JPH06178543A - 過電圧抑制制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交流系統の事故中でも、事故後においても変
換器を安定に運転しつづけて、交流系統の過電圧を抑制
することにある。 【構成】 サイリスタバルブの順方向電圧を検出して点
弧信号を出力する順圧点弧回路と、一定の点弧角信号を
出力する定点弧角出力回路と、変換器が接続される交流
系の事故を検出する事故検出器とを設け、事故検出器の
動作により、順電圧点弧回路あるいは定点弧角出力回路
のいずれかの出力でサイリスタバルブを点弧するように
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力系統において、直流
送電システムや周波数変換装置、あるいは系統連系装置
に適用される交直変換器の過電圧抑制制御回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的な直流送電システム、周波数変換
装置、あるいは系統連系装置は図２のような構成になっ
ている。即ち、サイリスタブリッジで構成された変換器
３および23のうち一方は順変換器として、もう一方は逆
変換器として動作するように制御され、両変換器の直流
端子間は直流リアクトル４を含む直流回路で連係され、
かつ交流端子間は各々変換用変圧器２，22を介して交流
母線１，21に接続されている。たとえば変換器３が順変
換器として動作する場合、順変換器３では交流電力を直
流電力に変換して、直流リアクトル４を介して逆変換器
23に送り、逆変換器23では直流電力を交流電力に変換し
て交流系統21へ送っている。各変換器を構成するサイリ
スタブリッジの各アームに対し、パルス発生回路13，56
からサイリスタ点弧パルス16，60を与える。パルスタイ
ミング決定回路11，55では点弧角制御回路９，68で求め
られた点弧角α14，57と位相検出回路10，54で検出した
交流系統の電圧位相15，58をつきあわせて、点弧パルス
の発生タイミングを決め、それによってパルス発生回路
13，56でサイリスタ点弧パルス16，60を発生しサイリス
タの点弧が行われる。このパルス発生方式としては等間
隔パルス方式が一般的に使われている。

【０００３】このシステムでは変換器が定常運転してい
るとき、通常、送電している有効電力の60％程度の無効
電力が消費される。その無効電力は図示していない交流
フィルタや調相用コンデンサといった調相設備により供
給される。

【０００４】このシステムにおいて変換器が接続された
交流系統１で、地絡などの事故が発生すると、不足電圧
リレー５により交流電圧の低下が検出され、交直変換器
の保護回路52からは変換器停止指令53が両変換器のパル
ス発生回路13，56に与えられて、変換器は一旦停止す
る。交流系統の事故が回復すると、変換器が再起動され
て再び運転を始める。この間、交流フィルタや調相用コ
ンデンサは接続されたままの状態である。交流系統21で
事故が発生した場合も同様である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来方式で
は、交流系統の事故除去時には、変換器は止まった状態
であり無効電力を消費しないにもかかわらず、調相設備
は入ったままであるため、無効電力が余分に供給され
る。そのため交流系統に大きな過電圧が発生して機器を
損傷したり、変換器の再起動が行えなかったりするとい
う欠点がある。

【０００６】またそれを防止するために変換器を停止し
ないで運転継続しようとすると、事故による電圧歪や電
圧波形の不平衡があるために、点呼しようとしてパルス
を与えても点弧できなかったり、逆変換器運転していれ
ば転流失敗がおきたりして、直流系が安定に運転できな
いという欠点がある。特に３相送電線の１相に事故が起
きてその１相を開放したような場合にはその相に過電圧
が現れる事はよく知られたことである。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、交流系統の事故中も、事故除去後も、変換器を安
定に運転しつづけて、事故除去時および事故除去後の交
流系統の過電圧を抑制することの可能な交直変換器の過
電圧抑制制御回路を提供する事を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は交直変換器の制御装置において、変換器の
サイリスタバルブの順方向電圧を検出して点弧信号を出
力する順圧点弧回路50と一定の点弧角信号を出力する定
点弧角出力回路８と変換器の接続する交流系の事故を検
出する事故検出器５とを設ける構成としている。

【０００９】

【作用】事故検出器５の検出信号を契機に、定点弧角出
力回路８の出力で例えば点弧角90度といった変換器の消
費無効電力が多くなる運転をして、交流母線の過電圧を
発生させないような運転をする。それでも交流系統が不
平衡になっているような場合には、過電圧が現れる。そ
こでサイリスタにかかる電圧は交流母線電圧と同じであ
るので、サイリスタバルブのＡＫ間電圧を順電圧検出回
路６で検出してその大きさが所定の値を越えた場合にパ
ルス信号を発生させて、そのパルスでサイリスタバルブ
を点弧する。過電圧がかかったバルブを点弧するとその
相には電流がながれ交流母線電圧を低下させる。このよ
うな作用により交流系統の過電圧を抑制する事が可能と
なる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明による過電圧抑制制御回路の一
実施例を示す図である。ここでは片側の変換器部分を示
し、相手端の変換器部分は省略している。

【００１１】従来の制御装置と同様、点弧角制御回路９
の出力である点弧角α14と位相検出回路10の出力である
位相角θ15をつきあわせてパルスタイミング決定回路11
で点弧パルスの発生タイミングを決めている。さらに不
足電圧リレー５の出力で切り替わるスイッチ48と49を設
け、一定点弧角αを出力する定点弧角出力回路８と従来
の点弧角制御９との出力をスイッチ48で切り替え、スイ
ッチ49はパルス信号出力回路47の出力を後段のＯＲ回路
へ接続するように構成する。そしてパルス信号出力回路
47は、サイリスタブリッジのＡＫ間電圧を観測する順電
圧検出回路６出力が所定の値以上になったら出力を出す
レベル判定回路７の出力に従って、パルス信号を出す。
従来のパルスタイミング決定回路11とスイッチ49をＯＲ
回路に導き、ＯＲ回路の出力をパルス発生回路13に与え
る。

