JPH04193027A - 過電圧防止装置 - Google Patents
過電圧防止装置Info
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- JPH04193027A JPH04193027A JP2321927A JP32192790A JPH04193027A JP H04193027 A JPH04193027 A JP H04193027A JP 2321927 A JP2321927 A JP 2321927A JP 32192790 A JP32192790 A JP 32192790A JP H04193027 A JPH04193027 A JP H04193027A
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- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 13
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 40
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 10
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
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- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、誘導機等の電気機器に過電圧か発生しようと
した際に、電気機器の導体部を電気的に短絡することに
より、この電気機器の過電圧を抑制する過電圧防止装置
に関するものである。
した際に、電気機器の導体部を電気的に短絡することに
より、この電気機器の過電圧を抑制する過電圧防止装置
に関するものである。
（従来の技術）
第５図は、可変速揚水発電システムに適用された従来の
過電圧防止装置１の結線の一例を示す回路図である。
過電圧防止装置１の結線の一例を示す回路図である。
この図において、巻線形誘導機２０は、その１次側巻線
２１が主変圧器２３を介して電力系統２４に接続されて
いる。そして、２次側巻線２２はサイクロコンバータ１
１によって交流励磁されるようになっており、これによ
り巻線形同期発電電動機２０は可変速運転されるように
なっている。
２１が主変圧器２３を介して電力系統２４に接続されて
いる。そして、２次側巻線２２はサイクロコンバータ１
１によって交流励磁されるようになっており、これによ
り巻線形同期発電電動機２０は可変速運転されるように
なっている。
また、サイクロコンバータ１１は、３台のサイクロコン
バータ電源用変圧器１２及び１台の主変圧器２３を介し
て電力系統２４に接続されている。
バータ電源用変圧器１２及び１台の主変圧器２３を介し
て電力系統２４に接続されている。
いま、電力系統２４に１線地絡故障等が発生すると、巻
線形同期発電電動機２０の１次側巻線２１に発生する逆
相針により２次側巻線２２に過電圧か発生する。すると
、過電圧防止装置１内の制御回路２が過電圧を検出し、
整流回路５の直流側に放電抵抗６と共に接続されたター
ンオフサイリスタ４を点弧して２次側巻線２２を線間短
絡する。これにより過電圧が抑制され、２次側巻線２２
及びサイクロコンバータ１１等か保護されることになる
。
線形同期発電電動機２０の１次側巻線２１に発生する逆
相針により２次側巻線２２に過電圧か発生する。すると
、過電圧防止装置１内の制御回路２が過電圧を検出し、
整流回路５の直流側に放電抵抗６と共に接続されたター
ンオフサイリスタ４を点弧して２次側巻線２２を線間短
絡する。これにより過電圧が抑制され、２次側巻線２２
及びサイクロコンバータ１１等か保護されることになる
。
第６図は、巻線形同期発電電動機２０の２次側巻線２２
に過電圧か発生してから、過電圧防止装置］内のサイリ
スタ４か動作して２次側巻線２２か線間短絡されるまで
の、２次側巻線２２の線間電圧の動きを示したものであ
る。この図において、Ｖｏは２次側巻線２２の定常運転
時の線間電圧、ｖｌは制御回路２か過電圧を検出したと
きの２次側巻線２２の線間電圧、ｖ３は２次側巻線２２
又はサイクロコンバータ１１の対地間の耐電圧値であり
、それぞれ瞬時値を示している。そして、２次側巻線２
２やサイクロコンバータ１１を適切に保護するためには
、Ｖｏ 、Ｖｌ、Ｖ３の間にＶ ｏ ＜ Ｖ １＜ ’
Ｊ ３の関係を成立させるようにする必要がある。
に過電圧か発生してから、過電圧防止装置］内のサイリ
スタ４か動作して２次側巻線２２か線間短絡されるまで
の、２次側巻線２２の線間電圧の動きを示したものであ
る。この図において、Ｖｏは２次側巻線２２の定常運転
時の線間電圧、ｖｌは制御回路２か過電圧を検出したと
きの２次側巻線２２の線間電圧、ｖ３は２次側巻線２２
又はサイクロコンバータ１１の対地間の耐電圧値であり
