JPH0697833B2 - Overvoltage protection device for thyristor converter - Google Patents

Overvoltage protection device for thyristor converter

Info

Publication number
JPH0697833B2
JPH0697833B2 JP3994886A JP3994886A JPH0697833B2 JP H0697833 B2 JPH0697833 B2 JP H0697833B2 JP 3994886 A JP3994886 A JP 3994886A JP 3994886 A JP3994886 A JP 3994886A JP H0697833 B2 JPH0697833 B2 JP H0697833B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thyristor
overvoltage
reference signal
voltage
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3994886A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62201057A (en
Inventor
忠 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3994886A priority Critical patent/JPH0697833B2/en
Publication of JPS62201057A publication Critical patent/JPS62201057A/en
Publication of JPH0697833B2 publication Critical patent/JPH0697833B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は直流送電等に用いられるサイリスタ変換器の過
電圧保護装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an overvoltage protection device for a thyristor converter used for DC power transmission and the like.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

サイリスタを直列もしくは直並列に接続して構成される
サイリスタ変換器は、例えば直流送電や無効電力補償装
置などの高電圧分野でも高電圧サイリスタ変換器として
広く利用されている。ところで、サイリスタ変換器で
は、外部から侵入してくるサージ電圧、例えば雷インパ
ルス電圧又は開閉インパルス電圧等に対するいわゆる過
電圧保護が必要である。そこで従来から高電圧サイリス
タ変換器にはアレスタを用いた過電圧保護や、サイリス
タ自身の点弧機能による過電圧保護が行なわれてきた。
A thyristor converter configured by connecting thyristors in series or in series-parallel is widely used as a high-voltage thyristor converter even in a high-voltage field such as DC power transmission and reactive power compensator. By the way, the thyristor converter needs so-called overvoltage protection against a surge voltage that intrudes from the outside, for example, a lightning impulse voltage or a switching impulse voltage. Therefore, in the past, high voltage thyristor converters have been provided with overvoltage protection using an arrester and overvoltage protection by the ignition function of the thyristor itself.

第5図はアレスタを用いた従来のサイリスタ変換器の過
電圧保護装置の構成を示す回路図である。図においてサ
イリスタ変換器は、3相ブリッジ変換器の1アームのみ
が記載されており、他は省略されている。アームを構成
する直列接続されたサイリスタ1はリアクトル2に直列
に接続されている。リアクトル2はサイリスタ1の電圧
勾配dv/dt、電流勾配di/dt等を抑制する作用を行なう。
更にサイリスタ1には、高周波の電圧を均等にするスナ
バ回路3及び直流電圧を均等にする直流分圧抵抗4が並
列接続されている。又、上記構成によるアーム(以下、
サイリスタバルブと称す)には非直線抵抗体によるアレ
スタ5が並列接続されている。アレスタ5はサイリスタ
バルブの耐電圧以下にサージ電圧を抑え、外部から侵入
してくるサージ電圧からサイリスタバルブの破壊を保護
するものである。ところで、サイリスタバルブへのサー
ジ電圧の侵入はサイリスタバルブの運転状態と無関係に
ランダムに任意の位相で生じるものである。第6図は、
サージ電圧がサイリスタバルブへ侵入する位相関係を逆
変換運転時について示したタイムチャートである。
(a)はサイリスタバルブのゲート信号、(b)はサイ
リスタバルブの電圧を示す。又、(c)乃至(e)は、
(b)に示したサイリスタバルブの電圧の時間関係を一
部拡大して示した拡大図であり、図中破線はサイリスタ
バルブに侵入するサージ電圧Vを各種の侵入位相につ
いて示したものである。即ち、(c)は時間t3以降にサ
ージ電圧Vがサイリスタバルブに侵入する場合、
(d)は時間t2とt3の間のサージ電圧の侵入、(e)は
時間t1とt2の間のサージ電圧の侵入を示している。図に
おいて、(c)の状態では通電後のサイリスタのキャリ
アは完全に消滅しており、サイリスタバルブにはアレス
タの保護レベル以下のサージ電圧しか印加されないので
サイリスタバルブは充分にサージ電圧に耐えられる。一
方、(e)の状態では通電後のキャリアが消滅していな
いので、サイリスタバルブに侵入するサージ電圧によっ
てサイリスタバルブは破壊する。(d)の状態は、
(c)と(e)との中間的状態で、サイリスタバルブが
サージ電圧の侵入に耐えられる場合と耐えられない場合
とがある。以上の如く、サージ電圧がサイリスタバルブ
に与える影響は、サイリスタバルブの運転動作時点のど
の位相でサージ電圧が侵入し、そのとき通電直後のサイ
リスタバルブの順方向耐電圧がどのような値にあるかに
よって異なることとなる。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional overvoltage protection device for a thyristor converter using an arrester. In the figure, only one arm of the three-phase bridge converter is shown in the thyristor converter, and the others are omitted. The serially connected thyristors 1 forming the arm are connected in series to the reactor 2. The reactor 2 acts to suppress the voltage gradient dv / dt and the current gradient di / dt of the thyristor 1.
Further, the thyristor 1 is connected in parallel with a snubber circuit 3 for equalizing high-frequency voltage and a DC voltage dividing resistor 4 for equalizing DC voltage. In addition, the arm (hereinafter,
The arrester 5 made of a non-linear resistor is connected in parallel to the thyristor valve). The arrester 5 suppresses the surge voltage below the withstand voltage of the thyristor valve and protects the thyristor valve from damages from the surge voltage intruding from the outside. By the way, the surge voltage intrusion into the thyristor valve occurs randomly at an arbitrary phase regardless of the operating state of the thyristor valve. Figure 6 shows
It is a time chart which showed the phase relation which surge voltage invades into a thyristor valve at the time of reverse conversion operation.
(A) shows the gate signal of a thyristor valve, (b) shows the voltage of a thyristor valve. Also, (c) to (e) are
FIG. 4 is an enlarged view showing a part of the time relationship of the voltage of the thyristor valve shown in (b), in which the broken line shows the surge voltage V s entering the thyristor valve for various intrusion phases. . That is, (c) shows that when the surge voltage V s enters the thyristor valve after time t 3 ,
(D) shows the surge voltage intrusion between times t 2 and t 3 , and (e) shows the surge voltage intrusion between times t 1 and t 2 . In the figure, in the state of (c), the carrier of the thyristor after energization has completely disappeared, and since only the surge voltage below the protection level of the arrester is applied to the thyristor valve, the thyristor valve can sufficiently withstand the surge voltage. On the other hand, in the state of (e), since the carriers have not disappeared after energization, the thyristor valve is destroyed by the surge voltage entering the thyristor valve. The state of (d) is
In the intermediate state between (c) and (e), the thyristor valve may or may not withstand surge voltage intrusion. As described above, the effect of the surge voltage on the thyristor valve depends on what phase of the thyristor valve at the time of operating the surge voltage, and what value the forward withstand voltage of the thyristor valve has just after energization. It will be different depending on.

