ
バイブレータ18からNOTゲート20、単安定
マルチバイブレータ19を介して、単安定マルチ
バイブレータ18の設定時間T2後にサイリスタ
スイツチ5のオフ指令リをフリツプフロツプ16
へ送り、それによりフリツプフロツプ16がリセ
ツトされて、サイリスタスイツチ5はゲートブロ
ツクされる。
Normally, the voltage detection level of the comparator 13 is set within the range of 10 to 30% of the peak value of the power supply voltage.
When the detection voltage V TH is below this level, the comparator 13 may output an output. Further, the inrush current ic must be made to flow only during the positive half-wave period, and after that period, the thyristor switch 5 must be turned off so that it does not flow during the negative half-wave period. This is because if inrush current flows during the negative half-wave period, capacitor 4
This is because when the current flowing into the capacitor eventually becomes zero and the thyristor is turned off, the capacitor voltage returns to a value close to the initial non-charged state. So, after the ON command at time t 3 , a predetermined time T 2
In order to issue an off command after the elapse of T2, the monostable multivibrator 18 passes through the NOT gate 20 and the monostable multivibrator 19, and after the set time T2 of the monostable multivibrator 18, the off command of the thyristor switch 5 is sent to the flip-flop 16.
The flip-flop 16 is thereby reset and the thyristor switch 5 is gate-blocked.

この初期充電時の点弧信号ヌのパルス巾つまり
単安定マルチバイブレータ18の設定時間T2は、
コンデンサ4と直列リアクトル3の共振周波数か
ら決まる。通常単安定マルチバイブレータ18の
設定時間T2は1ms〜2ms程度に選べばよい。
これにより第5図イにおいてicで示すような突入
電流が流れ、該電流が零となる時刻t4でサイリス
タスイツチ5はオフする。この時、コンデンサ4
はサイリスタスイツチが時刻t3の位相でオンして
から時刻t4においてオフするまでの間充電される
ことにより、或るコンデンサ電圧にまで充電され
る。そして、サイリスタスイツチ電圧ハは、図に
示すように、コンデンサ充電々圧分だけ電源電圧
をシフトした波形になる。
The pulse width of the ignition signal N during this initial charging, that is, the set time T 2 of the monostable multivibrator 18 is:
It is determined from the resonance frequency of the capacitor 4 and the series reactor 3. Normally, the setting time T 2 of the monostable multivibrator 18 may be selected to be about 1 ms to 2 ms.
As a result, an inrush current as shown by ic in FIG. 5A flows, and the thyristor switch 5 is turned off at time t4 when the current becomes zero. At this time, capacitor 4
is charged to a certain capacitor voltage by being charged from when the thyristor switch is turned on at phase t3 until it is turned off at time t4 . As shown in the figure, the thyristor switch voltage C has a waveform obtained by shifting the power supply voltage by the capacitor charging voltage.

以後、上記したコンデンサの充電制御を繰り返
すことになるが、サイリスタスイツチ電圧ハを監
視してサイリスタスイツチ5の点弧位相を決め、
コンデンサ4を徐々に充電していき、コンデンサ
電圧ロがコンパレータ12の電圧検出レベルに達
した時点(時刻t5)で該コンパレータ12からリ
セツト出力ルが出力され、それによりフリツプフ
ロツプ15がリセツトされて、初期充電可能モー
タが終了し、以後、通常の運転モードへ移行可能
となる。通常、コンパレータ12の電圧検出レベ
ルは、電源電圧をピーク値(Vc≒100%)に設定
すればよい。またコンデンサ電圧を直接検出する
代りに、サイリスタスイツチの電圧と電源電圧か
ら間接的に演算により求めても良い。
After that, the capacitor charging control described above will be repeated, but the firing phase of the thyristor switch 5 will be determined by monitoring the thyristor switch voltage C.
The capacitor 4 is gradually charged, and when the capacitor voltage L reaches the voltage detection level of the comparator 12 (time t5 ), a reset output signal is output from the comparator 12, thereby resetting the flip-flop 15. The initial chargeable motor is completed, and thereafter it becomes possible to shift to the normal operation mode. Normally, the voltage detection level of the comparator 12 may be set to the peak value of the power supply voltage (V c ≈100%). Further, instead of directly detecting the capacitor voltage, it may be calculated indirectly from the thyristor switch voltage and the power supply voltage.

これにより、サイリスタスイツチによる進相コ
ンデンサの開閉制御の運転において、従来のよう
に始動得に過大な過渡電流を伴なうようなことが
なくなり、常に過渡電流の極めて小さい、スムー
ズなコンデンサの投入ができるようになる。
As a result, when controlling the opening/closing of a phase-advanced capacitor using a thyristor switch, it is no longer accompanied by an excessive transient current at startup unlike in the past, and the capacitor can be turned on smoothly with extremely small transient current. become able to.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