、それぞれ瞬時値を示している。そして、２次側巻線２
２やサイクロコンバータ１１を適切に保護するためには
、Ｖｏ 、Ｖｌ、Ｖ３の間にＶ ｏ ＜ Ｖ １＜ ’
Ｊ ３の関係を成立させるようにする必要がある。
いま、電力系統２４に１線地路等の故障が発生すると、
巻線形同期発電電動機２０の１次側巻線２１の過渡分及
び逆相針により２次側巻線２２の線間電圧か時刻ｔ１よ
り上昇する。そして、時刻ｔ て２次側巻線２２の線間
電圧かｖｌに達すると、制御回路２か過電圧を検出し、
ターンオフサイリスタ４にケート信号を出力しようとす
る。しかし、実際にターンオフサイリスタ４にゲート信
号を出力するのは、時刻ｔ２よりもやや遅れた時刻ｔ３
である。したがって、このときの線間電圧ｖ２は過電圧
レベルとして設定された電圧値Ｖ１よりも高いものとな
っている。たたし、ｖ２は２次側巻線２２又はサイクロ
コンバーター１の耐電圧値Ｖ３よりもまた小さいもので
あるため、耐圧上問題となることはない。
巻線形同期発電電動機２０の１次側巻線２１の過渡分及
び逆相針により２次側巻線２２の線間電圧か時刻ｔ１よ
り上昇する。そして、時刻ｔ て２次側巻線２２の線間
電圧かｖｌに達すると、制御回路２か過電圧を検出し、
ターンオフサイリスタ４にケート信号を出力しようとす
る。しかし、実際にターンオフサイリスタ４にゲート信
号を出力するのは、時刻ｔ２よりもやや遅れた時刻ｔ３
である。したがって、このときの線間電圧ｖ２は過電圧
レベルとして設定された電圧値Ｖ１よりも高いものとな
っている。たたし、ｖ２は２次側巻線２２又はサイクロ
コンバーター１の耐電圧値Ｖ３よりもまた小さいもので
あるため、耐圧上問題となることはない。
（発明が解決しようとする課題）
第６図のように、事故発生後における２次側巻線２２の
線間電圧の上昇かさほど急峻でない場合には、過電圧検
出時点と、ゲート信号時点との間にズレがあったとして
も問題となることはない。
線間電圧の上昇かさほど急峻でない場合には、過電圧検
出時点と、ゲート信号時点との間にズレがあったとして
も問題となることはない。
しかし、雷サージ等のように電圧上昇が急峻な過電圧が
発生した場合、あるいは制御回路２の故障なとによりタ
ーンオフサイリスタ４にケート信号か出力されない場合
には耐圧上大きな問題となる。
発生した場合、あるいは制御回路２の故障なとによりタ
ーンオフサイリスタ４にケート信号か出力されない場合
には耐圧上大きな問題となる。
例えば、第７図は、電力系統２４に雷サージ等が印加さ
れたときの２次側巻線２２の線間電圧の変化を示したも
のであるか、時刻ｔ１からの電圧上昇が急峻なために、
制御回路２がターンオフサイリスタ４にケート信号を出
力する時点ｔ３ては、２次側巻線２２の線間電圧ｖ２は
、耐電圧値ｖ３を上回る値となっている。
れたときの２次側巻線２２の線間電圧の変化を示したも
のであるか、時刻ｔ１からの電圧上昇が急峻なために、
制御回路２がターンオフサイリスタ４にケート信号を出
力する時点ｔ３ては、２次側巻線２２の線間電圧ｖ２は
、耐電圧値ｖ３を上回る値となっている。
そして、第８図に示すように、巻線形同期発電電動機２
０の２次側巻線２２の線間電圧かｖ２であるときは、こ
の２次側巻線２２に接続された各回路の対地電位もｖ２
に見込んでおく必要がある。
０の２次側巻線２２の線間電圧かｖ２であるときは、こ
の２次側巻線２２に接続された各回路の対地電位もｖ２
に見込んでおく必要がある。
なお、瞬間値ｖ２の最大値はｆｌＶ２・ｒｍｓである。
したかって、第７図の場合のように、時刻ｔ ての２次
側巻線２２の線間電圧■２か耐電圧値ｖ３を上回ってし
まうことにより、２次側巻線２２やサイクロコンバータ
１１などか破損される場合かあるという問題かあった。
側巻線２２の線間電圧■２か耐電圧値ｖ３を上回ってし
まうことにより、２次側巻線２２やサイクロコンバータ
１１などか破損される場合かあるという問題かあった。
また、このような問題を回避するため、２次側巻線２２
、サイクロコンバータ１１、及び過電圧防止装置］に対
して設定されている耐電圧値を大きくし、これらの絶縁
レベルを大幅に上昇させるようにする方策・も考えられ
る。しかし、絶縁レベルを大きくすることによって必然
的に装置か大型化し、紅済的に不利になるため、この方
策を採ることは事実上不可能であった。
、サイクロコンバータ１１、及び過電圧防止装置］に対
して設定されている耐電圧値を大きくし、これらの絶縁
レベルを大幅に上昇させるようにする方策・も考えられ
る。しかし、絶縁レベルを大きくすることによって必然
的に装置か大型化し、紅済的に不利になるため、この方
策を採ることは事実上不可能であった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、雷サージ
なとのように電圧上昇速度か急峻な過電圧か発生した場
合、あるいは制御回路の故障等によりターンオフサイリ
スタにゲート信号か出力されない場合であっても、対地
過電圧値を、巻線形同期発電電動機の２次側巻線やサイ
クロコンバータ等の耐電圧値以下に抑制することか可能