第7図はサイリスタバルブの各運転モードにおけるサイ
リスタバルブの順方向耐電圧Vの特性とアレスタの保
護レベルVとの関係を示した波形図である。(a)は
運転モードが逆変換の場合、(b)は順変換の場合、又
(c)はフローティング、即ち、交流電圧がサイリスタ
バルブに加わりながらゲート信号はサイリスタに加わっ
ていない場合をそれぞれ示している。図において、サイ
リスタバルブの順方向耐電圧Vは通電中は勿論、通電
直後もサイリスタ内のキャリアの存在のために零ないし
低い値である。一方、通電後は、キャリアの減衰と共に
順方向耐電圧は徐々に回復し、所定の時間後に一定の耐
電圧Vをもつに至る。このため、サイリスタバルブの
耐電圧特性は、(a)乃至(b)に破線で示す如く、各
運転モードに応じて変化するものとなる。
FIG. 7 is a waveform chart showing the relationship between the characteristics of the forward withstand voltage V w of the thyristor valve and the protection level V p of the arrester in each operation mode of the thyristor valve. (A) shows the case where the operation mode is reverse conversion, (b) shows the case of forward conversion, and (c) shows the case of floating, that is, the case where the AC signal is applied to the thyristor valve but the gate signal is not applied to the thyristor. ing. In the figure, the forward withstand voltage V w of the thyristor valve is zero or low not only during energization but also immediately after energization due to the existence of carriers in the thyristor. On the other hand, after energization, the forward withstand voltage gradually recovers as the carriers decay, and reaches a constant withstand voltage V w after a predetermined time. Therefore, the withstand voltage characteristic of the thyristor valve changes according to each operation mode as shown by the broken lines in (a) and (b).

ところで、サイリスタバルブをアレスタで過電圧保護す
る場合、基本的にサイリスタバルブの耐電圧Vよりア
レスタの保護レベルVが小さく設定されなければ保護
効果を生じない。ところが、前記の如く、サイリスタバ
ルブの耐電圧特性はサイリスタバルブの各動作モードに
よって変化し、例えば通電直後にはVよりVが大と
なり、アレスタによるサイリスタバルブを保護する保護
協調が崩れてしまう。
By the way, when the thyristor valve is overvoltage-protected by the arrester, basically, the protective effect is not produced unless the protection level V p of the arrester is set smaller than the withstand voltage V w of the thyristor valve. However, as described above, the withstand voltage characteristic of the thyristor valve changes depending on each operation mode of the thyristor valve. For example, immediately after energization, V p becomes larger than V w , and the protection coordination of the arrester for protecting the thyristor valve is broken. .