始動時における進相コンデンサの投入に際し、
従来はコンデンサ無充電のまま投入を行なつてい
たのに対し、この発明によれば、自動的にコンデ
ンサの初期充電を行なうようにし、コンデンサが
定常電圧(電源電圧のピーク値)にまで充電され
てから、コンデンサの投入を行ない、通常運転に
移行できるようにしたので、従来のように、始動
時にコンデンサに大きな過渡電流が流れるような
こともなく、スムーズにコンデンサの投入が出来
ると共に、大きな過渡電流に備える必要がなくな
つた分だけ、全体の装置容量を低減でき、コスト
低下を計り得るという利点がある。
When turning on the phase advance capacitor at startup,
In the past, the capacitor was charged without being charged, but according to this invention, the initial charging of the capacitor is automatically performed, and the capacitor is charged to the steady voltage (peak value of the power supply voltage). After that, the capacitor is inserted and the transition to normal operation is made possible, so there is no large transient current flowing through the capacitor at startup unlike in the conventional case, and the capacitor can be inserted smoothly. Since there is no need to prepare for the current, the overall device capacity can be reduced, which has the advantage of reducing costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、電力系統に対して投入、接続される
進相コンデンサの投入方式の一例を示す回路図、
第2図は第1図に示す回路が通常運転に入つた状
態における各部信号の波形を示す波形図、第3図
は第1図に示す回路が始動状態にあるときの各部
信号の波形を示す波形図、第4図は本発明の一実
施例を示すブロツク図、第5図は初期充電動作時
における第4図の回路の各部信号を示す波形図、
である。 符号説明、1……遮断器、2……主トランス、
3……直列リアクトル、4……進相コンデンサ、
5……サイリスタスイツチ、6……同期トラン
ス、9……遮断器投入指令発生器、10,11…
…電圧検出器、12,13……コンパレータ、1
4……タイマ、15,16……フリツプフロツ
プ、17……ANDゲート、18,19……単安
定マルチバイブレータ、20……NOTゲート、
21……点弧角調整器、22……パルス増幅器。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a method of inputting a phase advance capacitor to be input and connected to an electric power system.
Figure 2 is a waveform diagram showing the waveforms of the signals in each part when the circuit shown in Figure 1 is in normal operation, and Figure 3 is the waveform of the signals in each part when the circuit shown in Figure 1 is in the starting state. 4 is a block diagram showing one embodiment of the present invention; FIG. 5 is a waveform diagram showing signals of various parts of the circuit of FIG. 4 during initial charging operation;
It is. Symbol explanation, 1... Breaker, 2... Main transformer,
3...Series reactor, 4...Phase advance capacitor,
5... Thyristor switch, 6... Synchronous transformer, 9... Circuit breaker closing command generator, 10, 11...
...Voltage detector, 12, 13...Comparator, 1
4...Timer, 15, 16...Flip-flop, 17...AND gate, 18, 19...Monostable multivibrator, 20...NOT gate,
21... Firing angle adjuster, 22... Pulse amplifier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 負荷としての電力系統に対し、遮断器、直列
リアクトル、調相用進相コンデンサ、逆並列接続
された複数のサイリスタから成るサイリスタスイ
ツチ、から成る直列回路を接続し、遮断器投入
後、前記サイリスタスイツチをオン、オフさせる
ことにより負荷に対する前記調相用進相コンデン
サの投入、切り離しを行うようにした調相設備に
おける前記調相用進相コンデンサの初期充電制御
装置において、 前記遮断器を投入を検出し、その一定時間後に
限時出力を発生する限時手段14と、該限時出力
を入力されるとそれを保持してそれ以後、第1の
信号を出力し続ける信号保持手段15と、前記サ
イリスタスイツチの両端間電圧を監視し、周期的
に変化する該電圧が所定の値以下にある期間だ
け、第2の信号を出力する電圧監視手段13と、
前記負荷としての電力系統の電圧波形を監視し、
該波形における所定の点弧位相角を表す第3の信
号を出力する点弧角指令手段21と、前記第1乃
至第3の信号の論理積をとつて出力する論理積回
路17と、該論理積回路からの論理積出力を入力
されると所定の一定時間だけ前記サイリスタスイ
ツチをオンさせてその間、前記コンデンサを充電
し、その後は前記サイリスタスイツチをオフに転
じる充電手段18,16,20,19と、前記論
理積回路からの論理積出力が間歇的に出力される
のに伴つて前記充電手段が前記コンデンサの充電
を繰り返し、該充電電圧が所定の限度を超えたと
き、そのことを検出して前記信号保持手段15を
リセツトして前記第1の信号をオフに転じる充電
電圧監視手段12と、を具備して成ることを特徴
とする調相用進相コンデンサの初期充電制御装
置。
[Claims] 1. A series circuit consisting of a circuit breaker, a series reactor, a phase advancing capacitor for phase adjustment, and a thyristor switch consisting of a plurality of thyristors connected in anti-parallel is connected to a power system as a load, and the circuit is interrupted. In the initial charging control device for the phase advance capacitor in a phase modifier, the phase advance capacitor is connected to and disconnected from the load by turning on and off the thyristor switch after the thyristor switch is turned on. time limit means 14 that detects the closing of the circuit breaker and generates a time limit output after a certain period of time; and signal holding means that holds the time limit output when it is input and continues to output the first signal thereafter. 15, a voltage monitoring means 13 that monitors the voltage across the thyristor switch and outputs a second signal only during a period when the periodically changing voltage is below a predetermined value;
Monitoring the voltage waveform of the power system as the load,
a firing angle command means 21 for outputting a third signal representing a predetermined firing phase angle in the waveform; an AND circuit 17 for calculating and outputting the AND of the first to third signals; Charging means 18, 16, 20, 19 for turning on the thyristor switch for a predetermined period of time when the AND output from the product circuit is input, charging the capacitor during that time, and then turning off the thyristor switch. The charging means repeatedly charges the capacitor as the AND output from the AND circuit is intermittently output, and when the charging voltage exceeds a predetermined limit, this is detected. 1. An initial charge control device for a phase advance capacitor, comprising: charge voltage monitoring means 12 for resetting said signal holding means 15 and turning off said first signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5239552A (en) * 1975-09-25 1977-03-26 Osaka Transformer Co Ltd Method of controlling resistance welding machine
JPS56111920A (en) * 1980-02-07 1981-09-04 Olympus Optical Co Ltd Electric power supply device for flash discharge tube

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