な過電圧防止装置を提供することを目的としている。
なとのように電圧上昇速度か急峻な過電圧か発生した場
合、あるいは制御回路の故障等によりターンオフサイリ
スタにゲート信号か出力されない場合であっても、対地
過電圧値を、巻線形同期発電電動機の２次側巻線やサイ
クロコンバータ等の耐電圧値以下に抑制することか可能
な過電圧防止装置を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
本発明は上記課題を解決するための手段として、電力系
統からの電力が供給される電気機器に所定レベル以上の
電圧が発生した場合に、この電圧を整流回路を介してコ
ンデンサに印加し、このコンデンサの両端に接続された
スイッチング素子を導通してコンデンサを放電させるこ
とにより電気機器の過電圧発生を防止する過電圧防止装
置おいて、複数組の前記コンデンサ及びスイッチング素
子を前記整流回路の正極側と負極側との間でカスケード
接続し、その中性点を接地したものである。
統からの電力が供給される電気機器に所定レベル以上の
電圧が発生した場合に、この電圧を整流回路を介してコ
ンデンサに印加し、このコンデンサの両端に接続された
スイッチング素子を導通してコンデンサを放電させるこ
とにより電気機器の過電圧発生を防止する過電圧防止装
置おいて、複数組の前記コンデンサ及びスイッチング素
子を前記整流回路の正極側と負極側との間でカスケード
接続し、その中性点を接地したものである。
（作 用）
カスケード接続されたコンデンサ及びスイッチング素子
の中性点を接地することにより、この中性点の電位は大
地電位に固定される。また、整流回路の正極側及び負極
側の電位は、正極側及び負極側間でカスケード接続され
た複数のコンデンサの電位の半分の電位で大地とそれぞ
れ絶縁されている。
の中性点を接地することにより、この中性点の電位は大
地電位に固定される。また、整流回路の正極側及び負極
側の電位は、正極側及び負極側間でカスケード接続され
た複数のコンデンサの電位の半分の電位で大地とそれぞ
れ絶縁されている。
したかって、雷サージなどのような急峻な過電圧か発生
した場合、あるいは制御回路の故障によりスイッチング
素子か動作しない場合であっても、非接地方式の従来の
過電圧防止装置か使用された場合と比較して、電気機器
の導体部の対地電位が半分となり、過電圧が発生しても
機器を破損に至らしめるようなことかない。
した場合、あるいは制御回路の故障によりスイッチング
素子か動作しない場合であっても、非接地方式の従来の
過電圧防止装置か使用された場合と比較して、電気機器
の導体部の対地電位が半分となり、過電圧が発生しても
機器を破損に至らしめるようなことかない。
（実施例）
以下、本発明の実施例を第１図乃至第４図に基き説明す
る。但し、第５図乃至第８図と同様の構成要素又は共通
部分には同一符号を付することとし、その重複した説明
を省略することとする。
る。但し、第５図乃至第８図と同様の構成要素又は共通
部分には同一符号を付することとし、その重複した説明
を省略することとする。
第１図における過電圧防止装置ＩＡは、従来例と同様の
制御回路２及び整流回路５を有している。
制御回路２及び整流回路５を有している。
しかし、整流回路５の正極側と負極側との間には、２組
のコンデンサ３ａ、３ｂ（共に同一容量とする）とター
ンオフサイリスタ（スイッチング素子）４ａ、、４ｂと
がカスケード接続され、その中性点が接地されている。
のコンデンサ３ａ、３ｂ（共に同一容量とする）とター
ンオフサイリスタ（スイッチング素子）４ａ、、４ｂと
がカスケード接続され、その中性点が接地されている。
なお、＆ａ、、６ｂは放電抵抗である。
次に、第１図の動作を第２図及び第３図に基き説明する
。第２図は、２次側巻線２２の線間電圧の変化かそれほ
ど急峻でない場合であり、実線部分か線間電圧の値を示
し、２点鎖線部分が対地電位の値を示している。
。第２図は、２次側巻線２２の線間電圧の変化かそれほ
ど急峻でない場合であり、実線部分か線間電圧の値を示
し、２点鎖線部分が対地電位の値を示している。
いま、電力系統２４に１線地絡等の故障か発生すると、
巻線形同期発電電動機２０の１次側巻線２１の過渡分及
び逆相分により２次側巻線２２の線間電圧が時刻ｔ よ
り上昇する。そして、制御回路２は過電圧Ｖ を時刻ｔ
で検出し、時刻ｔ３でターンオフサイリスタ４ａ、４
ｂにゲート信号を出力する。これにより、コンデンサ３
ａ。
巻線形同期発電電動機２０の１次側巻線２１の過渡分及
び逆相分により２次側巻線２２の線間電圧が時刻ｔ よ
り上昇する。そして、制御回路２は過電圧Ｖ を時刻ｔ
で検出し、時刻ｔ３でターンオフサイリスタ４ａ、４
ｂにゲート信号を出力する。これにより、コンデンサ３
ａ。
３ｂに蓄えられていた電荷が放電抵抗６ａ、 ６ｂを介
して放電され、２次側巻線２２の線間電圧が耐電圧値■
まで上昇するのが抑制される。
して放電され、２次側巻線２２の線間電圧が耐電圧値■
まで上昇するのが抑制される。