即ち、第7図において(a)及び(b)の斜線部分では
アレスタはサイリスタバルブの過電圧保護の働きをしな
いこととなる。一方、通電のないフローティング時、即
ち(c)の場合には、VよりVが常に小となる関係
にあり、アレスタによるサイリスタバルブの保護が効果
的に行なわれる。従って、通電直後の過電圧保護協調が
崩れている場合に、外部から雷サージ等のサージ電圧が
侵入すると、サイリスタバルブはサージ電圧に耐えられ
ず、破壊してしまい、重大な故障につながるという問題
を有していた。
That is, in FIG. 7, the arrester does not work for overvoltage protection of the thyristor valve in the shaded portions of (a) and (b). On the other hand, in the floating state without energization, that is, in the case of (c), V p is always smaller than V w , and the thyristor valve is effectively protected by the arrester. Therefore, when the overvoltage protection coordination immediately after energization is broken, if a surge voltage such as a lightning surge enters from the outside, the thyristor valve cannot withstand the surge voltage and will be destroyed, leading to a serious failure. Had.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、サイリスタバルブの通電直後においても外部から侵
入するサージ電圧に対してサイリスタバルブを過電圧に
よる破壊から保護することができるサイリスタ変換器の
過電圧保護装置の提供を目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and a thyristor converter capable of protecting a thyristor valve from damage due to overvoltage against surge voltage intruding from the outside even immediately after energization of the thyristor valve. It is intended to provide an overvoltage protection device.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は、サイリスタの通電完了直後にサイリスタ変換
器の順方向耐電圧の回復特性に関連した基準信号関数を
発生させるとともに、前記サイリスタ変換器のアームの
過電圧を検出し、前記基準信号関数と検出した過電圧信
号とを比較して、過電圧がサイリスタ変換器の耐電圧よ
り大きい場合には、前記サイリスタ変換器の当該アーム
を点弧させるようにし、外部から侵入するサージ電圧に
対してサイリスタ変換器を過電圧保護するようにしたも
のである。
The present invention generates a reference signal function related to the recovery characteristic of the forward withstand voltage of the thyristor converter immediately after the energization of the thyristor, detects an overvoltage of the arm of the thyristor converter, and detects the reference signal function. When the overvoltage is larger than the withstand voltage of the thyristor converter, the arm of the thyristor converter is ignited, and the thyristor converter is protected against the surge voltage invading from the outside. It is designed for overvoltage protection.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の第一の実施例の構成を示す回路図で、
第5図に示したと同様に、3相ブリッジ変換器のサイリ
スタアームの1つのアームのみについての構成を示し、
他のアームについては記載を省略したものである。アー
ムを構成する複数のサイリスタ1は相互に直列接続さ
れ、更にリアクトル2が直列に接続される。ここで、複
数のサイリスタ1のうちの1つを代表サイリスタ11と
し、代表サイリスタ11を含めたサイリスタ1には、それ
ぞれ並列にスナバ回路3及び直流分圧抵抗4が接続され
ている。なお、代表サイリスタ11の直流分圧抵抗4に
は、発光素子71,72が互いに逆極性に並列接続されてい
る。更に、代表サイリスタ11を含めた各サイリスタ1の
ゲートには、各サイリスタ1に対応して設けられたゲー
ト信号増幅器14からゲート信号141が供給されるように
なっている。ゲート信号増幅器14には抵抗13を介して対
応するサイリスタ1のアノードから電源電圧が供給され
るとともに、信号入力手段としての受光素子12が接続さ
れ、ライトガイド61を介して光信号が加えられる。一
方、代表サイリスタ11を含むサイリスタ1を直列接続し
たサイリスタバルブには、アレスタ5が並列接続される
とともに、抵抗20と発光素子21とを直列接続した過電圧
検出回路が並列接続されている。なお、発光素子21には
逆電圧保護用のダイオード22が並列接続されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention.
Similar to that shown in FIG. 5, the configuration of only one of the thyristor arms of the three-phase bridge converter is shown.
The description of other arms is omitted. The plurality of thyristors 1 forming the arm are connected in series with each other, and further the reactor 2 is connected in series. Here, one of the plurality of thyristors 1 is a representative thyristor 11, and a snubber circuit 3 and a DC voltage dividing resistor 4 are connected in parallel to each of the thyristors 1 including the representative thyristor 11. The light-emitting elements 71 and 72 are connected in parallel to the DC voltage dividing resistor 4 of the representative thyristor 11 in opposite polarities. Further, the gate signal 141 is supplied to the gate of each thyristor 1 including the representative thyristor 11 from the gate signal amplifier 14 provided corresponding to each thyristor 1. A power supply voltage is supplied to the gate signal amplifier 14 from the corresponding anode of the thyristor 1 via the resistor 13, the light receiving element 12 as a signal input means is connected, and an optical signal is applied via the light guide 61. On the other hand, in the thyristor valve in which the thyristors 1 including the representative thyristor 11 are connected in series, the arrester 5 is connected in parallel, and the overvoltage detection circuit in which the resistor 20 and the light emitting element 21 are connected in series is connected in parallel. A diode 22 for reverse voltage protection is connected in parallel to the light emitting element 21.