【００１２】順電圧検出回路６はサイリスタ20のカソー
ド電圧18に対するアノード電圧19の大きさからＡＫ間電
圧を検出する。図１ではＺ相のサイリスタバルブで図示
しているが、他のＵ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ相についても同じ
検出器がつく。次に作用について説明する。

【００１３】図１に示す交直変換器では、定常時は不足
電圧リレー５は動作せず、従来と同じく点弧角制御回路
９と位相検出回路10の出力によりパルスタイミング決定
回路11とパルス発生回路13を介して通常の運転を行う。

【００１４】ここで交流系統１で事故が発生して交流電
圧が低下すると、不足電圧リレー５でそれを検出してリ
レー５の出力17でスイッチ48を切り替え、スイッチ49を
閉じる。すると従来の点弧角制御回路９の出力14の代わ
りに定点弧角出力回路８の出力がパルスタイミング決定
回路11に与えられる。定点弧角出力回路８の出力は、例
えば90度に相当する一定値であり、その出力と位相検出
回路10の出力15から点弧パルスのタイミングがパルスタ
イミング決定回路11で決められる。具体的には、位相検
出回路10の出力15は時間の経過とともに母線電圧の位相
の変化を０度から360 度の範囲に相当する電気量として
出力される信号であり、その出力15が定点弧角出力回路
８の出力より大きくなると点弧時点が過ぎたことにな
り、そこでパルス発生信号を後段のＯＲ回路12に出力す
る。

【００１５】一方順電圧検出回路６はサイリスタバルブ
の順方向電圧を検出しており、あらかじめ設定している
過電圧レベルを越えたか否かをレベル判定回路７で判定
し、そのレベルを越えると、その時点でパルス信号出力
回路47に信号を送り、パルス信号出力回路47ではパルス
タイミング決定回路11と同じ信号レベルのパルス発生信
号をスイッチ49を介してＯＲ回路に与える。ＯＲ回路で
は定点弧角制御回路８と順電圧検出回路６のいずれかの
パルス発生信号をパルス発生回路13に与える。結果とし
てサイリスタブリッジは一定の点弧角で運転し、バルブ
にかかる電圧が所定の大きさを越えるときにはその相を
通電させるように運転される。

【００１６】上記実施例によれば、変換器が接続された
交流系統で事故が発生して過電圧が現れるような場合
に、例えば点弧角90度といった変換器の消費無効電力が
多くなる運転をして交流母線の過電圧を発生させないよ
うな運転をし、それでも交流系統が不平衡になっている
ような場合に発生する過電圧をサイリスタにかかる電圧
を見てその相を通電してやるようにしてその相の過電圧
を抑制するといった効果が得られる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、サ
イリスタバルブの順方向電圧を検出して点弧信号を出力
する順圧点弧回路と、一定の点弧角信号を出力する定点
弧角出力回路と、変換器の接続する交流系の事故を検出
する事故検出器とを設け、事故検出器の検出信号を契機
に、前記順圧点弧回路の出力と前記定点弧角出力回路の
出力とのいずれかの出力でサイリスタバルブを点弧する
ようにしたことにより、変換器が接続された交流系統で
事故が発生して過電圧が現れるような場合に、変換器の
消費無効電力が多くなる運転をして交流母線の過電圧を
発生させないようにし、それでもまだ過電圧が発生する
場合にもサイリスタを適切に制御して相毎の過電圧抑制
を可能にする効果がえられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した交直変換器の実施例を示す
図、

【図２】従来の交直変換器の構成図。

【符号の説明】

２…変換器用変圧器 ３…サイリスタブリッジ ４…直流リアクトル ５…不足電圧リレー 50…順圧点弧回路 ６…順電圧検出回路 ７…レベル判定回路 ８…定点弧角出力回路 ９…点弧角制御回路 10…位相検出回路 11…パルスタイミング決定回路 12…ＯＲ回路 13…パルス発生回路 14…点弧角α 15…位相角θ 16…点弧パルス 17…事故発生信号 18…カソード電圧 19…アノード電圧 20…サイリスタバルブ 47…パルス信号出力回路 48，49…スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交直変換器の制御装置において、サイリ
   スタバルブの順方向電圧を検出して点弧信号を出力する
   順圧点弧回路と、一定の点弧角信号を出力する定点弧角
   出力回路と変換器の接続する交流系の事故を検出する事
   故検出器とを設け、事故検出器の検出信号を契機に前記
   順圧点弧回路の出力と前記定点弧角出力回路の出力との
   いずれかの出力でサイリスタバルブを点弧することを特
   長とする過電圧抑制制御回路。
2. 【請求項２】 サイリスタバルブの順電圧を検出する順
   電圧検出回路、この順電圧検出回路の出力が所定レベル
   か否か判定するレベル判定回路およびこのレベル判定回
   路の出力に基づいてパルス信号を出力するパルス信号出
   力回路で順圧点弧回路を構成したことを特徴とする請求
   項１に記載の過電圧抑制制御回路。