このとき、２次側巻線２２の線間電圧がＶ になった時
点を考えてみると、整流回路５の正極側は■２／２に充
電されたコンデンサ３ａを介して中性点と絶縁され、ま
た、整流回路５の負極側も−Ｖ２／２に充電されたコン
デンサ３ｂを介して中性点と絶縁されている。したがっ
て、第４図に示すように、線間電圧かｖ２のときの２次
側巻線２２に接続された各回路の対地電位は、最大でｖ
４ （ｖ２／２）と見込んでおけばよいことになる。つ
まり、第２図において、対地電位の値を示す２点鎖線の
部分は、線間電圧の値を示す実線部分の１／２の値とな
っている。なお、２次側巻線２２とサイクロコンバータ
ー１を適切に保護するためには、Ｖ ／２＜Ｖ ／
２＜Ｖ の関係が成立するようにｖｏ、’ｖ２．ｖ３
の値を設定しておく必要があ□る。
点を考えてみると、整流回路５の正極側は■２／２に充
電されたコンデンサ３ａを介して中性点と絶縁され、ま
た、整流回路５の負極側も−Ｖ２／２に充電されたコン
デンサ３ｂを介して中性点と絶縁されている。したがっ
て、第４図に示すように、線間電圧かｖ２のときの２次
側巻線２２に接続された各回路の対地電位は、最大でｖ
４ （ｖ２／２）と見込んでおけばよいことになる。つ
まり、第２図において、対地電位の値を示す２点鎖線の
部分は、線間電圧の値を示す実線部分の１／２の値とな
っている。なお、２次側巻線２２とサイクロコンバータ
ー１を適切に保護するためには、Ｖ ／２＜Ｖ ／
２＜Ｖ の関係が成立するようにｖｏ、’ｖ２．ｖ３
の値を設定しておく必要があ□る。
第３図は、２次側巻線２２の線間電圧の変化が急峻な場
合の特性図である。この図に示すように、制御回路２が
ターンオフサイリスタ４ａ、４ｂにゲート信号を出力す
る時刻ｔ では、線間電圧” Ｖ ２が耐電圧■３の値
をすでに超えている。しかし、２点鎖線部分て示される
ように、時刻ｔ３における対地電位は最大でもｖ （
＝Ｖ ２ ／ ２ ）であり、耐電圧値ｖ３をかなり下
回っているため、２次側巻線２２やサイクロコンバータ
ー１が絶縁破壊されることはない。
合の特性図である。この図に示すように、制御回路２が
ターンオフサイリスタ４ａ、４ｂにゲート信号を出力す
る時刻ｔ では、線間電圧” Ｖ ２が耐電圧■３の値
をすでに超えている。しかし、２点鎖線部分て示される
ように、時刻ｔ３における対地電位は最大でもｖ （
＝Ｖ ２ ／ ２ ）であり、耐電圧値ｖ３をかなり下
回っているため、２次側巻線２２やサイクロコンバータ
ー１が絶縁破壊されることはない。
なお、上記実施例では、スイッチング素子としてサイリ
スクを用いた例を示したが、同様の機能を有する素子で
あれば他のスイッチング素子を用いてもよい。
スクを用いた例を示したが、同様の機能を有する素子で
あれば他のスイッチング素子を用いてもよい。
また、上記実施例では、２組のコンデンサ及びスイッチ
ング素子をカスケード接続した例を示したが、接続数は
、もちろん２組だけに限定されるわけではなく、それ以
上であってもよい。
ング素子をカスケード接続した例を示したが、接続数は
、もちろん２組だけに限定されるわけではなく、それ以
上であってもよい。
（発明の効果）
以上のように、本発明によれば、整流回路の正極側と負
極側との間に、複数組のコンデンサ及びスイッチング素
子をカスケード接続し、その中性点を接地する構成とし
たので、電圧上昇速度か急峻な過電圧が発生した場合、
あるいは制御回路の故障によりスイッチング素子が動作
しない場合であっても、電気機器に接続された各回路の
対地過電圧値を耐電圧値以下に抑制することができ、電
気機器の絶縁信頼性を大幅に向上させることかできる。
極側との間に、複数組のコンデンサ及びスイッチング素
子をカスケード接続し、その中性点を接地する構成とし
たので、電圧上昇速度か急峻な過電圧が発生した場合、
あるいは制御回路の故障によりスイッチング素子が動作
しない場合であっても、電気機器に接続された各回路の
対地過電圧値を耐電圧値以下に抑制することができ、電
気機器の絶縁信頼性を大幅に向上させることかできる。
また、電気機器の２次側の電圧定格を抑えることかでき
るので機器の小型化を図ることもてきる。
るので機器の小型化を図ることもてきる。
第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図及び第３
図は第１図の動作を説明するための電圧特性図、第４図
は第１図の一部の回路についての電圧分布図、第５図は
従来例を示す回路図、第６図及び第７図は第５図の動作
を説明するための電圧特性図、第８図は第５図の一部の
回路についての電圧分布図である。 ＩＡ・・・過電圧防止装置、３ａ、３ｂ・・・コンデン
サ、４ａ、４ｂ・・・スイッチング素子（ターンオフサ
イリスク）、５・・・整流回路、１１・・・サイクロコ
ンバータ、２０・・・巻線形同期発電電動機、２４・・
・電力系統。 出願人代理人 佐 藤 −雄
図は第１図の動作を説明するための電圧特性図、第４図
は第１図の一部の回路についての電圧分布図、第５図は
従来例を示す回路図、第６図及び第７図は第５図の動作