上述した発光素子71,72,21及び受光素子12は、それぞ
れ、ライトガイド81,82,23,61を介して受光素子91,92,2
4及び発光素子6に光学的に接続される。
The light emitting elements 71, 72, 21 and the light receiving element 12 described above are respectively received by the light receiving elements 91, 92, 2 via the light guides 81, 82, 23, 61.
4 and the light emitting element 6 are optically connected.

発光素子71はサイリスタ素子の順電圧を検出して発光
し、ライトガイド81を介して光信号を、受光回路101を
構成する受光素子91に加える。
The light emitting element 71 detects the forward voltage of the thyristor element and emits light, and applies an optical signal to the light receiving element 91 forming the light receiving circuit 101 via the light guide 81.

同様に発光素子72はサイリスタ素子の逆電圧を検出して
ライトガイド82を介して光信号を、受光回路102を構成
する受光素子92に加える。受光回路101は順電圧検出信
号103をゲート信号発生器15に供給する。また、受光回
路102は逆電圧検出信号104をゲート信号発生器15と基準
信号発生器26に供給する。ゲート信号発生器15には、サ
イリスタバルブの通常の点弧を行なわせるためのゲート
指令信号151が入力されるとともに、通電直後の過電圧
時の点弧を行なわせるための過電圧時のゲート指令信号
152が入力されている。ここで、ゲート信号発生器15は
代表サイリスタ11を含めたサイリスタ1に対応する発光
素子6を備え、光信号を、ライトガイド61を介してゲー
ト信号増幅器14の受光素子12に供給する。一方、受光回
路102の逆電圧検出信号104が加えられる基準信号発生器
26には、更に、通常の点弧を行なわせるためのゲート指
令信号151が加えられ、基準信号発生器26の出力信号261
は比較器27の一方の入力端に供給されている。比較器27
の他方の入力端には、受光素子24を備える大地レベルの
受光回路25から出力される過電圧検出信号251が供給さ
れている。ここで、受光素子24には、過電圧検出回路の
発光素子21から出力される光信号がライトガイド23を介
して供給されている。比較器27は出力信号261と過電圧
検出信号251とを比較し、過電圧検出信号251が出力信号
261より大きいとき、前記通電直後の過電圧時に点弧を
行なわせるための過電圧時のゲート指令信号152をゲー
ト信号発生器15に供給する。
Similarly, the light emitting element 72 detects the reverse voltage of the thyristor element and applies an optical signal via the light guide 82 to the light receiving element 92 forming the light receiving circuit 102. The light receiving circuit 101 supplies the forward voltage detection signal 103 to the gate signal generator 15. Further, the light receiving circuit 102 supplies the reverse voltage detection signal 104 to the gate signal generator 15 and the reference signal generator 26. The gate signal generator 15 is supplied with a gate command signal 151 for performing normal firing of the thyristor valve, and at the same time, a gate command signal during overvoltage for performing ignition during overvoltage immediately after energization.
152 has been entered. Here, the gate signal generator 15 includes a light emitting element 6 corresponding to the thyristor 1 including the representative thyristor 11, and supplies an optical signal to the light receiving element 12 of the gate signal amplifier 14 via the light guide 61. On the other hand, a reference signal generator to which the reverse voltage detection signal 104 of the light receiving circuit 102 is added.
A gate command signal 151 for performing a normal firing is further added to the 26, and an output signal 261 of the reference signal generator 26 is added.
Is supplied to one input terminal of the comparator 27. Comparator 27
An overvoltage detection signal 251 output from a ground level light receiving circuit 25 including a light receiving element 24 is supplied to the other input end of the. Here, an optical signal output from the light emitting element 21 of the overvoltage detecting circuit is supplied to the light receiving element 24 via the light guide 23. The comparator 27 compares the output signal 261 with the overvoltage detection signal 251, and the overvoltage detection signal 251 outputs the output signal.
When it is larger than 261, a gate command signal 152 at the time of overvoltage for causing ignition at the time of overvoltage immediately after the energization is supplied to the gate signal generator 15.

なお、基準信号発生器26は、これに入力されるゲート指
令信号151と逆電圧検出信号104とに基づいて通電直後の
サイリスタバルブの順方向の耐電圧特性に関連した信号
261を発生する。即ち、基準信号発生器26は通電状況を
ゲート指令信号151から判定し、又、通電直後であるこ
とを逆電圧検出信号104から判定すると共に、逆電圧検
出信号104の入力によってサイリスタバルブの順方向の
電圧回復特性に関連した基準信号関数を出力信号261と
して出力する。このとき基準信号関数はサイリスタバル
ブの順方向の電圧回復特性より低めに設定されている。
The reference signal generator 26 is a signal related to the forward withstand voltage characteristic of the thyristor valve immediately after energization, based on the gate command signal 151 and the reverse voltage detection signal 104 input thereto.
Generates 261. That is, the reference signal generator 26 determines the energization state from the gate command signal 151, and also determines from the reverse voltage detection signal 104 that it is just after energization, and by inputting the reverse voltage detection signal 104, the forward direction of the thyristor valve. The reference signal function related to the voltage recovery characteristic of is output as the output signal 261. At this time, the reference signal function is set lower than the forward voltage recovery characteristic of the thyristor valve.

以下、本実施例の動作について説明する。The operation of this embodiment will be described below.

先ず、基準信号発生器26は代表サイリスタ11から検出し
た逆電圧検出信号104とゲート指令信号151とを入力して
通電直後の順方向の基準信号関数を出力し、かつ、その
出力をサイリスタバルブの能力に見合った余裕度を考慮
して低目にして比較器27に加える。比較器27は、基準信
号関数261と、実際にサイリスタバルブに加わったサー
ジ電圧を発光素子21で検出して得た過電圧検出信号251
との比較を行ない、サージ電圧が基準値より大きい場合
にはゲート指令信号152をゲート信号発生器15に供給
し、サイリスタの点弧機能を利用してサイリスタバルブ
を一斉に点弧する。このようにしてサイリスタ変換器の
過電圧保護を行なうものであるが、このとき、基準信号
発生器26が出力する基準信号関数261は、通電直後のサ
イリスタバルブの順方向の耐電圧特性を模擬しているの
で、サージ電圧がサイリスタバルブに侵入する位相関係
が変化しても、充分にサイリスタの耐電圧の範囲で過電
圧破壊からサイリスタを保護することができる。
First, the reference signal generator 26 inputs the reverse voltage detection signal 104 detected from the representative thyristor 11 and the gate command signal 151 to output the reference signal function in the forward direction immediately after energization, and outputs the output of the thyristor valve. It is added to the comparator 27 after lowering it in consideration of the margin corresponding to the ability. The comparator 27 uses the reference signal function 261 and the overvoltage detection signal 251 obtained by detecting the surge voltage actually applied to the thyristor valve with the light emitting element 21.
When the surge voltage is higher than the reference value, the gate command signal 152 is supplied to the gate signal generator 15, and the thyristor valves are simultaneously ignited by using the thyristor's ignition function. In this way, overvoltage protection of the thyristor converter is performed.At this time, the reference signal function 261 output by the reference signal generator 26 simulates the forward voltage resistance characteristic of the thyristor valve immediately after energization. Therefore, even if the phase relationship in which the surge voltage enters the thyristor valve changes, the thyristor can be sufficiently protected from overvoltage breakdown within the range of the withstand voltage of the thyristor.

以下、第2図を参照して更に詳しい動作を説明する。第
2図は本実施例の各部の波形を示したタイムチャートで
あり、(A)はフローティング、即ち、交流入力がサイ
リスタバルブに加わりながらサイリスタにはゲート信号
が入力されていない状態のタイムチャート、(B)は運
転モードが逆変換の場合のタイムチャートをそれぞれ示
している。図中、(a)はサイリスタバルブの電圧波
形、(b)はゲート指令信号(第1図中符号151)、
(c)は逆電圧検出信号(第1図中符号104)、(d)
は基準信号発生器の出力する基準信号関数(第1図中符
号261)、(e)は過電圧検出信号(第1図中符号25
1)、(f)は過電圧時のゲート指令信号(第1図中符
号152)、(g)は各サイリスタのゲート信号(第1図
中符号141)をそれぞれ示している。(A)のフローテ
ィング状態では、通電がないので、基準信号関数261は
保護レベルVに対応した一定の出力となっている。一
方、(B)の運転時には、通電直後(図中t=t1)にて
基準信号関数261は一旦、零となり、その後、サイリス
タの順方向の耐電圧に対応した時間関数信号として増加
する。t=t3においては、基準信号関数261はフローテ
ィング時の保護レベルVに相当する値に戻っている。
なお、ここで、Vのレベルは、第7図中のV、即ち
アレスタ5の保護レベルと同等又は若干高い値である。
今、仮りに第2図(B)に示すt=t2の近傍でサージ電
圧が侵入したとする。過電圧検出信号251には(e)に
破線で示すごとき波形の過電圧信号が発生し、その信号
が、(d)に示すサイリスタバルブの耐電圧に関連する
基準信号関数261より大であれば、図中t=t2の時点で
比較器27はゲート指令信号152を(f)の破線で示すご
とくに発生する。その結果(g)に破線で示すゲート信
号140が各サイリスタに入力され、サイリスタは一斉に
点弧してサイリスタバルブはサージ電圧による破壊から
確実に保護される。即ち、サイリスタは、(B)の時刻
t=t0からt=t3迄の間(図中TC+TFの期間)において
順方向の耐電圧が他期間の耐電圧Vより小となるの
で、TC+TFの期間についてのみゲート機能による過電圧
保護が行なわれることとなる。なお、期間TCについて
は、直ちに(b)に示すゲート指令信号(第1図中符号
151)が供給されるので、期間TFについてのみ追加保護
を行なえばよいこととなる。又、上記期間以外について
のサイリスタの過電圧保護はアレスタにより行なわれる
ものである。
Hereinafter, a more detailed operation will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a time chart showing the waveform of each part of the present embodiment, (A) is a floating time chart, that is, a time chart in which a gate signal is not input to the thyristor while an AC input is applied to the thyristor valve, (B) is a time chart when the operation mode is reverse conversion. In the figure, (a) is a voltage waveform of the thyristor valve, (b) is a gate command signal (reference numeral 151 in FIG. 1),
(C) is a reverse voltage detection signal (reference numeral 104 in FIG. 1), (d)
Is a reference signal function output by the reference signal generator (reference numeral 261 in FIG. 1), and (e) is an overvoltage detection signal (reference numeral 25 in FIG. 1).
1) and (f) show a gate command signal (reference numeral 152 in FIG. 1) at the time of overvoltage, and (g) shows a gate signal (reference numeral 141 in FIG. 1) of each thyristor. In the floating state of (A), since there is no energization, the reference signal function 261 has a constant output corresponding to the protection level V p . On the other hand, during the operation of (B), the reference signal function 261 once becomes zero immediately after energization (t = t 1 in the figure), and then increases as a time function signal corresponding to the forward withstand voltage of the thyristor. At t = t 3 , the reference signal function 261 returns to a value corresponding to the protection level V p in the floating state.
Note that, the level of V p is V p, i.e. protection level equal to or slightly higher arrester 5 in Figure 7.
Now, suppose that the surge voltage intrudes in the vicinity of t = t 2 shown in FIG. 2 (B). If an overvoltage signal having a waveform as shown by a broken line in (e) is generated in the overvoltage detection signal 251, and the signal is larger than the reference signal function 261 related to the withstand voltage of the thyristor valve shown in (d), At the time of middle t = t 2 , the comparator 27 generates the gate command signal 152 as shown by the broken line (f). As a result, the gate signal 140 indicated by the broken line in (g) is input to each thyristor, the thyristors are simultaneously fired, and the thyristor valve is reliably protected from damage due to surge voltage. That is, in the thyristor, the withstand voltage in the forward direction becomes smaller than the withstand voltage V w in the other period from the time t = t 0 to t = t 3 (the period of T C + T F in the figure) of (B). Therefore, the overvoltage protection is performed by the gate function only during the period of T C + T F. Regarding the period T C , the gate command signal shown in FIG.
151) will be supplied, so additional protection only needs to be provided for the period T F. The overvoltage protection of the thyristor during the period other than the above period is performed by the arrester.