を説明するための電圧特性図、第８図は第５図の一部の
回路についての電圧分布図である。 ＩＡ・・・過電圧防止装置、３ａ、３ｂ・・・コンデン
サ、４ａ、４ｂ・・・スイッチング素子（ターンオフサ
イリスク）、５・・・整流回路、１１・・・サイクロコ
ンバータ、２０・・・巻線形同期発電電動機、２４・・
・電力系統。 出願人代理人 佐 藤 −雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 電力系統からの電力が供給される電気機器に所定レベル
以上の電圧が発生した場合に、この電圧を整流回路を介
してコンデンサに印加し、このコンデンサの両端に接続
されたスイッチング素子を導通してコンデンサを放電さ
せることにより電気機器の過電圧発生を防止する過電圧
防止装置において、 複数組の前記コンデンサ及びスイッチング素子を前記整
流回路の正極側と負極側との間でカスケード接続し、そ
の中性点を接地したことを特徴とする過電圧防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321927A JP2888626B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 過電圧防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321927A JP2888626B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 過電圧防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04193027A true JPH04193027A (ja) | 1992-07-13 |
| JP2888626B2 JP2888626B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=18137972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2321927A Expired - Lifetime JP2888626B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 過電圧防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2888626B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2378656A1 (en) * | 2009-01-14 | 2011-10-19 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Protection circuit used in wind power generation system including double-fed induction generator |
| CN102882453A (zh) * | 2011-07-12 | 2013-01-16 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种同步发电机转子过电压保护装置和方法 |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2321927A patent/JP2888626B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2378656A1 (en) * | 2009-01-14 | 2011-10-19 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Protection circuit used in wind power generation system including double-fed induction generator |
| EP2378656A4 (en) * | 2009-01-14 | 2015-04-22 | Toshiba Mitsubishi Elec Inc | PROTECTIVE SWITCHING FOR A WIND POWER PLANT WITH A DOUBLE-SCANNED INDUCTION GENERATOR |
| CN102882453A (zh) * | 2011-07-12 | 2013-01-16 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种同步发电机转子过电压保护装置和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2888626B2 (ja) | 1999-05-10 |
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