次に、第3図および第4図を参照して第2の実施例を説
明する。第3図はこの実施例の主要部の構成を示したブ
ロック図、第4図はその動作を説明するタイムチャート
である。第3図において第1図に示した実施例の構成と
異なる点は、ライトガイド23を介して過電圧を検出した
光信号を入力する受光回路252が、過電圧のみでなく、
過電圧を検出した入力信号の立上りの峻度、即ち、dv/d
tをも検出できるようにし、更に受光回路252は峻度を検
出した信号253を基準信号発生器262に供給する。そし
て、基準信号発生器262は信号253によって、異なる立上
りの基準信号関数263を比較器27に供給するようにした
点にある。即ち、基準信号発生器262は、第4図に図示
するごとく、受光回路252が検出した峻度(dv/dt)の検
出信号253に応じて、dv/dtがdv1/dtのときは基準信号関
数の立上りgをg1、dv/dtがdv2/dtのときはgをg2、dv/
dtがdv3/dtのときはgをg3(ここでdv1/dt<dv2/dt<dv
3/dt)にそれぞれ基準信号関数263の立上りgを決定
し、基準信号関数263を比較器27に供給する。一方、サ
イリスタバルブの通電後の順方向の耐電圧は、一般に立
上り峻度(dv/dt)の影響を受け、峻度dv/dtが高い程、
耐電圧は低いものである。従って本実施例によれば、基
準信号発生器262は峻度(dv/dt)をも加味した立上りを
もった基準信号関数263を比較器27に供給し、比較器27
は、基準信号関数263と過電圧検出信号251とを比較して
ゲート指令信号152とするので、より高い精度でサイリ
スタ変換器の過電圧に対する保護が行なえることとな
る。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the main part of this embodiment, and FIG. 4 is a time chart for explaining its operation. 3 is different from the configuration of the embodiment shown in FIG. 1 in that the light receiving circuit 252 for inputting the optical signal detecting the overvoltage through the light guide 23 receives not only the overvoltage,
The steepness of the rising edge of the input signal that detected the overvoltage, that is, dv / d
Also, t can be detected, and the light receiving circuit 252 supplies the signal 253 whose steepness is detected to the reference signal generator 262. Then, the reference signal generator 262 is adapted to supply the reference signal function 263 of different rising edge to the comparator 27 according to the signal 253. That is, the reference signal generator 262, as shown in FIG. 4, responds to the detection signal 253 of the steepness (dv / dt) detected by the light receiving circuit 252 when the dv / dt is dv 1 / dt. When the rising edge of the signal function is g 1 , and when dv / dt is dv 2 / dt, g is g 2 , dv / dt
When dt is dv 3 / dt, g is g 3 (where dv 1 / dt <dv 2 / dt <dv
3 / dt), the rising edge g of the reference signal function 263 is determined, and the reference signal function 263 is supplied to the comparator 27. On the other hand, the forward withstand voltage of the thyristor valve after energization is generally affected by the rising steepness (dv / dt).
Withstand voltage is low. Therefore, according to the present embodiment, the reference signal generator 262 supplies the reference signal function 263 having a rising edge in which the steepness (dv / dt) is also added to the comparator 27,
Since the reference signal function 263 and the overvoltage detection signal 251 are compared and used as the gate command signal 152, the thyristor converter can be protected against overvoltage with higher accuracy.

なお、上記第1及び第2の実施例の説明では、フローテ
ィング、及び順、逆変換の運転モードについて説明した
が、本実施例の過電圧保護はそれに限られることなく、
運転中の電流断続直後、又は、バイパスペアの通電直後
に生じる同様な現象についても適用できるものであるこ
とは勿論である。また、上記実施例では、基準信号発生
器、受光回路を含めた過電圧検出回路及び比較器をサイ
リスタバルブを単位として設け、しかも受光回路系を含
めて大地レベルで処理するようにしているが、同様の過
電圧検出や信号処理を行なう手段を各サイリスタを単位
として設けることにより、各サイリスタ単位について検
出や処理を行なうようにすることができ、上記実施例と
同様の効果を実現できるものである。
In the description of the first and second embodiments, the floating, forward, and reverse conversion operation modes have been described, but the overvoltage protection of the present embodiment is not limited thereto.
It goes without saying that the same phenomenon that occurs immediately after the current is interrupted during operation or immediately after the bypass pair is energized can also be applied. Further, in the above embodiment, the reference voltage generator, the overvoltage detection circuit including the light receiving circuit and the comparator are provided in units of the thyristor valve, and the light receiving circuit system is also included to perform processing at the ground level. By providing the means for performing the overvoltage detection and the signal processing of each thyristor as a unit, the detection and the processing can be performed for each thyristor unit, and the same effect as the above embodiment can be realized.

更に、上記実施例の説明では基準信号発生器が出力する
基準信号関数の定常値Vを、アレスタの保護レベルと
同等又はそれ以上に設定するとして説明したが、下記の
如く設定することにより保護機能の範囲を最適に変化さ
せることができる。即ち、基準信号発生器の定常出力V
をアレスタの保護レベルより大きくしたときは、定常
時の保護をアレスタにより、又、基準信号発生器の定常
出力Vをアレスタの保護レベルと同等としたときは、
定常時の保護をアレスタ又は本発明のゲートによる過電
圧保護により、更に、基準信号発生器の定常出力V
アレスタの保護レベルより小としたときは、定常時の保
護を本発明のゲートによる過電圧保護とすることができ
る。
Further, in the description of the above embodiment, the steady value V p of the reference signal function output by the reference signal generator is set to be equal to or higher than the protection level of the arrester, but the protection is set by the following. The range of functions can be changed optimally. That is, the steady output V of the reference signal generator
When p is made larger than the protection level of the arrester, the protection in the steady state is made by the arrester, and when the steady output V p of the reference signal generator is made equal to the protection level of the arrester,
When the steady state protection is overvoltage protection by the arrester or the gate of the present invention, and when the steady output V p of the reference signal generator is smaller than the protection level of the arrester, the steady state protection is overvoltage by the gate of the present invention. Can be protected.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の如く本発明では、通電直後のサイリスタバルブの
順方向の耐電圧が低くなること及び、時間的に変化する
ことに着目し、耐電圧回復特性に関連した関数出力と、
侵入する過電圧の検出信号とを比較して、過電圧検出信
号が関数出力より大の場合にはサイリスタのゲート点弧
機能を利用して一斉にサイリスタを点弧させ、過電圧に
よるサイリスタの破壊を保護するので、サイリスタバル
ブの通電直後に加えるサージ電圧に対しても確実に過電
圧保護を行なうことのできるサイリスタ変換器を提供す
ることができる。
As described above, in the present invention, focusing on the fact that the forward withstand voltage of the thyristor valve immediately after energization becomes low and that it changes with time, the function output related to the withstand voltage recovery characteristic,
If the overvoltage detection signal is larger than the function output, the thyristor gate firing function is used to simultaneously fire the thyristors to protect the thyristor from destruction due to overvoltage. Therefore, it is possible to provide a thyristor converter capable of reliably performing overvoltage protection against a surge voltage applied immediately after energization of the thyristor valve.

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

第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す回路図、第
2図は同実施例の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第3図は本発明の第2の実施例の構成を示すブロッ
ク図、第4図はその動作を説明するためのタイムチャー
ト、第5図は従来装置の構成を示す回路図、第6図は従
来装置の動作を説明するためのタイムチャート、第7図
は同じく従来装置の動作を説明するためのタイムチャー
トである。 1,11…サイリスタ、2…リアクトル、3…スナバ回路、
4…直流分圧抵抗、5…アレスタ、6,21,71,72…発光素
子、23,61,81,82…ライトガイド、12,24,91,92…受光素
子、14…ゲート信号増幅器、15…ゲート信号発生回路、
25,101,102…受光回路、26…基準信号発生回路、27…比
較器。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the same embodiment, and FIG. 3 is a configuration of the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a time chart for explaining the operation, FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional device, FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the conventional device, and FIG. The figure is also a time chart for explaining the operation of the conventional apparatus. 1, 11 ... Thyristor, 2 ... Reactor, 3 ... Snubber circuit,
4 ... DC voltage dividing resistance, 5 ... arrester, 6,21,71,72 ... light emitting element, 23,61,81,82 ... light guide, 12,24,91,92 ... light receiving element, 14 ... gate signal amplifier, 15 ... Gate signal generation circuit,
25, 101, 102 ... Light receiving circuit, 26 ... Reference signal generating circuit, 27 ... Comparator.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】サイリスタの通電完了直後にサイリスタ変
換器の順方向耐電圧の回復特性に関連した基準信号関数
を発生する基準信号発生手段と、前記サイリスタ変換器
のアームの過電圧を検出する過電圧検出手段と、前記基
準信号関数と前記過電圧検出手段の出力とを比較する比
較手段とを備え、前記過電圧検出手段の出力が前記基準
信号関数より大きいとき前記サイリスタ変換器のアーム
を点弧させるようにしたことを特徴とするサイリスタ変
換器の過電圧保護装置。
1. A reference signal generating means for generating a reference signal function related to a recovery characteristic of a forward withstand voltage of a thyristor converter immediately after energization of the thyristor, and an overvoltage detection for detecting an overvoltage of an arm of the thyristor converter. Means, and comparing means for comparing the reference signal function with the output of the overvoltage detection means, so as to fire the arm of the thyristor converter when the output of the overvoltage detection means is greater than the reference signal function. An overvoltage protection device for a thyristor converter characterized by the above.
【請求項2】前記過電圧検出手段は、被検出信号の立上
り峻度を判定する峻度判定手段を備え、前記基準信号発
生手段は前記峻度判定手段の判定結果に応じて基準信号
関数の出力波形を変化させるような手段であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のサイリスタ変換器
の過電圧保護装置。
2. The overvoltage detecting means includes steepness determining means for determining a rising steepness of a detected signal, and the reference signal generating means outputs a reference signal function in accordance with a determination result of the steepness determining means. The overvoltage protection device for a thyristor converter according to claim 1, characterized in that it is a means for changing the waveform.
JP3994886A 1986-02-25 1986-02-25 Overvoltage protection device for thyristor converter Expired - Lifetime JPH0697833B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3994886A JPH0697833B2 (en) 1986-02-25 1986-02-25 Overvoltage protection device for thyristor converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3994886A JPH0697833B2 (en) 1986-02-25 1986-02-25 Overvoltage protection device for thyristor converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62201057A JPS62201057A (en) 1987-09-04
JPH0697833B2 true JPH0697833B2 (en) 1994-11-30

Family

ID=12567180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3994886A Expired - Lifetime JPH0697833B2 (en) 1986-02-25 1986-02-25 Overvoltage protection device for thyristor converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0697833B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62201057A (en) 1987-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0701313B1 (en) Circuit breaker and voltage clamp circuit
US4536816A (en) Thyristor apparatus employing light-triggered thyristors
EP0458511B1 (en) Thyristor protection method and apparatus
GB2197550A (en) Inverter device and an overcurrent protection for it
CA2129923C (en) Protection system for thyristor valve
JPS644376B2 (en)
US5115387A (en) Circuitry and method of protecting thyristors
JPS62138055A (en) Protective device for thyristor converter
JPH0697833B2 (en) Overvoltage protection device for thyristor converter
US6219214B1 (en) Switching circuit protection apparatus and method
JP2709208B2 (en) Optical thyristor voltage detector
EP0162944B1 (en) Thyristor converter control apparatus
JPH0488826A (en) Protective device for thyristor converter
CA2042546C (en) Thyristor converter protection method and apparatus
JP2725950B2 (en) Optical thyristor valve protection device
JPH02276419A (en) Vbo free thyristor conversion device
JPH0417562A (en) Method of protecting thyristor converter
JPH0283604A (en) Static type reactive power compensator
JPH1094242A (en) Method for protecting semiconductor element from wrong ignition
JP2911118B2 (en) Thyristor valve
JP3102558B2 (en) Thyristor valve
JPH04322157A (en) Thyristor converter
JPH0389843A (en) Converter
JPH0732586B2 (en) Thyristor protector
JPH0847242A (en) Fault detector of voltage-type self-excited converter